高级计算机网络

2020/2/22史忠植高级计算机网络1高级计算机网络第十二章网络应用史忠植中国科学院计算技术研究所2020/2/22史忠植高级计算机网络2内容提要12.1IP电话12.2VoIP嵌入式软件体系结构12.3基于IP的视频业务12.4电子商务12.5智能信息平台12.6基于主体的远程教学系统12.7数字图书馆2020/2/22史忠植高级计算机网络312.1IP电话IP电话通常被称作Internet电话或网络电话，顾名思义，就是通过Internet打电话，从广义上说，它应被称为Internet电信（InternetTelephony），因为它还包括语音、传真、视频传输等多种电信业务。2020/2/22史忠植高级计算机网络412.1IP电话2020/2/22史忠植高级计算机网络512.1IP电话桌面方式即PC——PC(计算机—计算机)方式，是指通过在桌面电脑上安装VoIP(VoiceoverIP数据网语音)软件或硬件，由计算机实现数/模转换、压缩/解压缩等功能，在Internet上可实现端对端实时通话。个人电脑性能灵活，具有许多终端所不具备的优势，是潜在的理想的通信工具，在某些情况下，在桌面电脑上安装摄像机或数码相机，用户甚至可以实现视频电话功能。现在市场上有很多基于PC的VoIP解决方式，如MSNetMeeting，VoxPhone等。2020/2/22史忠植高级计算机网络612.1IP电话VoIP网关方式VoIP网关可以为PSTN和Internet架起一座桥梁，在充分利用现有的PSTN网络资源的同时，有效地利用IP网络管理。典型的IP网关一般设置于PSTN和Internet之间，它可以对PSTN线路传来的时分话音信号或传真信息进行分组和压缩，并将分组转换成IP数据包传送到Internet，再通过路由器到达目的地。基于VoIP网关方式的IP电话端至端连接有两三种方式：电话—PC，PC—电话和电话—电话，由于PSTN和IP之间的协议是现成的，不会成为IP电话发展的技术屏障，所以第三种方式可以看做是前两种形式的复合形式。2020/2/22史忠植高级计算机网络712.1IP电话要建立一次通话需要完成以下步骤：(1)电话呼叫从PC机开始,PC机配有专用软件，通过Internet将该PC机（呼出终端）在Internet电话服务提供商（ITSP）的网闸注册,并由PC机将声音转换为数字信息。(2)转换成数字信息的话音被分组打包,每个数据包带有目的地址，分组后的数据包通过Internet被发送出去。(3)数据包根据网闸中的注册信息通过Internet发送到离目的地最近的网关服务器,并在那里被还原成声音信号。(4)ITSP通过传统的公用电话网（PSTN）将电话从网关服务器传送到被叫用户的普通电话上,ITSP收取本地电话费和服务费。2020/2/22史忠植高级计算机网络IP电话的关键技术1.话音压缩技术2.2.静噪抑制技术3.回声消除技术4.话音抖动处理技术5.话音优先技术6.IP包分割技术7.VoIP前向纠错技术2020/2/22史忠植高级计算机网络912.2VoIP嵌入式软件体系结构2020/2/22史忠植高级计算机网络10话音包模块回音消除、语音压缩、语音活动检测、抖动消除、时钟同步语音打包。2020/2/22史忠植高级计算机网络11话音包模块2020/2/22史忠植高级计算机网络12电话-信令网关模块2020/2/22史忠植高级计算机网络13电话-信令网关模块1.电话接口单元软件它定期监测模块的信令接口，并为该接口提供基本的防振动和旋转数据采集功能。2.信令协议单元它包括了状态机，用以实现不同的电话信令协议，如E＆M。3.网络控制单元它将电话信令信息映射成与数据包语音任务建立信令协议项适应的格式。2020/2/22史忠植高级计算机网络14电话-信令网关模块4.地址翻译单元它将E.164拨号地址映射成一个能被分组交换网使用的地址（如一个IP地址或帧中继网络的数据链路连接标志DLCI）5.DSP接口驱动器它中继主机微处理器与DSP之间的控制信息。6.DSP下行线LOADER它负责在初始化、配置升级或模式变化（如当探测到传真信号时从语音模式切换到传真模式）时的下载。2020/2/22史忠植高级计算机网络15网络协议模块1.IP信令栈包括H.323呼叫控制和传输软件，其中包含H.225，H.245，RTP/实时传输协议（RTCP），传输控制协议（TCP），IP，和用户数据报协议（UDP）。2.ATM信令协议栈ATM论坛语音封装协议。为建立、保持和清除点到点和点到多点的虚拟交换电路（SVCs），ATM论坛遵循用户网络接口（UNI）信令协议栈。3.帧中继协议栈包括帧中继论坛的语音封装协议，永久虚电路（PVC）和SVC支持，局域管理接口（LMI）、拥塞管理，流量监测等。2020/2/22史忠植高级计算机网络16网络管理模块(1)电话端节点的物理接口(2)语音信道服务：在一个语音信道上处理信令在PCM抽样和压缩语音包之间转换(3)解析所有呼叫控制信息和在电话端节点之间建立呼叫的呼叫控制服务这种VoIP软件通过使用专用语音服务MIB来配置和保持。2020/2/22史忠植高级计算机网络1712.3基于IP的视频业务1.IPTVIPTV的概念是Cisco提出的，也有人称为WebTV。实际上两者的定义和应用范围是有区别的。WebTV是微软推出的一种业务，其代表就是“维纳斯”计划，是通过电视机来浏览网页（BringtheWebtoTV），产品主要是基于WindowsCE的机顶盒（STB）。而IPTV是采用多播技术在基于IP的网络上（局域网、广域网、因特网）以服务器/客户机的形式向一组用户发送实时的或预先压缩好的视频节目。IPTV具有三个特征：服务器/客户机模型，基于IP网络，采用多播技术。多播技术在每一个网段上只存在一个流，在网络节点上进行复制，对骨干网资源的利用率很高，有效地减轻了骨干网的负担，平衡了企业网和因特网的带宽实用。使得骨干网能够承载音频和视频业务，并利用RTP和RTCP实现QoS保证。2020/2/22史忠植高级计算机网络12.3基于IP的视频业务2Internet视频会议基于Internet的视频会议系统，在系统结构和实现功能上与IPTV比较接近，在视频会议中多播协议有很重要的意义，在多播协议出现以前，基于Internet会议系统不可能广泛应用。多播技术有效地利用多方包传送技术替代了传统的路由技术。通过多播协议和实时传播协议，可以降低网络的负担同时提高服务的质量。基于IP网络的电视会议系统的优势还在于能充分利用Internet网络的优势：效率高、成本低、灵活。2020/2/22史忠植高级计算机网络1912.3基于IP的视频业务3.远程教学、购物、医疗远程教学、购物、医疗等都是潜在的视频业务，其原理与电视会议系统基本类似，但他们的交互方式及上下行的带宽有所区别，在IPv6广泛使用和视频到桌面后，将有很大的发展，并将是增长最快的部分。4.监控系统现在的监控系统是一种专家系统，只有在监控室才能观看。如果把监控的视频信号放在网络上，责任人在任何地方，只要能上网，通过认证和鉴权都可以查看结果。这种应用对于医院而言是很有用的，比如对于垂危病人的监控，主治医生可以随时、随地上网了解病人的病情，做出实时的处理。2020/2/22史忠植高级计算机网络2012.3基于IP的视频业务1.图像编码压缩技术2终端的协议结构3多点控制单元（MCU）4多播技术（Multicasting）5QoS保证2020/2/22史忠植高级计算机网络21谢谢!THANKYOU