局域网内视频会议系统技术研究

摘要：突如其来的疫情对人们的生产和生活造成巨大冲击，远程办公、远程教学、远程医疗等迅速兴起为视频会议系统创造了巨大的市场需求。视频会议让人们的交流不再受地域的限制，极大地丰富了人们在疫情防控期间的生活。但在互联网中存在各种暴力活动，非法入侵会议系统，干扰企业的正常商业活动．甚至进行商业机密的窃听，因此有条件的企业在自身局域网内部布置一套视频会议系统，防止企业秘密的泄露。新科技的不断发展促使视频图像清晰度不断提升，进而对网络带宽提出了更高的要求，因此，文章主要研究在局域网网络下影响视频会议质量的关键技术。

关键词：视频系统；局域网；关键技术

中图法分类号：TP393 文献标识码：A

随着中国经济的腾飞，出现了很多集团型的大企业。遍布全国各地的办事机构，使得召集人员在某一地开会费时费力。视频会议系统的应用省去了企业现实空间，节省了企业职工往来之间的差旅费，优化了内部交流方式，提高了企业内信息流通效率，提升了企业的决策效率。视频会议融合通信、网络流媒体以及视频图像压缩等技术，支持多用户在不同地域进行无障碍的“面对面”交流、实时分享数据信息，促进企业的健康发展，是利用科技手段提高企业管理效率的典型应用，从而推动社会持续进步。

１ 局域网概述

１．１ 局域网的发展

互联网技术的发展带动局域网技术的提升，早期局域网主要以１０～１００ Ｍｂｉｔ／ ｓ 的传输速率为主，传输速率仅仅满足简单文字信息的交换与共享，伴随着数字新媒体、网络办公、短视频的兴起，１０ ～ １００ Ｍｂｉｔ／ ｓ的传输速率已经远远满足不了人们的上网需求，由此诞生的千兆高速传输网络又推动上述应用的新一轮发展，企业局域网从最开始的邮件发送，逐渐增加了视频监控、语音通话、视频会议等功能，需要逐步更换局域网内的网络交换设备，升级网络的承载能力。尤其近年来ＶＲ、人工智能、大数据、无人化工厂、智慧园区等概念不断在企业局域网内落地，连接入网的不再只是计算机、手机、平板电脑、打印机等传统设备，还有摄像头、人脸识别门禁、工业传感器等新型物联网设备，新型设备所产生的数据需要迅速传送到后方的服务器，以进行计算和处理，产生的处理结果及时返送回前端设备，这需要通过高带宽网络对不断产生的海量数据进行传输，从而使其拥有更高的可靠性、更低的网络延时、更快的反应速度。现在传输距离更远、适应性更高、傳输速率更快的新一代万兆以太网网络已经开始在企业局域网内进行应用，局域网的传输距离得到了有效提升，搭配ＩＰｖ６ 技术的应用，使得局域网内可接入设备数量得到了较大提升。

２０１７ 年，ＩＥＥＥ８０２．３ｂｓ 标准正式被ＩＥＥＥ 组织批准，国内由中国通信标准化协会制定的《超１００Ｇｂ／ ｓ光传送网（ＯＴＮ）网络技术要求》已于２０２０ 年正式发布，标志着以太网技术进入４０ 万兆网络时代，以４Ｋ／８Ｋ 超高清视频、元宇宙为代表的多媒体视频业务给以太网技术的发展带来了巨大的机遇与挑战，推动网络传输速率向更高带宽发展。

１．２ 局域网关键技术

数据中心是整个局域网内的数据处理中心，对前端各类网络设备所产生的数据进行收集、存储、加工，再返还给前端设备。语音、文本、视频、图片等不同格式的数据要求数据中心提供多样性的存储服务，面对海量的信息，要求数据中心服务器拥有更大的存储容量、更快的传输速率和更快的反应时间。数据中心的存储区网络通常采用ＦＣ 协议或ｉＳＣＳＩ 协议［１］ ，但这２种协议应用时结构复杂、使用传输线缆繁多，不便于管理，现在多使用以太网光纤通道协议，该协议不需要额外布设新设备就能实现在数据中心存储区网络数据，并可以直接在以太网上进行传输，从而降低整个区域的电能损耗和运行成本。

