融合通信下對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用研究與思考

文｜代偉偉

融合通信下對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用研究與思考

文｜代偉偉

網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)目前已廣泛地應(yīng)用于我國的各行各業(yè)，成為公司團(tuán)隊(duì)之間組織指揮、信息交流和協(xié)同辦公的重要手段。本文首先分析各類網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)的優(yōu)劣并結(jié)合新華社海外總分社的網(wǎng)絡(luò)視訊會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)營實(shí)踐，對(duì)其中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)在未來融合榮欣中如何發(fā)揮更大作用進(jìn)行思考。

網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)指兩個(gè)或兩個(gè)以上不同地方的個(gè)人或群體，通過傳輸線路及多媒體設(shè)備，將聲音、影像及文件資料互傳，實(shí)現(xiàn)即時(shí)互動(dòng)的溝通，以實(shí)現(xiàn)會(huì)議目的的系統(tǒng)設(shè)備。從80年代初發(fā)展至今，可分為三種類型：硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)、軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)和網(wǎng)頁視頻會(huì)議系統(tǒng)。

硬件網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議依靠專用硬件設(shè)備，主要使用多點(diǎn)控制單元MCU和視頻終端加專線以實(shí)現(xiàn)視音頻處理、網(wǎng)絡(luò)通信和各項(xiàng)會(huì)議功能。

軟件網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議主要是基于Internet互聯(lián)網(wǎng)，支持面向全球的協(xié)同工作，一般采用C/S模式，主要依靠CPU處理視、音頻編解碼工作，開放性好，軟件集成方便。

Web網(wǎng)頁視頻會(huì)議是純網(wǎng)頁的解決方案，基于flash技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，無需安裝硬件設(shè)備，也無需下載安裝任何客戶端或插件，完全在網(wǎng)頁上實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊和視頻會(huì)議。

目前新華社駐中東總分社部署的有硬件網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)和軟件網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)。硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)主要是用于北京總社與各大總分社開會(huì)使用，部署的時(shí)間較早。軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)則用于中東總分社與地區(qū)二十幾個(gè)下轄分社之間開會(huì)使用，是新近應(yīng)用實(shí)施。通過對(duì)這兩套系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)營使用，筆者總結(jié)這兩者之間的優(yōu)劣對(duì)比：

1、硬件視頻會(huì)議的建設(shè)成本高，一個(gè)MCU設(shè)備要幾十萬，一個(gè)終端設(shè)備一般也需要上萬元，并且通常需要網(wǎng)絡(luò)專線為之提供服務(wù)，所以運(yùn)營的成本也高。軟件則不同：只需要一次性部署好服務(wù)器設(shè)備，其它的終端和網(wǎng)絡(luò)完全建立在已有的資源上，無須另付資金。

2、大部分的硬件系統(tǒng)由于本身定位的局限，功能比較單一，僅僅支持語音和視頻的交互。軟件系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)電子白板、程序共享、文件傳輸?shù)葦?shù)據(jù)會(huì)議功能，作為會(huì)議的輔助工具。

3、在音視頻效果上，硬件系統(tǒng)的效果往往比軟件產(chǎn)品要連貫穩(wěn)定，但這是建立在帶寬高與穩(wěn)定狀況下的一個(gè)效果。如果是在某些帶寬窄且不穩(wěn)定的情況下，會(huì)議效果自然不如軟件系統(tǒng)。

4、多數(shù)硬件會(huì)議系統(tǒng)部署應(yīng)用在固定的會(huì)議室，需要固定的顯示音響設(shè)備；軟件系統(tǒng)則要電腦、網(wǎng)絡(luò)就滿足條件，用戶可以在任何辦公室召開會(huì)議。

5、從系統(tǒng)的擴(kuò)展性和開放性上，硬件視頻會(huì)議根據(jù)MCU的要求，部署點(diǎn)數(shù)受到的限制比較大。軟件視頻會(huì)議一可以根據(jù)服務(wù)器和帶寬，其用戶數(shù)可以達(dá)到成百上千；二可以在部署系統(tǒng)時(shí)，充分考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性和對(duì)未來功能的延伸能力。

網(wǎng)頁視頻會(huì)議系統(tǒng)由于是基于flash技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，其在方便性、快捷性、易用性上確實(shí)較硬件和軟件系統(tǒng)有顯著優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)頁視頻會(huì)議，其數(shù)據(jù)的傳輸、處理、存儲(chǔ)全部都由服務(wù)提供商的云服務(wù)器處理，也是當(dāng)前火熱的云計(jì)算的一種表現(xiàn)形式。但是網(wǎng)頁方式也有它自己的不足之處，主要有以下幾點(diǎn)：

1、在數(shù)據(jù)處理能力方面，網(wǎng)頁視頻方式明顯較軟件方式能力不足，無法做到桌面共享和實(shí)時(shí)共享文件資源。

2、網(wǎng)頁視頻會(huì)議系統(tǒng)部署于提供商的云服務(wù)器中，會(huì)議的私密性、安全性無法得到保障；系統(tǒng)無法自我掌控，擴(kuò)展性與延伸性很差。

