IP視頻會議技術(shù)在電力企業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢

趙盼薇，謝 亮

（國網(wǎng)西安供電公司，陜西 西安 710032）

視頻會議系統(tǒng)主要是指2個及以上不同地點、不同主體利用互聯(lián)網(wǎng)平臺提供的通道，實施聲音、影像、文件資料等信息交流與溝通。從近幾年部分電力企業(yè)建設(shè)及投入使用的視頻會議系統(tǒng)看，正在向IP視頻會議系統(tǒng)方向發(fā)展，此類系統(tǒng)由硬件資源與軟件程序兩大部分組成，其優(yōu)勢集中表現(xiàn)在功能多、成本低、應(yīng)用場景廣泛等方面，既打破了時間與空間方面的阻隔，也有效提高了此類企業(yè)的運營管理效率，有利于輔助其提高全要素生產(chǎn)率并產(chǎn)出綜合效益。因而，新時期應(yīng)加強(qiáng)對IP視頻會議技術(shù)的探究。

1 IP視頻會議標(biāo)準(zhǔn)概述

我國的視頻會議具有起步晚，發(fā)展速度快的特點，自20世紀(jì)90年代正式投入使用至今已從政府部門拓展到各類企業(yè)。從發(fā)展歷程看，先后經(jīng)歷了“點對點”“點對多”“多對多”三大階段，現(xiàn)階段推廣應(yīng)用的IP視頻會議系統(tǒng)屬于一種桌面視頻會議系統(tǒng)，主要得益于用戶端計算設(shè)備處理能力的持續(xù)提升與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新。尤其是TPC/IP技術(shù)普及后，數(shù)據(jù)、語音、視頻等多媒體應(yīng)用被統(tǒng)一到了同一網(wǎng)絡(luò)平臺，為其推廣奠定基礎(chǔ)。

從IP視頻會議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)看，它與早期H.320協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)下基于視頻流視頻會議系統(tǒng)不同，主要是在ITU發(fā)布的H.323標(biāo)準(zhǔn)下根據(jù)IP協(xié)議及IP傳輸平臺類產(chǎn)品提供的服務(wù)進(jìn)行應(yīng)用。具體而言，ITU-T.H323標(biāo)準(zhǔn)全稱分組多媒體通信系統(tǒng)（Packet-based multimedia communication system），是一個標(biāo)準(zhǔn)集合，幾乎涵蓋了用戶建設(shè)視頻會議系統(tǒng)的各個層面，可針對用戶需求在IP網(wǎng)絡(luò)上為其提供多媒體通信服務(wù)，從根本上改變了視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展方向，使其發(fā)生了革命性變化?；谛聵?biāo)準(zhǔn)開發(fā)的IP視頻會議系統(tǒng)優(yōu)勢集中表現(xiàn)在如下方面：①功能完善；②操作簡單；③系統(tǒng)可擴(kuò)充；④資源利用率高；⑤具有增值價值；⑥性價比高等。

需要說明的是，該標(biāo)準(zhǔn)集合中應(yīng)用的Internet協(xié)議兼容IETFRTP/RTCP標(biāo)準(zhǔn)，為點對點、點對多、多對多視頻會議中的呼叫、會話、多媒體、帶寬控制等提供了支持。同時，在數(shù)據(jù)交換方面引用了T.12O協(xié)議，可以選擇相對多元的圖像編解碼格式，增強(qiáng)圖像壓縮速率，提高圖像質(zhì)量，滿足IP網(wǎng)絡(luò)中的高清視頻要求。另外，其中應(yīng)用的音頻編碼格式可與G.711語音編碼兼容，不僅能夠應(yīng)用同系列的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)，還可以根據(jù)應(yīng)用需求選擇適配的MPEG-1語音編碼標(biāo)準(zhǔn)等。就IP視頻會議標(biāo)準(zhǔn)方面的發(fā)展趨勢看，在VoIP網(wǎng)絡(luò)商用規(guī)模越來越大的前提下，雖然基于SIP協(xié)議的IP視頻會議系統(tǒng)已受到各行業(yè)企業(yè)的重視，但是在用戶IP多媒體業(yè)務(wù)應(yīng)用方面主要通過設(shè)置IP多媒體子系統(tǒng)的方式實施。因而，只是對整個IP視頻會議的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)而言具有推動作用，并沒有對IP視頻會議系統(tǒng)的開發(fā)產(chǎn)生本質(zhì)性影響。

