多點(diǎn)多媒體通信服務(wù)的研究與實(shí)現(xiàn)----萬(wàn)挺 裘正定

多點(diǎn)多媒體通信服務(wù)的研究與實(shí)現(xiàn)----萬(wàn)挺 裘正定

摘 要 隨著數(shù)字技術(shù)在通信領(lǐng)域的發(fā)展，多媒體技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文介紹了多

點(diǎn)多媒體通倍平臺(tái)的服務(wù)功能及其標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并重點(diǎn)介紹了其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的方案。

關(guān)鍵詞 多媒體 會(huì)議電視 MCS PDU

1 引言

隨著數(shù)字技術(shù)在通信領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，多媒體通信的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。多媒體通信是

信息高速公路建設(shè)中的一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)，它是多媒體、通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)等相互滲透

和發(fā)展的產(chǎn)物。多媒體技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的集聲、像、圖、文處理技術(shù)于一體

的綜合型處理技術(shù)。目前，能處理多種媒體信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展很快，但多媒體技術(shù)

的真正潛力在于與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，只有當(dāng)多種媒體的信息借助于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)超越時(shí)

空的限制出現(xiàn)在人們面前，才能真正滿足信息化社會(huì)人們對(duì)各種信息的大量需求。多媒

體會(huì)議系統(tǒng)正是多媒體通信技術(shù)的一項(xiàng)重要的應(yīng)用。多媒體會(huì)議系統(tǒng)是一種實(shí)時(shí)的、點(diǎn)

到多點(diǎn)的多媒體通信應(yīng)用。它包括電子白板、文字對(duì)話、多點(diǎn)文件傳輸、多點(diǎn)音頻和視

頻信號(hào)傳送等。電子白板類似于所有會(huì)議出席者都可以看到一片工作區(qū)域，任何一位出

席者在這片區(qū)域所作的改變其他出席者都可以看到。其他應(yīng)用如文字對(duì)話、多點(diǎn)文件傳

送、多點(diǎn)音頻視頻信號(hào)傳送都與此類似，將一點(diǎn)的多媒體信息發(fā)送到其他點(diǎn)。由此可知，

在多媒體會(huì)議電視系統(tǒng)中，最基本的是多點(diǎn)通信服務(wù)（MCS），所有的上層應(yīng)用都是通過(guò)

MCS層向其他點(diǎn)發(fā)送多媒體數(shù)據(jù)。因此，在會(huì)議電視系統(tǒng)中多點(diǎn)通信服務(wù)層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。

T.120系列協(xié)議是由國(guó)際電信聯(lián)合會(huì)電信標(biāo)準(zhǔn)化小組（ITU－T）制定的，它包括了一

系列支持實(shí)時(shí)的、多點(diǎn)數(shù)據(jù)通信及應(yīng)用的協(xié)議和服務(wù)。其中T.122／T.125協(xié)議定義了多

點(diǎn)通信層（MCS）的功能、結(jié)構(gòu)。T.123協(xié)議定義了底層的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，在不同的網(wǎng)絡(luò)

上向MCS提供了共同的接口，使得MCS能夠獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)。本文第二部分介紹了多點(diǎn)多媒體通

信服務(wù)的功能框架，并結(jié)合實(shí)際工作介紹了多點(diǎn)通信服務(wù)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案。

2 多點(diǎn)通信服務(wù)協(xié)議

2.1 多點(diǎn)通信服務(wù)層總體框架

T.122／T.125協(xié)議為音頻圖形和音頻視頻會(huì)議定義了一個(gè)多點(diǎn)通信服務(wù)層（MCS）。

它提供了通用的、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)服務(wù)。它是為高度交互的多媒體應(yīng)用提供的基本服務(wù)。T.1

2定義了MCS服務(wù)功能，T.125定義了MCS的實(shí)現(xiàn)方法。

MCS的用戶首先在本地MCS與遠(yuǎn)端的MCS之間建一個(gè)MCS的連接。這個(gè)連接被綁定在一

個(gè)域，使用戶能夠附于其上。其他終端能夠與已經(jīng)在域內(nèi)的終端建立MCS連接，綁定在同

一個(gè)域內(nèi)。所有的終端順序地加入域中，成為域內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。所有的節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)分

級(jí)的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。這樣在MCS點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接上建立了一個(gè)MCS多點(diǎn)互聯(lián)的域。為了達(dá)到多點(diǎn)

