作  家: fifi (菲菲) on board 'ECE'
题  目: 互联网多媒体实现的可行性
来  源: 哈尔滨紫丁香站
日  期: Wed Apr 16 20:44:15 1997
出  处: wwq@hitcrc.hitcrc.hit.edu.cn

发信人: perl@Swan-goose (柠檬的太师傅:Q), 信区: Telecom
标  题: 互联网多媒体实现的可行性
发信站: 北邮鸿雁传情站 (Mon Jul  8 18:13:59 1996)
转信站: Swan-goose (local)

                互联网多媒体实现的可行性


                                     一、概述

      近几年来，各种新闻媒介对即将到来的多媒体时代进行了大量的宣传。然而
，大多数网络经营商至今也并不清楚多媒体时代到底能给他们的网络带来什么样
的功能和性能。其原因在于，从来就没有人对多媒体在互联网络上的实际应用效
果进行定性和定量的评测试验。另一方面，网络互联专家也至今未能就网络多媒
体的构成作出清晰准确的界定。

      为此， Tolly Group公司独立进行了一项全面的研究计划，以探究多媒体应用
对互联网络的实际带宽需求。

      试验结果表明：图象检索和文献会议两项应用能在现在的大多数互联网上很
好地运行。而视频应用（不管是实时视频还是预录节目）目前还无法在互联综合
网络上达到实用要求。Tolly Group在进行测试与分析研究时，将多媒体分为四大类
：

      ·图像检索

      ·文献会议（电子白板）

      ·视频回放（带伴音）

      ·实况电视会议（包括或不包括 LAN基站的伴音）

      每一类应用对其带宽的需求各不相同。

      为了评价以上四部分的功能， Tolly Group对几家供应商提供的产品，在不同
的操作环境下（包括 Microsoft的 Windows 3.1、 Windows NT Advanced Server 3.1以及
Novell的 Netware 4.01）进行了试验。根据需要，他们分别使用了 Netbios、 TCP / IP
以及 IPX等协议。他们认为其研究结果适 用于各种网络结构。

      此外，他们也对每一类应用所需的最小带宽是多少？当用户数量增加时，某
项应用对网络资源有何要求？网桥与路由器对多媒体应用有何影响？哪一些应用
项目可以在 56kbps或 T1（1.544M）路由器连接下运行，哪些不能等问题做了调查。

                                  二、图像检索

      在四种网络多媒体应用中，图像检索是最容易处理的，需要的带宽也最少。

      图像检索是基于在关系数据库中储存数字化图形或文献的概念。联网的用户
可方便地访问数据库。Microsoft公司的“对象链接与嵌入”（OLE）技术是处理嵌
入的图像对象的最为常用的机制。用户能使用 OLE在 Windows应用中储存或嵌入离
散的相关数据。

      为了构成联网 OLE应用的试验模型，他们在运行 Windows for Workgroup 3.1的
66MHz486PC客户机与运行 Windows NT及 Microsoft SQL Server 4.2的 33MHz486服务器
之间建立了链接。采用 Watermark公司的 Watermark Professional 1.0作为该应用项目中
客户机与服务器两者的成像软件，而采用 Visio 2.0（Shapeware公司产品）软件作为
OLE的一个客户。NT服务器通过使用 Madge公司生产的 Smark 100 EISA Ringnode适配
器与 FDDI网络连接一起，客户机则通过了 Com EtherlinkⅢ适配器与 3Com
LANplex6012 Ethernet / FDDI交换设备相连接，后者能将交换式以太网与 FDDI拓扑桥
接起来。客户机与服务器通过 Netbios实现通信。

      试验结果为：以 OLE为基础的客户机 /服务器应用能在现今以太网桥 /路由器
为基础的 LAN互联网络中实现。实际上，常规的共享媒体以太网以及令牌环网甚
至可以处理那些设计得很差的 OLE应用。但是，要在低速广域网（WAN）链路上
运行，则必须仔细地设计。

      结论：与市场广告所声称的相反，在联网的图像检索应用中并不需要采用
ATM技术。

                                  三、文献会议

      网上多媒体应用的第二类是文献会议（电子白板），能使两个或两个以上网
上用户观察与更 新包含在同一个共享的 Windows或 OS / 2剪辑板中的共用图像。

      目前，电子白板仍处于发展的阶段，多半只能让用户共享位映射的图像。大
多数的程序提供了指示位及作标志的工具，让用户能着重说明电子白板上的图像
或在此图像上加注解。用于电子白板中的共享的对象只是真实对象的一张快照，
这意味着它们与其原始应用程序是分隔的。其结果是，电子白板会议相当于用电
子的方法在纸文件上草写注解。为了要让注解变成长期保存的文件的一部分，它
必须被再输入到它的原始应用程序的文件中去，这样看来，电子白板可以成为诸
如远程研讨会这类活动的有用的工具——虽然用户最好能够用画圆圈与方块来传
达他们的意见。

