高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)要點(diǎn)分析

劉佳月

(北京賽迪工業(yè)和信息化工程監(jiān)理有限公司,北京 100048)

高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)要點(diǎn)分析

劉佳月

(北京賽迪工業(yè)和信息化工程監(jiān)理有限公司,北京 100048)

傳統(tǒng)的視頻會議已經(jīng)不能滿足人們的要求,高畫面質(zhì)量、聲音清晰流暢、與會人員參會體驗(yàn)要求不斷提高,高清晰度的視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)成為主流。本文對高清視頻會議技術(shù)進(jìn)行了分析,并對高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)過程中的要點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。

高清視頻會議系統(tǒng) 視頻會議建設(shè) 視頻會議技術(shù)

視頻會議也叫電視會議,主要由終端設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和和中心控制設(shè)備(MCU)組成,通過實(shí)時(shí)地傳送圖像和語音信息,位于不同地點(diǎn)的人們可以方便地發(fā)起視頻會議,通過視頻會議進(jìn)行面對面直觀交流討論,提高了辦公效率。以往的視頻會議系統(tǒng)往往因畫面不夠清晰,語音延遲較大,導(dǎo)致嚴(yán)重影響會議效果。隨著技術(shù)手段的提升、終端設(shè)備不斷升級改進(jìn)、網(wǎng)間帶寬擴(kuò)容,視頻會議已邁入高清時(shí)代,高清視頻會議從圖像清晰度、聲音流暢性等方面均有了顯著的提升。下面,賽迪監(jiān)理就高清視頻會議中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行介紹和分析。

1 高清視頻會議系統(tǒng)High-definition video conferencing system

高清視頻會議系統(tǒng)是一種通過圖像與聲音進(jìn)行交流的通訊技術(shù),系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳播視頻、音頻信息,使會議參與者在各自的會議室中,遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)直觀真實(shí)的交流。優(yōu)良的高清視頻會議系統(tǒng)對于會議的效果有著異常重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是H.323協(xié)議的推出,使視頻會議應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域,諸如政府、軍事、金融、電信、教育、企業(yè)等領(lǐng)域,視頻會議都得到了廣泛應(yīng)用。

與傳統(tǒng)的標(biāo)清視頻會議系統(tǒng)相比,高清視頻會議系統(tǒng)通過提供更為清晰的畫面質(zhì)量、更好的聲音效果,提供給與會者高效、高質(zhì)量的視頻體驗(yàn),使與會者能夠更有效的進(jìn)行會議交流。此外,高清視頻會議系統(tǒng)能夠高清晰度的顯示高分辨度內(nèi)容,這對于某些特定領(lǐng)域比如醫(yī)療、地圖、測繪等是至關(guān)重要的。

2 多點(diǎn)控制單元 (MCU)

它將來自各會議場點(diǎn)的信息流,經(jīng)過同步分離后,抽取出音頻、視頻、數(shù)據(jù)等信息和信令,再將各會議場點(diǎn)的信息和信令,送入同一種處理模塊,完成相應(yīng)的音頻混合或切換,視頻混合或切換,數(shù)據(jù)廣播和路由選擇,定時(shí)和會議控制等過程,最后將各會議場點(diǎn)所需的各種信息重新組合起來,送往各相應(yīng)的終端系統(tǒng)設(shè)備。

3 高清視頻會議中的視頻編解碼協(xié)議

ITU-T H.264是一種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和發(fā)布格式。

ITU-T H.264的四個(gè)特點(diǎn):(1)低碼率(Low Bit Rate):和MPEG2和MPEG4 ASP等壓縮技術(shù)相比,在同等圖像質(zhì)量下,采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8,MPEG4的1/3。H.264壓縮技術(shù)將大大節(jié)省用戶的下載時(shí)間和數(shù)據(jù)流量收費(fèi)。(2)圖像質(zhì)量高:H.264能提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像(DVD質(zhì)量)。(3)容錯(cuò)能力強(qiáng):H.264提供了解決在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下容易發(fā)生的丟包等錯(cuò)誤的必要工具。(4)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng):H.264提供了網(wǎng)絡(luò)抽象層(Network Abstraction Layer),使得H.264的文件能容易地在不同網(wǎng)絡(luò)上傳輸(例如互聯(lián)網(wǎng),CDMA,GPRS,WCDMA, CDMA2000等)。

