論視頻會(huì)議系統(tǒng)中MCU技術(shù)的應(yīng)用

白 玨

蘭州鐵路局蘭州電務(wù)段，甘肅 蘭州 730000

視頻會(huì)議業(yè)務(wù)是一種典型的多媒體業(yè)務(wù)，就傳送信息量的多少，受到通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的影響，所以其發(fā)展與通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有密切的關(guān)系，在其發(fā)展過程中，人們在分別在PSTN、ISDN/DDN、ATM、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)了視頻會(huì)議業(yè)務(wù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了H.320協(xié)議向H.323協(xié)議的過渡，但是無論在哪種網(wǎng)絡(luò)上，多點(diǎn)控制技術(shù)都是視頻會(huì)議中的重要組成部分，同時(shí)H.323因?yàn)槠浣M網(wǎng)靈活、節(jié)省帶寬、代表了電視會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展方向等諸多優(yōu)點(diǎn)在MCU的功能實(shí)現(xiàn)中而被廣泛使用。

1 MCU多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)

1.1 利用MCU的視頻會(huì)議系統(tǒng)

多點(diǎn)控制單元（MCU）是多點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它的作用相當(dāng)于一個(gè)交換機(jī)的作用，它將來自各會(huì)議場點(diǎn)的信息流，經(jīng)過同步分離后，抽取出音頻，視頻，數(shù)據(jù)等信息和信令，再將各會(huì)議點(diǎn)的信息和信令，送入同一種處理模塊，完成相應(yīng)的音頻混合或切換，視頻混合或切換，數(shù)據(jù)廣播和路由選擇，定時(shí)和會(huì)議控制等過程，最后將各會(huì)議場點(diǎn)所需的各種信息重新組合起來，送往各相應(yīng)的終端系統(tǒng)設(shè)備。通常包括音頻處理單元、視頻處理單元、數(shù)據(jù)處理單元、控制處理單元和多路復(fù)用/分路器以及網(wǎng)絡(luò)接口。音頻處理單元負(fù)責(zé)將N個(gè)音頻輸入信號(hào)混合生成N個(gè)音頻輸出信號(hào)，使得參加會(huì)議的終端都能聽到其他各地參加會(huì)議終端的聲音，視頻處理單元負(fù)責(zé)視頻信號(hào)的切換或“混音”。在視頻信號(hào)切換時(shí)，有會(huì)議主席確定進(jìn)行切換的圖像信息，在視頻“混合”處理時(shí)，由會(huì)議主席確定來自哪些終端的圖像信息組合成單路單路的視頻圖像信息并通知視頻處理單元完成這些切換或者“混合”功能?？刂铺幚韱卧獙Υ_定音頻、視頻、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)的正確選路、混合/切換、格式和定時(shí)負(fù)責(zé)，信號(hào)通過控制處理器到達(dá)作為向外傳輸?shù)拿總€(gè)多路復(fù)用器，同時(shí)處理會(huì)議控制功能。

實(shí)際使用時(shí)，一個(gè)MCU可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)會(huì)議的控制。當(dāng)參加會(huì)議的終端數(shù)目超過一個(gè)MCU不能完成的控制數(shù)量時(shí)，可以采取MCU級聯(lián)的方式來完成對整個(gè)會(huì)議系統(tǒng)的會(huì)議控制，但是同一級級聯(lián)不超過兩級，處在上面一層的是主MCU，處于下層的是從MCU，從MCU受控于上層MCU。

1.2 MCU的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

MCU需要音頻信息和視頻信息，因而與音頻信息和視頻信息編碼相關(guān)的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議（G.7xx系列、H.26x系列）均與MCU相關(guān)。同時(shí)，MCU應(yīng)完成傳輸復(fù)用和同步（H.221）、數(shù)據(jù)協(xié)議（H.224和T.120系列）、系統(tǒng)特征中的加密（H.233/H.234）、遠(yuǎn)程控制（H.281），并需要與所使用的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)終端協(xié)議（H.310、H.323、H.320、H324）等。

1.3 MC的功能

MCU通常包括兩個(gè)部分： MC（Multipoint Controller）和MP（Multipoint Processor）兩部分。MC是從MCU中分離出來的，能完成MCU中控制功能單元所完成的所有功能，同時(shí)需要與MP之間進(jìn)行消息的互控， MP在MC管理控制下負(fù)責(zé)對流媒體進(jìn)行交換、混音及數(shù)據(jù)處理，MC主要是負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)終端間傳輸頻道使用的先后順序及利用H.245等系列標(biāo)準(zhǔn)來界定傳輸內(nèi)容的規(guī)格；MP則是在MC的控制規(guī)則之下真正在從事影音的再制作、轉(zhuǎn)送以及一些視訊流的處理。在現(xiàn)行的視頻會(huì)議系統(tǒng)中的多點(diǎn)控制是由多點(diǎn)控制單元（MCU）中的MC或從MCU分離出來獨(dú)立的MC來完成。MCU主要負(fù)責(zé)完成視頻會(huì)議系統(tǒng)會(huì)議建立和控制，音頻信息的混合和視頻信息的交換功能，而MC僅負(fù)責(zé)會(huì)議的建立和控制功能，所以MCU是整個(gè)會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵。