通信的目的，所有的點(diǎn)必須綁定在同一個(gè)域中，在域內(nèi)，每個(gè)點(diǎn)都可以向域內(nèi)其他成員

發(fā)送數(shù)據(jù)、獲取令牌以訪問(wèn)共享的資源如圖1所示。MCS域建成后，MCS用戶加入適當(dāng)?shù)男?/p>

道以接收數(shù)據(jù)。MCS支持靜態(tài)信道和動(dòng)態(tài)信道，其中動(dòng)態(tài)信道包括廣播、私有、單成員3

種。MCS管理底層的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，并將它們映射到一起以便為上層提供一個(gè)多點(diǎn)通信的

服務(wù)。

一個(gè)通過(guò)本地的MCS連接服務(wù)與遠(yuǎn)端的MCS服務(wù)提供者建立連接。一個(gè)MCS連接是一組

由兩個(gè)MCS服務(wù)提供者管理的傳輸層連接。MCS連接負(fù)責(zé)在MCS服務(wù)提供者之間傳遞數(shù)據(jù)。

在所有與會(huì)者都已經(jīng)和相同的域綁定后，用戶就可以通過(guò)MCS進(jìn)行多點(diǎn)通信了。MCS

提供了靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式：簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸、順序唯一的數(shù)據(jù)傳輸和帶應(yīng)答的數(shù)據(jù)傳輸。

簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的通信，“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”是一個(gè)特例。由于任何發(fā)送

端都可以向任何信道發(fā)送服務(wù)數(shù)據(jù)單元，這樣“多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)”和“多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的操作

也是支持的。在簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)傳輸中，由于不同的發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)都選擇的是最短路由，因

此不同的接收端有可能以不同的順序接收到數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)送端并不要求接收

端發(fā)一個(gè)應(yīng)答消息，如圖2所示。

在某種情況下，要求所有接收端以相同的順序接收到數(shù)據(jù)，MCS為此提供了唯一順序

數(shù)據(jù)傳輸（Uniform Sequenced Data Transfer）的服務(wù)。唯一順序數(shù)據(jù)傳輸與簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)

傳輸?shù)牟煌�在于發(fā)送端首先將數(shù)據(jù)發(fā)送到頂端，再由頂端向所有終端發(fā)送，從而保證了

數(shù)據(jù)的順序�？傊�，MCS提供了如下功能：

（1）靈活的數(shù)據(jù)傳輸模式

·帶流量控制的廣播模式；

·請(qǐng)求／應(yīng)答模式。

（2）多點(diǎn)廣播

·單點(diǎn)對(duì)所有點(diǎn)；

·單點(diǎn)對(duì)小組；

·單點(diǎn)對(duì)單點(diǎn)。

（3）多點(diǎn)數(shù)據(jù)路由選擇

·以最短路由到達(dá)接收端；

·唯一的數(shù)據(jù)順序，使用戶以相同順序接收到數(shù)據(jù)。

（4）用令牌解決資源競(jìng)爭(zhēng)

（5）獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)

·MCS假設(shè)底層是具有流量控制的無(wú)錯(cuò)誤的傳輸層連接（見T.123建議）。

2.2 MCS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

以下是MCS的設(shè)計(jì)方案。MCS層可以分為4個(gè)模塊：Control、Domain、Attachment、

Endpoint，它們的相互關(guān)系如圖3所示。

Control模塊在MCS層中是唯一的，并且始終都存在，其他的模塊都是由Control模塊

來(lái)創(chuàng)建。Control模塊向上層提供了一個(gè)MCS服務(wù)訪問(wèn)入口，處理其他層向MCS層發(fā)出的M-

CS控制服務(wù)請(qǐng)求，如：MCS_CONNECT_PROVIDER request（MCS連接請(qǐng)求）、MCS_CONNECT_

PROVIDER indication（MCS連接指示）、MCS_CONNECT_PROVIDER response（MCS連接應(yīng)

答）、MCS_CONNECT_PROVIDER confirm（MCS連接確認(rèn)）等等。Control負(fù)責(zé)MCS層的控制、

管理以及其他模塊的創(chuàng)建與刪除。

Attachment模塊在有用戶請(qǐng)求映射到MCS域上時(shí)由Control模塊來(lái)創(chuàng)建。在MCS中可以

有0個(gè)或多個(gè)Attachment。每個(gè)MCS用戶與一個(gè)Attachment相關(guān)聯(lián)。在MCS用戶與Attachm-

ent關(guān)聯(lián)上后，用戶向MCS發(fā)出的服務(wù)請(qǐng)求就由相應(yīng)的Attachment來(lái)處理，如：MCS_CHAN-