      评价过程中，应用了 IBM公司的 Person to Person 1.1 for 
Windows。同时，为了使
网络的配置保持简单，还为通过以太 LAN连接的 Workgroups 3.1客户机动用了两个
Windows。 IBM电子白板产品将所参加的工作站以对等（Pecrs）的方式连接，就是
说，它们之间直接通信，而不是利用共用的服务器来通信。Person to Person对等方
式可以用 SNA， TCP / IP或 Netbios等协议来通信。他们选用了 Netbios，这是因为它
是 Windows for Workgroups的本地协议。

      得出的结论是：技术上没有阻碍它在今日的内部网络中应用的内在因素。电
子白板的应用可能不像某些供应商要你相信的那样完美，但它们确实体现了联网
多媒体的一些基本因素，并能立即 提供服务。

                                四、视频回放应用

      研究了两种类型的视频回放应用。第一个是仅包含软件的试验模型，使用的
是 Novell的 Netware Video 1.0以及 Microsoft的 Video for Windows Media 
Player版本 1.1。第
二个是硬件方法，使用了由 Sigma Design公司生产的视频　音频压缩卡，它与 Video
for Windows 1.1一起工作。这两种产品的功能都是平滑地显示出实时、同步的声音
视频帧序列，实质上是将 Windows 3.1个人电脑转变为虚拟的磁带录像机。

      在他们“录制的视频”试验模型中，采用了在 Windows 3.1环境下的 486客户
机，它通过 IPX / SPX协议与 Netware 4.01服务器程序通信。他们将客户机与服务器
两者均与 FDDILAN连接，方法是在服务器上应用了 Madge公司的 Suart 100 EISA
Ringnode适配器，而在客户机上应用了 3Com公司的 FDDI Link适配器。他们也为客
户机配备了 Creative Labs公司的 Sound Blaster 16Multi 
CD声音卡及外接扬声器。在完
成了端点到端点的 FDDI测试后，他们进行了通过令牌环的第二轮评价进程，此时
，将客户机与服务器中的 FDDI卡换成 3Com公司的 TokenlinkⅢ适配器。

      Novell公司的 Netware Video 1.0是一个“Netware可装载模块”，它接受回放压
缩的数字视频与音频文件。在客户机一侧，此产品应用了 Microsoft的 Video for
Windows，可以回放储存为 Microsoft AVI（音频 /视频交叉存取）格式的文件。

      Netware Video是一个真正的客户机 /服务器应用软件，因为其中的服务器部分
与客户机进行了通信来优化视频与音频文件的发送。客户机与服务器之间可以通
过“谈判”来决定数据包的大小及传输率。传输率可以在运行时间内由客户机来
改变或由服务器根据它监视客户机的响应情况与网络主要的状态自动地改变。例
如，如服务器确定客户机响应迟缓，它就认为客户机负荷过重，因而就降低传输
率。如网络或服务器暂时过载，它也会作出类似的调整。

      在第一次测试中，他们演示了包含在 Microsoft Video for Windows软件中的一段
视频 /音频动画剪辑。原先储存在 CD - ROM中时已经过压缩处理的视频文件由
Netware Video客户软件进行解压缩处理。

      FDDI网络工作很好。事实上，即使帧的大小对于 FDDI并没有优化，网络一
点也不感到紧张，因为服务器用 1521字节的帧发送数据，而 FDDI可处理的帧大小
可高达 4千字节。至于那段剪辑，它占用了约 10兆字节的 CD - ROM空间，需要约
30秒钟的回放时间，在这段时间内，网络的利用率在 7%上下变动，峰值利用率高
过 1000帧 /秒。

      然而，用视频与音频的品质来衡量，其结果肯定是令人失望的。带有钢琴伴
奏的一段动画片段在服务器站屏幕上的一个小视窗内播放时，无论是视频还是音
频的品质均与第一流相差甚远。

      在令牌环上重复进行测试，其结果在本质上相同，至少最终用户所看到的结
果是如此。网络的峰值负荷为 2.42Mbps左右（利用率约为 15%）；在 1.84Mbps时平
均负荷稍大于 10%。奇怪的 是，服务器在令牌环上用 4千字节数据帧而不是在
FDDI测试时使用较小尺寸的帧。