2 IP視頻會議系統(tǒng)構(gòu)成與模式

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

以ITU-T H.323標(biāo)準(zhǔn)為例，在該標(biāo)準(zhǔn)下開發(fā)IP視頻會議系統(tǒng)，首先需要設(shè)置至少五種主要要素，以滿足其單元功能設(shè)置需求。具體如下：①多點控制器；②IP網(wǎng)絡(luò)；③網(wǎng)閘；④網(wǎng)關(guān)；⑤終端。

其中，多點控制器（Multipoint Control Unit，MCU）屬于多點視頻會議中的關(guān)鍵設(shè)備，可實現(xiàn)對音頻信號、視頻信號、數(shù)據(jù)信號，匹配多點處理器（如音頻處理器、視頻處理器、數(shù)據(jù)處理器）進(jìn)行處理，結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要配置相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口模塊，為其選擇適配路由提供支持等。多點控制單元可以滿足三點與多點視頻會議要求，在終端音視頻處理方面能夠?qū)崿F(xiàn)對各類視頻會議資源的有效控制。IP網(wǎng)絡(luò)則以高速IP網(wǎng)絡(luò)居多，加上各行業(yè)企業(yè)對Internet需求增加與應(yīng)用普及，當(dāng)前可通過鋪設(shè)5類線的方式，為其接入10～100 M帶度，滿足其多業(yè)務(wù)條件下的視頻會議要求。目前VLAN交換機(jī)推廣后，能夠有效保障視頻會議中的各類信號傳輸質(zhì)量，并取代原來的集線器等。網(wǎng)閘由地址轉(zhuǎn)換、訪問控制、帶寬管理等共同組成，主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)完整性的保護(hù)。網(wǎng)關(guān)主要用于連接，可滿足非H.323標(biāo)準(zhǔn)終端與H.323標(biāo)準(zhǔn)終端的網(wǎng)絡(luò)通信要求。終端與客戶端處于交互狀態(tài)，既能提供單向服務(wù)，也能進(jìn)行雙向通信，支持IP視頻會議系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)通信。通過上述要素的組建所需的IP視頻會議系統(tǒng)后，用戶可根據(jù)自身的視頻會議要求選擇相應(yīng)的應(yīng)用模式。如圖1。

圖1 IP視頻會議系統(tǒng)示意

2.2 基本模式

2.2.1 以集中模式為例

該模式屬于多點會議，配置多點控制器后，終端通過點對點方式將各類信號流與控制流發(fā)送到多點控制器，然后通過其中的多點處理器進(jìn)行處理與分發(fā)，如音頻混合、視頻混合、數(shù)據(jù)分發(fā)等，再通過回送方式傳輸?shù)浇K端。該模式下的IP視頻會議系統(tǒng)中能夠接入不同廠商的H.323終端，滿足其多點會議開展要求。

2.2.2 以分散模式為例

該模式屬于多點會議，配置的技術(shù)為Multicast，要求網(wǎng)絡(luò)配置支持網(wǎng)絡(luò)廣播。參加IP視頻會議的H.323終端將其控制信息通過點對點發(fā)送到多點控制器后，接收終端利用自身的控制功能進(jìn)行音頻流、視頻流處理接收。它的優(yōu)勢是占用網(wǎng)絡(luò)資源少，成本投入低。

2.2.3 以混合模式為例

該模式是對前兩種基本模式優(yōu)勢融合后形成的新模式，仍屬于多點會議，參與IP視頻會議的H.323終端選擇音頻、視頻中的一種，按照點對點方式將其傳輸給多點控制器，剩余的資源則選擇廣播方式進(jìn)行發(fā)送，滿足H.323終端的控制流管理。需要注意的是，上述三種基本模式，雖然都是在H.323標(biāo)準(zhǔn)下執(zhí)行，事實上可以根據(jù)其中的網(wǎng)關(guān)單元設(shè)置使該標(biāo)準(zhǔn)與其他標(biāo)準(zhǔn)之間形成連接。尤其是H.323標(biāo)準(zhǔn)對“松散”聯(lián)系進(jìn)行了定義，有利于企業(yè)類用戶開展大規(guī)模視頻會議。此時，參與IP視頻會議的參會者可劃分為主動與被動參與者兩類，再根據(jù)永久成員、臨時成員等對前一類參與者進(jìn)行分類，后一類參與者則負(fù)責(zé)觀看會議。而且，在混合模式下的角色可以轉(zhuǎn)換，此時后一類參與者可以按照同樣的方式進(jìn)行分類及操作，如提出建議、發(fā)表意見等。

