基于IP的網(wǎng)絡(luò)視頻會議通信技術(shù)探

摘 要：本文主要對基于IP的網(wǎng)絡(luò)視頻會議通信技術(shù)進行分析，首先介紹了IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)構(gòu)建協(xié)議和技術(shù)要求，分析了IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)的組成，并對相關(guān)的視頻會議通信技術(shù)進行闡述，旨在為人們提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：IP視頻；網(wǎng)絡(luò)視頻會議；通信技術(shù)

0.引言

近年來在我國通信技術(shù)和計算機技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，我國的多媒體通信技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。多媒體通信技術(shù)是一種將通信、網(wǎng)絡(luò)、計算機和多媒體等相互滲透的產(chǎn)物，氣具有多方面的優(yōu)勢，具有復(fù)合性、交互性和分布性。在IP網(wǎng)絡(luò)中進行視頻的傳輸和通信就要充分利用相關(guān)的通信技術(shù)。

1.IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)構(gòu)建協(xié)議和技術(shù)要求

1.1IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)建協(xié)議

IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)還要構(gòu)建適應(yīng)的協(xié)議，常見的UDP協(xié)議和TCP協(xié)議都不能適用于IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)。 IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)相適應(yīng)的協(xié)議主要包括RTCP協(xié)議、RTP協(xié)議和RSVP協(xié)議。其中RTP是一種運行在UDP協(xié)議之上的協(xié)議，RTP數(shù)據(jù)包中可以封鎖視頻和音頻的相關(guān)數(shù)據(jù)，而每一個RTP數(shù)據(jù)包又被分裝在UDP包中，UDP包封鎖在IP包中就可以進行傳輸。RTCP協(xié)議是RTP協(xié)議的控制協(xié)議，主要對相關(guān)信息進行檢測、反饋控制和傳遞，同時還能夠調(diào)整相關(guān)的數(shù)據(jù)收發(fā)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的最大化利用。IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建視頻會議系統(tǒng) 的標(biāo)準(zhǔn)為H.323和SIP。H.323是非常成熟的電話信令模式，SIP協(xié)議則可以將視頻和音頻當(dāng)成是互聯(lián)網(wǎng)中的一個應(yīng)用，增加了QoS要求和信令，同時參考了其他的協(xié)議設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)，其比較簡單，具有較好的可兼容性。

1.2IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)的技術(shù)要求

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)的速度越來越快，其承載的業(yè)務(wù)也正在向?qū)崟r業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)變，因此越來越多的數(shù)據(jù)、音頻和視頻等業(yè)務(wù)類型都會優(yōu)先選擇IP技術(shù)。IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)的構(gòu)建需要應(yīng)用到多種相關(guān)的通信技術(shù)，同時對這些技術(shù)提出了一定的要求。

（1）IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)需要對視頻、音頻等進行傳輸，因此整個系統(tǒng)一定要有足夠的網(wǎng)絡(luò)寬帶，否則就不能順利傳輸視頻數(shù)據(jù)。（2）其次，還要求系統(tǒng)要有基于IP網(wǎng)絡(luò)的多播技術(shù)。多播的發(fā)送和接收是一對多的關(guān)系，其是一種多地址廣播，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，發(fā)送端只需要對數(shù)據(jù)包進行一次發(fā)送就能夠使不同的用戶可以同時接收到這一數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)不同用戶對相同數(shù)據(jù)包的共享。在視頻會議系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的傳輸過程中，需要將一個節(jié)點的信號傳輸?shù)讲煌墓?jié)點中，在這個過程中，無論是采用廣播的方式還是點對點的方式，都會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)寬帶被浪費。而傳輸過程中采用多播技術(shù)，就可以將數(shù)據(jù)的傳送分布在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點中，就能夠避免網(wǎng)絡(luò)寬帶被浪費。（3）對壓縮技術(shù)要求較高：IP網(wǎng)絡(luò)在傳輸音頻信號和視頻信號時，并不是對原始的信號進行傳輸，而是需要先將視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)進行壓縮，這就需要使用到較高壓縮比的壓縮算法，不僅可以有效減少編碼率，同時還能夠獲得更好的圖像質(zhì)量。（4）最后，還要求要提供較高的服務(wù)質(zhì)量。在網(wǎng)絡(luò)上互相通信的用戶之間以及網(wǎng)絡(luò)和用戶之間都存在著某一種約定，這一種約定就是信息傳輸和共享的質(zhì)量約定。無論是在哪一種網(wǎng)絡(luò)中進行信息或者數(shù)據(jù)的傳輸在時間上都會有一定的延遲。而對于食品會議系統(tǒng)來說，需要實現(xiàn)通信雙方的通信，因此對可靠性和實時性的要求更高。在傳輸視頻信息的過程中，為了獲得更真實的現(xiàn)場感，就要求視頻和音頻的傳輸延時在0.25秒之內(nèi)，最大時延抖動也應(yīng)該在10ms之內(nèi)[1]。視頻會議系統(tǒng)主要用來實現(xiàn)雙方的視頻會議，為了能夠表現(xiàn)出會場的完整信息，要求唇音要同步。人的感知能力有限，在視頻會議中如果有個別分組丟失人眼感覺不到，因此允許系統(tǒng)存在著一定的丟包率，但是這個丟包率應(yīng)該控制在一定的范圍之內(nèi)。

