1、2本章主要內容本章主要內容8.1 多媒體網絡通信8.2 網絡交換與接入技術8.3 多媒體網絡環境 8.4 多媒體通信協議 8.5 流媒體技術38.1 多媒體網絡通信多媒體網絡通信主要解決分布式多媒體應用的信息傳輸多媒體網絡通信主要解決分布式多媒體應用的信息傳輸問題。問題。 8.1.1 多媒體數據流的基本特征 多媒體數據流的基本特征有以下幾個方面：多媒體數據流的基本特征有以下幾個方面： 1 1）比特率可變性）比特率可變性 2 2）時間依賴性）時間依賴性 3 3）信道對稱性）信道對稱性 對等式視頻會議系統中，每個與會者都參與會議討論，因此所產生的數據流通常是對稱的。對稱性信道對通信網絡的要求更高。

2、48.1.2 多媒體網絡通信的性能需求 多媒體通信對網絡環境要求較高，這種要求通過多媒體通信對網絡環境要求較高，這種要求通過傳輸速傳輸速率、吞吐量、差錯率及傳輸延遲率、吞吐量、差錯率及傳輸延遲等關鍵參數反映出來。等關鍵參數反映出來。 1、吞吐量需求 網絡吞吐量是指有效的網絡帶寬，通常定義成網絡吞吐量是指有效的網絡帶寬，通常定義成物理鏈路物理鏈路的傳輸速率減去各種傳輸開銷的傳輸速率減去各種傳輸開銷，如物理傳輸開銷以及網絡沖，如物理傳輸開銷以及網絡沖突、瓶頸、擁塞和差錯等開銷，它反映了網絡的最大極限容突、瓶頸、擁塞和差錯等開銷，它反映了網絡的最大極限容量。量。在網絡層，吞吐量可表示成單位時間內接收

3、、處理和通在網絡層，吞吐量可表示成單位時間內接收、處理和通過網絡的分組數或比特數過網絡的分組數或比特數，它是一個靜態參數，反映了網絡，它是一個靜態參數，反映了網絡負載情況。通常，人們習慣將額外開銷忽略不計，直接把網負載情況。通常，人們習慣將額外開銷忽略不計，直接把網絡傳輸速率作為吞吐量。實際上，吞吐量要小于傳輸速率。絡傳輸速率作為吞吐量。實際上，吞吐量要小于傳輸速率。5 多媒體通信的吞吐量需求與網絡傳輸速率、接收端緩沖多媒體通信的吞吐量需求與網絡傳輸速率、接收端緩沖容量以及數據流量有關。圖容量以及數據流量有關。圖8-18-1給出了不同媒體對網絡吞吐給出了不同媒體對網絡吞吐量的要求量的要求 。6

4、2、可靠性需求差錯率是多媒體網絡通信的一個重要性能指標，反映網絡差錯率是多媒體網絡通信的一個重要性能指標，反映網絡傳輸的可靠性。它可以用三種方法定義：傳輸的可靠性。它可以用三種方法定義： 位差錯率（位差錯率（BERBER）：出錯的位數與所傳輸的總位數之比；：出錯的位數與所傳輸的總位數之比；幀差錯率（幀差錯率（FERFER）：出錯的幀數與所傳輸的總幀數之比；：出錯的幀數與所傳輸的總幀數之比；分組差錯率（分組差錯率（PERPER）：出錯的分組數與所傳輸的總分組數：出錯的分組數與所傳輸的總分組數之比。之比。 在多媒體應用中，將接收到的聲像信號直接播放給人看在多媒體應用中，將接收到的聲像信號直接播放給

5、人看時，由于顯示的活動圖像和播送的聲音是在不斷更新的，網時，由于顯示的活動圖像和播送的聲音是在不斷更新的，網絡傳輸引起的差錯很快被覆蓋，因而人可以在一定程度上容絡傳輸引起的差錯很快被覆蓋，因而人可以在一定程度上容忍錯誤的發生。忍錯誤的發生。 73、延遲與抖動控制需求 延遲延遲（Delay)Delay)通常被稱為網絡延遲或端到端延遲，它是指通常被稱為網絡延遲或端到端延遲，它是指從發送端發送一個數據分組到接收端正確地接收到該分組所經從發送端發送一個數據分組到接收端正確地接收到該分組所經歷的時間歷的時間。網絡延遲等于傳播延遲、傳輸延遲和接口延遲三部。網絡延遲等于傳播延遲、傳輸延遲和接口延遲三部分之和

6、。分之和。 1 1）傳播延遲）傳播延遲：指端到端傳輸一個二進制位所需要的時間，：指端到端傳輸一個二進制位所需要的時間，它是一個常數，每它是一個常數，每200200米延遲米延遲1010-9-9秒（記為秒（記為1us/200m1us/200m）。一個）。一個網絡中的傳播延遲僅與所經過的傳輸距離有關。網絡中的傳播延遲僅與所經過的傳輸距離有關。 2 2）傳輸延遲）傳輸延遲：指端到端傳輸一個數據塊（如分組）所需要：指端到端傳輸一個數據塊（如分組）所需要的時間，該參數與網絡傳輸速率和中間結點處理延遲有關。的時間，該參數與網絡傳輸速率和中間結點處理延遲有關。 3 3）接口延遲）接口延遲：指發送端從開始準備發

7、送數據塊，到實際利：指發送端從開始準備發送數據塊，到實際利用網絡發送所需要的時間。用網絡發送所需要的時間。83、延遲與抖動控制需求 延遲抖動（延遲抖動（Delay jitterDelay jitter）是指在一條連接上分組延遲）是指在一條連接上分組延遲的最大變化量，即的最大變化量，即端到端延遲的最大值與最小值之差端到端延遲的最大值與最小值之差。 在理想情況下，端到端延遲為一個恒定值（零抖動）。在理想情況下，端到端延遲為一個恒定值（零抖動）。然而，延遲抖動總是不可避免的。然而，延遲抖動總是不可避免的。對于連續媒體流的傳輸來對于連續媒體流的傳輸來說，應將延遲抖動限制在一定的范圍內。這樣，有利于改善

