宽带网络(多媒体)，什么是宽带网络(多媒体)？

网络从信息传输带宽或传输介质上分为基带网络和宽带网络。

基带网络的传输介质为双绞线、扁平电缆或同轴电缆，数据传输速率在10Mbps以下。以太网是一种基带网络，采用基带传输技术。

宽带网络采用保护同轴电缆，数据传输速率可高达400Mbps。常见的宽带网络包括PC网络等。

数字技术的进步推动了视频信号的数字化，使文本、声音、图形、图像等以各种形式单独存在的单声道媒体信号按照一定的逻辑关系，融合成数字形式的多媒体信号，如图1所示。视频信号的数字化不仅为多媒体生成提供了土壤，也促进了速率压缩技术的发展。

速率压缩技术使多媒体应用成为现实，即多媒体真正成为表示、再现、存储、传输和处理文本、声音、图形和图像信息的技术。多媒体只能解决信息的表示问题，只有网络才能解决信息的获取和共享问题。因此，只有多媒体和网络相结合。融为一体，充分表达和利用信息。这个网络就是多媒体宽带网络。随着用户通过网络提供多媒体信号服务的需求，出现了一种多媒体网络广播(Web-cast)电视，即不仅有点到多点的单向广播信号，还有点到点的双向窄播信号。显然，多媒体广播需要宽带网络作为传输载体。本文以多媒体网络的需求、传统网络的局限性和三网融合的进展为主题，对多媒体宽带网络进行了展望。

多媒体信息流中的数字视频和数字音频数据量巨大，这就要求多媒体系统要有足够的存储空间，比如符合ITU-R601标准的PAL制电视信号。

传输速率为25(f/s)625(l/f)720(d/l)8(b/d)3(c)=270 MBP，相当于270Mbps/64kbps=4219个电话通道。在这样的传输速率下，按照2.5Gbps规划的中继线只能传输2.5Gbps/270Mbps=9个频道的电视节目。在压缩不完全的情况下，要播放高清电视，数字视频带宽为8(b/f)1920(p/l)1080(l/f)30(f/s)1.5(t)=746(Mbps)。即使是视频电话的传输也需要8(b/f)x128(p/l)x112(l/f)x 3030(f/s)x 1.5(t)=5.2 Mbps的数字带宽。

因此，数字化视频需要进一步压缩，以便在宽带网络上传输。压缩的方式有两种：一种是利用人眼的视觉特性进行压缩。人眼含有1.8亿个对亮度敏感的柱状细胞和800万个对颜色敏感的锥体细胞。因为柱状细胞的数量远大于锥体细胞，所以眼睛对亮度的敏感度大于对颜色的敏感度。据此，亮度和颜色可以分开编码，图像的采样格式可以从4: 4: 4更改为4: 2: 2或4: 1: 1(或4: 2: 2)。

二是利用图像的统计特性进行压缩。离散余弦变换用于消除空间冗余。游程编码(RLC)和可变长度编码(VLC)用于减少熵。运动预测补偿用于消除运动图像相邻帧之间的重复信息，压缩时间冗余。比如HDTV的压缩视频数字带宽为15~ 25Mbps，是746Mbps的数字视频带宽50: 1 ~ 30: 1压缩的结果，比如图2所示的SDTV和HDTV视频压缩过程示意图；广播电视压缩数字视频的带宽为2~15Mbps，是124Mbps数字视频带宽62: 1 ~ 8.2: 1压缩的结果。根据目前有线电视干线网2.5Gbps的规划，基于跨省超级干线和省内干线将不会有超过20个频道的广播级图像节目的预估值，假设每个频道的数字带宽为6Mbps，可以计算出干线网的图像信号数据量为20(频道 6 (Mbps)=120 Mbps，广播级图像数据流量仅占其中的120 Mbps/2.5 Gbps=4.8)剩余95%的娱乐容量将预留给新开发的语音，如传统语音或IP语音；新开发的数据，如提供租用线路服务、互联网中继线连接等数据服务；非广播图像服务，如视频点播、远程教育和远程医疗。这说明，多媒体主干网不仅要有传输几十个广播节目的能力，还要有传输语音、数据和非广播图像业务的能力，是广播图像业务的十倍以上，使传统的以音乐节目为主的一对多广播电视网，将转变为点对点、一对多的综合信息业务宽带网。而且，为了不丢失地传播这些信息，需要采用具有实时处理能力的多计算机处理系统，多处理器协同工作，所有的计算机都要通过高速宽带网络连接。这种高速宽带网络必须适用于传输数字广播音频、数字视频、数字计算机数据和通信语音，这就要求将当前的广播电视网络、计算机网络和电信网络进行融合。

