視頻會(huì)議系統(tǒng)在跨校區(qū)互動(dòng)演出中的應(yīng)用
——以西北工業(yè)大學(xué)校區(qū)互動(dòng)跨年聯(lián)歡會(huì)為例

諶 探

（西北工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710072）

視頻會(huì)議系統(tǒng)又稱會(huì)議電視系統(tǒng)，利用視頻、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高效的遠(yuǎn)程會(huì)議、辦公，成為遠(yuǎn)程辦公的最新模式，在提升用戶溝通效率、縮減企業(yè)差旅費(fèi)用成本、提高管理成效等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。近年來，視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，涵蓋到社會(huì)和工作、生活的方方面面。目前，基于成熟的視頻會(huì)議技術(shù)及系統(tǒng)解決方案，加上互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、高清視頻傳輸技術(shù)的不斷提升，以及5G技術(shù)的應(yīng)用，視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用范圍擴(kuò)展到異地大型文藝演出，可實(shí)現(xiàn)異地實(shí)時(shí)互動(dòng)的功能。

目前全國(guó)大多數(shù)高校都建設(shè)有分校區(qū)或新校區(qū)，利用視頻會(huì)議系統(tǒng)連接各校區(qū)開展聯(lián)歡會(huì)等互動(dòng)演出活動(dòng)，拓展了視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。西北工業(yè)大學(xué)兩校區(qū)互動(dòng)跨年聯(lián)歡會(huì)已經(jīng)連續(xù)五屆，從2014年元旦跨年聯(lián)歡晚會(huì)（以下簡(jiǎn)稱“晚會(huì)”）開始，使用視頻會(huì)議系統(tǒng)增設(shè)了兩校區(qū)晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)的環(huán)節(jié)，兩校區(qū)的會(huì)場(chǎng)不再是獨(dú)立的演繹舞臺(tái)，促進(jìn)了兩校區(qū)之間的互聯(lián)與互動(dòng)，真正成為全校的聯(lián)歡，助力提升全校的凝聚力。西北工業(yè)大學(xué)在利用視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程會(huì)議交互方面在國(guó)內(nèi)和國(guó)際上都處于較高的水平，每年利用遠(yuǎn)程會(huì)議系統(tǒng)參與國(guó)際、國(guó)內(nèi)教學(xué)活動(dòng)次數(shù)多、影響范圍廣，工作人員具有扎實(shí)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和豐富的視音頻技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。而將視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用于大型演出活動(dòng)的探索可進(jìn)一步挖掘該系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

下面闡述視頻會(huì)議系統(tǒng)在聯(lián)歡活動(dòng)中的解決方案，為其他高校類似情況的文藝演出提供借鑒。

1 演出形式

西北工業(yè)大學(xué)聯(lián)歡晚會(huì)是全校為辭舊迎新而舉辦的大型活動(dòng)，一般從22點(diǎn)開始直至新年鐘聲響起之后，參與人數(shù)眾多，演出質(zhì)量較高；節(jié)目一般有舞蹈、交響樂演奏、民樂演奏、歌曲、詩(shī)詞朗誦等形式。聯(lián)歡會(huì)中，兩校區(qū)線上互動(dòng)環(huán)節(jié)分三次進(jìn)行，前兩次穿插在節(jié)目之間，兩會(huì)場(chǎng)分別由各自會(huì)場(chǎng)的主持人引導(dǎo)觀眾進(jìn)行交流和現(xiàn)場(chǎng)游戲的互動(dòng)，可以隔空看到對(duì)方的現(xiàn)場(chǎng)畫面；最后一次連線無互動(dòng)，為分會(huì)場(chǎng)觀看主會(huì)場(chǎng)的新年倒計(jì)時(shí)和校長(zhǎng)致新年賀詞的畫面。