8、說，應將延遲抖動限制在一定的范圍內。這樣，有利于改善所接收的音頻和視頻流的質量。所接收的音頻和視頻流的質量。 對于一個冗長的視頻流，如果接收端在回放之前進行充對于一個冗長的視頻流，如果接收端在回放之前進行充分的緩沖，則可以大大減小延遲抖動。分的緩沖，則可以大大減小延遲抖動。 94、多點通信需求 多媒體通信涉及音頻和視頻數據。在網絡多媒體應用多媒體通信涉及音頻和視頻數據。在網絡多媒體應用中有廣播中有廣播(Broadcast)(Broadcast)和多播和多播(Multicast)(Multicast)信息。因此，除信息。因此，除常規的點對點通信外，常規的點對點通信外，多媒體通信需要提供多媒體通信

9、需要提供廣播廣播和和多播多播的的支持能力支持能力。5、多點通信需求 多媒體通信的同步有兩種類型：流內同步和流間同步。多媒體通信的同步有兩種類型：流內同步和流間同步。流內同步流內同步是是保持單個媒體流內部的時間關系保持單個媒體流內部的時間關系，即按照一定，即按照一定的延遲和抖動約束傳送媒體分組流，以滿足感官上的需要。的延遲和抖動約束傳送媒體分組流，以滿足感官上的需要。流間同步流間同步是是不同媒體間的同步不同媒體間的同步。108.1.3 多媒體通信網絡 多媒體通信網絡是實現多媒體網絡通信的基本環境。目前多媒體通信網絡是實現多媒體網絡通信的基本環境。目前的通信網絡可分為四大類：的通信網絡可分為四大類

10、： 1 1）電信運營商投資建設的）電信運營商投資建設的電信網絡電信網絡，如公共電話網，如公共電話網(PSTN)(PSTN)、分組交換網、分組交換網(PSPDN)(PSPDN) 2 2）相關機構建立的）相關機構建立的計算機網絡計算機網絡，如局域網，如局域網(LAN)(LAN)、城域網、城域網(MAN)(MAN)、廣域網、廣域網(WAN)(WAN) 3 3）廣播電視部門建設的）廣播電視部門建設的電視傳播網絡電視傳播網絡，如有線電視網，如有線電視網(CATV)(CATV)、混合光纖同軸網、混合光纖同軸網(HFC)(HFC)、衛星電視網等；、衛星電視網等； 4 4）移動通信公司建設的）移動通信公司建設

11、的PLMNPLMN(Public Land Mobile (Public Land Mobile Network)Network)網，如網，如GSMGSM、3G3G等。等。111、多媒體通信網絡的組成根據網絡各部分的功能，可將通信網絡分成主干傳輸網、根據網絡各部分的功能，可將通信網絡分成主干傳輸網、交換網、接入網以及終端設備四部分。如圖交換網、接入網以及終端設備四部分。如圖8-28-2。123、交換網 支持各種業務條件下的交換，實現網絡中的任意兩個或多個用戶之間以及用戶與服務提供者之間的相互連接； 是在主干傳輸網中實現信息交換的技術集合； 根據所傳輸信號的物理介質的不同，可分為電交換和光交換技

12、術兩類； 電交換技術實現對電信號的交換傳輸，又可分為電路交換、報文交換和分組交換等。其中的分組交換又稱為數據包交換，典型的分組交換技術有IP交換、幀中繼、異步轉移模式ATM等。 132、主干傳輸網 主干傳輸網用來解決信息的長距離傳輸 ； 可以采用各種類型的傳輸介質和傳輸體系結構，如同軸電纜、微波、衛星以及光纖等 ； 光纖已經成為主干傳輸的主要物理介質，提供更高的網絡帶寬 ； 在目前的主干傳輸網中，電信網絡仍占據主導地位。 144、接入網 接入網的核心是數字化和寬帶化，四大主干網絡均提供了相關的接入傳輸技術。如： 電信網：ISDN、B-ISDN、ADSL等； 移動網：GSM、3G等； 廣播電視網

13、：HFC、CATV等； 計算機網絡：LAN接入等。 特別值得一提的是，為了解決CATV的雙向傳輸問題，近年來推出了混合光纖電纜（HFC，Hybrid Fiber Coax）技術。這種技術不僅能提供雙向傳輸，還能使用現有的連接個人用戶的電纜。155、多媒體通信方式為了提供靈活、綜合的多媒體服務能力，多媒體網絡通信為了提供靈活、綜合的多媒體服務能力，多媒體網絡通信應該具備應該具備單播、多播單播、多播和和廣播廣播等不同通信方式。等不同通信方式。 1 1）單播（）單播（UnicastUnicast）：是指點到點之間的多媒體通信，發：是指點到點之間的多媒體通信，發送終端通過與每一個組內成員分別建立點到點

14、的通信聯系，送終端通過與每一個組內成員分別建立點到點的通信聯系，達到多點通信的目的，如圖達到多點通信的目的，如圖8-48-4所示。所示。 16 2 2）多播（）多播（MulticastMulticast）：也稱為多點通信，指網絡能夠：也稱為多點通信，指網絡能夠按照發送端的要求將欲傳送的信息在適當的節點復制，并送按照發送端的要求將欲傳送的信息在適當的節點復制，并送給組內成員，達到多點通信的目的。圖給組內成員，達到多點通信的目的。圖8-58-5則是一個多播的則是一個多播的例子。例子。 3 3）廣播（）廣播（BroadcastBroadcast） ：是指網上一點向網上所有其他：是指網上一點向網上所有

