视频会议系统技术分析

王　放

摘 要:网络通信技术的发展促进了视频会议系统的发展。主要对视频会议系统进行介绍,重点从视频会议系统的构成、分类,系统建设要求、技术标准等方面论述视频会议系统的技术要求。

关键词:多媒体通信;视频会议;系统标准

中图分类号:TN948.64文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0295-01

1 视频会议系统的基本构成

1.1 视频会议系统的分类

视频会议系统一般分为软件视频会议系统和硬件视频会议系统二大类。

1.2 视频会议系统的构成及作用

视频会议系统主要由MCU(Micro Controller Unit 微控制单元)、终端、网守、网关等组成。常见的结构如下图所示:

MCU:MCU是视频会议系统特有的设备,由两部分组成,一部分是MC,主要负责处理会议中的控制信息;另一部分是MP,主要用来处理音频,视频和数据信息。MC和MP在物理上可以是一个设备,也可以是独立的设备。

终端:终端是提供实时的、双向通信功能的节点设备。终端的主要功能是采集视频、音频信号,经处理后送给MCU或其他终端,同时接收视频、音频信号,处理后送到相应的输出设备。

网守:网守是一个域的管理者,在本系统中起着重要的作用,它的主要功能有:

(1)认证计费:收集认证计费信息,并把认证请求、计费请求用Radius消息送给AAA服务器;

(2)地址解析:将送给网守的别名地址解析为IP地址;

(3)域管理:单一网守管理下的所有终端、网关和多点控制单元的集合,称之为域。网守负责管理域中的终端、MCU、GW等设备;

(4)带宽管理:网守可以将用户带宽设置在在网络总带宽的某一可行的范围内;

(5)网关:进行H.323协议和其他非H.323协议的转换,使H.323终端和其他非H.323终端能进行互通。H.323体系通过GW可以兼容多种终端,从而保护已有的投资。

2 基于视频会议系统的建设要求

2.1 要有足够高的带宽

要传送视频,必须要有足够的网络带宽,否则视频数据无法通过网络。以一帧1024×768像素的图像为例,如果用12bit表示每个像素,则共需要9.4Mb,如果按照25帧/秒的传输速率,则1秒内需要传输的数据量就是235Mb。在现有的网络条件下,传输这么大的数据是无法接受的。

2.2 要有好的压缩技术

只有采用高压缩比的压缩算法,有效地降低数据量,才能使视频、音频数据在IP网上传输成为可能。例如:在H.323会议系统中,图像编码主要采用H.261和H.263标准,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压缩比更高的标准,节约了50%的编码率,而且对网络传输具有更好的支持,可获得HDTV、DVD的图像质量。

2.3 要有基于IP网络的多播技术

多播是一种多地址广播,发送与接收是一对多的关系。在传输过程中,发送端只需发送一次数据包,位于多播组内的各个用户就可以共享这一数据包。在视频会议系统应用中,将一个节点信号传送到各个节点时,无论是重复采用点对点通信,还是采用广播的方式,都会严重浪费网络带宽,而多播技术将数据传送分布到网络节点中,减少了网络中的数据总量。

2.4 要提供服务质量保证

网络服务质量是网络与用户之间以及网络上互相通信的用户之间关于信息传输与共享的质量约定。第一,在任何网络中,时延总是存在的。视频会议系统具有较高的实时性和可靠性要求,为了获得各会场的真实的现场感,音频、视频的时延都要小于0.25s,最大时延抖动应小于10ms。其次,在视频会议系统中,还要求唇音同步,只有达到时间上的同步,才能自然有效地表达关于会场的完整信息。第三,允许一定的丢包率。因为人的感知能力有限,在一个视频会议系统中,个别分组丢失,人眼是感觉不到的,因此可以允许一定的传输误码,丢包率应控制在人能接受的范围内。

3 常见的视频会议系统标准

视频会议系统的迅速发展,除了自身的优越性外,相应的ITU标准不断发展完善是推动视频会议系统应用的强大动力。视频会议系统国际标准主要包括H.320、H.323这两种目前最常用的视频会议标准。这些标准的推出,使不同厂商的产品设备只要遵守相同的标准就可实现产品间的互操作性,令客户可以按照需要选用不同设备,同时使用不同设备的客户进行视频会议时实现无缝连接。这些标准提高了视频会议系统的图像声音质量,扩大了视频会议系统的使用范围,增强了视频会议系统的吸引力,节省了建设的成本,促进了视频会议技术的不断提高。

H.323协议是为了适应网络的发展专为已有的局域网运行的多媒体系统设计的,它的制定使基于分组(Packet)网络的实时多媒体通信和会议的实现成为现实,为运行于不同通信网络的不同厂商的终端实现互操作提供了前提,提供了一种可让其他H.32x兼容产品互相通信的机制。因此H.323是目前视频会议系统中应用得最广泛的协议(层次结构见图1)。H.323层次结构框图体现H.323标准涵盖的音频、视频和数据通信所遵循的协议。

在音频编码方面,声音压缩采用G.711标准,说明了通过网络连接,发送或接收声音的一个可选的、较高带宽的声频编码器的格式和算法。G.722、G.723.0、G.728、G.729是可选的声音压缩标准。

在图像编码方面,图像压缩采用H.261的QCIF方式,H.261标准说明通过网络连接,发送或接收视频图像的一个可选的、较高带宽的视频编解码器的格式和算法。H.261CIF和H.263是可选的。

H.225.0和H.245标准定义了呼叫的控制、与Gatekeeper(网守)联系和会议控制机制,使得H.323兼容终端实现互连。H.225.0描述了媒体(音频和视频)流打包、媒体流同步、控制流打包、以及控制消息格式。H.245描述了用于打开和关闭传输音频、视频和数据的逻辑信道以及容量交换、模式请求、控制和指示。

数据应用的T.120系列标准支持多点和多媒体会议系统中发送数据,为连接白板和非视频会议应用及文件传输提供应用规程,包括T.121、T.122、T.123等。T.120系列标准增强了视频会议系统的灵活性。H.323标准还规定了数据的实时传输协议RTP和实时控制协议RTCP。

4 结语

随着网络、多媒体、通信技术的飞速发展和性能的提升,视频会议系统技术会不断被发展和完善,必将以其独特的优势广泛应用到Internet、Extranet、Intranet上,为政府机关、商业集团、科研院所、医疗机构及普通个人等进行异地交流提供方便条件,成为工作、学习、生活中不可或缺的工具。

参考文献

[1]@陈丽霞,范士勇,刘鑫等.基于H.323视频会议系统及其组成[J].通信技术,2008,(6).

[2]@吴立钊.基于IP网络的视频会议系统的研究与开发[D].湖南大学,2002.

[3]@张启浩.视频会议系统技术架构浅析[J].智能建筑,2005,(8).

[4]@徐迎川.基于IP网络的多点视频会议系统的设计与实现[J].电信科学,2004,(11).

[5]@朱小键.视频会议系统设计[J].中国金融电脑,2001,(7).