2 系統(tǒng)的架構(gòu)與連接

目前，視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，如在線視頻培訓(xùn)、辦公視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程視頻教學(xué)等。最近的疫情下，視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用尤為突出，解決了相隔地域無法現(xiàn)場(chǎng)辦公等問題。視頻會(huì)議系統(tǒng)是由主干系統(tǒng)和會(huì)場(chǎng)系統(tǒng)兩大部分組成，主干系統(tǒng)的功能重點(diǎn)在會(huì)議呼叫和連通，設(shè)備包括多點(diǎn)控制單元（MCU）、會(huì)議終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等；會(huì)場(chǎng)系統(tǒng)的功能一般在于輔助配合完成主干系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)，一般包括多媒體高清輸入輸出接口、多平臺(tái)控制終端和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等。

2.1 系統(tǒng)的功能要求

為了促進(jìn)兩校區(qū)之間的互聯(lián)與互動(dòng)，避免成為“資源孤島”，將視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用到校內(nèi)大型晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，使得兩校區(qū)現(xiàn)場(chǎng)的音視頻在線互聯(lián)實(shí)時(shí)互動(dòng)，讓觀眾體驗(yàn)到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代交互性和多樣性的表現(xiàn)形式，也是擴(kuò)大視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用范圍的一次嘗試。

根據(jù)使用需求，會(huì)議終端的視頻輸入端口至少需要2個(gè)HDMI，以及SDI接口，支持分辨率1080P或更高的圖像質(zhì)量。

2.2 晚會(huì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的架構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境搭建

2.2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

晚會(huì)有兩個(gè)會(huì)場(chǎng)，所以在晚會(huì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的主干系統(tǒng)中略去了MCU，通過系統(tǒng)的核心設(shè)備2臺(tái)會(huì)議終端Polycom Group550進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，實(shí)現(xiàn)兩地會(huì)場(chǎng)的交互。一方現(xiàn)場(chǎng)的Polycom Group550，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接收到的視頻信號(hào)、音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼處理后，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪环綍?huì)場(chǎng)的Polycom Group550，經(jīng)解碼還原成視、音頻信號(hào)，輸出給現(xiàn)場(chǎng)的視頻系統(tǒng)和擴(kuò)聲系統(tǒng)。本地會(huì)場(chǎng)攝像機(jī)信號(hào)通過攝像機(jī)導(dǎo)播臺(tái)BNC輸出接口與會(huì)議終端連接；本地會(huì)場(chǎng)的音頻信號(hào)通過調(diào)音臺(tái)與會(huì)議終端的立體聲RCA接口連接。晚會(huì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的信號(hào)連接如圖1、圖2所示。

會(huì)議終端的2個(gè)HDMI，HDMI-1用于傳輸帶操作菜單顯示和音頻信號(hào)，可以作為本地預(yù)監(jiān)和本地操作使用；HDMI-2用于連接舞臺(tái)大屏。但晚會(huì)演出，只有高清攝像機(jī)視頻信號(hào)，因此不需要使用輔流（會(huì)議終端連接的計(jì)算機(jī)PPT信號(hào)）。鑒于目前大屏的接口為VGA的居多，所以會(huì)議終端輸出至大屏的視頻信號(hào)需要HDMI與VGA接口的轉(zhuǎn)換。另外，調(diào)音臺(tái)與會(huì)議終端的連接，也可能存在卡儂接口與RCA接口轉(zhuǎn)換的問題。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建

西北工業(yè)大學(xué)兩校區(qū)之間的校園網(wǎng)利用中國(guó)電信的公網(wǎng)進(jìn)行傳輸，校園網(wǎng)使用深瀾計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)終端接入公網(wǎng)都需要使用PPPOE撥號(hào)獲取IP地址。而視頻會(huì)議終端無法進(jìn)行PPPOE撥號(hào)，需要網(wǎng)絡(luò)管理員開通靜態(tài)IP。另一方面，演出現(xiàn)場(chǎng)并不一定有公網(wǎng)，這種情況就需要為會(huì)議終端架設(shè)專線接入到網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)當(dāng)中。為了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性，在交換機(jī)連接會(huì)議終端的接口上取消撥號(hào)，使得會(huì)議終端可以直接獲取到靜態(tài)IP，在網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)下還需要進(jìn)行兩終端的MAC地址綁定。