15、其他點傳送信息，可用于數字電視廣播等分配型多媒體業務。點傳送信息，可用于數字電視廣播等分配型多媒體業務。178.1.4 多媒體通信網絡的服務質量 服務質量服務質量（QoSQoS，Quality of ServiceQuality of Service）主要用于描述網）主要用于描述網絡多媒體服務的質量，從而反映多媒體網絡的性能。絡多媒體服務的質量，從而反映多媒體網絡的性能。QoSQoS通常通常是用參數方式進行定義的。是用參數方式進行定義的。1、QoS參數 基本基本內容內容包括：包括：系統吞吐率、網絡傳輸穩定性、可用性、系統吞吐率、網絡傳輸穩定性、可用性、可靠性、傳輸延遲、傳輸位率、出錯率、傳輸失

16、敗率、安全可靠性、傳輸延遲、傳輸位率、出錯率、傳輸失敗率、安全性性等?；镜??；靖袷礁袷剑河桑河蓞得蛥抵祬得蛥抵到M成，參數作為類型變組成，參數作為類型變量，可在一個給定范圍內取值。量，可在一個給定范圍內取值。 例如，可以使用上述的網絡性能參數定義例如，可以使用上述的網絡性能參數定義QoSQoS，即：，即： QoS=QoS=吞吐量，差錯率，端到端延遲，延遲抖動吞吐量，差錯率，端到端延遲，延遲抖動 18幾種媒體對象所需的幾種媒體對象所需的QoSQoS見表見表8-28-2表表8-2 幾種媒體對象所需的幾種媒體對象所需的QoS參數參數 192、QoS參數體系結構 QoSQoS參數通常是一

17、個參數通常是一個層次化的層次化的體系結構體系結構，如圖，如圖8-68-6所示。在這種所示。在這種體系結構中，體系結構中，通信雙方的對等層通信雙方的對等層之間表現為一種對等協商關系，之間表現為一種對等協商關系，雙方按承諾的雙方按承諾的QoSQoS參數提供相應的參數提供相應的服務。服務。同一端的不同層之間表現同一端的不同層之間表現為一種映射關系，應用的為一種映射關系，應用的QoSQoS需求需求應當自頂向下地映射各層對應的應當自頂向下地映射各層對應的QoSQoS參數集，各層協議按其參數集，各層協議按其QoSQoS參參數提供對應的服務，共同完成對數提供對應的服務，共同完成對應用的應用的QoSQoS承諾

18、。承諾。 203、 壓縮編碼對QoS參數的影響 多媒體數據壓縮編碼的方法影響多媒體數據壓縮編碼的方法影響QoSQoS參數，尤其是視頻參數，尤其是視頻編碼。編碼。 僅采用幀內壓縮編碼（如運動僅采用幀內壓縮編碼（如運動JPEGJPEG）時，由于每幀都）時，由于每幀都獨立編碼的，可采用減低幀率獨立編碼的，可采用減低幀率( (丟幀丟幀) )來允許來允許QoSQoS變化。當吞變化。當吞吐量減小，數據率降低時，可以利用各種顯示抖動算法，吐量減小，數據率降低時，可以利用各種顯示抖動算法，通過降低視頻顯示質量而保持原幀率不變。通過降低視頻顯示質量而保持原幀率不變。 同時采用幀內和幀間壓縮的編碼（如同時采用幀內

19、和幀間壓縮的編碼（如MPEGMPEG和和H.261H.261編編碼），可以通過建立不同的優先級，發送碼），可以通過建立不同的優先級，發送MPEGMPEG視頻的視頻的I I、P P和和B B幀，達到幀，達到QoSQoS的調節。的調節。 214、 QoS服務分類多媒體網絡系統通常是按所承諾的多媒體網絡系統通常是按所承諾的QoSQoS提供相應服務的。提供相應服務的。由于網絡負載是動態變化的，可能引起由于網絡負載是動態變化的，可能引起QoSQoS的波動。網絡是的波動。網絡是否能夠履行所承諾的否能夠履行所承諾的QoSQoS主要取決于主要取決于QoSQoS類型。類型。QoSQoS服務總體服務總體上分成如下

20、三類上分成如下三類： 1 1）確定型（）確定型（DeterministicDeterministic）QoSQoS 2 2）統計型（）統計型（StatisticalStatistical）QoSQoS 3 3）盡力型（）盡力型（Best-EffortBest-Effort）QoSQoS228.2 網絡交換與接入技術 交換技術不僅可使網絡中的多個站點共享傳輸媒體，而交換技術不僅可使網絡中的多個站點共享傳輸媒體，而且完成網絡中的任意兩個或多個站點的相互連接。目前的網且完成網絡中的任意兩個或多個站點的相互連接。目前的網絡技術主要有基于電信號的電交換技術和基于光信號的光交絡技術主要有基于電信號的電交換

21、技術和基于光信號的光交換技術兩大類。換技術兩大類。8.2.1 電交換技術 電交換技術是基于電信號的網絡交換技術，主要包括電電交換技術是基于電信號的網絡交換技術，主要包括電路交換、報文交換、分組交換等三種具體交換方式。路交換、報文交換、分組交換等三種具體交換方式。231電路交換方式 電路交換（電路交換（circuit exchangingcircuit exchanging）也稱線路交換，是針對）也稱線路交換，是針對電子電子或或機電結合的交換設備機電結合的交換設備而設計交換技術，如下圖。而設計交換技術，如下圖。l兩臺計算機通過通信子網進行兩臺計算機通過通信子網進行數據傳輸之前數據傳輸之前，首先，

22、首先要在通信子網中建立一個實際的物理線路連接，要在通信子網中建立一個實際的物理線路連接，如如主機主機A A與與B B之間通過結點之間通過結點A A、B B、C C、D D形成連接；形成連接；l數據傳輸過程中數據傳輸過程中要經過要經過建立連接、數據傳輸建立連接、數據傳輸與與釋放釋放連接連接的的三個階段三個階段；242、報文交換方式 報文交換是報文交換是采用存儲轉發采用存儲轉發（store-and-forward store-and-forward exchangingexchanging）原理實現的一種交換技術，而存儲轉發是）原理實現的一種交換技術，而存儲轉發是基于智基于智能交換設備能交換設備的