云计算是一种商业计算模型。其集合大量低成本的计算资源，通过网络连接形成“资源池”，根据用户的需求，动态提供计算、存储和信息服务，用户不再被业务应用所需不同硬件设备而困扰，进而专注于业务发展。根据云资源放置位置不同，分为公有云、私有云、混合云［２］ 。公有云主要由第三方大型公司进行建设和经营，具有较强的稳定性和计算能力。私有云主要是企业根据自身业务发展需求在企业内部建设云资源平台，具有数据安全性和可靠性。混合云结合了公有云和私有云的特性，在公有云中建设具有网络隔离功能的专有云，可由用户自行管理网络，还能通过加密链接连接到内部私有云。

２ 视频会议发展概述

２．１ 视频会议发展历程

早期视频会议通过模拟信号传输黑白图像，仅限于点对点连接并且占用带宽高、维护价格高昂，严重限制了该技术的发展。自２０ 世纪８０ 年代以来，伴随着数字处理技术以及图像压缩编码技术的发展，视频会议逐渐从模拟信号转向数字信号，但一直无法统一标准制式。同时，网络传输情况也不太乐观，厂家各自研发，互相之间无法兼容，难以大规模进行推广。

１９９７ 年，ＩＴＵ?Ｔ 提出了基于ＩＰ 协议的Ｈ．３２３ 协议，视频会议系统有了统一的建设标准，进而推动视频会议技术的大规模应用。随着大规模网络基础建设的开展，使得传输高清晰度视频成为可能。

２．２ 视频会议关键技术分析

２．２．１ Ｈ．３２３ 协议

国际电信联盟在１９９６ 年着手制定Ｈ．３２３ 多媒体通信协议标准，逐渐到２０００ 年趋于完善。国际标准要求各个厂商生产产品时必须遵守其标准，否则无法进入市场，厂商生产的设备只要按照国际标准生产就能实现产品间的互联互通，使用户在选择产品时不必关心产品型号，只需关注其是否应用了国际标准协议，从而进一步扩大了视频会议系统的使用范围，吸引更多厂商参与到视频会议市场中，形成良性循环竞争。

Ｈ．３２３ 系统由终端、网关、网守、多点控制单元４种部件组成，通过这４ 种部件，Ｈ．３２３ 协议可以做到一对一或者一对多的音视频通信［３］ 。

终端（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）：在网络中提供双向实时信息传输的设备。支持不同类型的音视频编码协议，发送方将获取到的音视频信号进行编码发送，接收方将网络数据包进行解码并还原成音视频信息，输出到显示设备中。

网关（ＧａｔｅＷａｙ）：负责连接２ 個处于不同网段的设备并将其组织成一场会议，将数据转换为不同的网络协议格式，对音视频信息进行编译与反译。

网守（ＧａｔｅＫｅｅｐｅｒ）：又名网闸，在Ｈ．３２３ 系统中负责网络地址解析、访问权限控制、身份识别、呼叫管理等。在逻辑上独立，可以和终端、网关或ＭＣＵ 组合安装。

多点控制单元（ＭＣＵ）：ＭＣＵ 的数量决定视频会议的规模，管理控制视频会议资源，ＭＣＵ 支持多个节点之间的呼叫和连接，将混合处理后的音视频信息进行广播。一般在数据中心机房中部署主ＭＣＵ，在其他各个分中心布设二级ＭＣＵ，其受主ＭＣＵ 控制，其余普通参会终端连接到各二级ＭＣＵ。

２．２．２ 局域网内组播技术

音视频数据流在网络中传输需要实时将信息压缩编码通过网络传输给接收方，接收方在接收编码的同时对其进行解码，因此视频会议画面质量的高低主要取决于网络带宽和信息流的压缩算法。ＩＰ 网络传输数据方式有单播、广播、组播３ 种方式，单播是指数据直接由发送方发出直接抵达接收方。广播是指数据由发送方发送到同一子网内所有主机，一个发送方有多个接收方。组播可以看作是广播的特例，即数据发送方发送给多个特定接收方。但由于音视频进行编码后的数据较大，所使用的网络带宽也较高，若采用单播的方式进行传输，则需要为每一个接收方发送一份音视频数据，而采用组播的方式，只需要发送一份数据，且所有接收方都能收到，可以减少对网络带宽的占用。

３ 视频安全技术

视频资源是企业重要的数据资源，其中包含众多涉密信息，具有很强的经济价值，使得不少不法分子对其虎视眈眈，通过非法入侵企业的内部局域网，对视频数据进行非法访问、非法拷贝、恶意剪辑并篡改数据的真实性，因此研究和发展保护视频数据安全的技术是一项非常重要的工作。