圖1 晚會(huì)視頻系統(tǒng)視頻信號(hào)的連接

圖2 晚會(huì)視頻系統(tǒng)音頻系統(tǒng)的連接

兩校區(qū)之間的出口帶寬為20G，視頻會(huì)議在比較寬裕的線路出口帶寬中最大占據(jù)2M的帶寬資源。特別需要注意的是，在跨年鐘聲響起之時(shí)最為關(guān)鍵，正是網(wǎng)絡(luò)帶寬資源占用最多的時(shí)刻。

在網(wǎng)絡(luò)傳輸方面，準(zhǔn)備了雙鏈路網(wǎng)絡(luò)傳輸專線進(jìn)行保障，網(wǎng)絡(luò)部門的工程師也會(huì)駐場(chǎng)實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀況，及時(shí)跟蹤網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母鱾€(gè)節(jié)點(diǎn)，出現(xiàn)傳輸問題時(shí)迅速響應(yīng)尋找更好的路由鏈路。

2.3 會(huì)議終端的選型

該晚會(huì)視頻會(huì)議系統(tǒng)之所以選擇Polycom Group550，在于其與其他類似產(chǎn)品比較，具有如下特點(diǎn)（見表1）。

（1）L P R（L o s t P a c k e t Recovery，丟包恢復(fù)技術(shù)）可以實(shí)現(xiàn)低帶寬傳輸高清視頻信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)丟包在5%的情況下仍然可以正常的傳輸高清視頻。

（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸方面使用H264 SVC技術(shù)，具有編碼彈性和時(shí)間可適性（TemporalScalability）、空間可適性（SpatialScalability）及信噪比（質(zhì)量）可適性（SNRScalability）等特性，這些技術(shù)的特性在于把視頻序列分成不同的部分，并賦予不同的等級(jí)，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境自動(dòng)選擇編解碼方式，使視頻信號(hào)在不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬中自由傳輸。

（3）傳輸?shù)囊曨l信號(hào)為全高清畫質(zhì)；主流視頻信號(hào)畫質(zhì)為1080P、60幀，計(jì)算機(jī)雙流內(nèi)容畫質(zhì)為1080P、30幀；

表1 Polycom與華為、科達(dá)的對(duì)比

（4）接口符合市場(chǎng)需求，具有3G-SDI和HDMI的視頻信號(hào)輸入接口，可以兼容第三方高清攝像機(jī)。

（5）穩(wěn)定、擴(kuò)展、兼容性強(qiáng)，全面支持SIP協(xié)議，與自身生產(chǎn)的前幾代終端或者其他廠家生產(chǎn)的視頻終端可以無障礙呼叫對(duì)接[1]。

3 現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的技術(shù)問題

兩地會(huì)場(chǎng)互動(dòng)環(huán)節(jié)是晚會(huì)最大的亮點(diǎn)，如果出現(xiàn)故障務(wù)必對(duì)演出造成很大的影響和損失。從技術(shù)上講該會(huì)議系統(tǒng)比較穩(wěn)定，但對(duì)于一場(chǎng)具有較大規(guī)模的晚會(huì)，增加異地會(huì)場(chǎng)互動(dòng)環(huán)節(jié)之后，還是會(huì)遇到一些問題。

3.1 會(huì)議終端視頻雙流接口使用問題

Polycom Group550會(huì)議終端的視頻輸入接口為：1個(gè)HDCI、1個(gè)3G/HDSDI、1個(gè)HDMI、1個(gè)VGA接口。其中，HDCI用于連接攝像機(jī)，3G/HDSDI是主流視頻信號(hào)為第三方攝像機(jī)預(yù)留接口，HDMI和VGA為輔流視頻輸入接口。視頻輸出接口為：1個(gè)3G/HD-SDI、2個(gè)HDMI、1個(gè)VGA。其中，3G/HD-SDI和HDMI-1為主流視頻輸出接口，HDMI-2和VGA為輔流視頻輸出接口。

