“去電信化”融合視頻通信產品方案分析

韓建亭,柯 衛，萬 象

（1.中國電信股份有限公司上海研究院 上海200122;2.中國電信股份有限公司上海分公司 上海200120）

1 引言

隨著互聯網的普及和移動互聯網的快速發展，用戶已普遍習慣于采用互聯網模式滿足日益豐富的通信需求。基于這種模式，用戶不僅可以進行無邊界的話音通信，還可以進行即時消息、多媒體分享甚至包括點對點、點對多點的視頻通信。近年來，互聯網視頻通信業務呈現規模發展的效應。手機、平板電腦、機頂盒等智能終端的發展，也讓用戶在不用額外增加終端成本的前提下，就有條件進行視頻多媒體通信。光網城市的建設和IMS的規模試驗使運營商網絡具備了實現多媒體視頻通信的基礎和條件。盡管如此，至今在全球范圍內還沒有運營商提供面向公眾的點對點多媒體視頻通信大規模應用的先例。運營商的多媒體視頻通信還大都是面向行業應用的視頻會議以及監控類應用。面向公眾客戶普遍服務的多媒體視頻通信業務方面，無論是業務應用模式、業務管理模式還是終端平臺及系統的構建模式，還都在探索中，本文結合作者近年來的研究和實踐，對運營商實現可運營的面向公眾用戶的點對點視頻多媒體通信的產品方案、產品形態等關鍵要素進行分析和探討。

2 視頻通信業務分析

2.1 互聯網視頻通信產品分析與啟示

自2010年開始，移動互聯網公司紛紛推出視頻通信產品，國外有蘋果的Facetime、谷歌的Gtalk以及Skype、Tango、Fring等產品，國內有騰訊推出的微視、QQ視頻等，用戶在PC、手機、PAD上安裝即可進行點對點的視頻通信。盡管這些通信產品可能不是基于電話號碼，也不能支持與現有其他網絡進行落地互通，但人們已經開始普遍使用基于寬帶網絡的互聯網視頻通信產品。這些產品從產品戰略布局上大致可分為以下幾類。

（1）互聯網通信業務的延伸

這些產品包括Skype、騰訊QQ等。Skype由VoIP話音的成功順利延伸到多媒體融合視頻通信，最新發布的5.5.0以上版本，支持點對點/點對多點的視頻、IM、分享等豐富功能。對騰訊QQ而言，視頻在初期或對IM是輔助形式，但在IM形成超級規模的基礎上，騰訊開發的微視則是典型的點對點視頻通信應用。

（2）終端的延伸應用

隨著蘋果終端的巨大成功，蘋果提供的Facetime在iPhone、iPad以及MAC電腦上的應用，徹底帶動了公眾用戶對視頻通信的認知和需求的提升。

（3）純互聯網視頻應用

早在2008年Google就基于Web頁面實現了GTalk的視頻聊天功能，Gtalk基于Gmail賬號實現視頻通信功能，2011年Google在Android 2.3.4上支持視頻業務。

（4）新興的移動互聯網視頻

硅谷創業公司的Tango和Fringland的Fring是這類典型應用的代表，它們依托于智能終端的發展，采用手機號碼或注冊賬號的形式進行視頻通信，這類應用現在發展異常迅猛。

表1列舉了目前主流的互聯網視頻通信產品情況，并從以下幾方面進行了分析。

（1）商業模式

互聯網產品一般免費，視頻通信功能作為話音和IM的延伸，或終端功能的增強，以黏性價值為主，基本不作為單一產品進行推廣。只有Skype和Fring支持與現網電話（手機、固話）互通，IP to Phone采用預付費方式，客戶端可查看預付費金額，通話后消費金額一目了然。

（2）用戶群

基本都是面向大眾的互聯網通信模式，沒有針對特定用戶群進行定制。從下載量和用戶評論分析來看，PC-PC的視頻聊天已被用戶普遍接受，基于手機的視頻通信尚未形成普遍習慣，移動視頻通信正處于市場導入期。

（3）賬戶號碼

部分移動視頻通信產品（蘋果FT、騰訊微視）采用手機號碼，注冊開通使用便捷，配合手機短信和郵箱進行認證，且便于利用手機通信錄快速形成好友關系，但存在在線狀態不夠準確，呼叫時經常無法接通的問題。

（4）通信協議及媒體處理

除蘋果使用SIP協議外，其他都使用私有協議，分辨率多使用CIF格式，媒體流處理為可變比特流，帶寬開銷主要在100～300 kbit/s。媒體流傳輸除了微視外，均采用點對點傳輸模式。采用軟件編解碼方式，對硬件有要求，低端手機無法很好地支持該業務。

