《网络和多媒体》读书笔记

 

多媒体通信中的关键技术：

1、  语音和视频的编解码技术。

 音频主要：抽样，量化，编码，其中量化包括有：均匀量化，非均匀量化，自适应量化三种。编码主要有：

1、差分脉码调制（DPCM）。

2、自适应差分脉码调制(ADPCM)，G.711规定了A律和U率。占用64Kbit/s. G.721规定了32Kbit/s。G.723建议编码的速率扩充到40Kbit/s和24Kbit/s。G.726编码为16Kbit/s.这种编码方式不对信号频带做任何分割。也称为整带时域编码。

3、子带编码（SBC），对输入信号分割成几个不同的频带分量，然后对各个频带分量进行编码。例如G.72.

4、变换域编码。也是一种频域编码。

VOIP概要：IP电话的核心是语音压缩，传统电话是32或者64Kbit/s，而IP电话是CS-ACELP，8Kbit/s。 一般来说，时延不能超过250ms。主要的话音压缩标准就是G.729和G.723/G.723.1。

回音消除技术：使用扬声器和耳麦时候，本地扬声器的声音又被耳麦吸收，出现回声现象，主要采用回声抑制和回声抵消。

静噪抑制主要是指检测到通话过程中的大量显著的停顿，通过采用静噪抑制技术，大量的带宽节省下来用于其他话音或者数据通信。一个问题是：背景噪声问题，一个是前后沿剪切的问题。

处理流程：首先是把模拟信号变成数字信号，声卡对语音信号8bit或者16bit量化，然后送入缓冲器，首先是抵比特编码器对语音块（也称为帧）编码。一般是把几个语音块变成一个语音包。然后高比特的编码器把语音包再按顺序编码，然后压缩送入网络处理器。对方收到以后，解码器把该包还原称语音数据流送入解码缓冲器，最后，缓冲器把语音样点送入声卡，通过扬声器按预定频率播出。

语音编码：一般IP/UDP头要耗去7Kbit/s左右的带宽，如果压缩，可以降低为2-3Kbit/s。

有差分脉冲编码（DPPCM）：直接存储前一次的输入采样值，然后用模拟减法器获得差值，经量化编码送出。这是差分编码的基本思想。

自适应差分脉冲编码（ADPCM）：根据话音波形的时间相关性确定预测系数，使差分信号的方差最小。

    编码标准：G.711  我国主要采用A律的G.711语音编码

              G.721

              G.722

              G.723/G.723.1采用5.3/6.3kbit/s双速率语音编码，但是处理时延比较大。

              G.724

              G.726

              G.727

              G.729．G.729语音压缩标准，采用8Kbit/s，可是话音质量和G.724 (32Kbit/s  ADPCM)差不多。G.729的算法称为CS-ACELP(Conjugate Structured-Algebraic Code Excited linerar Predictive 对生结构代数码激线形预测)。CS-ACELP主要在标准PCM采样的基础上，每10ms生成一个10字节长的话音帧。

 

 G系列建议为IP电话使用的语音编码标准。语音编码的基本指标有：比特率，时延，复杂度和语音质量。

 T系列为IP网中使用的传真协议。

ITU-T：国际标准化组织及标准的发展

     H.323  （基于分组的多媒体通信协议）

     H.225 （呼叫信令协议和媒体分组化，用于建立连接）：包括RAS协议和Q。931协议。RAS协议负责设备之间的管理功能。1、设备的管理，包括设备的搜索，登录和注销。 2、呼叫的管理，包括接入控制序列，拆线序列和地址解析序列 3、资源的管理，包括信息序列查询，资源可用性汇报序列，带宽申请序列和处理进展序列等流程。三种管理都有不同的消息。网关和网守事先设定共享的初始密钥。Q。931消息主要用于呼叫的建立，释放等控制信息。只是使用了该协议中的部分消息，对其进行了扩展，其中用于管理和维护的消息在IP电话中并没有使用。

H.248(MG和MGC通信协议)