3 IP視頻會議關(guān)鍵技術(shù)分析

3.1 音視頻編碼技術(shù)

伴隨統(tǒng)一大市場建設(shè)形成了國際-國內(nèi)市場雙循環(huán)、城市-鄉(xiāng)村資源雙流通的新發(fā)展格局。在該格局下國際、國內(nèi)市場的IP視頻會議技術(shù)處于同步發(fā)展及應(yīng)用狀態(tài)。以IP視頻會議中的音視頻編制技術(shù)為例，當(dāng)前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中的運動圖像專家組（MPEG）與國際電信聯(lián)合會下的視頻編碼專家組（VCEG）提出的音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)獲得了廣泛應(yīng)用，例如，運動圖像專家組制定的標(biāo)準(zhǔn)涉及MPEG系列標(biāo)準(zhǔn)，其中包括VCD（MPEG-1）、DVD（MPEG-2）、交互式多媒體通信壓縮標(biāo)準(zhǔn)（MPEG-4）、互聯(lián)網(wǎng)視頻檢索壓縮標(biāo)準(zhǔn)（MPEG-7）等。再如，視頻編碼專家組制定的VCEG標(biāo)準(zhǔn)主要為H.261、H.262等，可以為電視會議中的視頻提供壓縮標(biāo)準(zhǔn)，尤其是H.264標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)滿足了交互視頻通信標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)需求，推動了IP視頻會議的建設(shè)。

從發(fā)展趨勢看，音視頻編解碼方式正在發(fā)生變化，趨勢是在計算機(jī)智能處理與附屬板卡高速處理基礎(chǔ)上將其從硬件轉(zhuǎn)向軟件。事實上，當(dāng)前采用軟件化的編解碼方式后只是把專用設(shè)備的數(shù)據(jù)處理過程進(jìn)行了在線化、平臺化處理，雖然沒有在效果上對其產(chǎn)生根本性影響，但是隨著市場重點逐漸向低價位普通用戶市場轉(zhuǎn)移，加上對流媒體廣播技術(shù)、虛擬合作應(yīng)用服務(wù)的應(yīng)用，IP視頻會議系統(tǒng)中應(yīng)用的音視頻編碼技術(shù)也會逐漸趨向復(fù)雜化。

3.2 服務(wù)質(zhì)量保障方法

IP視頻會議服務(wù)質(zhì)量決定了其應(yīng)用效果，盡管近幾年基于H.323標(biāo)準(zhǔn)建立的IP視頻會議系統(tǒng)獲得了快速發(fā)展，但實際應(yīng)用中受H.323協(xié)議自身不成熟因素的影響，用戶運營期間仍會發(fā)生一些問題。集中表現(xiàn)在以下方面：①用戶管理；②業(yè)務(wù)管理；③計費管理；④視頻交換互操作；⑤計費管理等。另外，Internet屬于無連接網(wǎng)絡(luò)，提供的業(yè)務(wù)以承載和傳送為主，不能為數(shù)據(jù)流的傳送時延與丟失率提供相應(yīng)的質(zhì)量指標(biāo)保障，當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為實時業(yè)務(wù)時也不能提供終端到終端承載業(yè)務(wù)。因而，需要采用一些技術(shù)確保通信的QoS。

