多媒体通信技术及发展趋势

摘要：多媒体通信技术是多媒体计算机技术、电视技术和通信技术相结合的产物,同时融入了多媒体的复合性、计算机的交互性、电视的实时性以及通信的分布性。如今,随着信息时代的飞速发展和高新技术的不断涌现,多媒体通信已成为一种基本的通信方式。

关键词：多媒体；通信技术；发展趋势；三网融合 ；ATM技术

中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：

Abstract: Multimedia communication is the product that combined by the computer multimedia technology, television technology and communication technology, At the same time into the multimedia’s plyability, the computer’s interactivity, the television real-time and the distribution of communication. Now with the rapid development of information age and the innovative and high technology keep appearing, multimedia communication has become a basic way to communication.

Key words: multimedia; communication technology; development trend; triple play; ATM technology

引言

多媒体通信是近些年来迅速发展起来的一门新兴的交叉性技术学科，它涉及通信、计算机和多媒体技术等领域，是多媒体计算机技术、电视技术和通信技术相结合的产物,同时融入了多媒体的复合性、计算机的交互性、电视的实时性以及通信的分布性。目前多媒体通信已成为一种基本的通信方式，并且成为世界上发展最快和最富有活力的高新技术之一[1]。多媒体通信的广泛用应可以极大地提高人们的工作效率，减轻社会的交通运输负担，对人们传统的教育和娱乐方式产生革命性的影响。

1 多媒体通信及多媒体网络

多媒体通信(multimedia communication)是多媒体技术与通信技术的有机结合，突破了计算机、通信、电视、等传统产业间相对独立发展的界限，是计算机、通信和电视领域的一次革命。他在计算机的控制下，对动画、音频、视频、图片等多媒体信息进行采集、处理、表示、存储和传输。多媒体通信系统的出现大大缩短了计算机、通信、和电视之间的距离，将计算机的交互性、通信的分布性和电视的真实性完美地结合在一起，向人们提供全新的信息服务。

多媒体网络指以多媒体技术和网络技术为基础,既包括文本,图形,声音,图象,动画等,也包括把这些媒体结合在一起的超媒体技术。多媒体网络为多媒体通信提供一个网络传输环境，包括网络带宽、信息交换方式、高层协议等，其表现形式为电话网、交换网等[2]。

2 多媒体通信的性能需求

2.1吞吐量需求：

网络吞吐量是指有效的网络带宽，通常定义为物理链路传输速率减去各种传输开销(物理传输开销、网络冲突、拥塞和差错等开销)。影响吞吐量的因素：网络故障、网络拥塞、瓶颈、缓冲区容量和流量控制等。多媒体通信要求高传输带宽、大缓冲容量。

2.2可靠性需求

网络差错主要由位出错、分组丢失和乱序等原因引起的。 多媒体应用允许网络传输中存在一定的错误－>人类感知能力的限制[3]。

2.3延迟需求

端到端延迟是指发送端发送一个分组到接收端正确地接收该分组所经历的时间。主要包括：(1)传播延迟：传输一个二进制位，为常数；(2)传输延迟：传输一个数据块，与网络传输速率和中间节点处理延迟有关；(3)网络延迟：传播延迟和传输延迟之和；(4)接口延迟：发送端从开始准备发送数据块到实际利用网络发送需要的时间。延迟抖动：在一条连接上分组延迟的最大变化量，即端到端延迟的最大值和最小值之差。视频比音频的可靠性需求要高一些。

2.4多点通信需求 通信种类： (1)点到点通信

(2)多播通信(组播)：把相同的数据传送给其它相关站点； (3)广播通信：把相同的数据传送给其它所有站点。

2.5同步需求多媒体通信的同步有两种：

(1)流内同步：保持单个媒体流内部的时间关系，以满足感官上的需求；否则，音频断续，视频不连续(2)流间同步：不同媒体（音、视频）间的同步。需要在目的地对这些媒体流进行同步[4]。

3 多媒体通信技术发展趋势

3.1电信网、广播电视网、互联网三网合一

三网融合需要的是“高速公路”，运营商已经在快马加鞭建设。从三网融合的角度看来，宽带提速将进一步加速三网融合双向业务进入。宽带中国战略在国家层面得到提升和支持，将打响三网融合一路通关的头响炮。同时，各城市也纷纷实施宽带提速、光纤入户工程，有了网络带宽支持，浮沉近十年的三网融合有望结束跌跌撞撞前行的历史。