23、，也就是說，的，也就是說，交換設備具有數據接收、差錯校驗、交換設備具有數據接收、差錯校驗、存儲、路選和轉發功能存儲、路選和轉發功能。 報文交換方式首先將發送端全部數據以報文的形式存儲在報文交換方式首先將發送端全部數據以報文的形式存儲在交換機中，再根據報文標題中的地址把報文轉發到接收端。交換機中，再根據報文標題中的地址把報文轉發到接收端。 缺點缺點：數據要經過存儲后才發送，無法實現雙向交互的和：數據要經過存儲后才發送，無法實現雙向交互的和實時的信息交換，其應用范圍受到了一定限制，也無法滿足寬實時的信息交換，其應用范圍受到了一定限制，也無法滿足寬帶交換的要求。帶交換的要求。253、分組交換方式、分

24、組交換方式 分組交換分組交換是采用存儲轉發（是采用存儲轉發（store-and-forward store-and-forward exchangingexchanging）原理實現的另一種更有效的交換技術）原理實現的另一種更有效的交換技術。在這種。在這種方式中，方式中，用戶數據被分成許多小包，稱為數據包或分組用戶數據被分成許多小包，稱為數據包或分組（packetspackets）。在這些數據包的前后加上一些協議信息，被作。在這些數據包的前后加上一些協議信息，被作為獨立的實體在網絡中傳輸。為獨立的實體在網絡中傳輸。 因此，又稱為又稱為數據包交換數據包交換（Packet-SwitchingPac

25、ket-Switching），簡稱），簡稱包交換包交換。 包交換方式繼承了報文交換方式線路利用率高、提供信包交換方式繼承了報文交換方式線路利用率高、提供信道和端口多路復用能力的優點，又大大縮短了系統的延遲時道和端口多路復用能力的優點，又大大縮短了系統的延遲時間、提供了快速響應能力，實現了風險分散、資源共享。間、提供了快速響應能力，實現了風險分散、資源共享。 與報文交換相比，與報文交換相比，包交換更加靈活、有效。因此，包交包交換更加靈活、有效。因此，包交換是換是InternetInternet的核心交換技術。的核心交換技術。268.2.2 光交換技術 1、光交換 所謂光交換是指對光纖傳送的光信號

26、直接進行交換。無所謂光交換是指對光纖傳送的光信號直接進行交換。無需在光纖傳輸線路和交換機之間進行光電轉換，交換過程中需在光纖傳輸線路和交換機之間進行光電轉換，交換過程中能充分發揮光信號的高速、寬帶和無電磁感應的優點，保證能充分發揮光信號的高速、寬帶和無電磁感應的優點，保證網絡的可靠性，提供靈活的信號路由。網絡的可靠性，提供靈活的信號路由。 2、光交換方式 1 1）空分光交換方式）空分光交換方式2 2）時分光交換方式）時分光交換方式 3 3）波分光交換方式）波分光交換方式 4 4）復合型光交換方式）復合型光交換方式 5 5）自由空間光交換方式）自由空間光交換方式 278.2.3 軟交換技術 軟交

27、換（軟交換（Soft switchSoft switch）是在）是在IPIP網絡上提供電信業務的技網絡上提供電信業務的技術，是基于軟件的分布式交換術，是基于軟件的分布式交換/ /控制平臺，為控制平臺，為NGNNGN提供具有實時提供具有實時性要求的業務呼叫控制和連接控制功能，是性要求的業務呼叫控制和連接控制功能，是NGNNGN呼叫與控制的呼叫與控制的核心。核心。 軟交換將呼叫控制功能與信息傳輸相分離，通過軟件實現軟交換將呼叫控制功能與信息傳輸相分離，通過軟件實現基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建基本呼叫控制功能，包括呼叫選路、管理控制、連接控制（建立立/ /拆除會話）和信令互

28、通，從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的拆除會話）和信令互通，從而實現呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，為多分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面，為多網（電信固話網、移動網、網（電信固話網、移動網、CATVCATV網、計算機網等）融合奠定了網、計算機網等）融合奠定了基礎，已經成為目前基礎，已經成為目前NGNNGN的核心技術。的核心技術。 288.2.4 接入技術簡介 接入網的作用是實現用戶終端設備與主干傳輸網之接入網的作用是實現用戶終端設備與主干傳輸網之間的連接。間的連接。 目前可用的接入技術主要有目前可用的接入技術主要有ModemModem接入、接入、

29、ISDNISDN接入、接入、DDNDDN接入、接入、ADSLADSL接入、以太網接入、接入、以太網接入、Cable ModemCable Modem接入、無接入、無線接入、光纖接入、電力線接入等。線接入、光纖接入、電力線接入等。 其中，基于其中，基于LANLAN的以太網接入技術、基于電話網的的以太網接入技術、基于電話網的ADSLADSL接入技術、基于交互式電視網的接入技術、基于交互式電視網的Cable ModemCable Modem技術以技術以及光纖接人技術均屬于寬帶有線接入。及光纖接人技術均屬于寬帶有線接入。 298.3 多媒體網絡環境8.3.1 局域網絡 局域網環境局域網環境可分為共享式

30、和交換式兩種網絡類型；可分為共享式和交換式兩種網絡類型；傳輸傳輸速率一般在速率一般在100Mb/s100Mb/s以上以上；典型的有快速以太網、千兆位以；典型的有快速以太網、千兆位以太網、太網、FDDIFDDI、100VG-AnyLAN100VG-AnyLAN以及以及ATMATM網絡等。網絡等。 共享式網絡共享式網絡中，各結點共享一段有沖突的介質，并采用中，各結點共享一段有沖突的介質，并采用相應的介質訪問控制方法來占用介質傳送數據。任一時刻只相應的介質訪問控制方法來占用介質傳送數據。任一時刻只能有一個結點發送數據，其他結點只能處于接收狀態，并根能有一個結點發送數據，其他結點只能處于接收狀態，并根