從服務(wù)質(zhì)量保障看，可以在IP視頻會議中選擇相應(yīng)的Qos策略提高其視頻會議質(zhì)量。例如，在網(wǎng)絡(luò)層面選擇超量工程法、綜合服務(wù)Internet法，然后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并針對路由振蕩選擇適配的方法，至于網(wǎng)絡(luò)擁塞的處理一般按測定WAN是否發(fā)生擁堵現(xiàn)象→根據(jù)設(shè)計方案決定目標(biāo)→用選定的排隊策略配置接口進(jìn)行處理。再如，在業(yè)務(wù)層面，用戶一般會根據(jù)RTP協(xié)議為其提供解決設(shè)計思路，并通過動態(tài)調(diào)整圖像帶寬、唇音同步手段為其保駕護(hù)航。簡單講，IP網(wǎng)絡(luò)要為IP視頻會議提供端到端承載功能，主要是在H.323標(biāo)準(zhǔn)下按照建立的IP視頻會議進(jìn)行選擇IETF設(shè)置RTP協(xié)議（包括RTP本身與RTCP）與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，滿足其實時數(shù)據(jù)傳遞與穩(wěn)定傳輸要求等。

4 IP視頻會議技術(shù)在電力企業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢

4.1 帶寬占用少，運維成本低

電力企業(yè)應(yīng)用IP視頻會議技術(shù)建立所需的視頻會議系統(tǒng)，對帶寬的占用較多，主要集中在視頻會議服務(wù)器帶寬與桌面會議用戶帶寬占用方面。以視頻會議服務(wù)器帶寬占用為例，假定電力企業(yè)有若干桌面用戶，每個用戶接受同一路音視頻時，對分辨率、幀率的要求分別為640×480、不小于15，那么帶寬占可達(dá)到400 kbps，將分辨率降低一倍并幀率不變，此時的占用僅為150 kbps，可以滿足傳輸標(biāo)清視頻要求，考慮到用戶發(fā)言，僅需占用400 kbps，此時也會大幅度降低運維成本。

4.2 功能多元，應(yīng)用效率高

電力企業(yè)業(yè)務(wù)廣泛，應(yīng)用IP視頻會議技術(shù)時的基本需求集中在傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、會場點數(shù)與人數(shù)及應(yīng)用功能方面。以功能需求為例，電力企業(yè)業(yè)務(wù)多，需要設(shè)置多元化功能。應(yīng)用IP視頻會議技術(shù)建立視頻會議系統(tǒng)后，至少能夠滿足如下功能：①點對點會議；②點對多點會議；③同時召開多會議；④多會場同屏顯示；⑤數(shù)據(jù)會議功能自主定義；⑥視頻檔案管理，如會議記錄與回放、會議公告信息管理等；⑦會議保密；⑧遠(yuǎn)程協(xié)助；⑨日程安排及根據(jù)實際需求設(shè)置相應(yīng)的最大會議規(guī)模等。

4.3 音頻優(yōu)先，互聯(lián)能力廣泛

電力企業(yè)選擇IP視頻會議技術(shù)組建網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)，一般按照服務(wù)管理中心、多媒體交換機(jī)、會議終端進(jìn)行設(shè)置，實際運營中受用戶所在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)影響不排除發(fā)生畫面卡頓的情況。此時，利用該技術(shù)音頻優(yōu)先的特點可保障音頻信息高質(zhì)量傳輸與交互。尤其在遠(yuǎn)程互聯(lián)方面，電力企業(yè)選擇IP視頻會議系統(tǒng)與Qos策略保障H.323標(biāo)準(zhǔn)與非該標(biāo)準(zhǔn)下的用戶關(guān)聯(lián)等。

5 結(jié)束語

綜上所述，在TCP/IP技術(shù)普及應(yīng)用與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)日益完善的基礎(chǔ)上，H.323標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)有效推動了IP視頻會議系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用。由于IP視頻會議技術(shù)優(yōu)勢多、性價比高，利用音視頻編碼技術(shù)與服務(wù)質(zhì)量保障方法可大幅度提高視頻會議效果為用戶提供多元服務(wù)，加上自主定義功能強(qiáng)大，一經(jīng)出現(xiàn)迅速獲得了各行業(yè)企業(yè)的青睞。建議電力企業(yè)在高質(zhì)量建設(shè)期間，一方面加強(qiáng)對IP視頻會議技術(shù)的帶寬占用優(yōu)勢、服務(wù)功能優(yōu)勢、音頻優(yōu)先優(yōu)勢、互聯(lián)能力優(yōu)勢的分析，另一方面結(jié)合自身應(yīng)用需求選擇適配性較高的技術(shù)為其實踐提供技術(shù)支撐。