基于無(wú)線通信技術(shù)的多班組協(xié)同作業(yè)會(huì)議系統(tǒng)分析

李莉　王冰　邵海濤

電力生產(chǎn)大都為野外多工種多班組作業(yè)，相互間的溝通協(xié)調(diào)非常重要?；跓o(wú)線通信技術(shù)的多班組協(xié)同作業(yè)會(huì)議系統(tǒng)主要研究的是野外工作環(huán)境下如何通過(guò)無(wú)線便攜式終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)音視頻信號(hào)的采集和傳輸，從而解決調(diào)度臺(tái)與作業(yè)班組之間以及各班組相互之間的實(shí)時(shí)溝通交流的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信技術(shù) 多班組協(xié)同作業(yè)會(huì)議系統(tǒng)

如今電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)正飛速發(fā)展，這為音視頻會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)保證。視頻技術(shù)在工業(yè)、軍事和民用領(lǐng)域正發(fā)揮著不可忽視的作用。相對(duì)單一的圖像來(lái)說(shuō)，連續(xù)的圖像序列——視頻具有表達(dá)客觀事物更加直觀、生動(dòng)、形象，信息內(nèi)容更加豐富等優(yōu)點(diǎn)。

1 音視頻會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展

音視頻會(huì)議系統(tǒng)大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：

（1）最早的音視頻會(huì)議系統(tǒng)是采用模擬方式傳輸?shù)?，但由于在模擬微波（或同軸電纜等）線路上傳輸一路模擬視頻會(huì)議信號(hào)所需帶寬為6MHz，相當(dāng)于占用960個(gè)電話線路的帶寬，在運(yùn)營(yíng)成本上是較昂貴的，因此其商業(yè)推廣應(yīng)用受到很大的限制。

（2）1990年11U—T發(fā)布了用于ISDN、El、T1上的群視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議H.320，H.320協(xié)議是應(yīng)用最早、最為成熟的協(xié)議，為視頻會(huì)議領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)揮了巨大的作用。

（3）1996年5月ⅡU-T制定了在分組交換網(wǎng)絡(luò)上工作的視頻會(huì)議的標(biāo)準(zhǔn)H.323，支持H.323協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)是一種集中式、緊耦合會(huì)議系統(tǒng)，其顯著特點(diǎn)是引入了多點(diǎn)控制單元MCU（Multipoint Control Unit），由MCU將一個(gè)發(fā)送者的音視頻分別獨(dú)立地以IP單播（Unicast）方式轉(zhuǎn)發(fā)給多個(gè)接收者來(lái)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)交互，其好處是對(duì)會(huì)議成員的管理方便，但這將導(dǎo)致系統(tǒng)開銷和網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)隨用戶數(shù)的增加而迅速增大，令系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模擴(kuò)展。

（4）1998年9月，ITU（International Telecommunications Union）在H.323的基礎(chǔ)上制定了松禍合擴(kuò)展協(xié)議H.332，該協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層使用坤組播技術(shù)，采用分布式松耦合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，較好地解決視頻會(huì)議系統(tǒng)的規(guī)模擴(kuò)展問(wèn)題。

（5）近年來(lái)，流媒體廣播技術(shù)越來(lái)越多的應(yīng)用于視頻會(huì)議系統(tǒng)。大部分廣播會(huì)議，如網(wǎng)上路演、采訪、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)等，能夠?yàn)橛脩魝鬏敹嗝襟w信息，是對(duì)傳統(tǒng)視頻會(huì)議功能的擴(kuò)展。

2003年3月，ITU-T視頻編碼專家組（VCEG）和ISO/IEC MPEG（Motion Pieture Expert Group）組成的聯(lián)合視頻專家組正式公布了H.264視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。H.264是新一代低比特率視頻標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)有的任何標(biāo)準(zhǔn)相比，它有著更高的壓縮性能，能夠在較低帶寬提供高質(zhì)量的圖像傳輸，對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸有更好地支持。具體講，與MPEG-4相比，在相同視頻質(zhì)量下，采用H.264標(biāo)準(zhǔn)能降低碼率50%左右；在相同碼率下，其信噪比明顯提高。而且，H.264的授權(quán)費(fèi)用更加合理，受到廣泛的重視和歡迎，具有廣闊的應(yīng)用前景，比如實(shí)時(shí)視頻通信、Intemet視頻傳輸、視頻流媒體服務(wù)等，它被認(rèn)為是最具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮曨l壓縮編碼技術(shù)。