（5）通信質量

音視頻通信質量受網絡環境影響較大，3G網絡下質量較差，但用戶普遍接受互聯網模式的通信體驗，比較起來，視頻的質量和畫面的時延是可以容忍的。

仔細分析可從中得出以下一些規律與啟示。

（1）架構開放和集約運營是關鍵

私有協議使視頻通信產品難以實現與其他通信產品的落地互通。系統集中部署以及便捷的互聯網管理模式較好地滿足了用戶跨地域視頻通信的關鍵需求，大大提升了用戶的使用體驗。

（2）終端決定體驗效果

互聯網視頻通信基本采用客戶端軟件方式，其中核心的音視頻編解碼處理需要依靠終端主芯片來完成，終端芯片處理能力決定著用戶體驗視頻效果的好壞。

表1 幾種典型的互聯網視頻通信產品

（3）編解碼優化是核心

音視頻編解碼的效率、對于網絡時延抖動的優化，都影響著用戶使用視頻電話的體驗，Skype依靠GIPS話音編碼在無線及網絡環境較差的情況下仍能保障話音較好的效果，成就了Skype的全球VoIP領先地位。

（4）帶寬是基礎保障

帶寬的制約一直是視頻通信的瓶頸，分辨率越高，圖像越清晰，對于帶寬的要求越高，據估算CIF格式的視頻通信需要300 kbit/s左右的帶寬，DVD畫質需要2 Mbit/s左右的帶寬。

2.2 運營商開展視頻通信業務的關鍵要素分析

電信運營商早在10年前就進行了面向公眾用戶的視頻通信產品試點，包括面面通等，但一直都沒有形成規模。影響視頻通信業務成功的因素很多，業務成本、網絡環境、技術條件、運營思路、產業鏈支持等都是過去影響視頻通信業務成功的主要因素。

如圖1所示，隨著網絡的發展和技術的突破，影響視頻通信業務的成本、帶寬、終端等方面得到改善，使得視頻通信逐漸顯現可行的機遇。除了需要具備這些基礎要素以外，運營商開展視頻通信業務還必須從觀念上徹底轉變，“去電信化”是影響視頻通信業務成功的關鍵要素。具體來說，“去電信化”主要表現在以下幾個方面。

（1）視頻通信的業務定位不是電信基礎業務而是一種增值應用

從互聯網視頻通信產品的發展可以看出，視頻通信是基礎產品的附加功能，不應作為一個單獨的產品進行推廣。對運營商也是一樣，如可以作為寬帶、手機或固網電話的附加應用。可以基于用戶的現有手機號碼、固話號碼、郵箱等業務賬號進行視頻通信而不一定要求用戶新申請賬號。在業務的培育期，可以在網內免費，落地或與其他網絡互通才進行收費；也可以直接執行現有基礎業務的套餐，盡量不給用戶增加新的額外收費。面向光網接入的用戶或行業用戶，可以發展720P以上的高清視頻通信應用。

（2）終端是制約視頻業務的瓶頸和門檻

應依托用戶現有的手機、PC、PAD、機頂盒，開發適配這些智能終端的客戶端為主，即終端的軟化，以保證業務前期的快速成長，也可以基于智能終端瀏覽器的方式提供業務。無需運營商專門定制新終端，也無需用戶新購或升級終端就可以體驗運營商的視頻通信業務。用戶可以通過自己的賬號在不同終端上靈活使用。業務可以根據終端的能力進行自動適配，使得從3英寸的手機屏到客廳30英寸以上的TV屏，都能夠實現視頻業務的通達，并能夠實現業務的互通。

（3）業務管理流程互聯網化

采用移動互聯網式的業務體驗管理業務，用戶可以采用瀏覽器注冊、短信實時驗證開通的互聯網化管理模式，降低業務開通復雜性；提供在線版本升級、參數更新等，實現移動互聯網式的業務管理體驗。

（4）業務實現采用開放的體系并實現業務的全互聯

使用標準的SIP協議、H.264編解碼，快速引入多種終端產品，方便與其他系統（如PSTN、會議系統、郵箱、通信錄、RCS服務）等打通。

（5）全網集中運營

這也是原先運營商實現視頻通信的弊端所在，現在應該借鑒互聯網的模式，突破屬地化運營，實現業務的全網統一部署，實現視頻通信的跨地域跨運營商的無邊界化。

此外，高帶寬和QoS保障是運營商實現視頻通信的先天優勢。“去電信化”并不是完全摒棄運營商固有的優勢，而是要以把其優勢發揮到極致為前提。運營商可以為家庭用戶基于家庭固網接入，針對機頂盒、PC等終端的視頻通信產品，提供業務優先、帶寬預留或動態帶寬保障等多種質量保障方式，實現運營商的視頻通信質量和體驗優于互聯網視頻。