需要注意的是，會(huì)議終端上的視頻信號(hào)接口，如果視頻信號(hào)從主流接口進(jìn)來，視頻輸出時(shí)最好接主流視頻輸出接口，例如視頻輸入時(shí)接的3G/HD-SDI入，那么視頻輸出時(shí)最好連接3G/HD-SDI輸出或者HDMI-1輸出，作為輔流信號(hào)輸出的HDMI-2，在視頻輸入為主流接入時(shí)也會(huì)正常工作；但是如果視頻從作為輔流輸入的HDMI接口輸入，那么視頻輸出時(shí)只能連接HDMI2或者VGA，這里的連接操作不同于視頻導(dǎo)播臺(tái)接口連接方法。因?yàn)闀?huì)議終端主流視頻和輔流視頻的信號(hào)是分別通過終端編解碼后再通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的，主、輔流視頻信號(hào)的掃描方式和幀率都是不同的，主流為60i、輔流為30p，如果主、輔流視頻輸入輸出的混搭傳輸方式連接也會(huì)造成畫面抖動(dòng)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的供電問題

在大型的演出現(xiàn)場(chǎng)中，往往把電力的供應(yīng)重點(diǎn)放在后臺(tái)演出的各種設(shè)備上，例如舞臺(tái)燈光、音響等大功率設(shè)備上，還有現(xiàn)場(chǎng)大廳的主照明供電，而提供網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娜蹼娕渚€間的電力供應(yīng)時(shí)常被忽視而造成事故。鑒于此，在演出時(shí)為網(wǎng)絡(luò)配線間的交換機(jī)加裝UPS設(shè)備，以防在弱電間電力突然中斷，從而保障網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)恼！?/p>

3.3 演出現(xiàn)場(chǎng)協(xié)作問題

彩排前各部門分別進(jìn)行設(shè)備連接和調(diào)試，工作人員插拔與視頻會(huì)議系統(tǒng)相關(guān)的視音頻線纜，必須有標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程，經(jīng)允許的前提下再進(jìn)行操作，否則會(huì)造成畫面的中斷。同時(shí)，彩排時(shí)務(wù)必與導(dǎo)演、主持人以及舞臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)人員商議好，如果出現(xiàn)信號(hào)中斷或者互動(dòng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸丟包嚴(yán)重出現(xiàn)畫面或者音頻卡頓，造成互動(dòng)效果不佳或者互動(dòng)失敗等問題的備用方案。

4 結(jié)語(yǔ)

利用視頻會(huì)議系統(tǒng)支持異地聯(lián)合的演出形式，豐富了演出形式，打破了時(shí)間與空間的界限。與傳統(tǒng)廣播級(jí)的衛(wèi)星電視傳輸方式相比，基于網(wǎng)絡(luò)的視頻會(huì)議傳輸盡管存在不穩(wěn)定性，但極大地降低了演出互動(dòng)時(shí)的運(yùn)營(yíng)成本。目前，這樣的演出方式還處于探索階段，隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的普遍提升和互聯(lián)網(wǎng)5G技術(shù)的應(yīng)用，加上MCU控制單元，也可以實(shí)現(xiàn)多方多校區(qū)的接入，促使更多的校區(qū)或者學(xué)校之間大型演出活動(dòng)的共同互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)目表現(xiàn)形式上的多樣性和交互性。現(xiàn)今全國(guó)高校之中大多數(shù)都設(shè)有分校區(qū)和新校區(qū)或者多校區(qū)，將視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用于大型活動(dòng)的演出，拓展了該系統(tǒng)應(yīng)用范圍的拓展。希望筆者的實(shí)踐可給各高校或者其他的演出形式提供借鑒。