2 音視頻會(huì)議系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，音視頻會(huì)議系統(tǒng)不斷應(yīng)用到社會(huì)的各行各業(yè)，日益受到人們的關(guān)注。在我國(guó)從事軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)研發(fā)的公司主要有瑞福特、V2、網(wǎng)動(dòng)、山大聯(lián)潤(rùn)等。瑞福特公司整合了H.323標(biāo)準(zhǔn)，允許H.323終端參加會(huì)議，并且支持手機(jī)、電話的接入，為用戶提供了一個(gè)統(tǒng)一的、完整的網(wǎng)絡(luò)多媒體通信應(yīng)用解決方案。V2在多路混音以及消除背景噪音方面做得非常出色，V2擁有專利技術(shù)的“基于前向糾錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)音頻抗丟包算法”使得在網(wǎng)絡(luò)丟包率達(dá)到10%時(shí)聲音仍保持清晰連貫而不停頓。

目前的商業(yè)化的視頻會(huì)議大多遵循H.323標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)镠.323標(biāo)準(zhǔn)的成熟性，有助于諸多軟件供應(yīng)商開發(fā)性能穩(wěn)定的設(shè)備，并且有利于不同的供應(yīng)商之間消除互操作性中出現(xiàn)的問(wèn)題，并在市場(chǎng)上推出各種支持H.323標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。缺點(diǎn)是當(dāng)客戶端增加時(shí)，由于服務(wù)器CPU處理能力、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，會(huì)使會(huì)議質(zhì)量明顯下降。

SIP基于現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供多媒體業(yè)務(wù)的協(xié)議，是一個(gè)分散式協(xié)議，它將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性推向網(wǎng)絡(luò)邊緣，需要相對(duì)智能的終端，協(xié)議也比較簡(jiǎn)單。優(yōu)點(diǎn)包括：該協(xié)議具有可擴(kuò)展特性，可以輕松定義并迅速實(shí)現(xiàn)新功能；缺點(diǎn)是問(wèn)世不久，大多數(shù)應(yīng)用處于原型階段，該協(xié)議單獨(dú)應(yīng)用的范圍較窄。

視頻會(huì)議系統(tǒng)經(jīng)常采用的架構(gòu)有C/S（Client/Server即客戶機(jī)/服務(wù)器）和B/S（Browser/Server即瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)后者是從前者發(fā)展而來(lái) 的，它們的本質(zhì)都是C/S而二層結(jié)構(gòu)的C/S模式存在諸多問(wèn)題，例如開發(fā)和維護(hù)成本高，服務(wù)器負(fù)載重，靈活性差，缺乏開放性，難以與Internet/Intranet接軌等，造成系統(tǒng)使用和維護(hù)中的許多難題。三層的B/S模式雖然開發(fā)和維護(hù)較為容易，但服務(wù)器負(fù)載重，理論上會(huì)議參加者的數(shù)量可以很多，實(shí)際效果并不令人滿意，服務(wù)器成為會(huì)議系統(tǒng)的瓶頸。在網(wǎng)絡(luò)狀況較好并且與會(huì)人員數(shù)量不多的情況下，視頻會(huì)議系統(tǒng)能夠提供令人滿意的效果。但是不同與會(huì)者的網(wǎng)絡(luò)帶寬質(zhì)量參差不齊，隨著與會(huì)者數(shù)量的增加，視頻圖像質(zhì)量就會(huì)有所下降，甚至?xí)?dǎo)致會(huì)議無(wú)法正常進(jìn)行。因此，如何提高視頻圖像的傳輸質(zhì)量是視頻會(huì)議系統(tǒng)研究的首要任務(wù)。

隨著無(wú)線技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字音視頻會(huì)議系統(tǒng)在原有的以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，拋棄了網(wǎng)絡(luò)電纜，用無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，降低了布線的成本，增強(qiáng)了會(huì)議系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)充性。采用3G/4G無(wú)線數(shù)據(jù)通信方式，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)帶寬得到了改善，克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)只能用于固定會(huì)場(chǎng)的會(huì)議，可以在有3G/4G服務(wù)的任何地方召開音視頻會(huì)議。

3 總結(jié)

電力生產(chǎn)大多是多班組野外作業(yè)，相互之間缺少有效溝通的手段，遇到問(wèn)題都是自行解決，很難得到其它班組的協(xié)作幫助，這勢(shì)必對(duì)作業(yè)的質(zhì)量和效率產(chǎn)生影響。采用H.264視頻編解碼技術(shù)、3G/4G無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)等設(shè)計(jì)和開發(fā)應(yīng)用于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)線音視頻終端設(shè)備，通過(guò)管理平臺(tái)既能實(shí)現(xiàn)調(diào)度臺(tái)與各班組之間協(xié)調(diào)互動(dòng)、統(tǒng)一調(diào)度，又能使電力生產(chǎn)的各班組相互間能夠使用終端設(shè)備進(jìn)行溝通交流，實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。

參考文獻(xiàn)

[1]紀(jì)鵬之，梁篤國(guó).網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展和應(yīng)用[J].人民公安，2008（03）：56-57.

作者單位

國(guó)網(wǎng)新疆電力公司信息通信公司 新疆維吾爾族自治區(qū)烏魯木齊市 830002endprint