淺析IP技術(shù)在視頻會議系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展

楊 姮，曹輝萍

（1.中國人民解放軍63780部隊，海南 陵水572427；2.國防信息學(xué)院，湖北 武漢430010）

隨著Inter net的迅速發(fā)展以及個人計算機處理能力的增強，基于IP的視頻會議系統(tǒng)已成為視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。特別是H.323協(xié)議的應(yīng)用，使視頻會議系統(tǒng)得到空前地發(fā)展。伴隨著科技的不斷進(jìn)步及市場競爭的加劇，視頻會議系統(tǒng)在注入新活力的同時也必將呈現(xiàn)出自身新的發(fā)展。

1 視頻會議系統(tǒng)概述

視頻會議系統(tǒng)，是指兩個或兩個以上不同地方的個人或群體，通過傳輸線路及多媒體設(shè)備，將聲音、影像及文件資料互相傳送，達(dá)到即時互動的溝通，以完成會議目的之系統(tǒng)設(shè)備。與傳統(tǒng)會場會議、電話會議相比，視頻會議系統(tǒng)具有直觀性強，信息量大等特點，因此被廣泛用于遠(yuǎn)程商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、項目協(xié)同工作、政府行政會議等多種領(lǐng)域。

目前市場上的視頻會議系統(tǒng)可以分為：軟件視頻會議系統(tǒng)和硬件視頻會議系統(tǒng)。硬件視頻會議是基于嵌入式架構(gòu)的視頻通信方式，依靠DSP＋嵌入式軟件實現(xiàn)視音頻處理、網(wǎng)絡(luò)通信和各項會議功能。其最大的特點是性能高、可靠性好。軟件視頻會議是基于PC架構(gòu)的視頻通信方式，主要依靠CPU處理視、音頻編解碼工作，其最大的特點是廉價，且開放性好，軟件集成方便。由于硬件視頻會議系統(tǒng)價格昂貴已不太適應(yīng)市場方向，人們已開始將眼光轉(zhuǎn)向基于IP網(wǎng)絡(luò)的軟件視訊技術(shù)。

2 IP技術(shù)在視頻會議系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著Inter net飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升，基于純軟件視頻會議由于成本低廉，效果基本滿足要求，應(yīng)用越來越廣泛。特別是H.323協(xié)議的推出，使視頻會議系統(tǒng)得到空前地發(fā)展，在政府、軍事、金融、電信、教育、企業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越廣泛。

2.1 H.323協(xié)議概述

基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信信令協(xié)議有：ITU－T制定的H.323協(xié)議、IETF制定的SIP協(xié)議以及媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議（MGCP）等。目前，H.323是視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的協(xié)議。H.323協(xié)議即“分組多媒體通信系統(tǒng)”（Packet－based multi media co mmunication systems），其主要面對的應(yīng)用需求就是在IP網(wǎng)絡(luò)之上提供多媒體通信服務(wù)。協(xié)議定義了四個主要功能單元：終端（Ter minal）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）、關(guān)守（Gatekeeper：是一種soft switch，負(fù)責(zé)VoIP網(wǎng)路上的訊號交換及控制功能，其功能類似傳統(tǒng)PSTN上的交換機）、多點控制單元（MCU）。終端完成基本的多媒體通信功能及用戶界面，是用戶端設(shè)備。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)H.323設(shè)備同其它類型多媒體通信設(shè)備互連互通時的協(xié)議（控制及數(shù)據(jù)）轉(zhuǎn)換，這些協(xié)議包括 H.320、H.321、H.322、ISDN、PSTN 等。MCU 負(fù)責(zé)多點通信的管理，完成級聯(lián)功能，是核心服務(wù)及控制設(shè)備。

2.2 基于H.323視頻會議系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用

H.323涵蓋了音頻、視頻和數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的通信，視頻標(biāo)準(zhǔn)用 H.263，音頻標(biāo)準(zhǔn)用G.711、G.722、G.723或G.728。復(fù)接／分接技術(shù) H.225把音頻、視頻和數(shù)據(jù)集中于一個流中，按照邏輯通道傳輸，通道呼叫用H.245協(xié)議控制。

建立一個基于H.323體系的視頻會議系統(tǒng)需要在IP網(wǎng)絡(luò)中部署各相關(guān)組件。其中，每個需要進(jìn)行視頻會議的節(jié)點都至少需要部署一臺視頻終端，此終端需要同時具有音頻、視頻編解碼能力。如果需要進(jìn)行多方會議，則需要部署MCU。如果需要進(jìn)行地址翻譯、帶寬控制、許可控制、區(qū)域管理等功能，則需要部署關(guān)守。如果需要和其它通信規(guī)程的視頻網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，則需要部署網(wǎng)關(guān)。H.323視頻會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)主要由終端設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、多點控制單元（MCU）和其他的輸入／輸出部件組成。

