视频会议系统在防汛工作中的应用

□林 琳（信阳市水利防汛通讯总站）

□冯 强（信阳市南湾水库管理局）

一、国内外发展现状

美国贝尔实验室于1964年研制出第一代视频会议系统——可视电话，随后视频会议系统相关设备开发商都加强了对视频会议相关传输、终端设备产品的研发力度，一些国际品牌从中崛起，同时运营平台提供商（以webex为代表）也给视频会议系统相关市场注入了活力。在互联网最为发达的、也是发源地的美国，视频会议系统在政府、金融、水利、教育服务、商业以及交通等各个行业中都已经普遍使用，其中远程医疗、远程教育占了相当大的比例。美国政府在信息化的建设中起到巨大的推动作用，出现了个人、企业集团大规模的使用、采购视频会议系统的现象。据wainhouse的调查，商业企业中有高达91%的都愿意采用视频会议系统的方式开展工作。

视讯业在中国的发展也有十几年的历程，我国于2001年7月诞生了具有自主知识产权的第一台综合业务数字网（SIDN）可视电话。视频会议系统的发展之初，主要是应用于政府、跨国公司和金融系统等少数单位，而且多是在专网中运行的，系统造价高昂，往往高达几百万甚至上千万元。2003年，受到SARS的一定影响，视频会议系统在中国的发展打破了过去的发展平缓的局面，步入快速、稳步发展的阶段，视频会议系统中互联网、公网逐渐占据了主导地位，逐渐取代基于专网的系统。2004年互联网、企业公网的视频会议系统只占6.88%，而在2005年，这一比例猛增到87.5%，完全主导了市场。我国在政府、金融、水利、通信、能源、医疗、教育、交通等国民经济的重点领域及公众服务领域使用视频会议系统的比例达6.63%，视频会议系统逐渐成为我国各行业信息传递、交流的重要方式。

二、视频会议系统

视频会议系统，又称会议电视系统，是指2个或2个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文字资料互传，实现即时且互动的沟通，以实现会议目的的系统设备。图1所示为视频会议系统结构图。

图1 视频会议系统结构图

声音、数据、图像经过视频会议的终端编译码器的编码和压缩处理之后，经传输网络传到对方的编译码器，经对声音、数据、图像进行恢复处理，在双方或多方之间建立面对面的交流通信方式。随着数字视频处理及宽带技术的快速发展，视频会议系统在各个领域的应用越来越广泛。

（一）视频会议系统的标准

视频会议系统经过窄带、半宽带、宽带三个阶段的发展，分别采用的是H.324、H.320以及H.323技术。H.323是用来定义应用与视频会议系统的包交换网络上的协议的，是1998年2月国际电联电信委员会（ITU-T）公布的，经过不断地更新补充，H.323第五版于2003年7月发布，包括系统框架、互联互通、功能定义、加密安全等方面。基于IP网络环境，H.323能实现可靠的面向数据、音视频的实时应用。在H.323技术基础上发展的宽带视频会议系统，具有高清度的静、动态图像以及高传输速率，应用规模越来越大，是视频会议系统发展的主导方向。图2所示为H.323系统结构框图。

图2 H.323系统结构图

（二）视频会议系统的组成

视频会议系统的组成主要有终端设备、数字传输网络、多点控制设备（MCU）等。

1.终端设备

视频会议系统的终端设备主要有音频输出/输入设备、音频编解码器、视频输出/输入设备、视频解码器、多路复用/信号分线设备及信息通信设备等。终端设备的基本功能是对本地的声音信号、图像信号进行压缩和编码，合成64Kbps～1920Kbps的数字信号，通过传输网络传至对方会议现场。与此同时，还要接收远方会场传输到此的数字信号，对信号进行解码，还原成模拟的声音、图像信号。

2.视频输出设备

视频输出设备有监视器、电视墙、分画面处理器以及投影机等。会议室画面有两种显示方式：单画面和双画面。单画面的显示方式是指只有一台显示器显示接受到的对方会场或人物视频画面。而双画面显示方式是由一台终端设备的两台显示器显示对方的画面，一台显示对方发言者等图像码，而另一台则可用于显示对方传输的图文、文件等数据信息。

3.视频输入设备

视频输入设备主要是指摄像机和录像机，其中摄像机有主摄像机、辅助摄像机以及图文摄像机等，系统的视频输入口不低于四个。主摄像机选择会议摄像自动追踪系统，这样摄像机同步追踪发言者，镜头角度自动实现变焦，同时发言者的图像通过视频信号的形式传输到视频和屏幕上。

音频输出/输入设备主要有扬声器，有、无线话筒，回声抑制器及调音设备等。

4.视频解码器

视频解码器有两个基本功能：（1）转换视频信号；（2）数字压缩编码视频信号。通过这两个处理，可以适应不同制式的系统直通以及窄带数字信道的传输，并且支持多点控制单元进行多点切换的控制。