4 高清視頻會議中的通信編解碼協(xié)議

高清視頻會議中的通信協(xié)議主要有兩個(gè):ITU-TH.323協(xié)議和IETFSIP協(xié)議。

4.1 ITU-T H.323

一套在分組網(wǎng)上提供實(shí)時(shí)音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn),是 ITU-T(國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織)制訂的在各種網(wǎng)絡(luò)上提供多媒體通信的系列協(xié)議H.32x的一部分。H.323協(xié)議被普遍認(rèn)為是目前在分組網(wǎng)上支持語音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最成熟的協(xié)議。

H.323協(xié)議的三部分組成:信令控制模塊、媒體傳輸模塊和數(shù)據(jù)會議模塊。

(1)信令控制模塊主要負(fù)責(zé)接入終端的認(rèn)證和協(xié)調(diào)接收方和發(fā)送方之間的約定,實(shí)現(xiàn)對媒體流的實(shí)時(shí)控制;(2)媒體傳輸模塊又分為音頻傳輸模塊和視頻傳輸模塊,主要負(fù)責(zé)音視頻數(shù)據(jù)在發(fā)送方和接收方的傳輸,模塊中的RTCP(實(shí)時(shí)運(yùn)輸控制協(xié)議)又能夠?qū)鬏敺?wù)質(zhì)量提供保證;(3)數(shù)據(jù)會議模塊則負(fù)責(zé)視頻會議中業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn),如圖片共享、文件傳送和白板等功能。

4.2 IETF SIP

SIP(會話初始化協(xié)議Session Initiation Protocol) 協(xié)議是IETF (互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)提出的一種采用基于文本編碼方式的實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用的信令標(biāo)準(zhǔn),用于建立、修改和終止雙方或多方的多方媒體會話。

SIP會話組成:用戶代理、注冊服務(wù)器、代理服務(wù)器和重寫向服務(wù)器。

(1)用戶代理管理SIP會話的終端設(shè)備,當(dāng)出現(xiàn)SIP請求時(shí)它通知用戶,同時(shí)代表用戶響應(yīng)請求;(2)注冊服務(wù)器接收用戶的注冊請求,完成用戶地址的注冊工作,注冊服務(wù)器中包含有所有用戶代理的位置信息;(3)代理服務(wù)器既是服務(wù)器又是用戶的媒介程序,代表其他用戶發(fā)起請求;(4)重定向服務(wù)器實(shí)現(xiàn)將會話請求定向到外部域。

5 高清視頻會議中的音頻編解碼協(xié)議

ITU-TG.719是ITU-T第一個(gè)真正的寬頻音效編解碼協(xié)議,于2008年6月13日被其接受。

單聲道編碼的碼率在32～128kbit之間,雙聲道編碼的碼流在64～256kbit之間,采用48KHz采樣,最高提供20KHz的頻寬效果。端到端時(shí)延40ms,運(yùn)算復(fù)雜度17.7MIPS,由Polycom(寶利通)與愛立信共同合作完成。

G.719廣泛應(yīng)用于語音及音樂編碼,尤其在是視頻會議行業(yè),已被多家廠商所采納。

6 高清視頻會議中的雙流編解碼協(xié)議

6.1 ITU-T H.239

2003年7月,ITU批準(zhǔn)了H.239標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)支持“Additional Media Channels for H.3xx System”。即在一次呼叫建立媒體連接后,在兩個(gè)H.239終端之間傳送兩路媒體流,這兩條媒體流共享呼叫帶寬。這樣僅需要通過共享網(wǎng)絡(luò)帶寬便能使用戶得到更多的信息,無需要更多的資源,通過最小的代價(jià)獲得更多信息。基于此項(xiàng)技術(shù),視頻用戶可以得到雙流視頻服務(wù),可以實(shí)現(xiàn)在會議系統(tǒng)中同時(shí)傳送和顯示多路視頻信息。

目前業(yè)界通常講的雙流技術(shù)可以看成H.239的一種應(yīng)用,即在傳輸活動(dòng)圖像的同時(shí),把高清晰度的圖文信息一起傳到對方去。對方的編解碼設(shè)備可以解出活動(dòng)圖像和高分辨率的圖文,這樣可以通過相同的帶寬將圖像傳到多個(gè)會議點(diǎn)去,且使對方可以很清晰地把文件顯示出來。