2.IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)的組成

IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)主要由媒體處理模塊、人機交互模塊、共享空間模塊、會議文件模塊、會議管理模塊和傳輸與控制模塊等組成。其中媒體處理模塊主要負(fù)責(zé)對視頻、音頻信息的獲取、信息回放以及媒體編碼處理等；人機交互模塊就是視頻會議系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)和人機界面，是實現(xiàn)人和系統(tǒng)進行交互的一個模塊；共享空間模塊主要負(fù)責(zé)電子白板的共享、應(yīng)用過程的共享和空間管理的共享；會議文件模塊又包括文件管理模塊、會議文件自動生成模塊、系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的接口模塊以及查詢模塊；會議管理模塊主要負(fù)責(zé)會話建立連接、參會人員的登錄和退出、會議的發(fā)起以及會議結(jié)束等處理模塊；傳輸和控制模塊是由多點之間或者點對點之間的通信模塊組成。如下圖1所示，為IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)的實現(xiàn)，其具有跨平臺運行功能，能夠?qū)崿F(xiàn)純音同步，音頻視頻的傳輸高保真。

3.IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議通信系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)

3.1IP視頻通信編碼實現(xiàn)技術(shù)

在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，IP視頻通信信息的傳輸形式為分組數(shù)據(jù)形式，因此要想實現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸，一定要在視頻終端和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置一個信源編碼單元，在這個信源編碼單位之內(nèi)將連續(xù)的視頻信號進行分割，將其分割為多個視頻數(shù)據(jù)單元，但是要注意這些不同的視頻數(shù)據(jù)單元的長度要保持一致，然后對這些單元進行壓縮，就能夠有效避免信源冗余，從而有效減少傳碼率。采用TCP IP協(xié)議數(shù)據(jù)包環(huán)節(jié)技術(shù)，將壓縮之后的數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)傳輸之前就封裝在IP數(shù)據(jù)包中，促使數(shù)據(jù)包能夠在IP交換網(wǎng)中順利傳輸。因此，在網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)中傳輸?shù)拇a流并不是編碼之后輸出凈碼流，而是經(jīng)過封裝的碼流。對于音頻數(shù)據(jù)的傳輸，則需要使用到語音壓縮編碼方面的技術(shù)來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)IP視頻會議中的通話。目前常見的編碼技術(shù)主要包括 G172311和G1729，其是由 ITU-T 定義的[2]。其中G1729在語言壓縮的過程中可以做到信息不失真，但是對語言編碼的靈活性具有一定的要求。

3.2IP視頻流的傳輸和控制技術(shù)

IP視頻會議通信系統(tǒng)是對視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)進行傳輸，對網(wǎng)絡(luò)通信的實時同步、多點通信和寬帶等具有要求。為了滿足這些要求，人們可以針對IP視頻會議要求的多媒體網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，設(shè)計出新型的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。此外，人們也可以對現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸功能進行擴展，使其滿足IP視頻會議系統(tǒng)要求的多媒體數(shù)據(jù)傳輸能力。從通訊方式來看，IP 視頻會議通信系統(tǒng)的媒體數(shù)據(jù)通訊可以采用多播的方式和單播的方式實現(xiàn)。其中多播是一個發(fā)送端對應(yīng)多個接收端，而單播是在發(fā)送端和連接端之間建立點對點的連接方式。現(xiàn)階段我國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還多播通信還不能實現(xiàn)，但是可以通過路由器來構(gòu)建多播網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)多播功能。

3.3會議管理技術(shù)

IP視頻會議形式具有多樣化的形式，一般是多個人參與到視頻會議中，而視頻會議是一個非常完整的過程，參加會議的人員隨時在發(fā)生變化，會議的主持可以有主持人也可以沒有主持人，包括會議的主題也可以有或者沒有[3]。人員的動態(tài)變化會導(dǎo)致傳輸路徑發(fā)生變化。為了解決這一問題，就要會議管理技術(shù)來實現(xiàn)，通過會議管理技術(shù)來實現(xiàn)對整個會議過程的管理，自動生成會議文件和會議主題，同時還提供查詢功能，為視頻會議從開始到結(jié)束的整個過程提供服務(wù)，確保視頻會議的順利進行。

4.結(jié)語

隨著我國計算機技術(shù)和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，IP視頻會議通信系統(tǒng)在人們的生活和工作中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在實際應(yīng)用的過程中，需要解決一些相關(guān)的問題，避免視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)包丟失，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮編碼，同時不斷增強信道利用率傳輸機制，從而提升視頻會議的逼真場景。只有將這些問題成功解決，不斷進步，才能真正推動IP視頻會議通信系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻：

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[2]楊麗昆， 葉偉. 基于IP的視頻會議通信技術(shù)的研究[J]. 軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品， 2016，24（8）：114-115.

[3]田宇. 基于IP網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)QOS技術(shù)方案的研究[J]. 河南科技， 2013，20（1X）：16-18.

作者簡介：

邱悅（1985-），男，大專，主要從事通信網(wǎng)絡(luò)運行工作。