31、據地址匹配規則確定是否接收數據。據地址匹配規則確定是否接收數據。 交換式網絡交換式網絡中，結點分成端點和中間結點兩類。端點是中，結點分成端點和中間結點兩類。端點是用戶站點，中間結點是交換機，所有端點都要通過交換機連用戶站點，中間結點是交換機，所有端點都要通過交換機連接起來，交換機為端點提供存儲轉發和路由選擇功能，使端接起來，交換機為端點提供存儲轉發和路由選擇功能，使端點間能沿著指定的路徑傳輸數據。點間能沿著指定的路徑傳輸數據。 302、快速以太網絡 快速以太（快速以太（100Base-T100Base-T）網絡是傳輸速率為）網絡是傳輸速率為100Mb/s100Mb/s的以的以太網，其標準為太網

32、，其標準為IEEE 802.3uIEEE 802.3u。該標準主要定義了物理層規范。該標準主要定義了物理層規范和新的信號收發標準，具體內容包括和新的信號收發標準，具體內容包括100Base-T4100Base-T4、100Base-100Base-TXTX和和100Base-FX100Base-FX，分別支持以下三種不同的傳輸介質。，分別支持以下三種不同的傳輸介質。 1 1）無屏蔽雙絞線（）無屏蔽雙絞線（UTPUTP）電纜系統）電纜系統 2 2）UTPUTP電纜系統電纜系統 3 3）多模光纖系統）多模光纖系統 需要特別指出的是需要特別指出的是：快速以太網絡（快速以太網絡（10Base-T10B

33、ase-T）不支持）不支持同軸電纜同軸電纜。 31快速以太網的主要拓撲規則為：快速以太網的主要拓撲規則為： l集線器與站點之間的最大集線器與站點之間的最大UTPUTP電纜長度為電纜長度為100m100m。l采用半雙工采用半雙工100Base-FX100Base-FX進行進行MACMAC到到MACMAC連接時，光纖連接時，光纖長度可達長度可達400m400m。l采用兩個二級中繼器時，中繼器之間的最大電纜長采用兩個二級中繼器時，中繼器之間的最大電纜長度為度為5m5m。l采用雙中繼器結構時，端點到端點的最大網絡電纜采用雙中繼器結構時，端點到端點的最大網絡電纜長度為長度為205m205m（100+5+

34、100100+5+100）。）。l采用單中繼器結構時，可連接采用單中繼器結構時，可連接185m185m的光纖。采用全的光纖。采用全雙工雙工100Base-FX100Base-FX進行遠距離連接時，兩臺設備之間進行遠距離連接時，兩臺設備之間的連接距離可達的連接距離可達2000m2000m。323、千兆位以太網（ Gigabit Ethernet ） 千兆位以太網是傳輸速率為千兆位以太網是傳輸速率為1000Mb/s1000Mb/s以太網技術，其標以太網技術，其標準為準為IEEE802.3zIEEE802.3z和和802.3ab802.3ab。 IEEE802.3zIEEE802.3z定義的傳輸介質

35、為光纖（定義的傳輸介質為光纖（1000Base-LX1000Base-LX單膜光單膜光纖，傳輸距離纖，傳輸距離20002000米；米；1000Base-SX1000Base-SX多膜光纖，傳輸距離多膜光纖，傳輸距離500500米），鏈路操作模式為全雙工。米），鏈路操作模式為全雙工。 IEEE802.3abIEEE802.3ab定義的傳輸介質為定義的傳輸介質為5 5類類UTPUTP電纜（電纜（1000Base-1000Base-CXCX屏蔽雙絞線，屏蔽雙絞線，1000Base-T1000Base-T非屏蔽雙絞線），傳輸距離為非屏蔽雙絞線），傳輸距離為100m100m，鏈路操作模式為半雙工。，鏈路

36、操作模式為半雙工。 千兆位以太網技術將顯著地提高網絡的可用帶寬，可應千兆位以太網技術將顯著地提高網絡的可用帶寬，可應用于任何規模的局域網中。用于任何規模的局域網中。 334、100VG-AnyLAN網絡 100VG-AnyLAN 100VG-AnyLAN也是一種也是一種傳輸速率為傳輸速率為100Mb/s100Mb/s高速高速網絡環境，其標準為網絡環境，其標準為IEEE802.12IEEE802.12。 其技術特點是：能在語音級的其技術特點是：能在語音級的UTPUTP電纜上進行電纜上進行100Mb/s100Mb/s速率傳輸，還可支持速率傳輸，還可支持IEEE802.3IEEE802.3或或802

37、.5802.5兩種不兩種不同幀格式。同幀格式。支持四對支持四對UTPUTP、兩對、兩對UTPUTP、兩對、兩對STPSTP和光纖等和光纖等四種傳輸介質四種傳輸介質。根據傳送的數據類型，鏈路操作。根據傳送的數據類型，鏈路操作可采可采用全雙工或半雙工方式用全雙工或半雙工方式。 全雙工操作用于在集線器與站點之間傳輸鏈路狀全雙工操作用于在集線器與站點之間傳輸鏈路狀態控制信息。半雙工操作用于在集線器與站點之間傳態控制信息。半雙工操作用于在集線器與站點之間傳輸數據輸數據 34 站點與Hub之間的最大電纜長度：三類UTP和一類STP為100m，五類UTP為150m。 對于三類UTP和一類STP電纜，可支持4