圖1 H.323視頻會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

3 IP視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展前景

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的迅速擴(kuò)大和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的逐步改善，在多媒體通信領(lǐng)域內(nèi)，許多新的應(yīng)用形式和技術(shù)被引入到視頻會議系統(tǒng)中，為這一傳統(tǒng)業(yè)務(wù)注入新的活力必將促使其呈現(xiàn)新的發(fā)展趨勢。

3.1 促進(jìn)IP視頻會議系統(tǒng)發(fā)展的新技術(shù)

（1）LPR （丟包恢復(fù)技術(shù)）

LPR是一種采用前向糾錯（FEC）方法對丟失數(shù)據(jù)包實施覆蓋的機制。由發(fā)送方系統(tǒng)為發(fā)出的數(shù)據(jù)流添加冗余數(shù)據(jù)，使接收方系統(tǒng)可以偵測并糾正錯誤，而無須請求發(fā)送方系統(tǒng)重新傳送丟失的信息。這種無須等待網(wǎng)絡(luò)傳送就有了進(jìn)行糾錯的能力，使得FEC非常適合于實時通信。

（2）QoS（服務(wù)質(zhì)量保證技術(shù)）

視頻會議由于大多應(yīng)用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)，而且與語音、數(shù)據(jù)同步傳輸，因此對網(wǎng)絡(luò)傳輸品質(zhì)有更高要求。傳統(tǒng)的IP協(xié)議是一種不可靠的通信協(xié)議，為實現(xiàn)QoS，需要改變傳統(tǒng)IP的FIFO隊列傳輸報文機制，轉(zhuǎn)而采用PQ機制，從而保證實時業(yè)務(wù)優(yōu)先同時又充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。

（3）云計算技術(shù)

云計算視頻會議將云和視頻會議各種優(yōu)勢完美結(jié)合在一起，以更靈活多變的會議形式、更快捷的數(shù)據(jù)處理方式，促使視頻會議的數(shù)據(jù)處理能力、資源調(diào)配能力全面升級，幫助用戶以最低的價格換取最優(yōu)的服務(wù)。

（4）冗余備份技術(shù)

冗余備份技術(shù)主要體現(xiàn)在當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，能夠準(zhǔn)確的反映該設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常，并通過反饋終端的工作狀態(tài)實現(xiàn)音頻輸入及音視頻輸出信號的同步切換，不影響會議的收聽觀看效果，保證會議正常運行，從而大大提高系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性。

（5）無線多方通訊技術(shù)

高清視頻通信的普及，使技術(shù)成熟的3G正好適應(yīng)了這一發(fā)展趨勢。此階段視頻通信業(yè)務(wù)特征包括：視頻格式720 p／1 080 p，視頻協(xié)議 H264，視頻帶寬768 K～8 M，接入類型3 G無線接入。

（6）信息安全技術(shù)

H.323系統(tǒng)在信息安全方面存在的問題正隨著其發(fā)展而日益凸現(xiàn)，因此，解決信息安全問題刻不容緩。

3.2 IP視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

（1）高清化：隨著高清視頻會議產(chǎn)品和解決方案在專業(yè)領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用，以及高清顯示設(shè)備價格的下降和IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的推廣，高清視頻會議系統(tǒng)在進(jìn)一步發(fā)展的同時必將占據(jù)更多的市場份額。

（2）移動化：現(xiàn)在市場上絕大多數(shù)IP數(shù)字會議系統(tǒng)能夠接入的終端設(shè)備不外乎PC和TV，隨著無線接入技術(shù)的應(yīng)用和WLAN的普及，移動視頻會議系統(tǒng)將逐漸浮出水面。

（3）智能化：在三網(wǎng)融合的背景下，視頻會議系統(tǒng)由過去專業(yè)化逐步向融合化市場轉(zhuǎn)型，如和3G、衛(wèi)星通信等融合，同時用戶對視頻會議系統(tǒng)智能化水平的要求日益增加，要求系統(tǒng)易于使用，降低維護(hù)成本，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

（4）軟件化：軟件視頻會議系統(tǒng)以其無法比擬的優(yōu)勢必將進(jìn)一步占領(lǐng)市場，IP視頻會議領(lǐng)域的熱潮使得視頻會議系統(tǒng)將從高價位專用市場向低價位普通用戶市場逐步轉(zhuǎn)移。

［1］ 李 勇，袁紅照.基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［J］.安陽師范學(xué)院報，2004，（5）：11－12.

［2］ 王菽蘭，趙東風(fēng).H.323視頻會議體系結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究［J］.云南民族學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2003，（4）：128－130.

［3］ 沈鑫剡.多媒體傳輸網(wǎng)絡(luò)與VoIP系統(tǒng)設(shè)計［M］.北京：人民郵電出版社，2005.