      他们怀疑品质问题主要是使用以软件为基础的解压缩方法而造成的。当他们
测试基于硬件的解压缩方法时，或多或少证明这种怀疑是正确的。

      与仅用软件的方法不同，硬件方案为每一客户机配备一块音频 /视频解压卡
（价格约为 300～ 500美元）。他们用的是 Sigma Design公司的 Reel Magic 
Lite解压卡
。Sigma产品有它自己的播放软件， 作为 Microsoft公司的 Video for Windows的一个模
块来运行的。此电路板把应用 MPEG压缩标准储存的文件回放出来。

      Sigma产品缺少 Netware Video中表现的客户机 /服务器的某些优点。最主要的
是此电路板不能调整数据包的大小与传输率来适应变化的网络状态。

      与软件法测试相比，硬件模型的测试结果好得难以置信。他们从 CD - ROM
回放了一段记录美国航空航天局阿波罗太空计划的电影片段。彩色图象与伴音都
是一流的。从网络的应用来看， Sigma电路板产生的图像与声音品质极佳，而且只
用了一半的网络资源。一段 90秒钟的视频 /音频剪辑需要 13.3兆节的磁盘空间，比
测试 Netware Video时的 30秒钟动画剪辑所用的磁盘空间只多了三分之一。在 FDDI
网络上，利用率约为 2.2%左右，而帧流包含了一个 71字节的请求，跟着的是 4.440
字节的响应。文件的压缩与较大的帧尺寸结合在一起，意味着多得多的最终用户
数据在较少负荷情况下在 网络中传送。

      Sigma产品的评估结果使他们感觉良好，他们对 Netware Video与 Sigma两种方
案都测试了可缩放性指标，方法是加上第二个客户并试图让他们同时取用储存的
视频文件。每次试图这样做（用 FDDI与令牌环）时，视频回放屏幕立即冻结。是
否因为网络信息流量太大而不能工作了呢？不。事实上，网络的动作几乎不存在
。问题出在与服务器连接的 CD - ROM驱动器上，面对两个客户提出的请求，驱动
器陷入无休 止的磁盘查找过程之中，它试图将读出机构定位与重新定位，以便从
盘中取出所要求的数据。网络没有改变，它仍能提供千兆比特的带宽。看来，即
使基于硬件的解压缩技术会提供一丝希望来获得高品质的视频多媒体，象 CD -
ROM驱动器这类设备并没有准备好处理众多的进行视频回放用户的要求。

五、视频会议

      第四个也是最复杂的联网多媒体应用类型，是基于 LAN的电视会议。从测试
结果来看，基于 LAN的电视会议的实现还需一段时间，问题出在产品本身而不是
在网络上。

      试验模型为运行于 Windows 3.1的一对 66MHz486PC机，而 3Com公司的
TokenlinkⅢ适配器则负责网络连接。

      为了获得视频与音频信号，每一个参加的客户机 PC配备有 Videolabs公司生产
的 Flexcam摄录机。视频处理用的是 Intel公司的 Smart Video 
Recorder电路板，音频处
理则是用 Creative Labs的 Sound Blaster电路板。

      选择了 Invision System公司的 Invision for Windows 
3.0作为电视会议的软件包
。Invision软件能与几个供应商的视频卡一起工作——与其他 PC电视会议软件包比
较，这是一个很大的优点。

      当然，将基于 PC的软件包与常规的电视会议产品在总体品质方面进行比较
是不公平的，但即使从其自身而言，试验模型产生的音频与视频品质也是令人失
望的。Invision将视频信号显示在 PC的显示器中一个小的视窗上，即使直接就地显
示从 Flexcam输出的视频信号，他们使用的起 VGA监视器上产生的图像也不能令人
满意。

      由于是在 20帧 /秒下运行，电视图像显得波纹很大（标准电视为 30帧 /秒）。
音频则更差，不管如何努力，仍然不能使音质达到可 接受的水平。一个大问题是
在试验模型机中，音频是半双工运行的，这就像卫星电话链接或通过话筒进行会
议呼叫时一样产生了延迟问题。与视频回放一样，性能问题，而不是网络有误。
帧率不超过 100帧　秒，因而令牌环利用率小于 5%。两次测试中，一次用 TCP
（UDP），另一次用 IPX作为传送协议，其结果差不多相同。

      测试结果表明：要告诫网络经销人员， LAN电视会议还不能成为主流，即使
将网络因素放在一边， 现今的基于 PC的电视会议还不能让最终用户满意。（楼铨
方 /周万梁）

 

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