[科普中国]-实时多媒体

背景

在“计算机就是网络”的时代，多媒体应用基本上就是网络环境的应用，随着计算机网络的技术和多媒体技术的发展，多媒体应用将变得越来越丰富，越来越贴近并服务于人们的生活。网络多媒体的应用，像远程教学、音视频会议系统、远程医疗诊断等目前基本上都未能完全实现。远程教学就是利用分布式多媒体系统，学生就可以接收异地教师的图、文、声、像一体的生动活泼的教育。这种教学方式必将成为二十一世纪高等教育最重要的教育方式之一。在国内外多已不同程度实现了网络教学，例如美国高校已普遍实现网上教学，师生们可以通过校园网，甚至Internet完成课程教学。然而，目前大多数多媒体教学都只是异地学生通过网络与远程服务器多媒体教学数据库“打交道”，这种“人机”教学模式称作异步多媒体远程教学，真正的“人与人”之间，就是学生和教师之间在异地实现“实时交互”的多媒体远程教学，我们称之为同步实时远程教学。目前由于受到网络带宽、多媒体数据压缩技术和QoS等技术的限制，还未能真正实现。同样，时至今日，音视频会议系统的效果也不能令人满意，除了要用专用网络外，价格当然也不菲。

研究现状随着互联网进一步发展，人们已不再满足传统Internet上的文件传输和WEB浏览，开始向互联网提出了更高的要求—在互联网上实现多媒体信息的实时交互。背景提到的远程教学就是它的应用。它的应用前景和市场潜力是非常广阔的，可以说是商机无限。其实对多媒体信息实时传输的研究早已成了当前计算机通信技术和多媒体技术研究的前沿课题。近年来，如何使实时多媒体信息在网络中可靠的传输已经成为当前多媒体技术和计算机通信技术的一个研究热点。

需要解决的问题多媒体数据是由内容上相关的文本、图形、图像、音频或视频等数据成分构成的，其最明显的特点就是数据类型复杂和数据信息量大。实时多媒体信息除了多媒体本身的基本特点之外，还具有数据率高、时延及时延抖动要求高、实时交互、同步以及支持QoS等重要特性。计算机通信和网络技术在过去的十几年里，尤其在21世纪取得了很快的发展。但当时的通信系统和网络技术都是为了常规数据应用仁如FTP, HTTP等)而设计的，Internet上主机的处理速度和网络带宽各不相同，工作负载变化不定并且各种应用之间共享资源。另一方面，Internet是一个“best-effort”的网络，不提供任何机制来预留资源或保证QoS，所以可用带宽、服务质量、延迟以及延迟抖动等动态特性严重影响了实时多媒体信息在Internet上的应用。所以，基于实时多媒体信息的特性，在网络上实现可靠传输实时多媒体信息是必须解决的问题。目前对这个问题的研究主要集中在流媒体技术和网络通信协议等方面的研究。