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视频技术的发展趋势 (2)

我爱方案网| 视频技术,发展趋势| 2010-11-14
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  1.ADSL是目前最令人注目的宽带接入技术,ADSL业务能力可提供的传输通道为非对称高速传输通道,ADSL可提供6~8Mbit/s的下行数据流,上行通信速率可以达到640kbit/s,同时可进行PSTN上的模拟话音通信。由于宽带多媒体业务的发展有一个过程,从近期的主要业务需求看,1.5Mbit/s的传输速率已可满足,因此ADSL是目前宽带接入的首选技术。

  2.光纤到小区结合楼内综合布线。随着驻地网的开放,目前很多新的电信运营商都将此方案作为进入电信领域的首选。通过重新铺设五类线,用户可以获得10M甚至100M的接入带宽,可以充分支持多媒体业务。该技术的缺点是将传统的计算机网技术应用于工作环境参差不齐的小区和楼宇,运行维护具有一定的难度,而且覆盖范围比较小。

  3.VDSL是一种传输距离很短的铜线技术,最大下行速率为51~55Mbit/s ,距离不超过300米,上行为1.6Mbit/s以上。实际使用时常常提供对称10Mbit/s接入速度,覆盖范围可以达到1公里左右。该技术很可能成为替代LAN接入的最好的方式。

  4.APON代表了面向21世纪的宽带接入技术的最新发展方向。从长远看,可满足丰富多彩的多媒体业务日益增长的需要,是一种结合ATM多业务、支持多比特率和透明宽带传送能力的较理想的长远解决方案。


  无线通信近几年的发展使移动多媒体变得越来越现实,无线通信宽带化发展的主流技术有以下几项。

  1.在移动通信中,GPRS已经在实际中得到应用,在欧洲3G牌照也已经被竞拍。而多媒体(2Mbit/s)和超多媒体业务( 10Mbit/s )的迅速增长,还带动了4G系统的研发。4G移动通信系统的关键技术有抗干扰性强的宽带接入技术、高性能小型化、低成本的自适应阵列天线以及软件无线电等。使用这种系统,用户的数据传输速率在准静止情况下可达20Mbit/s ,在高速移动下达2Mbit/s 。

  2.宽带无线ATM网正在发展。将ATM应用于无线环境的技术即无线ATM,这是一种宽带无线网络,目前已有欧盟ACTS计划支持的Magic WAND、AWACS、SAMBA和MEDIAN系统,其无线载频为5GHz、19GHz、40GHz和60GHz,可提供相应的20Mbit/s、34Mbit/s 、155Mbit/s传输码率,以满足多媒体业务和高速Internet接入的需求。

  3.LMDS(本地多点分配业务)将有迅猛发展,其载频达28GHz,可提供高达155Mbit/s的码率,能提供话音、视频、高速数据业务。LMDS可提供大量新兴宽带业务,如高速Internet接入,实时多媒体文件传输、交互式视频,即时点播、电视会议、远程医疗、远程教学、远程工作等等。

  与传统的窄带通信相比,视频应用对通信网络有着更高的要求,尤其是在数据网络越来越多的采用IP技术的时候,如何保证满足视频应用的QoS要求是非常关键的。

  传统电信网络的建立是先有业务后有网络,因此有QoS保证,而IP网络的建立具有不同的思路,网络在构造时就是为了开展多种业务。很多业务都可以在IP网络上实现,但是每增加一种业务,都要占用一定的网络带宽资源,虽然网络的传输能力在增强,但还是不可能满足大量业务的要求,网络必然出现拥塞。为了提高网络的服务质量,必须对带宽进行有效管理。QoS就是针对这一种管理策略的协议,QoS本身并不增加带宽,只是对带宽进行有效的管理。现在的QoS主要分为二种。

★资源预留管理(集成业务)

  根据申请QoS请求进行资源分配,根据带宽资源进行管理。RSVP提供了这一种管理机制。

★优先级管理(区分业务)

  对网络流量进行分类,根据带宽资源管理策略的准则进行资源分配。为了保证QoS,对于要求高的业务给与更高的优先级。QoS的协议和算法不是相互排斥和竞争的,它们是相互补充的,它们的制定就是为了用于不同的网络环境。