MC對多點(diǎn)會(huì)議的控制功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是負(fù)責(zé)會(huì)議控制，包括終端加入會(huì)議、接受或者拒絕終端與會(huì)要求以及將終端從會(huì)議中刪除等；二是對通信的控制，包括終端能力的協(xié)商，通信方式的選擇以及邏輯信道的建立等。主要有獲取會(huì)議列表、呼叫連接、能力協(xié)商、會(huì)議記錄保存與查詢、維護(hù)邏輯信道、會(huì)議結(jié)束等功能。

2 MCU會(huì)議系統(tǒng)模式

每個(gè)MCU至少存在一個(gè)MC，根據(jù)選擇會(huì)議模式不同決定MP存在或者不存在，根據(jù)不同的方法和配置，其系統(tǒng)模式可以分為以下3種。

2.1 集中式多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)

集中式多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)中，所有終端都是通過點(diǎn)對點(diǎn)的方式與MCU中的MC建立H.245控制連接通道，并打開媒體通道，通過音頻，視頻和以及數(shù)據(jù)通道與MP通信，由MP對媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，MP可以實(shí)現(xiàn)不同音質(zhì)、視頻以及數(shù)據(jù)格式和傳輸速率之間的轉(zhuǎn)換，允許終端通過不同的通信方式加入會(huì)議。參加會(huì)議的每一個(gè)終端將自己的各種會(huì)議數(shù)據(jù)傳給MCU，經(jīng)過其集中處理后再選擇將相應(yīng)的媒體流分發(fā)給終端。

集中式會(huì)議又分為兩種會(huì)議模式，主席模式和自由模式。在會(huì)議過程中，可由主席動(dòng)態(tài)指定會(huì)議模式。自由模式下，會(huì)議終端可以自由進(jìn)入或者離開會(huì)議，各終端接收所有終端的聲音混合和視頻流。主席模式下，會(huì)議中只有一個(gè)終端在發(fā)言，其他終端只接受發(fā)言會(huì)場的音頻和視頻流。

2.2 分布式多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)

在這種管理方式的系統(tǒng)中沒有MCU，也沒有集中控制和集中管理的設(shè)備，所有的終端都是平等的，MCU的功能是以MC和MP功能模塊的方式分別存在于系統(tǒng)的其他設(shè)備中，各個(gè)終端仍然以點(diǎn)對點(diǎn)的方式和MC建立H.245控制連接通道。會(huì)議管理和媒體數(shù)據(jù)流處理均由終端來完成，終端具有多播功能，可以通過音頻、視頻通道向其他會(huì)議終端發(fā)送數(shù)據(jù)。分布式多點(diǎn)控制和管理之所以能在基于分組的通信網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)，其主要原因是網(wǎng)絡(luò)中的通信是在邏輯信道中進(jìn)行的，而不是以物理信道為單位進(jìn)行的。分布式多點(diǎn)會(huì)議利用多點(diǎn)播送技術(shù)來組織，參加會(huì)議的終端向別的與會(huì)者終端以多點(diǎn)播送方式傳送視頻和音頻信息，而無須在多點(diǎn)處理器集中進(jìn)行。

2.3 混合式多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)

混合式多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)結(jié)合了集中式和分布式兩者的特點(diǎn)，會(huì)議過程中根據(jù)需要終端可以集中參與，也可以分布參與，部分?jǐn)?shù)據(jù)流傳給MCU，部分?jǐn)?shù)據(jù)流直接傳送給參加會(huì)議的終端。

不同的模式對MCU和終端的要求也各不相同，集中式多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)對MCU的要求高，而分布式對終端的要求高，根據(jù)硬件的配置，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由要支持組播的時(shí)候才能選擇使用分布式會(huì)議系統(tǒng)，因此目前使用的MCU大多都采取集中式的會(huì)議系統(tǒng)。

3 結(jié)論

隨著通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，用戶的需求正在不斷的細(xì)化，無論是從技術(shù)上還是應(yīng)用上，視頻會(huì)議系統(tǒng)還在不斷的發(fā)展，也會(huì)出現(xiàn)新的技術(shù)，但是目前的MCU技術(shù)為我們的視頻會(huì)議系統(tǒng)提供了一種方式，能夠很好地為我們快速、直接的溝通提供方便，在會(huì)議系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。

[1]劉瑞芳，曾曉軒，孟慶昌，徐惠民.H.323視頻會(huì)議中MCU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)，2003(2).

[2]趙娜.IP網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議的MCU的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2005(10).

[3]許勝，徐捷.基于H.323的MCU多點(diǎn)會(huì)議系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2010(6).