（三）终端关键技术

基于H.323终端的视频会议系统可以看出是由H.323终端、多点处理器、多点定制单元、多点控制器、网关等组成的。

1.H.323终端协议栈

H.323协议栈根据功能可分为视频/音频编码协议、系统控制、媒体承载、控制协议和数据协议。H.323终端的数据会议的功能由数据协议T.120（基于多媒体会议）实现。控制协议、媒体承载包括RTP（实时传送协议）和RTCP(RTCP控制协议)，视频、音频数据的实时传输由RTP负责，RTCP控制RTP。H.323终端的核心是系统控制功能，提供操作信令给H.323终端，包括呼叫控制的建立与拆除、命令、能力交换、指示信令以及报文（用于开发、描述逻辑信道信息）等。由H.225呼叫信令通道、H.245控制以及远程访问服务信道提供整个系统的控制。

在H.323系统中，H.245信令以及T.120数据信令的传输采用传输控制协议（TCP），视频 /音频信息、RAS信令、RTP、RTCP的传输采用用户数据报协议（UDP）。TCP是面向连接的，可靠传输能保证数据分组传输时的自动纠错。报文序列的准确性、流量控制。UDP非可靠传输则不能提供很好的Qos保证，不过由于UDP传输需要的控制信息较少，故而传输时延时比TCP小。

2.终端的问题及解决措施

（1）Qos问题

基于H.323是视频会议系统的信道对分组交换网上的通信延时以及时延抖动较为敏感，这是因为H.323系统的信道是基于统计复用的。如果不能保证网络质量，就无法召开会议，因此Qos是非常重要的问题。Qos机制可以通过设置数据包排序、IP优先级、抖动补偿、数据报重复控制手段实现。

（2）安全问题

视频会议系统需要认证用户身份，终端是由用户认证中心认证的。视频会议系统的实时加密可选择对称加密算法，以保证视频、音频信息的实时传输。此外，可以在建立H.255呼叫过程中加密基于用户口令或数字证书实现对用户的认证。

（3）网络地址转换（NAT）穿越问题

由于H.323协议的复杂性，逻辑信道端口的分配是动态的，防火墙会隔断H.245信令而导致失败。而此导致媒体流和信令流被阻断。可通过增加应用网关或H.323代理，或将终端放置在防火墙外等方法解决。

（四）视频会议系统的分类

按业务的不同，视频会议系统可分为专用、公用以及桌面视频会议系统三种。

1.专用视频会议系统

专用视频会议系统是单位组建的专用的系统，包括专用的传输网络、专用的系统设备等。主要用于大企业中，优点是可随时随地使用，不需预约，缺点是一次性投资过大，且需要专人维护。

2.公用视频会议系统

公用视频会议系统是以预约租用的方式获得使用权的视频会议系统，覆盖几乎全国的所有省会及主要城市，由中国电信经营。优点是可减少单位、公司的投资，不需要专人对其维护，缺点是使用时须提前预约，使用便捷性、时效性较差。

3.桌面视频会议系统（DVCS）

DVCS系统基于计算机通信手段，不仅投资少、见效快，而且使用方便、快捷，DVCS是图像卡、多媒体接口卡、输入/输出设备、多媒体应用软件于计算机上，在屏幕上显示文本、图像，双方可在屏幕上一起修改数据信息，辅以其他通信手段，把文件及资料及时地传递给对方。

三、视频会议系统在水利防汛工作中的应用

（一）概述

随着宽带通信技术和数字视频处理技术的飞速发展，会议电视得到广泛的应用，身处两地仍可以通过视频会议“面对面”的进行信息交流，不仅会议质量提高，也节约了成本。

水利部门的视频会议属于国家防汛抗旱指挥部系统工程的一部分，我国各省水利部门的视频会议系统在近些年陆续建成完善，并在很多紧急会议中得到很好的应用，建成的防汛异地会商系统经过实战考验，任务完成出色。事实证明，视频会议是水利防汛不可或缺的一种重要通信方式。通过视频会议系统，国家防指及有关部门都可以及时、方便地对全国的防汛工作，作出切合实际的调度和合理安排。不但为防汛赢得了时间，而且节约了大量的人力和物力。例如，2009年11月24日，国家水利部就以视频会议的方式召开会议，部署扩大内需水利投资建设相关工作任务，其他各省份人员通过分会场视频会议系统参加会议，并且可以交流发言，不仅快捷，而且节约成本。

（二）部分技术要求

对于重要的水利工程的监控，视频会议系统不需要高可靠性，可以采用公网的IP方式传输。视频会议系统应具备实时监控各个重点水利工程设施的运行状况；具备良好的扩容性能，能够随时添加新的监控点；视频具有较好的开放性，视频信息可以在多个部门之间传递使用，并能够进行会商。

终端要具备以下功能：网络状况检测、双视频、多会议、远程摄像头控制、请求发言。自动断线重邀、电视墙扩展支持、采用多级口令、组播功能保护等。

由于特定的气候、地理位置等条件，全国部分省市局部洪涝灾害的发生较为频繁，为提高防汛能力，通过对各种防汛信息的采集、分析、处理，及时正确的实施指挥调度等，防灾减灾效果显著。作为防汛决策的一个重要环节，视频会议系统的建立要在以全局为主导的前提下，根据具体实际做出适当的调整。

四、结束语

随着信息时代的逐步推进，视频会议系统在各个行业中将发挥越来越重要的作用，它将是水利行业不可或缺的一个部分，建设视频会议系统不是目的，使视频会议系统在水利防汛工作中充分的发挥效益，使防汛工作决策更加高效、快捷、准确才是最重要的。