3.2光纤入户宽带提速

加速提升宽带端口利用率，加快光纤入户改造，超前建设全光网络；加快现有宽带升级改造工程，解决带宽问题，尽快实现宽带网络结构优化。光纤入户工程是一个庞大而系统的工程，从电信网络到小区、小区网络到家庭网络、家庭线路到应用终端，三者缺一不可。光网时代的来临，不仅仅是光纤接入所带来的上网速度的提升，更为重要的是在基于光纤网络上的各种信息应用。在实现全面的光纤入户改造之后，普通家庭不仅能凭借高带宽流畅地观看在线高清影视、体验互动电视业务，甚至还可以实现小区WIFI无线上网，水电气等费用的网上支付，甚至家庭医疗预订，小区周边商家预订等应用。另外，时下备受关注的物联网应用，也将逐步实现。有了光纤网络带来的带宽保障，用户在家里可以安装“视频看家”家庭安全监控系统，相当于在家里安装了一台“直播摄像机”，无论用户在哪里，只要能连上网络，“视频看家”就能通过高速的光纤宽带将家里发生的所有事情实时直播在用户手机上面，而且“直播”质量很高，不会卡更不会中断。”另外用户还能够通过高速的光纤宽带和配套的家庭网关等设备，实现对冰箱、空调、洗衣机、电视机等家用电器的遥控指挥，客户可以随时随地遥控指挥家里的各种家用电器自动工作。”

3.3无线多媒体通信网成为最主流的通信网络技术

LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。LTE采用由NodeB构成的单层结构，这种结构有利于简化网络和减小延迟，实现了低时延，低复杂度和低成本的要求。与传统的3GPP接入网相比，LTE减少了RNC节点。名义上LTE是对3G的演进，但事实上它对3GPP的整个体系架构作了革命性的变革，逐步趋近于典型的IP宽带网结构[5]。

目前，移动无线技术的演进路径主要有三条：一是WCDMA和TD-SCDMA，均从HSDPA演进至HSDPA+，进而到LTE；二是CDMA2000沿着EV-DO Rev.0/Rev.A/Rev.B，最终到UMB；三是802.16m的WiMAX路线。这其中LTE拥有最多的支持者，WiMAX次之。

3GPP从“系统性能要求”、“网络的部署场景”、“网络架构”、“业务支持能力”等方面对LTE进行了详细的描述。

(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。

(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3--4倍于R6HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6HSU-PA2--3倍。

(3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。

(4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。

(5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。

(6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan

(7)增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。

(8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作[6]。

与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。

4 结语

TD-LTE有望走向全球，并在全球4G通信市场占据30%的份额。TD-LTE产业的全球发展前景广阔。首先，4G移动通信的产业动力强大。需求方面，全球移动互联网数据流量爆发催生更高带宽的4G移动网络[7]；产业方面，已经明确LTE是未来4G技术的主流标准，其次，作为LTE标准的一个分支，TD-LTE已经得到了业界的广泛支持，尤其是中国政府和中国移动的积极推动。尽管起步比另一分支FDD晚，TD-LTE凭借其在频谱资源利用上的独特优势，吸引了越来越多的运营商。全球已有6张商用网络、10家运营商明确了TD-LTE商用计划、33张TD-LTE试验网。最后，TD-LTE坚定地走与FDD融合的国际化路线，成功降低了产业利益格局的障碍因素。全球运营商对TD-LTE商用释放出明确信号，各大厂商也纷纷跟进，技术瓶颈相继突破。

参考文献：

[1] 马晓慧.LTE下行链路关键技术的研究与实现[D].西安电子科技大学,2009.

[2] 薛大澄.电信机房基础架构设计与实施[D].中山大学,2009.

[3] 孙开荣.浅谈LTE技术[J].科学时代（上半月）,2010,(9):71-72.

[4] 石清泉.基于串空间模型的3GPP LTE网络安全切换机制分析与改进[D].东南大学,2010.

[5] 李晨.协作MIMO中基于用户的分组算法研究[D].北京邮电大学,2010.

[6] 魏蔚.基于AT4wireless射频测试平台的一致性测试方法和应用[D].北京邮电大学,2009.

[7] 荆梅芳.LTE上行链路MIMO技术研究[D].西安电子科技大学,2009.