NEL_JOIN request（MCS信道加入請(qǐng)求）、 MCS_CHANNEL_JOIN confirm（MCS信道加入確

認(rèn)）、MCS_SEND_DATA request（MCS發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求）、MCS_SEND_DATA indication（MCS

發(fā)送數(shù)據(jù)指示）等等。

Endpoint模塊是在MCS建立連接時(shí)由Control模塊創(chuàng)建。在一個(gè)MCS層中可以有多個(gè)E-

ndPoint模塊，每個(gè)Endpoint模塊映射一個(gè)傳輸服務(wù)訪問(wèn)入口，負(fù)責(zé)管理一個(gè)由T.123定

義的傳輸層的連接。Endpoint將所有數(shù)據(jù)編碼成特定的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）再發(fā)往傳輸

層，同時(shí)Endpoint接收傳輸層發(fā)上來(lái)的數(shù)據(jù)并解碼再交Domain或Control處理。

Endpoint模塊與Attachment模塊在設(shè)計(jì)中采用狀態(tài)機(jī)的處理方式，每個(gè)模塊有多個(gè)

狀態(tài)。每個(gè)模塊在接收到服務(wù)請(qǐng)求后，根據(jù)當(dāng)前的狀態(tài)的不同作出相應(yīng)的反應(yīng)。如：En-

dpoint模塊在向T.123層發(fā)出連接請(qǐng)求后設(shè)置自身狀態(tài)為“正在連接”（connecting），

然后對(duì)其他的服務(wù)請(qǐng)求都暫不處理，放在服務(wù)請(qǐng)求隊(duì)列里。直到T.123層連接建立成功后，

Endpoint收到連接建立確認(rèn)后將自身狀態(tài)設(shè)置為“連接完成”（connect_ready）。至此，

Endpoint模塊才能處理其他的服務(wù)請(qǐng)求。

Domain模塊在MCS中是一個(gè)核心模塊。它也是在MCS連接建立后，根據(jù)Control提供的

初始化參數(shù)建立的。這些參數(shù)可以由本地給定，也可以在建立連接的過(guò)程中由雙方協(xié)商

確定。Domain和所有其他模塊都有信號(hào)交互，是MCS中的核心管理模塊。Domain向所有模

塊提供人口，通過(guò)給每個(gè)模塊分配不同的標(biāo)識(shí)以區(qū)分不同的模塊。所有的模塊如：Cont-

rol、Endpoint、Attachment都在Domain里映射為一組信息，由一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記錄。這些

信息中有一部分是全局唯一并且動(dòng)態(tài)更新，因此Domain在某種意義上說(shuō)是一個(gè)分布式數(shù)

據(jù)庫(kù)。Domain接收其他模塊發(fā)來(lái)協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），根據(jù)PDU的類型、PDU里的信息和

Domain里保留的信息做出不同動(dòng)作，將動(dòng)作命令發(fā)到其他的模塊，同時(shí)更新自身的數(shù)據(jù)

記錄。

Domain模塊內(nèi)部分為幾個(gè)主要模塊InputPDU、ProcessPDU、OutputBuffer。所有其

他模塊發(fā)來(lái)的信號(hào)都以MC－SPDU的格式打好包，由Domain的InputPDU統(tǒng)一處理，如：判

斷PDU的發(fā)送端、給PDU分配一個(gè)空閑的緩沖區(qū)等。接下來(lái)，根據(jù)PDU的類型及所帶信息的

不同，由ProcessPDU做出不同的處理。最后，由OutputBuffer將結(jié)果發(fā)到其他模塊執(zhí)行。

Domain的處理流程圖如圖4所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越希望在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上傳

輸、共享聲、像、圖、文等多種媒體的信息。多點(diǎn)多媒體通信技術(shù)滿足人們?cè)诟鞣N網(wǎng)絡(luò)

結(jié)構(gòu)上傳播、獲取多媒體信息的需要，逐漸地進(jìn)入企業(yè)、學(xué)校，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和

社會(huì)效益。