子計畫一:多媒 體應用環境ATM 交換網路研究與設計

在計畫的第一年的計畫期間,我們已經完成了下列的工作:
(1)對於多媒體應用環境的發展研究:
 (a)在FDDI網路上建立多媒體通訊平台的雛型。
 (b)在此多媒體通訊平台上發展了一套多媒體會議系統,用以驗證並評估我們的多媒體通訊平台的效能。
(2)對於建立ATM交換網路基礎研究方面 :
 (a)已完成了一個廣播式分封定序控制器的設計,可允許兩個分封同時被送到一 個目的端。
 (b)已完成一個新型廣播式ATM交換網路架構之初步設計,其主要元件包含前項所提之分封定序控制器,一個Copy Nework 及一個含有兩個存取點(access point )之Knockout Switch 。

在計畫的第二年,我們也已經完成了下列的工作:
(1)對於多媒體應用環境的發展研究:
 (a)White Board 系統的Co-drawing、Co-editing 的重心部分工作,並予以完成。
 (b)加強第一年的多媒體電腦會議系統的Voting 功能,並和上述(a)逐步整合。
 (c)Application Sharing 的設計與實作。
 (d)整合上述(a)、(b)和(c)的功能,以增強我們在第一年發展的多媒體會議系統, 加入Cooperative Work 的功能,.形成一個CSCW系統。
 (e)擴充我們的多媒體通訊平台加入群體通訊的功能以形成一個多媒體通訊平台。
 (f)將我們的多媒體通訊平台移植到ATM網路上。
 (g)引入物體導向式的設計方法,使我們的多媒體通訊平台具有更高的移植性。
(2)對於建立ATM交換網路基礎研究方面:
 (a)建立可機動加入和離開的廣播式樹狀連線演算法。
 (b)進行廣播式ATM交換網路效能之評估,包括其分封漏失率,平均分封延遲 及成本分析。
 (c)進行設計一個具有擴充能力(scalability)的大型ATM交換網路。

在第三年,我們將完成下列工作並執行系統的整合:
(1)對於多媒體應用環境的發展研究:
 (a)在多媒體的各種應用中,對每個多媒體應用系統的始用者而言,他們第一眼所接觸到的就是影像和語音的聲光效果,因此為能使使用者能達到較好的影 像效果感覺,我們必需把我們的多媒體應用平台與影像壓縮環境結合,以期能 達到較好的影像視覺感受。
 (b)由於我們的多媒體系統是建立在電腦網路上的系統,因此網路的使用效率和 傳輸速度將會對我們所設計的多媒體系統的整體效能產生一定程度的影 響。因此整合一個高速網路的通訊系統同平台將是必要且迫切的,因此,我們 所設計的多媒體應用平台將與ATM高速通訊平台整合,以期能改善我們的 多媒體通訊平台,使之整體效能能夠達到一個使用者所能接受的程度。
 (c)網路管理系統是目前和未來網路中極為重要不可或缺的一環。因此在我們所設計的多媒體應用平台中,必需提供一些資訊以供網管系統瞭解目前網路 的資源應用情形和資料,以讓網管系統能做一些網路資源的有效管理和決 定。因此為能完成一完整的網路應用多媒體系統應用平台,我們將與網路管 理系統整合以得一完善的多媒體應用平台系統。
 (d)繼我們所實作出來的多媒體電腦會議系統和CSCW系統外,我們將再把我們 所設計出來的多媒體應用平台與遠程教學整合,以更近一步提供並驗證我們 的多媒體應用平台。
 (e)在上述(a)(b)(c)局部性整合之後,我們將再繼續對前兩年的計畫做一完整的 整合測試。
 (f)在上述整合結束之後,我們將在ATM網路上,整理出我們的多媒體通訊平台提出一個完整的多媒體通訊平台(Platform)。
 (g)此外,我們將可達成在ATM網路上,提供完整的多媒體應用環境,以及建立完 整的多媒體通訊平台(Platform)。
(2)對於建立ATM交換網路研究方面:
 (a)研究適合多媒體應用的多點對多點連線演算法,針對此題目提出有效的解法。
 (b)針對所提的多點對多點連線建立演算法進行效能評估與分析。
 (c)進行在廣播式ATM交換網路上之交通流量管制及品質保證的控制。
 (d)對具有擴充能力的大型ATM交換網路進行效能的評估與分析。

  預期完成之工作對參與本子計畫之設計人員,提供系統整合的設計經驗,如何與 其他三子計畫密切配合。將是此工作平台成功與否的關鍵。另外在 Cooperative Work 方面,由於引進物件導向之設計概念,將使設計人員對多媒體系統有新的 思維訓練,並增加對視窗系統的設計能力。

