視頻會議系統(tǒng)技術(shù)分析

王　放

摘 要:網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展促進了視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展。主要對視頻會議系統(tǒng)進行介紹,重點從視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)成、分類,系統(tǒng)建設(shè)要求、技術(shù)標準等方面論述視頻會議系統(tǒng)的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞:多媒體通信;視頻會議;系統(tǒng)標準

中圖分類號:TN948.64文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0295-01

1 視頻會議系統(tǒng)的基本構(gòu)成

1.1 視頻會議系統(tǒng)的分類

視頻會議系統(tǒng)一般分為軟件視頻會議系統(tǒng)和硬件視頻會議系統(tǒng)二大類。

1.2 視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)成及作用

視頻會議系統(tǒng)主要由MCU(Micro Controller Unit 微控制單元)、終端、網(wǎng)守、網(wǎng)關(guān)等組成。常見的結(jié)構(gòu)如下圖所示:

MCU:MCU是視頻會議系統(tǒng)特有的設(shè)備,由兩部分組成,一部分是MC,主要負責處理會議中的控制信息;另一部分是MP,主要用來處理音頻,視頻和數(shù)據(jù)信息。MC和MP在物理上可以是一個設(shè)備,也可以是獨立的設(shè)備。

終端:終端是提供實時的、雙向通信功能的節(jié)點設(shè)備。終端的主要功能是采集視頻、音頻信號,經(jīng)處理后送給MCU或其他終端,同時接收視頻、音頻信號,處理后送到相應的輸出設(shè)備。

網(wǎng)守:網(wǎng)守是一個域的管理者,在本系統(tǒng)中起著重要的作用,它的主要功能有:

(1)認證計費:收集認證計費信息,并把認證請求、計費請求用Radius消息送給AAA服務器;

(2)地址解析:將送給網(wǎng)守的別名地址解析為IP地址;

(3)域管理:單一網(wǎng)守管理下的所有終端、網(wǎng)關(guān)和多點控制單元的集合,稱之為域。網(wǎng)守負責管理域中的終端、MCU、GW等設(shè)備;

(4)帶寬管理:網(wǎng)守可以將用戶帶寬設(shè)置在在網(wǎng)絡(luò)總帶寬的某一可行的范圍內(nèi);

(5)網(wǎng)關(guān):進行H.323協(xié)議和其他非H.323協(xié)議的轉(zhuǎn)換,使H.323終端和其他非H.323終端能進行互通。H.323體系通過GW可以兼容多種終端,從而保護已有的投資。

2 基于視頻會議系統(tǒng)的建設(shè)要求

2.1 要有足夠高的帶寬

要傳送視頻,必須要有足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬,否則視頻數(shù)據(jù)無法通過網(wǎng)絡(luò)。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量就是235Mb。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下,傳輸這么大的數(shù)據(jù)是無法接受的。

2.2 要有好的壓縮技術(shù)

只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數(shù)據(jù)量,才能使視頻、音頻數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統(tǒng)中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV壓縮比更高的標準,節(jié)約了50%的編碼率,而且對網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質(zhì)量。

2.3 要有基于IP網(wǎng)絡(luò)的多播技術(shù)

多播是一種多地址廣播,發(fā)送與接收是一對多的關(guān)系。在傳輸過程中,發(fā)送端只需發(fā)送一次數(shù)據(jù)包,位于多播組內(nèi)的各個用戶就可以共享這一數(shù)據(jù)包。在視頻會議系統(tǒng)應用中,將一個節(jié)點信號傳送到各個節(jié)點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網(wǎng)絡(luò)帶寬,而多播技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送分布到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中,減少了網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)總量。