3 視頻通信產品實現方式的分析與探討

互聯網模式實現視頻通信業務，一般采用P2P的媒體流方式，服務器集中部署，無地域邊界限制，終端客戶端統一提供。如圖2所示，呼叫控制中心包括終端的注冊認證、保持心跳、接續控制、計費管理等。大部分互聯網視頻通信產品的媒體流采用點對點通信方式，一般情況下媒體不需要經過媒體服務器，需要經過媒體服務器處理的情況包括3種:第1種是無法穿越NAT網絡（雙方均為Symmetric NAT）時；第2種是進行多點視頻會議時；第3種是需要對音視頻編碼進行轉換時（雙方編解碼格式無法協商一致）。互聯網有免費提供STUN服務的服務器，用于穿越NAT，實現點到點的媒體流傳輸。網絡節點一般指網絡上各路由器節點，能夠讓擁有條件的普通PC也作為超級節點的方式協助網絡數據的傳輸。

運營商目前實現視頻通信基本上采用IMS方式（也有采用軟交換方式，但基本原理類似），媒體流采用BAC集中處理轉接方式，以實現私網穿越和媒體格式轉換；核心控制的CSCF一般按省為單位部署，地域邊界明顯，逐步實現跨運營商的互聯互通；采用標準的SIP協議和音視頻編解碼，能夠實現不同廠商的多終端、多網絡設備的互聯互通。按照OMA的架構體系，在IMS的核心網絡上，部署RCS、增值業務（如多媒體彩鈴）等多種服務器，可以為IMS用戶提供豐富的業務體驗。

從媒體的角度來看，互聯網模式的視頻通信和運營商實現的IMS視頻通信，最大差別在于是分散控制的P2P模式還是集中控制模式。如圖3所示，分散控制的P2P模式，網絡代價低，比較適合同種軟終端之間進行通信，但質量無法有效保障。集中控制模式，便于實現多種終端以及不同終端之間的互通，具備業務質量保障的基礎，并方便提供多媒體的增值業務，但代價是網絡部署復雜、成本代價大、互通環節多等，這種方式更適合電信運營商構建有質量保障的電信業務。

互聯網與運營商模式視頻通信產品實現方案比較見表2。筆者從業務開通方式、建設成本、功能、可靠性、接入協議、號碼、QoS和現有業務的互通性、終端等多方面對互聯網模式的視頻通信和運營商實現的IMS視頻通信進行更加全面的對比分析。可以看出，兩者不僅在實現架構上存在差別，更關鍵的是對運營視頻通信業務的思維模式差異。運營商更關注于業務的可管理、可控制、有質量保障、能計費、能夠體現普遍服務。

綜合以上分析，筆者認為運營商實現面向全網的“去電信化”視頻通信產品，可以在基于IMS核心控制的基礎上，借鑒互聯網的業務提供模式，部署全網集中的視頻通信應用平臺，采用集中運營管理的方案，實現跨屏的、融合多業務的、與現網互通的互聯網化的視頻通信業務。如圖4所示，集中部署的系統平臺接入現有的CRM/網廳、短信營業廳等，實現用戶視頻通信業務在線實時開通；接入運營商的統一認證系統，實現用戶賬號的統一認證，與各省

的計費系統打通實現計費功能，使得業務計費能夠納入用戶基礎套餐進行統一管理；通過社交網關與互聯網或運營商的郵箱/社區系統對接，將視頻通信能力嵌入用戶的郵箱/社區界面中；系統接入集中管理的云端統一通信錄系統，并通過RCS，實現基于通信錄的視頻通信功能，并能夠在通信錄上呈現聯系人的終端和在線狀態。系統平臺在此基礎上，與現網IMS/SS網絡互聯，實現與手機、固話、專用視頻終端業務的現網互通，以構建運營商無縫和全覆蓋的多媒體通信業務體驗。

表2 互聯網與運營商模式視頻通信產品實現方案比較

4 視頻通信的產品形態與推廣策略

4.1 視頻通信的產品形態

運營商下一代通信業務應是傳統通信業務與移動互聯網應用的完美結合，以具備呈現好友狀態的通信錄為基礎將運營商現有的用戶通信社區化，提供融合消息、視頻、UGC共享、社區等功能的新型通信模式，即富通信RCS融合通信業務形式。用戶可以在不同的終端和地域通過自己的賬號接入網絡，基于自己的統一通信錄進行消息、話音、視頻、多媒體通信，并能夠交互和分享文本、位置等，通信錄能夠呈現所有用戶的接入終端、終端狀態等。實現“去電信化”融合視頻通信產品是其中的第一步，也是核心突破。

