NGN环境下多媒体通信技术和标准展望

目前随着WiMax,WiBro这样的宽带无线接入技术的迅速发展，无线的接入带宽和移动性都有了很大的增长。HSxPA等具有兼具高速率和高移动性的技术也已经开始商用。在更长远的时间尺度上，LTE和SAE这样本质上属于4G的技术也将进入我们的视野。未来的无线通信手段在高速率和高移动性方面依赖的基础技术主要是OFDM加MIMO的组合。无线技术的进步为把多媒体业务带入真正无所不在的时代更加前进了一步。
 
　　7．P2P技术

显然Skype取得奇迹般成功的另外一个重要原因是P2P。有数据表明，目前Internet上相当一部分流量是由P2P应用比如BT,Napster,Gnotella,eDonkey和eMule等带来的。P2P受到用户的热烈欢迎，但对于运营商却是可能是一把双刃剑。把P2P机制在一定程度上吸收到NGN中，有助于多媒体业务的高效布署和提供，但是同时必须解决好P2P可管理的问题。一种可行的思路是P2P机制只在多媒体业务网络边缘节点(比如IPTV的Cache等)之间采用，而对于用户终端，限制其P2P功能。这种基于"合理疏导"而不是完全禁止的方式，将为P2P的健康发展提供途径。
 
　　8．网格计算技术

网格计算为多媒体通信创造了一个高效、对于资源跨地域和组织进行共享的分布式计算环境。其意义在于能够提供非中心化、更加经济和具有很强扩展性的多媒体业务。对于计算量很大的媒体处理，通过计算网格的方式来支持，可以很大程度上消除对于中央服务器（集群）的依赖和压力，甚至把计算分布到终端上来完成。
 
　　9．数据挖掘和人工智能技术

人类一直以来对于通信的一个期望是"主动性" (Proactiveness)。近年来，人们开始通过数据挖掘和人工智能来研究人类对于通信的需求，进而可以预测用户在特定应用环境中可能发生的行为和需求，从而在一定程度上达到"在正确的时间为用户做正确的事情"的目的，使得通信工具真正成为人类善解人意的好帮手。一个例子就是Intel公司的System for Human Activity Recognition and Prediction(SHARP)研究项目。这类技术在IPTV和VOD等流媒体业务中可以起到很大作用，通过对人类观看节目习惯的深度数据挖掘，就可以让系统更加准确地预测哪些节目将会受欢迎，从而将这些热播节目布署到边缘内容存储节点上去，显著提高系统的节目点播命中率和响应时间等性能。通过通信业务中类人类智能的引入，人类和通信的关系将变得更加密切，人类对于通信的依存关系将进一步加强。
 
　　10．多模式的人机界面技术

如果终端可以听懂人的自然语言，看懂人的手势，甚至能够发出屏幕上鲜花的芬芳气味，那么通信将是一种何等的乐趣？这些都已不再是科学幻想，而是目前在多模式人机界面方面的研究已经取得的进展。比如目前韩国已经成功开发出了可以理解用户手势的手机。如果定义用户的手势在空中划一个字母"O"表示开机，那么手机在感受到这个动作后，就会自动开机。
 
　　综上所述，技术的进步将能够使得多媒体通信满足人类更多的潜在需求，激发更多对于新业务的市场需要。
 
　　三、NGN环境下多媒体通信标准设计的一些原则问题

NGN环境下，多媒体通信标准应该有别于现有的标准比如ITU H.300系列，因为这些标准是分别适合电路交换网络和分组交换网络当前应用的，而无法承担为NGN环境提供多媒体业务的重任。因此，制定一个相应的新标准，已经成为ITU等国际标准组织的重要使命。
 
　　按照笔者对于目前ITU在H.325标准方面进展的跟踪和自己的理解，认为需要把握一些基本的原则：
 
　　（1）要有充分的远见——考虑NGN环境本身的长期演进和业务的长期发展。一个好的标准应该在一个相当长时期内能够使得运营商网络和设备制造商的产品相对稳定，这样的标准才能获得工业界的广泛支持。同时还要能很好地适应未来的需求变化，即具有所谓的"future-proof"能力。
 
　　（２）通过提供对于现存多媒体通信主流标准比如H.300系列和SIP等的良好兼容性，保护运营商现有投资。
 
　　（３）为迅速发展的技术提供更大的空间，具有快速响应市场新需求的能力。因此，NGN环境下多媒体通信标准在架构上必须有充分的弹性，既保证框架的长期稳定，又能不断进步，吸纳技术进步所带来的新特性和功能。
 
　　（４）尽可能把现有的成熟技术进行标准化。这个方面的任务相当迫切，很多有很好性能的技术，比如应用层QoS技术、媒体的健壮性传送技术和媒体智能转码技术等因为各种原因至今还没有很好地被标准化，因此得不到广泛的应用。所以如何在这些众多成熟技术中，选择好的"建筑模块"来构建下一代的多媒体通信标准，是一个非常重要的问题。
 
　　（５）充分吸取和利用其它标准组织的标准和商用化货架技术(COTS)。目前ITU的OCAF(Open Communications Architecture Forum)特别工作组正在基于这一原则，来设计在NGN的实现中如何充分利用现有标准和COTS。相信这样的原则也会被应用到下一代多媒体通信标准的制定中来。

四、ITU H.325标准介绍

ITU的H.325标准，定位为第三代多媒体系统和终端的标准，主要为NGN服务。H.325和其之前的两代标准（第一代是H.320、H.321和H.322于1992年制定，第二代是H.323、H.324和H.310于1996年制定）将有显著的差别。SG16是ITU在多媒体通信领域的领导组(Lead SG)，为了配合ITU在NGN领域的标准化工作，启动了H.325这个标准项目。启动时间是在2005年中期，经过一个时期的工作，SG16已经于不久前完成了H.325 requirements文档的第二个版本。下面针对H.325的主要特点进行介绍。
 