2.传统网络的局限性。

融合是为了三网融合。如果三网融合不存在，融合就失去了对象。因为三网融合是客观存在的，所以融合成为必须。

　　(1)电信网： 自从1835年莫尔斯发明电报和1876年贝尔发明电话以来，电信网经历了电话网、综合数字网(IDN-Integrated Digital Network)、公用数据网(PDN)、增值通信网(VAN-Value Added Network)、综合业务网(ISN-Integrated Services Network)、综合业务数字网(ISDN- Integrated Services Digital Network)的发展历程。由信道独占、电路交换方式传输模拟信号的通信系统，发展成以数字技术为平台、以电路交换和分组交换为提供业务模式、由IDN 和ISN组合成的窄带综合业务数字网(N-ISDN)，并于1984年建立了实验网，最高传输码率由28.8kbps发展到1.984Mbps。N-ISDN有如表3所示的基本速率和基群速率两种用户网络接口。用户网络接口由B信道和D信道两部分组成，其中B信道用于传输标准数字电话及其它电信业务，D信道用于传输控制信息，其用户网络接口结构可概括为nB+D的形式，n=2时是基本速率接口，如n=2,B=64kbps,D=16kbps,总数据量为nB+D=2X64+16=144kbps;n=23,30时是基群速率接口,总数据量为23B+D,30B+D。由上述可知，尽管电信网在国际上已经成为具有近8亿用户的第二大网，电信网用户近一亿，在国际电信网中排行第二位，但由于其信道带宽和网络传输速度不符合广播影视多媒体要求，现行电信网还不具备独立承担传输广播影视多媒体信息的资格(将来全数字宽频网络系统3DDS变成现实之后，可在一根电话线上得到6Mbps的接入带宽，再另作别论)。

　　电信网需要脱胎换骨的改造，才能胜任传输广播影视多媒体任务。这可以从表4看到，对非压缩视频速率应在100Mbps以上，如传输一幅PAL制彩色电视图像需要速率为216Mbps。而电信N-ISDN的最高速率为2.048Mbp,根本无法满足传输影视多媒体的要求。原因是：电信网的发展始终围绕着提高通信质量、扩展服务项目、改进使用网络的方便性进行的，其本来的目的并不是为了提供多媒体服务。例如，电信网采用了电路交换和分组交换两种方式，电路交换延迟时间短，实时性强，但不满足多媒体通道共享的要求，因为这种交换方式占用了专用通道;分组交换方式采用了标准的分组交换通信协议(Protocol-即为保证两个终端设备间通信而规定的信息表示形式及必要的控制规程)X.25，将广域网相互连接起来，但由于其延迟时间长，实时性差，分组包间延迟(最大时滞)超过10个ms时，语音将不连续，传输图像时分组包的丢失会使其出现"黑块效应", 这也不符合影视 多媒体对动态媒体的要求。所以，电信网是自觉于通信而自发于多媒体的通信网，它遇到影视多媒体，是一个成熟的通信网遇到了一个不成熟的新问题，拿不起也放不下，只有将适合于通信的网络、协议、软件向适应于影视多媒体所需要的方向改造才是唯一的出路。为了适应影视多媒体大数据量、强实时、单媒体间密切关联的时空约束、数据分布性等特点，对多媒体通信网进行了研究实验，采用了"电话网+多媒体"的发展路线。显然，电话网设计的出发点是传输窄带模拟话音信号，传送数字信号时，要通过调制解调器。