  基于网络的解决方法虽然在技术上简单有效,但是在实际工作时相当困难,因为视频业务是端到端的服务,要求通过网络来支持QoS业务,但是要网络上的节点都支持QoS通常是不可能的,所以基于终端的QoS策略是一个可行的方法,因为不需要重新配置网络。对于IP分组网中的实时多媒体业务在网络中传输时,由于在每一个网络节点中都要进行路由选择,而且传输包要进行排队会导致包传输的时延,而且延时超过一定时间后,就会采用丢包处理。这些都会对视频处理的质量造成影响。因此视频编码的策略主要是针对这种影响而制订的。基于终端的方法主要有两类:拥塞控制,差错控制。

  因为TCP重传造成的时延对于实时业务质量的影响是不能承受的,通常采用UDP包来传输实时业务。但是UDP包没有提供拥塞控制和质量保证的机制。所以需要在UDP的上层加上拥塞控制的机制。这个过程主要是通过调整视频编码的速率,使得其适应网络的带宽,因为网络的带宽是时变的,并非固定,而且是一个未知量,所以不能直接设定一个编码速率来适应网络状态,只能实时调节。通常采用两个方法:一是窗口法,通过逐渐增大传送的码率,当发现网络上出现了包的碰撞,也就是检测到了丢包时,再减小发送的码率;另外是基于速率的方法,先估计网络的带宽资源,再调整编码的目标速率来适应网络的状态。基于窗口的解决方案会引入类似TCP的重传,所以经常采用基于速率的解决方案。

  特别是在Internet中,因为网络的拥塞会导致丢包,包丢失会导致图像的主观质量下降,需要改善图像质量的容错技术。对于某些数据业务而言,包丢失是不可允许,但是延时是可以的。当包出现了错误后,可以采用两种方法:传统的FEC或包的重传。对于实时的视频业务而言,视频质量的降级是可以的,但是时延必须有限制。对于视频通信的这种特征引入了很多新的机制,这些机制可以分为四类:FEC,重传,纠错,掩错。其中掩错只在收端完成。其它都需要在收端和发端同时工作才能完成。

四、多媒体运营系统

  除了视频应用本身所涉及的技术以外,未来多媒体服务开展的关键是建立一套完整的运营体系。以传统的语音业务为例,只是一个电话业务就已经需要大量的配套系统。除了交换系统、传输系统、线路资源系统外,电话系统还需要计费系统、帐务系统、运行维护系统、客户服务系统、营收系统等等。这些被认为是辅助的系统却是电信运营商的生存命脉。多媒体业务系统何时能够全面启动与其相应的运营系统,和其具体的经营模式是密切相关的。未来的多媒体业务系统必然是一个综合的业务平台,我们通过一个业务模型来简要介绍综合平台的概念。

  多媒体业务(宽带业务)开展体系结构,整个业务体系可以分为四级结构:网络层、业务服务中心、业务支撑平台、用户终端。用户终端目前主要是指个人计算机和机顶盒等设备;业务服务中心和业务支撑平台构成了多媒体应用的大平台,相对宽带网络而言,是目前急需设计开发的关键部分。最终整个业务体系体现了宽带ISP与宽带ICP有机的结合。

业务服务中心和业务支撑平台包含三个关键的部分:

■ 分布式的BISP(宽带综合业务平台)

  ■ 宽带数据中心(BDC)
  ■ 宽带资源管理中心(BRMC)
  BISP包含用户管理、计费管理、资源管理、业务受理系统等单元。目的是结合网络和业务实现商用宽带应用。BISP需要具有良好的开放性,能够支持不同ICP的各种多媒体应用。

  宽带数据中心是多媒体业务发展的必然产物。BDC是宽带ICP数据存储和配送中心,目前可以预见的存储内容或提供的服务包括:社区的网站或数据中心、因特网缓冲数据配送、VOD/AOD节目配送中心、基于IP网络的会议电视中央控制器、电子图书馆以及远程教育中心。

  宽带资源管理中心是网络资源的调度中心,随着宽带网络的发展网络资源(带宽)的可管理性将越来越强。BRMC可以调配的资源包括网络带宽、服务器资源、VPN等等,同时实现BDC之间的资源管理。BRMC还将包括分层、分权的网管体系,以支持宽带网络和宽带业务持久的发展。

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