6.2 BFCP協(xié)議

BFCP協(xié)議是由IETF的RFC 4582定義的發(fā)言權(quán)控制標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。BFCP協(xié)議(Binary Floor Control Protocol)中定義了發(fā)言權(quán)參與者(Floor Participant)、發(fā)言權(quán)控制服務(wù)器(Floor Control Server)和發(fā)言權(quán)主席(Floor Chair)三種角色,以發(fā)言權(quán)控制服務(wù)器為中心,采用集中式控制模式,對發(fā)言權(quán)參與者和發(fā)言權(quán)控制服務(wù)器之間、以及發(fā)言權(quán)控制服務(wù)器和發(fā)言權(quán)主席之間的通信規(guī)范進(jìn)行了詳細(xì)的13種定義和說明。BFCP定義了18種不同的屬性,這些屬性都遵循“類型-長度-值”的格式。

7 高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

(1)系統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)應(yīng)當(dāng)采用視頻壓縮算法H.264,高清圖像標(biāo)準(zhǔn)720P(1080P)和寬頻語音技術(shù),實(shí)現(xiàn)高清晰度畫質(zhì)、高保真音質(zhì),同時(shí)控制網(wǎng)絡(luò)延時(shí)在較低水平,充分保證高清視頻會議的高質(zhì)量;(2)提高通訊網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,為視頻系統(tǒng)預(yù)留足夠的帶寬;(3)提高視頻會議系統(tǒng)不間斷性。會議終端和MCU之間具有自動(dòng)恢復(fù)鏈路功能。若會議中發(fā)生線路問題造成瞬間中斷,有能力在極短時(shí)間內(nèi)恢復(fù);(4)具備視頻會議管理系統(tǒng),滿足查詢?nèi)罩竟δ?運(yùn)維人員可以通過查詢運(yùn)行日志隨時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀況并解決問題;(5)提高網(wǎng)絡(luò)的安全性,高清視頻會議往往會涉及重要會議。網(wǎng)絡(luò)搭建、視頻接入過程中要充分做好保密措施,針對網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備做好嚴(yán)格的安全保護(hù)措施。

8 高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)要點(diǎn)

北京賽迪工業(yè)和信息化工程監(jiān)理有限公司專業(yè)監(jiān)理工程師結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn),總結(jié)往期項(xiàng)目建設(shè)要點(diǎn),對高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)總結(jié)如下:(1)設(shè)備要求。所有的終端到顯示設(shè)備都是高清兼容設(shè)備,都要支持高清數(shù)據(jù)壓縮解碼以及顯示,從而視頻與會者都可以享受高清視頻。這些終端包括攝像頭、高清視頻顯示器(液晶、等離子或投影儀)、高保真音響系統(tǒng)、高清視頻會議終端、高清接入的MCU等。(2)帶寬要求。足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬保證,高清視頻會議要求最低的數(shù)據(jù)傳輸速率為768Kbps,最好帶寬可以達(dá)到1至2M,一些集團(tuán)型高清視頻會議系統(tǒng)帶寬要求至少滿足4M。(3)QoS機(jī)制。擁有QoS的網(wǎng)絡(luò)能夠識別哪種應(yīng)用產(chǎn)生哪種數(shù)據(jù)包。根據(jù)用戶需求進(jìn)行個(gè)性化定制,如傳輸延遲、抖動(dòng)、丟失率、帶寬要求、吞吐量等指標(biāo),保證高清視頻會議效果的穩(wěn)定性。(4)備份措施。在高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)中,建議增加視頻延時(shí)器,搭建“一主一備”兩套獨(dú)立的系統(tǒng),確保現(xiàn)場會議播放流暢。

9 結(jié)語

高清視頻會議已經(jīng)成為信息化辦公中必不可少的部分,憑借其連續(xù)、流暢和高清晰度的畫面,給與會者帶來身臨其境面對面的感受,極大地提高視頻會議的用戶體驗(yàn),解決了以往視頻會議中畫面質(zhì)量低、語音不同步、網(wǎng)絡(luò)延遲等弊端。隨著我國政府13年發(fā)布的“寬帶中國”戰(zhàn)略實(shí)施方案,強(qiáng)有力的推進(jìn)了我國公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),高清視頻會議將得到了越來越廣泛的應(yīng)用。高清視頻會議賽迪監(jiān)理將繼續(xù)借鑒自身豐富的視頻會議建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),不斷提高自身專業(yè)實(shí)力,發(fā)揚(yáng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作精神,為業(yè)主單位提供最優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務(wù)。