　　首先H.325是为满足NGN应用而设计的，但是同时也兼顾前NGN(pre-NGN)阶段以及向NGN转化的过渡阶段的需要。因此H.325应该可以支持和现有多媒体协议如H.320,H.323,H.324以及SIP等的互通。H.325将提供广泛而丰富的业务，这些业务是可以从ITU所定义业务和第三方所定义业务相互融合而衍生出来的。
 
　　显然一个敏感的问题是H.325和IMS关系究竟如何定位。对此在标准业界有不同的认识，并不统一。有派专家认为对于NGN上的"本土"业务主要由IMS来负责提供，而H.325的重点应该放在IMS不一定适合提供业务的领域，也就是non-IMS业务。但是这里又有一个进一步的困难问题——哪些业务适合IMS提供、而哪些不适合呢？对于这个问题现在也缺乏统一的认识。根据笔者自己的看法，H.325提出的相当多的需求其实是相当远期的，IMS不一定能够支持。因此在这些领域，肯定是要开发新的标准的。所以H.325可能在时间维度上的持续存在将更加深远，着眼于提供一个真正"富媒体"通信环境。在富媒体环境下，支持各种媒体的融合和应用的融合是必然的趋势，因此H.325对于功能融合的（终端）设备(比如智能电话、多功能STB、手持式游戏和娱乐终端、Internet家电等)和融合的应用需要能够很好地支持。正因为H.325是一个长期的目标，所以ITU建议采取以一种演进(evolutionary)的策略来制定各个阶段的标准。当前阶段首先着手核心部分的建立，然后随着时间的推移，根据技术发展和市场需要，再来添加增强特性。因为H.325有丰富的功能特性，所以它其实应该构建成一个工具集合，其中各种工具元素如何来使用应该根据下层网络的架构和需要提供的业务来决定。比如根据业务的具体需要，可以灵活支持包括媒体智能转码在内的各种媒体处理功能。H.325需要能够支持和现存各种媒体编码协议之间的互通性，这样才能使用户最大限度地利用网络上的各种媒体内容资源。在这个方面，H.325的一个指导思想是尽可能采用NGN网关来解决问题，而不是要求终端能够支持多种编解码功能，因为这样会增加终端的复杂度。与上述思想相对应，H.325多媒体终端只需要支持一个最小集(minimal set)的内置媒体编解码能力，其它格式的媒体编解码能力可以通过插件形式的可下载编解码模块获得。
 
　　鉴于前面介绍过的音频压缩技术的融合趋势，H.325明确提出要开发一种通用的、低延时、低复杂度、灵活的、具有良好伸缩性的和具有健壮性(error-resilience)的音频编码标准。争取用这种新的通用标准来尽可能统一NGN环境下的音频压缩编码从而避免转码，同时还要能为广泛的应用、设备和网络提供优异的性能。
 
　　服务质量QoS和用户体验(QoE)也是H.325的一个重要方面。为了给用户提供彻底的多媒体通信的"真实感"，媒体传送的质量必须得到保证。一方面通过充分利用网络QoS来保证媒体流在传送中的质量，同时，对于媒体流也要能够提供针对网络特性的自适应能力。以上两个方面应该结合起来，服务器和终端在QoS/QoE的保证中要发挥更加重要的作用。QoS/QoE的"频谱"应该很宽、同时"粒度"很细，支持特定商业模型下的按服务质量付费的经营模式。精细粒度QoS/QoE的提供将通过媒体编码的可伸缩性来实现。分层编码是伸缩性的一种具体体现，在分层编码中，越是靠近基本层(base layer)的媒体越是得到更强的传送保证。
 
　　在通信安全方面，H.325要充分利用NGN核心业务所支持的安全功能如认证鉴权和DRM等，来提供全面的安全机制。在SG16接下来的工作中，这些需求还要进一步细化，明确优先顺序，然后具体制定分阶段工作计划和成立相应的标准项目。同时还要配合目前SG13和GSI(Global Standard Initiative)所负责的NGN架构的标准化工作。而H.325作为一个长期的框架型标准体系，也要重点照顾到当前急需的业务比如IPTV的标准化。H.325的一些思想和需求可以具体体现在ITU IPTV标准的制定过程中。比如通过媒体网关的媒体转码、可下载的媒体编解码能力、真实感的QoS/QoE等等，都是IPTV业务大规模普及所非常需要的。
 
　　五、结束语

市场需求、技术和标准三者之间的相互作用将开创多媒体通信的未来。我们有理由相信在ITU和其它国际和国内标准组织的共同努力下，下一代的多媒体通信标准将会应运而生。H.325标准可能会成为这些标准中的一个典型代表。但是我们在寄予希望的同时，也还要看到，在H.325的研究中，有几个重要问题还没有触及到。在我们文章的最后，给出一些这样的"开放"问题，请读者和我们共同思考。
 
　　（１）IMS和H.325之间的关系究竟如何？H.325定义的一些业务如VOD/IPTV等，究竟是否要基于IMS来标准化？这些业务和传统的会话类业务比如视频会议/可视电话有着明显不同。

（２）P2P机制应该如何被引入H.325，从而既能使其强大能力被充分利用，而又避免其带来的问题和负面影响，如对运营商盈利模式的冲击和对电信监管的挑战?

（3）计算网格技术如何应用于NGN框架中的多媒体通信？