3、網(wǎng)頁視頻會(huì)議在音視頻傳輸方面能力不夠，特別是在對(duì)實(shí)時(shí)性要求相當(dāng)高的視頻會(huì)議行業(yè)，聲音和視頻延時(shí)大。

新華社駐中東總分社下轄地區(qū)二十幾個(gè)分社，分布在不同國家和地區(qū)，由于該地區(qū)各個(gè)國家之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展很不平衡，通信基礎(chǔ)條件也參差不齊，所以跨國視頻會(huì)議組織難度極大，要求系統(tǒng)具有良好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性和穩(wěn)定性。根據(jù)以上對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議的分析以及結(jié)合中東地區(qū)實(shí)際情況，中東總分社采取部署軟件網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)的方式。

中東總分社網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)（以下簡稱會(huì)議系統(tǒng)）是純軟件的解決方案，由服務(wù)端軟件和客戶端軟件構(gòu)成。會(huì)議系統(tǒng)服務(wù)端軟件配置在一臺(tái)服務(wù)器上，會(huì)議系統(tǒng)服務(wù)器的系統(tǒng)需求如表1所示。

在所有參加會(huì)議的用戶機(jī)器上安裝客戶端軟件。會(huì)議系統(tǒng)客戶端軟件可以在市場上所有主流windows機(jī)器上運(yùn)行，完全支持基于WEB的應(yīng)用，自動(dòng)提示用戶安裝。

會(huì)議系統(tǒng)基于互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（IETF）的XMPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，具有分布式、模塊化的特點(diǎn)，充分地考慮了對(duì)未來的擴(kuò)展性。會(huì)議系統(tǒng)的服務(wù)器結(jié)構(gòu)如圖1所示.

會(huì)議系統(tǒng)的所有信令都是采用IETF XMPP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的，所以服務(wù)器的核心模塊是XMPP路由器，又名為Jabberd。Jabberd相當(dāng)于一個(gè)通信的中轉(zhuǎn)站，所有從客戶端發(fā)往服務(wù)器的信令以及服務(wù)器各模塊之間的消息傳輸全部通過Jabberd來完成。

下面介紹一下其他各服務(wù)器模塊的功能：

圖1

1、MCU，又稱多點(diǎn)控制單元（Multipoint Control Unit），主要起到會(huì)議的管理以及對(duì)會(huì)議中的信令進(jìn)行處理的作用。所有用戶的加入會(huì)議、離開會(huì)議，包括會(huì)議中對(duì)用戶的各種權(quán)限管理都是由MCU來實(shí)現(xiàn)的。

2、媒體服務(wù)器的功能是對(duì)會(huì)議中的音視頻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)。音視頻是視頻會(huì)議用戶非常關(guān)心的內(nèi)容，而且數(shù)據(jù)量巨大，所以多媒體服務(wù)器所需要的帶寬資源以及計(jì)算資源都相對(duì)較多。

3、文檔共享、文件共享是會(huì)議中的重要數(shù)據(jù)協(xié)作功能，通過文件服務(wù)器，用戶可以將本地的文件通過虛擬打印的方式或者瀏覽器共享的方式，讓所有參會(huì)者都能立即看到。

4、白板服務(wù)器用來實(shí)現(xiàn)對(duì)白板操作內(nèi)容的處理、驗(yàn)證和轉(zhuǎn)發(fā)。通過白板功能及文檔共享功能的結(jié)合，用戶可以在一個(gè)已經(jīng)共享的文檔上做標(biāo)記，從而方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)協(xié)作。

5、在某些視頻會(huì)議應(yīng)用中，用戶需要將一個(gè)應(yīng)用程序甚至是整個(gè)計(jì)算機(jī)桌面共享給參會(huì)者，甚至讓其他參會(huì)者遠(yuǎn)程操作桌面或應(yīng)用程序。這些數(shù)據(jù)都是通過程序共享服務(wù)器實(shí)現(xiàn)接收、計(jì)算并轉(zhuǎn)發(fā)的。

6、會(huì)議管理系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)庫配置、服務(wù)器的配置啟動(dòng)以及監(jiān)控的功能，數(shù)據(jù)庫配置主要包括數(shù)據(jù)庫的初始化，以及對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的升級(jí)。服務(wù)器配置包括本地以及遠(yuǎn)程服務(wù)器的添加設(shè)置，以及生成配置文件，配置文件生成后就可以通過WEB啟動(dòng)本地或者遠(yuǎn)程的服務(wù)器服務(wù)，并且監(jiān)測(cè)服務(wù)啟動(dòng)的狀態(tài)。

經(jīng)過較長時(shí)間的多次開會(huì)實(shí)踐使用，會(huì)議系統(tǒng)圓滿地支撐了地區(qū)網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議的召開，在國際公網(wǎng)復(fù)雜條件下保持了視頻會(huì)議中各種操作的流暢度。除了會(huì)議系統(tǒng)基于XMPP協(xié)議開放式、模塊化的服務(wù)器結(jié)構(gòu)外，主要與以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)。