H.235 （终端的安全和保密）

 H.245 （多媒体控制协议） H协议族中关于媒体信道建立，维护，释放的应用层协议。H。245信道有4种状态，

独立的H.245信道，

在H.2250信道中隧道传输，

无H.245信道，

独立的H.245信道通过网守迂回进行通信。

通信能力交换过程（CESE（Capability Exchange Signalling Entity））分为呼入和呼出。

             H.248：基本思想和MGCP很像。　H．248协议是 2000年由 ITU-T第 16工作组提出的媒体网关控制协议，它是在早期MGCP协议基础上改进而成。H.248／ MeGaCo协议是用于连接MGC与MG的网关控制协议，应用于媒体网关与软交换之间及软交换与             H．248／ MeGaCo终端之间，是软交换应支持的重要协议。H.248协议定义的连接模型包括终端(termination)和上下文(context)两个主要概念。终端是 MG中的逻辑实体，能发送和接收一种或多种媒体，在任何时候，一个终端属于且只能属于一个上下文，可以表示时隙、模拟线和RTP(real time protocol)流等。终端类型主要有半永久性终端(TDM信道或模拟线等)和临时性终端(如RTP流，用于承载语音、数据和视频信号或各种混合信号)。用属性、事件、信号、统计表示终端特性，为了解决屏蔽终端多样性问题，在协议中引入了包(package)概念，将终端的各种特性参数组合成包。一个上下文是一些终端间的联系，它描述终端之间的拓扑关系及媒体混合／交换的参数。朗讯公司(Lucent)在MGCP协议中首次提出             context概念，使协议具有更好的灵活性和可扩展性，H.248／MeGaCo协议延用了这个概念，它可用 Add命令创建，用Subtract或 Move命令删除。

H.332 （松弛耦合会议扩展，用于大型会议）

H.450 （补充业务的通用功能）已经有了H.450.1----H.450.12.

IETF：Internet工程任务组

   SIP,

SDP,

RTP,

RTSP(实时流协议 RFC2326)

SCTP（ 流控制传输协议 RFC 2960）

PINT （PSTN Internet Interworking ）和SIP基本相同，主要内容也是定义SIP协议在PSTN和IP网络间互通时的作用和工作模式。

MGCP：因为有各种网关（例如干线网关，用户网关，接入网关，ATM网关），所以希望有媒体处理和呼叫控制分开，所以诞生了网关控制协议。，

 

注意：IP网关必须要有与电路交换网连接的标准接口，如数字中继接口，还要支持电路交换网的信令。网关就有模拟语音网关和数字语音网关。

DTMF信号Dual Tone Multi-Frequency, There is no baseband multiplexing done on DTMF signals。

RAS（Registration 注册Admission许可 Status状态）信息：网关和网守之间的信息。 网关通过电路交换网向用户送提示音。

两个网关之间采用Q.931消息进行协商建立话路。在用户拿起话机正式通话前，网关还要采用H.245协议建立逻辑通道，在逻辑通道上传送语音分组。

Radius协议，每个Radius包都有一个固定长度的包头，包括Code （主要描述包类型，主要有8种，例如1-AccessRequest2-AccessAccept3-AccessReject等）,1个字节，标示符IDentifier，一个字节，消息长度Length，2个字节。一个消息认证字段Authentication（消息包采用MD5算法，以该字段和共享密钥为主体进行加密运算，确保用户信息安全），16个字节。接着为三元组形式的消息内容。三元组包括数据属性类型Type(1个字节，一般是标准的63种)，长度Length（1个字节），和消息体Value（通常是Integer，Timer，Address，String），但是，如果Type是26（Vendor-Specific）的话，内容就是厂家自己定义。很多对标准的扩展就是通过这种方式。VOIP对Radius协议进行了扩展，就是采用这种方式在Value域增加了很多三元组。

CTI: 计算机电话集成。

 IVR: 交互式语音应答。

计算机语音集成系统有三种流行的接口：

1、  微软公司的语音应用程序接口 TAPI.

2、  Novel和AT&T公司的TSAPI。

3、  SUN公司的JAVA语音接口。JTAPI.

IP系统由终端，网关，网守，网管，计费等组成。

网守：整个系统得服务平台。提供拨号方案，安全管理，账务管理

 

视频编解码：主要是H.261, H.263（可视电话），JPEG（静态图像），MPEG-1（5Mbit/s），MPEG-2（几兆到几十兆码率）， MPEG-4（低于64Kbit/s）

2、  网络通信技术。

ISDN：接入网络称为V.5接口。

ATM: 分为物理层，ATM层，ATM适配层，控制层。

xDSL:对称HDSL,SDSL，MVL，IDSL 非对称 ADSL,，VDSL，ADSL能根据距离的远近提供不同的传输速度。主要有CAP和DMT（用的多）两种方式。

Cable Modem ,采用有线电视线来上网。

LMDS: 宽带无线接入方式。

对于TAPI的介绍：