基于H.323的软硬件视频会议系统

陈 楠

(同济大学 上海200092)

基于H.323的软硬件视频会议系统

陈 楠

(同济大学 上海200092)

国际电信联盟ITU-T于1996年公布了H.323协议，它是局域网和企业网使用的多媒体通信标准。H.323是Internet上端与端之间进行实时声音和视频会议的规程和协议，包括系统和构件的描述、呼叫模型描述、呼叫信令过程、控制报文、语音编码解码器、视像解码器及数据协议等。H.323能提供更稳定的视频会议需求，实现了不同场景下更加稳定、灵活的音视频解决方案。提出一种基于H.323的新型软硬嫁接的视频会议系统方式。

MCU H.323 视频会议

0 引 言

随着规模的扩大，业务分布广泛、职员遍布全国各地的公司，其人员间的协调和部门间的合作面临着诸多困难。为了使跨地域的通信实现即时性，语音通信成为首选。但是随着科技进步，纯粹的语音通信已不能满足人们的需求。IP技术的日益成熟使光纤入户成为可能，百兆到桌面带宽也使高清实时的视频传输成为可能，视频会议已被广泛运用于远程教学、远程技术支持及员工培训中，其不仅灵活、高效，同时也是能给企业带来竞争优势的实用工具。

1 硬件视频会议系统

硬件视频会议一般采用嵌入式架构，由DSP和嵌入式软件实现音视频处理。硬件视频会议系统具有以下特点：①集成度高。硬件终端集成多种音视频及网络接口，可集成各类功能模块，如视频分割、数字混音等，采用实时操作系统和高效的音视频编解码技术可以提供高品质的视频画面及高清晰的语音话质。②可同时支持H.323和H.320体系标准，适用于专网传输，可靠性高，稳定性好。硬件视频会议系统一般由MCU和视频会议终端组成，MCU作为多点通信功能部件，是会议通信的重要部分，主要实现多点会议管理与控制、与会终端的管理、媒体流控制。MCU 一般由一个MC(Multipoint Controller)和多个MP(Multipoint Processor)组成，MC控制终端间的H.245协商音频、视频处理能力，还决定哪个音视频被广播，对视频会议资源进行综合管理；MC不直接处理媒体流，而是由MP混合、切换和处理音视频及数据流。会议终端相当于客户端，实现双向实时通信。会议系统必须支持语音通信、视频及数据通信，将采集到的音视频信息、数据和控制信息进行编码打包并发送，将收到的音视频信息和数据及控制信息解码还原。

2 软件视频会议系统

对于不同的应用需求，视频会议又分为软件视频会议和硬件视频会议：

①硬件视频会议可以提供高品质的视频画面及高清晰的语音话质，可靠性高，稳定性好，但实体设备多，大规模部署成本高昂；在大型企业中可以实现部署，但对于中小型企业，高昂的价格往往使人望而却步。

②软件视频会议系统具有高效、实时、方便管理等特点，被广泛应用，其不需要太多硬件投入，成本低廉，可实现语音通话、文字消息、视频通话、短信和视频会议相融合，可支持智能手机、平板电脑等各种移动终端，实现多场景、多方式的接入，深受各行业人士喜爱。随着未来网络的普及和廉价带宽的接入，硬转软是未来视频会议的发展发向。

软件视频会议一般采用C/S客户机＋服务器的软件体系架构，在核心机房部署MCU服务器和流媒体服务器，在各终端部署PC，配合高清摄像头和麦克风分别采集音视频信息，通过显示器或投影仪呈现远端图像，通过专网连接保证视频传输所需的带宽。