1、視頻編解碼方面，系統(tǒng)采用了H.264編解碼算法。H.264算法具有很高編碼效率，在相同的重建圖像質(zhì)量下，能夠比H.263節(jié)約50%左右的碼率。H.264的碼流結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)，增加了差錯(cuò)恢復(fù)能力，能夠很好地適應(yīng)IP和無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。

2、音頻編解碼方面，系統(tǒng)采用全球領(lǐng)先的GIPS技術(shù)。GIPS技術(shù)可根據(jù)帶寬狀況自動(dòng)調(diào)節(jié)編碼碼率，提供低碼率高質(zhì)量的音頻。GIPS的核心技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)算法，丟包補(bǔ)償算法和回聲消除算法）可很好地解決語音延遲與回聲問題，帶來完美音質(zhì)，提供比電話還清晰的語音通話效果。

3、自適應(yīng)帶寬技術(shù)。在視頻會(huì)議過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬波動(dòng)的情況。如果帶寬的波動(dòng)幅度使得視頻會(huì)議本身的音視頻數(shù)據(jù)無法正常傳輸，就會(huì)造成音視頻質(zhì)量的下降。這就要求系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的異常波動(dòng)可以做出相應(yīng)的處理。會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)為：當(dāng)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)帶寬發(fā)生變化時(shí)，會(huì)首先降低視頻幀率以保證聲音的連續(xù)性。幀率變化的機(jī)制是：當(dāng)檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)帶寬低于系統(tǒng)要求帶寬時(shí)，則將視頻幀率迅速降低為原來幀率的1/2，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)帶寬已經(jīng)表現(xiàn)為充裕時(shí)，系統(tǒng)將上調(diào)幀率，但上調(diào)的速度是緩慢的，在整個(gè)過程中，語音的碼率是保持不變的。

4、視頻多碼率技術(shù)。在一個(gè)視頻會(huì)議中，參加會(huì)議的用戶帶寬很可能是不同的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許多種碼率并存于一個(gè)會(huì)議中。會(huì)議開始前，每個(gè)客戶端會(huì)首先檢測(cè)與服務(wù)器連接的帶寬情況，并通知服務(wù)器。服務(wù)器如果發(fā)現(xiàn)會(huì)議終端的帶寬不一致，則會(huì)將視頻數(shù)據(jù)分別做出處理，對(duì)于寬帶用戶，服務(wù)器將按照寬帶的質(zhì)量發(fā)送視頻；對(duì)于窄帶的用戶，服務(wù)器則會(huì)將視頻質(zhì)量做一些降低以適應(yīng)窄帶的需求，然后再發(fā)送給窄帶用戶。

5、VOIP功能。會(huì)議系統(tǒng)提供的PSTN網(wǎng)關(guān)能夠使普通電話或手機(jī)無縫連接基于IP的會(huì)議系統(tǒng)。當(dāng)不在電腦旁的用戶可以通過電話接入會(huì)議系統(tǒng)，和會(huì)議中的任何人進(jìn)行語音交談。

圖2

現(xiàn)階段，中東總分社網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)基本地滿足了地區(qū)分社間會(huì)議溝通、協(xié)同辦公的需要。但筆者認(rèn)為，隨著中東地區(qū)網(wǎng)絡(luò)條件的改善和升級(jí)，以及新華社事業(yè)地不斷發(fā)展，視頻會(huì)議將越來越被頻繁使用。在不遠(yuǎn)的將來，網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)必然會(huì)產(chǎn)生如下階段的需求。

第一步是軟硬融合。為達(dá)到現(xiàn)有資源地最大化利用，現(xiàn)成的硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)和軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)要做到互連互通，達(dá)到如圖2所示的方案。

第二步是移動(dòng)終端接入(BYOD)。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，將來的網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)必將融合各種通信手段，支持各類移動(dòng)終端的加入，除了提供音頻、視頻溝通以外，也能夠提供屏幕共享、電子白板協(xié)作以及消息聊天等功能，方便參會(huì)人員在機(jī)場、酒店、家里等各種場合隨時(shí)參加會(huì)議。

第三步是融合采編發(fā)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)可以充分結(jié)合新華社全球一體化采編發(fā)數(shù)字加工平臺(tái)，滿足新聞信息集成服務(wù)業(yè)務(wù)鏈各環(huán)節(jié)間協(xié)同工作和統(tǒng)一通信的需求。

目前我社則需要提前規(guī)劃，統(tǒng)籌布局，在新技術(shù)浪潮的發(fā)展中不落人后，而屆時(shí)的一體化綜合平臺(tái)在協(xié)同工作和融合通信的時(shí)效性等方面必將為我社新聞信息集成服務(wù)提供有力保障，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)流程和工作模式的再造。

（作者單位：新華社安徽分社）