３．１ 局域网安全防护

局域网安全防护是保护网内数据的第一道防线，保护第一道防线不被不法分子攻破是非常重要的，网络运维管理人员要增强防范意识，尽可能地避免局域网内信息数据的泄露。

３．１．１ 增强网络安全意识

企业可以定期对网络运维人员开展网络安全教育，通过观看网络安全宣传视频、开办相关知识讲座等活动，增强企业中负责网络运维管理人员的安全防范意识，提高重视程度。开展网络安全法律法规教育宣讲活动，让员工知晓非法窃取计算机数据是严重的违法行为，以及让员工了解哪些行为将会触碰法律的红线、底线。

３．１．２ 访问权限分级管理

在局域网内设置访问权限是保护局域网内的数据不被内部窃取的重要保护手段之一，根据人员日常接触到的文件级别的高低，设置不同账号的访问权限，涉及重要秘密信息的文件，仅限高层人员账号访问且记录账号访问时间，如果文件泄露，还可以根据访问记录进行回溯，尽快帮助企业查找泄露人员。访问权限管理对提升局域网内的数据安全性有很大的帮助。

３．２ 视频数据加密技术

若局域网防护手段没能制止不法分子的入侵，则导致其进入局域网内部且窃取到局域网的重要视频数据，但由于数据加密技术的存在，其无法逆向解密视频，仅仅获得一些没有价值的乱码数据，这是内部数据保护的最后一道屏障。由于视频数据编码结构复杂且对时间顺序敏感度高，对其进行加密会使得数据量变得更加庞大，而且会使原本的数据格式无法进行解析，极易出现视频卡顿、声话不同步等情况。

４ 视频会议未来发展趋势

视频会议硬件终端由于其出色的稳定性和高质量的视频清晰度，是局域网内建设视频会议系统的主要选择，可以有效满足内部局域网内的视频会议需求，但是其存在建设成本高等缺点，难以进行大规模部署，灵活性较差。在未来，大数据、ＡＲ／ ＶＲ、云计算、ＩＰｖ６、５Ｇ 技术的发展会推动视频会议形成巨大变革。

４．１ 超高清视频会议

超高清视频是继标清、高清视频技术之后又一大技术进步，是未来视频技术发展的主流方向，超高清视频在位深、色域、图像扫描、分辨率等方面进行了提升，向用户展现了更加清晰、艳丽的视频服务。更高的图像清晰度使得视频占用的存储空间成倍地增加，原有的Ｈ．２６４ 编码技术标准已经不能适应超高清视频的压缩和编码，在Ｈ．２６４ 基础上对其相关技术进行改进发展而来的Ｈ．２６５ 编码逐渐成为超高清视频编码压缩主流应用。伴随着超高清摄像技术的发展以及５Ｇ 和ＩＰｖ６ 技术的大规模建设，超高清视频技术将会更加普遍地应用在视频会议系统中。

４．２ 三维视频会议

虚拟现实技术的不断发展和进步，未来将带领视频会议系统从二维世界步入三维世界，使参会人员通过佩戴特制的装置一起进入一个虚拟的３Ｄ 空间中，从而提供更加真实的参会体验，缩短开会人员之间的距离感，使人物不再局限于显示器中，进而为与会人员提供一种身临其境的体验。

在国家新型基础设施建设的推动下，随着网络传输带宽的不断提升、数据中心处理能力的不断提高、视频压缩编码技术的不断发展，人们所使用视频会议的清晰度会更高，网络延时更低，从而提高会议召开的效率，优化办事流程。未来视频会议的应用场景会越来越丰富，相关产业也要根据不同应用场景研发更多种类的视频会议功能来满足人们的需要。

参考文献：

［１］ 徐晔．现代化数据中心机房建设探析［Ｊ］．信息与电脑（理论版），２０２０，３２（２０）：１８６?１８９．

［２］ 成荣．云计算实现的相关技术与面临问题探讨［Ｊ］．科技视界，２０１５（２３）：６７＋２０１．

［３］ 季正勃．高清视频会议系统与关键技术分析［Ｊ］．数字通信世界，２０１７（１１）：９１＋１５６．

作者简介：孟松（１９９５—），本科，助理工程师，研究方向：网络运维。