作為探索，筆者建議運營商構建面向公眾用戶的視頻通信時，從終端的角度來看可以考慮如下產品形態，但前提條件一定要能夠體現多終端產品形態的互通，并能夠與現有其他通信產品融合。

（1）PC終端

采用瀏覽器和客戶端的形式提供業務，與用戶的手機、固話、寬帶或郵箱等賬號捆綁。客戶端支持CIF、D1、720P等分辨率標準，在帶寬允許時提供更高清視頻。

（2）手機終端

在Android和iOS智能操作系統上，采用客戶端的形式提供業務，與用戶的手機號碼進行捆綁，可以為用戶提供基于IMSI的統一認證。采用CIF左右的分辨率，幀率在15 f/s左右，帶寬開銷控制在100～400 kbit/s。

（3）平板電腦

在Android和iOS智能操作系統上，采用客戶端的形式提供業務，與用戶的手機號碼進行捆綁。

（4）IPTV機頂盒

采用智能機頂盒安裝客戶端軟件的形式提供業務，用戶可以自主從應用商城下載軟件，然后配置通用攝像頭就可以使用基于TV的視頻通信。

（5）專用終端

專用終端指專用寬帶終端，與固話號碼或寬帶賬號捆綁實現業務。

不同形態的終端能夠支持在有線寬帶、Wi-Fi、3G網絡環境下的靈活接入，支持多終端的跨屏視頻互通和音視頻的靈活切換，能夠與RCS其他應用有效結合，支持與本地通信錄同步功能，并能顯示聯系人狀態（包括安裝和在線狀態），還可以逐步支持短信、IM等消息能力。

4.2 視頻通信產品的推廣策略

為平衡在普遍規模服務和有保障的通信業務服務之間的關系，建議運營商構建兩種版本的視頻通信產品，即普及版和專業版。普及版采用互聯網化的管理形式，支持無邊界的互聯網視頻通信服務，網內用戶之間免費通信、落地收費的模式，以互聯網方式進行客戶服務。專業版提供有質量保障的電信級高清視頻通信產品，運營商可提供7×24 h服務品質保障。其實,電信級可靠保障的產品是有代價的，面向不同的用戶可提供差異化的視頻通信產品，專業版面向高端客戶，如政企客戶或FTTH用戶，但系統能夠支持自由遷移轉換能力，用戶可以根據自己的需要，可以由普及版遷移至專業版或由專業版遷移至普及版。

考慮到現階段視頻通信的核心用戶需求是親情溝通，建議以主/附雙賬號形式向用戶放號。主賬號采用用戶手機號碼，具有呼叫落地能力，且作為計費賬號；附賬號為免費賬號，僅可與捆綁的主賬號進行視頻通信，附賬號可根據用戶需要開通1～2個。通過主/附雙賬號的形式提高視頻通信的業務使用頻率。

5 結束語

近年來，筆者結合IMS網絡的現網試驗和智能終端的應用，進行了多媒體融合視頻通信的深入研究，并在此基礎上，進行了產品的開發和跨網絡平臺的互通測試，目前產品原型已經在現網開展試點推廣。產品一方面結合了互聯網產品快速靈活開通部署的優點，另一方面基于自身完善的業務網絡，面向多終端，借助落地和運營優勢，與互聯網產品形成了明顯差異化。終端主要在家庭寬帶、Wi-Fi或3G環境下通過有線或無線接入網絡，相互之間可互打視頻和話音電話，給用戶以跨屏幕的、融合的視頻通話體驗。

筆者還對運營商實現富通信RCS應用的方案和業務進行了深入研究，制訂了系列的技術方案，并基于IMS網絡進行了產品原型開發和驗證測試。筆者認為：跨多終端的融合通信業務形式一定是運營商通信未來的發展方向，RCS和視頻通信的一體化結合，以及在此基礎上，實現運營商對產品的維護管理與診斷測試等方向，都是下一步重點研究的內容。

1 韓建亭，萬象.全光網下家庭網絡多終端融合通信模式分析與實現方案研究.電信科學，2011，27（5）

2 柯衛，韓建亭，周文君等.面向移動互聯網的富通信業務體系架構及關鍵技術研究.電信科學，2011，27（7）