3 H.323协议簇

H.323协议基于包交换网络的多媒体通信系统，总体上介绍了基于包交换网络的视频会议系统和终端的要求，解释了呼叫建立的基本过程(见图1)。

图1 H.323架构图Fig.1 H.323 architecture

H.323协议工作在应用层，用于发起会话，能控制建立与终结多个参与者参加的多媒体会话，并能动态调整和修改会话属性，如会话带宽要求、传输的媒体类型(语音、视频等)、媒体的编解码格式、广播支持等。H.323协议栈是一个有机的整体，它由音频编解码、视频编解码、系统控制、数据流的复用等组成；G系列相关协议用于处理音频编解码，如对来自麦克风的音频进行编码发送，对接收到的音频进行解码传至扬声器；H.26x系列相关协议用于视频的编解码，对来自视频源如摄像头等的视频实行编码发送，对接收到的视频进行解码传至显示设备显示；T12x系列用于多媒体数据通信。实时的音频和视频信号都封闭在RTP(Real-Time Transfer Protocol，实时传输协议)和RTCP(Real-Time Transfer Control Protocol，实时传输控制协议)当中，确保了音视频传输的实时性。在任何会话开始前，首先需要建立端点间的联系，H.225将音视频及控制等数据信息格式化并传送，同时从网络中接收数据，H.245则作为控制单元提供端点间的信令，对终端间进行通信能力协商，完成通信控制，以保证H.323终端的正常通信。RAS(Registration、Admission and Status)是H.225协议的一种，是网关与网守之间进行信息交换的协议，可实现为网守确定端点地址状态、执行呼叫接纳控制等功能。

4 软硬件融合的视频会议系统(见图2)

图2 软硬件视频会议拓扑图Fig.2 Software and hardware video conference topology

软件视频会议和硬件视频会议各有优劣，在实现的工程项目中往往采用软硬相结合的方式互补，组建一套完美的视频会议方案。方案通常以硬件视频会议为主、软件视频会议为辅，利用硬件视频会议高稳定、高画质的特点，保证视频会议的稳定高效。利用软件视频会议高扩展性和低成本优势，提高整个视频会议网络的广度和深度。软硬件融合的视频会议不仅能够提供实时高品质的音视频效果，还能够使用互联网移动应用软件，通过智能手机和平板电脑等移动客户端与视频会议系统的互通互联，应对应急会议等突发情况，实现随时随地的视频会议。

H.323包含4个基本组件，MCU、网关、网守和终端，MCU可实现对终端呼叫媒体流的处理和控制；网守参与呼叫控制，为呼叫提供地址翻译，网关定位服务；网关是提供终端在广域网上实时通信的设备；终端是发起呼叫和接受呼叫的设备，它们相互协作实现呼叫通信。

软硬件视频会议可通过软硬件的MCU级联来实现。当软件客户端(PC)与硬件终端设备通过模拟信号相连，实现音视频交互，软件客户端开启H.323功能，发起呼叫，通过网守解析出翻译后的IP地址，与网关建立TCP连接，成功连接后，进入H.245协商阶段，实现通信，当其中一终端挂机时，则断开TCP连接，结束会话过程。

5 结 语

软件视频会议由于网络环境和带宽的限制，图像质量与硬件仍存在不小的差距，但随着网络技术的不断更新和多媒体技术的不断发展，软件视频会议在稳定性及画质上与硬件视频会议系统的差距在不断减小，以硬件为主的视频会议系统将会受到不小的冲击。尽管如此，软硬件结合的方案仍有以上两种方案无法比拟的优势，不但扩大了视频会议网络的覆盖面，而且降低了成本，系统的扩展性大大提高，也为将来的升级改造提供了空间。

［1］ 王湘宁. 视频会议系统原理与测试[M]. 北京：电子工业出版社，2014：69-73.

［2］ 陈长汶. 视频通信与网络[M]. 北京：中国科学技术大学出版社，2012：107-113.

［3］ Gough M，Rosenfeld J. Video Conferencing Over IP：Configure，Secure，and Troubleshoot [M]. Mass：Syngress，2006：193-196

［4］ 邵鑫. 探讨高清视频会议系统技术[J]. 移动信息，2015(11)：50.

［5］ 郑力明，张会汀. 基于IP组播技术的分布式视频会议系统的设计与实现[J]. 计算机工程与应用，2003(2)：153-155.

On Hardware and Software Integrated Video Conference System Based on H.323

CHEN Nan
(Tongji University，Shanghai 200092，China)

The International Telecommunication Union(ITU-T)announced a H.323 proposal in 1996，which is the standard of multimedia communication for the use of local area network and enterprise network.H.323 is the rule and protocol for real-time voice and video conference between the upper end and end of the Internet.It consists of system and component description，call model description，call signaling process，control packets，voice codec，video decoder and data protocol.It achieves more stable and flexible audio and video solutions under different scenarios. This paper presents a new type of H.323-based software and hardware “grafted” video conference system.

MCU；H.323；video conference

TN8

：A

：1006-8945(2016)04-0081-03

2016-03-16