子計劃二:高效能傳輸層通訊協定之設計與實作

(1)評估現有的高速網路技術,包含Fast Ethermet, EtherSwitch, FDDI, 以及ATM 網路。比較其在多媒體應用的需求下,各種網路的優缺點,提出一份綜合的報告。
(2)對於ATM Forum 所提之 IP over ATM 與 ATM LAN Emulation 的標準,分 析應用程式透過ABR 頻寬來傳輸資料,將對ATM 網路造成何種影響。
(3)分析各種常用的傳輸軟體(Telnet, FTP,RPC 等)的傳輸特性,並建立簡單的傳 輸模式與轉換模組(Transfor Module), 並將此轉換模組植入現有的傳輸協定 中,讓這些常用的傳輸軟體(Telnet,FTP,PRC 等)直接透過VBR或 CBR頻寬 來使用ATM網路,獲得傳輸品質的保障。
(4)為了製作以工作站為基礎的ATM-FDDI路由器(接續第二年的工作),我們分析其在ATM-FDDI 路由器中可能的交通擁塞情形,並設計一擁塞控制(Con- gestion Control )的方法,加入到現有的傳輸層與網路層協定中。
(5)為了使應用程式在ATM與 FDDI 連結網路上的通訊更有效率,我們將實際 在ATM-FDDI 路由器上製作此多媒體通訊傳輸協定,並評估其效能及其應 該改進的地方,作為未來進一步研究的基礎。
(6)結合其他教授的計劃成果,並作細部的調整,達到最佳的績效。
(7)檢討整合出的分散式多媒體環境,評估其效能及其應該改進的地方,作為未 研究的基礎。

子計劃三:網路模式建立與效率評估

(1)根據完成網路管理系統雛形,記錄網路傳輸狀況,了解網路系統實際運作。
(2)將網路模擬系統的模擬結果和實際測量結果進行比較,完成改進網路模式和網路模擬系統。
(3)藉已完成改進的網路模式和網路模擬系統,使網路管理系統雛形趨於完善。
(4)以網路管理系統雛形為基礎,測試並發展完成ATM網路管理系統。
(5)根據發展完成ATM網路管理系統,有效結合各種管理資訊資料庫及網路資訊,提供網路管理者、使用者或應用系統,各項管理及服務。
(6)根據完成之網路模式及網路管理系統所得資訊,完成網路效率評估。
(7)根據評估結果,提出改善網路效能之可行方案,並作為未來進一步研究之基礎。


子計劃四:適應網路環境視訊壓縮技術研究

(1)在ATM及FDDI整合架構的高速網路環境,安裝測試及調整不同的影像壓縮 方法在這個高速網路上的效率,以達到最佳的成果。
(2)針對高速網路的特性,修改 MPEG 的架構及 buffer 控制策略,設計出具有 smooth 壓縮輸出的能力的影像壓縮法。
(3)在MPEG的標準中加入具有錯誤修正(error concealment)的能力的two-layer 壓縮技術,使得壓縮法具有減少 cell loss rate 的能力,並減少 cell loss 所造成影響。
(4)由一個傳輸端在網路上同時傳輸數個影像序列時,適量的將傳輸量較大的影 像序列和傳輸量較小的影像序列相配合,使得整體的傳輸量的變動不會太大, 這就是研究 multi-source multiplexing 以達到網路傳輸流量控制的目的。
(5)研究影像壓縮及傳輸流程,並依此來修正壓縮法,以期能減少 end-to-end delay。
(6)繼續改進MPEG 壓縮架構的效率,而利用軟體實作MPEG 壓縮程式。
(7)研究在多部工作站及高速網路架構成的 PVM 環境下,建構一個即時影像壓縮伺服機(real-time image compression server) 的目標。
(8)利用Object-Based 壓縮技術,設計出一個高壓縮比的壓縮法。


子計劃五:架構在ATM高速網路上多媒體遠程教學環境之設計與建立

  在本計劃中我們主要的目的是要建構一個在ATM網路上的遠程教學環境,我們使用 的主從架構 (Clieent-Server),因此要完成此環境我們必須先規劃一個能夠儲存 多媒體資料的多媒體資料庫,並提供一個儲存管理者以物件的觀念來管理資料庫內的 資料。為了製作教學課程我們也需提供一個編輯工具,提供使用者編輯課程。同時我 們也提供一個位於資料庫端負責接受要求及傳送資料的資料傳送器,及另一個位於多 媒體播放系統端負責網路傳輸及緩衝器控制的多媒體資料接收器。最後則是負責與 使用者溝通及播放課程的多媒體播放系統。 本計劃除了能提供一個教學課程,更能提供許多多媒體方面的應用。更重要的是, 我們不僅能提供業界這方面的經驗,同時更能印證本整合型計劃,設計一個適合多媒 體應用之高速網路環境的目的,確實在ATM 高速網路上發展一個多媒體的應用系統 ,以及充分了解各種媒體之資料在高速網路環境上傳輸的特性。


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