38、個中繼器（即Hub）行程，Hub之間的最大電纜長度為100m。 對于五類UTP，可支持3個中繼器行程，Hub之間的最大電纜長度為100m。 兩個站點之間（即端到端）的最大網絡電纜長度為500m。 采用半雙工連接時的光纖長度可達2000m。 100VG-AnyLAN100VG-AnyLAN網絡是以中央集線器為中心的星型結構。網絡是以中央集線器為中心的星型結構。主要拓樸規則如下：主要拓樸規則如下： 355、FDDI網絡 FDDIFDDI（Fiber Distributed Data InterfaceFiber Distributed Data Interface，光纖分，光纖分布式數據接口）是一

39、種以光纖為傳輸介質、傳輸速率為布式數據接口）是一種以光纖為傳輸介質、傳輸速率為100Mb/s100Mb/s的網絡技術，其內容對應的網絡技術，其內容對應IEEE802.8IEEE802.8標準。標準。 FDDIFDDI采用定時令牌協議，支持逆向雙環、層次型（集采用定時令牌協議，支持逆向雙環、層次型（集中器）、雙環中器）、雙環- -層次型三種拓撲結構，層次型三種拓撲結構， FDDIFDDI網絡的最大傳網絡的最大傳輸距離為輸距離為200km200km，可連接，可連接500500多個站點，相鄰站點間的最大多個站點，相鄰站點間的最大距離為距離為2km2km。 FDDIFDDI定義了兩種通信方式：定義了兩

40、種通信方式： 1 1）同步方式）同步方式 2 2）異步方式）異步方式368.3.2 廣域網絡 目前的廣域網環境有目前的廣域網環境有X.25X.25網絡、幀中繼網絡、網絡、幀中繼網絡、ISDNISDN網絡以及寬帶網絡以及寬帶IPIP網絡等。網絡等。1、X.25網絡 X.25X.25網絡是符合網絡是符合ITUITU的的X.25X.25協議的一種分組交換方協議的一種分組交換方式的數據通信網，由分組交換機、傳輸線路和用戶接式的數據通信網，由分組交換機、傳輸線路和用戶接入設備等組成。分組交換機是網絡的核心，分組交換入設備等組成。分組交換機是網絡的核心，分組交換機之間以全互聯方式連接?？煞譃橹修D交換機和本

41、地機之間以全互聯方式連接。可分為中轉交換機和本地交換機。交換機。37分組交換機的主要功能包括：分組交換機的主要功能包括： 1 1）為網絡的基本業務和可選業務提供支持；）為網絡的基本業務和可選業務提供支持； 2 2）提供路由選擇和流量控制；）提供路由選擇和流量控制； 3 3）實現）實現X.25X.25、X.75X.75等多種協議的互聯；等多種協議的互聯； 4 4）完成局部的維護、運行管理、故障報告及診斷、計費）完成局部的維護、運行管理、故障報告及診斷、計費及網絡統計等功能。及網絡統計等功能。 X.25X.25的中繼傳輸線路主要有模擬和數字兩種形式，最高的中繼傳輸線路主要有模擬和數字兩種形式，最高

42、傳輸速率分別為傳輸速率分別為64kb/s64kb/s和和2Mb/s2Mb/s。用戶線路也有兩種形式，。用戶線路也有兩種形式，即利用數字電路或利用電話線路加裝調制解調器實現，速率即利用數字電路或利用電話線路加裝調制解調器實現，速率為為1200b/s1200b/s64kb/s64kb/s。 X.25X.25是較早的數據通信網絡，存在著傳輸速率低、網絡是較早的數據通信網絡，存在著傳輸速率低、網絡延時大、吞吐量小以及通信費用高等缺陷。延時大、吞吐量小以及通信費用高等缺陷。 382、幀中繼網絡 幀中繼（幀中繼（Frame RelayFrame Relay）網絡的基本思想是利用幀對數）網絡的基本思想是利用

43、幀對數據進行封裝，使之在網絡中傳輸，并提供多個用戶同時使據進行封裝，使之在網絡中傳輸，并提供多個用戶同時使用一條線路的支持能力。用戶接入速率上限實際可達到用一條線路的支持能力。用戶接入速率上限實際可達到50Mb/s50Mb/s。 幀中繼網由三部分組成：幀中繼接入設備、幀中繼交幀中繼網由三部分組成：幀中繼接入設備、幀中繼交換設備和幀中繼服務。換設備和幀中繼服務。 幀中繼采用虛電路方式來傳輸數據幀，有幀中繼采用虛電路方式來傳輸數據幀，有PVCPVC（永久虛（永久虛電路）和電路）和SVCSVC（交換虛電路）兩種類型。（交換虛電路）兩種類型。 當采用當采用SVCSVC接入時，一次數據傳輸要經過建立連接

44、、傳接入時，一次數據傳輸要經過建立連接、傳輸數據和拆除連接三個階段。輸數據和拆除連接三個階段。 當采用當采用PVCPVC接入時，服務提供者為用戶預先分配好虛電接入時，服務提供者為用戶預先分配好虛電路號（路號（DLCIDLCI）, , 用戶直接使用用戶直接使用DLCIDLCI進行通信。進行通信。393、ISDN網絡 ISDNISDN（Integrated Service Digital NetworkIntegrated Service Digital Network，綜合業，綜合業務數字網）是一種以傳輸數字信號為目的的綜合數字網，由務數字網）是一種以傳輸數字信號為目的的綜合數字網，由數字交換機

45、和數字信道組成，提供話音、數據、等，傳輸速數字交換機和數字信道組成，提供話音、數據、等，傳輸速率一般為率一般為64kb/s64kb/s。 兩種信道兩種信道：ISDNISDN的的UNIUNI（用戶網絡接口）提供以下兩種（用戶網絡接口）提供以下兩種類型的信道。類型的信道。 1 1）信息信道）信息信道，傳送各種信息流；，傳送各種信息流； 2 2）信令信道）信令信道，傳送對用戶和網絡實施控制的信令信息。，傳送對用戶和網絡實施控制的信令信息。40 兩種兩種UNIUNI（用戶網絡接口），（用戶網絡接口），即基本接口（即基本接口（BRIBRI）和基）和基群速率接口（群速率接口（PRIPRI）。）。 BRIB