2.4 要提供服務質(zhì)量保證

網(wǎng)絡(luò)服務質(zhì)量是網(wǎng)絡(luò)與用戶之間以及網(wǎng)絡(luò)上互相通信的用戶之間關(guān)于信息傳輸與共享的質(zhì)量約定。第一,在任何網(wǎng)絡(luò)中,時延總是存在的。視頻會議系統(tǒng)具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現(xiàn)場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統(tǒng)中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關(guān)于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統(tǒng)中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內(nèi)。

3 常見的視頻會議系統(tǒng)標準

視頻會議系統(tǒng)的迅速發(fā)展,除了自身的優(yōu)越性外,相應的ITU標準不斷發(fā)展完善是推動視頻會議系統(tǒng)應用的強大動力。視頻會議系統(tǒng)國際標準主要包括H.320、H.323這兩種目前最常用的視頻會議標準。這些標準的推出,使不同廠商的產(chǎn)品設(shè)備只要遵守相同的標準就可實現(xiàn)產(chǎn)品間的互操作性,令客戶可以按照需要選用不同設(shè)備,同時使用不同設(shè)備的客戶進行視頻會議時實現(xiàn)無縫連接。這些標準提高了視頻會議系統(tǒng)的圖像聲音質(zhì)量,擴大了視頻會議系統(tǒng)的使用范圍,增強了視頻會議系統(tǒng)的吸引力,節(jié)省了建設(shè)的成本,促進了視頻會議技術(shù)的不斷提高。

H.323協(xié)議是為了適應網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展專為已有的局域網(wǎng)運行的多媒體系統(tǒng)設(shè)計的,它的制定使基于分組(Packet)網(wǎng)絡(luò)的實時多媒體通信和會議的實現(xiàn)成為現(xiàn)實,為運行于不同通信網(wǎng)絡(luò)的不同廠商的終端實現(xiàn)互操作提供了前提,提供了一種可讓其他H.32x兼容產(chǎn)品互相通信的機制。因此H.323是目前視頻會議系統(tǒng)中應用得最廣泛的協(xié)議(層次結(jié)構(gòu)見圖1)。H.323層次結(jié)構(gòu)框圖體現(xiàn)H.323標準涵蓋的音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信所遵循的協(xié)議。

在音頻編碼方面,聲音壓縮采用G.711標準,說明了通過網(wǎng)絡(luò)連接,發(fā)送或接收聲音的一個可選的、較高帶寬的聲頻編碼器的格式和算法。G.722、G.723.0、G.728、G.729是可選的聲音壓縮標準。

在圖像編碼方面,圖像壓縮采用H.261的QCIF方式,H.261標準說明通過網(wǎng)絡(luò)連接,發(fā)送或接收視頻圖像的一個可選的、較高帶寬的視頻編解碼器的格式和算法。H.261CIF和H.263是可選的。

H.225.0和H.245標準定義了呼叫的控制、與Gatekeeper(網(wǎng)守)聯(lián)系和會議控制機制,使得H.323兼容終端實現(xiàn)互連。H.225.0描述了媒體(音頻和視頻)流打包、媒體流同步、控制流打包、以及控制消息格式。H.245描述了用于打開和關(guān)閉傳輸音頻、視頻和數(shù)據(jù)的邏輯信道以及容量交換、模式請求、控制和指示。

數(shù)據(jù)應用的T.120系列標準支持多點和多媒體會議系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù),為連接白板和非視頻會議應用及文件傳輸提供應用規(guī)程,包括T.121、T.122、T.123等。T.120系列標準增強了視頻會議系統(tǒng)的靈活性。H.323標準還規(guī)定了數(shù)據(jù)的實時傳輸協(xié)議RTP和實時控制協(xié)議RTCP。

4 結(jié)語

隨著網(wǎng)絡(luò)、多媒體、通信技術(shù)的飛速發(fā)展和性能的提升,視頻會議系統(tǒng)技術(shù)會不斷被發(fā)展和完善,必將以其獨特的優(yōu)勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關(guān)、商業(yè)集團、科研院所、醫(yī)療機構(gòu)及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。

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