46、RI規定了將現有電話網的普通用戶線作為規定了將現有電話網的普通用戶線作為ISDNISDN用戶用戶線的線的UNIUNI接口，也是接口，也是ISDNISDN最基本的最基本的UNIUNI。它的結構簡稱為。它的結構簡稱為2B+D2B+D，即由兩條，即由兩條64kb/s64kb/s的的B B信道和一條信道和一條16kb/s16kb/s的的D D信道組成。信道組成。兩條兩條B B信道可以獨立地用來傳輸用戶信息，而信道可以獨立地用來傳輸用戶信息，而D D信道則可以信道則可以用來傳輸信令信息，也可以用來傳輸低速數據。用來傳輸信令信息，也可以用來傳輸低速數據。 PRIPRI提供了高速信道，用于傳輸大業務量的場合

47、。中國提供了高速信道，用于傳輸大業務量的場合。中國采用的基群速率為采用的基群速率為2048kb/s2048kb/s。它可提供。它可提供3030條速率為條速率為64kb/s64kb/s的的B B信道和一條速率為信道和一條速率為64kb/s64kb/s的的D D信道，或者可提供信道，或者可提供5 5條速條速率為率為384kb/s384kb/s的的H H信道和信道和l l條速率為條速率為64kb/s64kb/s的的D D信道，或者將信道，或者將它們混合起來而組成混合信道接口它們混合起來而組成混合信道接口 414、寬帶IP網絡 寬帶寬帶IPIP網絡是以網絡是以ATMATM、SONETSONET、SDH

48、SDH和和DWDMDWDM等高速網絡為基等高速網絡為基礎，通過礎，通過IP Over ATMIP Over ATM、IP Over SONETIP Over SONET、IP Over SDHIP Over SDH以及以及IP Over DWDMIP Over DWDM等技術構成基于等技術構成基于IPIP協議的集成平臺，在網絡基協議的集成平臺，在網絡基礎結構上解決數據、話音和視頻流的綜合傳輸和網絡帶寬問礎結構上解決數據、話音和視頻流的綜合傳輸和網絡帶寬問題，實現各種應用的有機集成。題，實現各種應用的有機集成。 寬帶寬帶IPIP網絡通過網絡通過IPv6IPv6、RSVPRSVP和區分服務等協議協

49、調網絡和區分服務等協議協調網絡資源，提供資源，提供QoSQoS保證和特性化服務，以滿足對網絡服務質量保證和特性化服務，以滿足對網絡服務質量的需求。這種寬帶的需求。這種寬帶IPIP網絡也是下一代因特網的核心技術。網絡也是下一代因特網的核心技術。428.3.3 ATM網絡 ATM ATM（Asynchronous Transfer ModeAsynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式），異步傳輸模式）是一種面向連接的交換式網絡，它采用定長短信元和面向是一種面向連接的交換式網絡，它采用定長短信元和面向連接的技術，綜合了電路交換和分組交換的優點，適合傳連接的技術，綜合了電路交換和

50、分組交換的優點，適合傳輸話音、視頻和數據。輸話音、視頻和數據。 它支持多種不同的服務類別，提供它支持多種不同的服務類別，提供155Mb/s155Mb/s、622Mb/s622Mb/s或者更高的傳輸速率，可以利用各種傳輸介質?；蛘吒叩膫鬏斔俾?，可以利用各種傳輸介質。 ATMATM作為寬帶綜合業務數字網的核心技術，將作為寬帶綜合業務數字網的核心技術，將WANWAN和和LANLAN綜合在一個統一的公共網絡基礎平臺上，提供綜合多媒體綜合在一個統一的公共網絡基礎平臺上，提供綜合多媒體通信業務。通信業務。 431、ATM網絡的特點 1）面向連接的傳輸機制。）面向連接的傳輸機制。 2）以信元（）以信元（C

51、ell）為信息傳輸單位。）為信息傳輸單位。 3）交換式網絡。）交換式網絡。 4）多種速率接口。）多種速率接口。 5）多種服務類型。）多種服務類型。 6）高層進行差錯控制和流量控制。）高層進行差錯控制和流量控制。 442、ATM網絡參考模型（簡介） ATM ATM網絡參考模型如圖網絡參考模型如圖8-78-7所示。該模型水平分為層，垂所示。該模型水平分為層，垂直分為面。直分為面。453、ATM網絡結構 ATMATM可作為主干網構成城域網或廣域網，也可應用于局域可作為主干網構成城域網或廣域網，也可應用于局域網中，圖網中，圖8-88-8所示為所示為ATMATM主干網絡結構，圖中主干網絡結構，圖中UNI

52、UNI代表用戶網絡代表用戶網絡接口，接口，NNINNI代表網絡結點間接口。代表網絡結點間接口。46利用利用ATMATM技術可以構成以下主要的網絡結構：技術可以構成以下主要的網絡結構： 1 1）LANLAN主干網。主干網。 2 2）ATMATM局域網。局域網。 3 3）MAN/WANMAN/WAN服務體系。服務體系。478.3.4 全光網絡 從原理上講，從原理上講，全光網就是通信網中端用戶節點之間的信全光網就是通信網中端用戶節點之間的信號通道全部采用光信道，即端到端的全光路，中間沒有光電號通道全部采用光信道，即端到端的全光路，中間沒有光電轉換器。轉換器。概念化的全光網如圖概念化的全光網如圖8-9

53、8-9所示。所示。 也就是說，也就是說，全光網是一種能夠傳輸、交換純光信號的全光網是一種能夠傳輸、交換純光信號的通信網絡，主要使用光纖為傳輸介質，光交換機為信息交通信網絡，主要使用光纖為傳輸介質，光交換機為信息交換裝置換裝置。 48全光網絡的優點： 1 1）通信容量大。全光通信網比傳統的電信網具有更大）通信容量大。全光通信網比傳統的電信網具有更大的通信容量，具備以往通信網和現行光通信系統所不具備的通信容量，具備以往通信網和現行光通信系統所不具備的優點；的優點； 2 2）結構簡單，端到端采用透明光通路連接。）結構簡單，端到端采用透明光通路連接。 3 3）全光網以波長選擇路由，對傳輸碼率、數據格式

54、及）全光網以波長選擇路由，對傳輸碼率、數據格式及調制方式均具有透明性，可提供多種協議的業務，同時不調制方式均具有透明性，可提供多種協議的業務，同時不受限制地提供端到端業務；受限制地提供端到端業務； 4 4）可根據通信業務量的需求動態地改變網絡結構，充）可根據通信業務量的需求動態地改變網絡結構，充分利用網絡資源，具有網絡可重組性。分利用網絡資源，具有網絡可重組性。 498.3.5 NGN下一代網絡簡介 NGNNGN（Next Generation NetworkNext Generation Network）是下一代網絡技術，）是下一代網絡技術，基本含義是指可同時提供話音、數據、多媒體等多種業務

55、的基本含義是指可同時提供話音、數據、多媒體等多種業務的綜合性的、全開放的網絡平臺體系。綜合性的、全開放的網絡平臺體系。1、NGN的基本內容 在傳輸基礎設施方面，指全光智能網；在網絡基礎協議在傳輸基礎設施方面，指全光智能網；在網絡基礎協議方面指方面指IP v6IP v6；在移動網絡方面指超；在移動網絡方面指超3G3G；在業務網絡方面指；在業務網絡方面指軟交換等。軟交換等。NGNNGN將電話網、移動網、互聯網等各種網絡聯接將電話網、移動網、互聯網等各種網絡聯接起來，解決現有網絡的缺陷和不足，滿足人類對移動性和大起來，解決現有網絡的缺陷和不足，滿足人類對移動性和大數據量信息的需求，提供最理想的多媒體

56、網絡環境。數據量信息的需求，提供最理想的多媒體網絡環境。50 由于由于NGNNGN技術的研究主要是基于互聯網絡平臺，因此，技術的研究主要是基于互聯網絡平臺，因此，NGNNGN通常也被等同于下一代互聯網（通常也被等同于下一代互聯網（NGINGI，Next Generation Next Generation InternetInternet）技術。）技術。采用分層的全開放的網絡，具有獨立的模塊化結構；是業務驅動的網絡，業務和呼叫控制完全分離，呼叫與承載完全分離；是基于統一協議的分組網絡體系。2、NGN的三大特點3、NGN與NGI51 相對于現在的互聯網，相對于現在的互聯網，NGINGI會會更快、

57、更大、更安全、更更快、更大、更安全、更及時、更方便及時、更方便。 更快更快指指NGINGI將比現在的網絡速度提高將比現在的網絡速度提高100010001000010000倍；倍； 更大更大：指：指NGINGI將逐漸放棄將逐漸放棄IP v4IP v4，轉而采用，轉而采用IP v6IP v6協議，協議，提供更大的編址空間，任何可以聯網的設備均可分配一個提供更大的編址空間，任何可以聯網的設備均可分配一個自己的自己的IPIP地址，讓網絡化的數字生活變成現實；地址，讓網絡化的數字生活變成現實； 更安全更安全：目前的計算機網絡存在大量安全隱患，：目前的計算機網絡存在大量安全隱患，NGINGI將將在建設之初

58、就充分考慮安全問題，可以有效控制，解決網在建設之初就充分考慮安全問題，可以有效控制，解決網絡安全問題。絡安全問題。 因此，因此，NGINGI也將會更及時、更方便。也將會更及時、更方便。 528.4 多媒體通信協議 TCP/IP TCP/IP協議是協議是InternetInternet的核心協議，為了推動的核心協議，為了推動InternetInternet上多媒體的應用，近幾年上多媒體的應用，近幾年IETFIETF提出一些基于提出一些基于TCP/IPTCP/IP的多媒體的多媒體通信協議，對多媒體通信技術的發展產生了重要的影響。主通信協議，對多媒體通信技術的發展產生了重要的影響。主要有：要有：IP

59、v6IPv6、RTPRTP、RTSPRTSP、RSVPRSVP等。等。8.4.1 IP v6協議 IP v6IP v6是下一代是下一代InternetInternet的核心協議，是的核心協議，是IETFIETF為解決現有為解決現有IP v4IP v4協議在地址空間、信息安全和區分服務等方面所顯露協議在地址空間、信息安全和區分服務等方面所顯露出的缺陷以及未來可預測的問題而提出的。出的缺陷以及未來可預測的問題而提出的。IP v6IP v6在在IPIP地址地址空間、路由協議、安全性、移動性以及空間、路由協議、安全性、移動性以及QoSQoS支持等方面做了支持等方面做了較大的改進，增強了較大的改進，增強

60、了IP v4IP v4協議的功能。協議的功能。 531. IP v6的數據報格式 IP v6 IP v6數據報的邏輯結構如圖數據報的邏輯結構如圖8-108-10所示，它由基本報頭所示，它由基本報頭（HeaderHeader，首部）和擴展報頭兩部分構成。，首部）和擴展報頭兩部分構成。1 1）版本號（）版本號（VersionVersion）；2 2）優先級）優先級：取值可分為兩：取值可分為兩個范圍：個范圍：0707用于源節點對其用于源節點對其提供擁塞控制的信息傳輸，如提供擁塞控制的信息傳輸，如象象TCPTCP這樣在發生擁塞時做出這樣在發生擁塞時做出退讓的通信業務；而退讓的通信業務；而815815用