基于 Web RTC視頻會議系統研究設計

金銀萍

摘 要：視頻會議能夠充分借助網絡資源，突破空間的限制，方便會議人員進行直觀真實的交流，并有效提升現代工作的效率。論述了目前視頻會議發展的現狀，分析了Web RTC技術、SIP技術的特征，對視頻會議構建及模型進行了闡述，提出了基于Asterisk系統結構、Zaptel、FFmpeg等實現視頻會議的方法。結論表明，基于Web RTC技術的網絡視頻會議系統具有擴展性強、性價比高與帶寬利用率高的優勢。

關鍵詞：視頻會議 構建 拓撲 系統 設計

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）10（c）-00-02

視頻會議能夠顯著提升工作效率，適應了現代社會的要求，并有效降低的會議的成本。目前基于網絡的視頻會議的系統主要有H.232視頻會議系統以及基于SIP的視頻會與系統。目前廣泛使用的H.232視頻會議系統技術相對成熟，具有較好的設備支持，同時通信方面具有專屬的MCU，但是核心處理技術為私有，技術更新較慢，同時系統成本較高，不能適應不同類型用戶定制的要求，因此不適應中小型企業的實際情況。SIP協議簡單靈活，可以輕松實現H.232協議的通信功能，同時擴展性較強。系統可以采用軟件編程的方案實現在普通應用網絡上實現視頻會議功能。基于SIP協議的視頻會議采用由Google于2011年將 Web RTC技術進行開發，有效降低了視頻開發的成本，提升了系統的開發效率，在中小型企業中獲得了廣泛應用。

1 Web RTC分析

Web RTC是基于網頁瀏覽器實現的實時音頻視頻通信技術，其內在的核心模塊主要有音頻模塊、視頻功能模塊以及傳輸模塊構成。

1.1 音頻模塊

音頻模塊就是要實現語音信號的編碼、加密、音頻處理、音頻控制、網絡傳輸相關的處理流程。本系統的音頻處理采用8kHz采樣頻率進行抽樣（設置有前置抗混疊濾波器），采用i LBC窄帶編碼解碼器，可以支持5.20kbit/s和 13.33kbit/s的音頻流；根據使用的需求，如果采用i SAC寬帶編碼器，則使用16kHz采樣頻率進行抽樣，相應的數據流信息也會提升。為了能夠降低音頻流的錯誤，提升高質量的語音信息傳輸，系統中采用了降噪與回音處理技術以及動態抖動緩、錯誤隱藏的算法。

1.2 視頻模塊

視頻部分包含采集、編碼、加密、圖形處理以及網絡傳輸燈相關技術。視頻模塊中采用的是VP8視頻解碼編碼技術，可以有效保證視頻通信的實施性要求，降低系統的傳輸延遲。通過視頻抖動緩存以及圖像增強等技術可以有效降低視頻系統的噪聲并提升網絡視頻會議視頻的傳輸質量。

1.3 傳輸模塊

傳輸模塊可以音頻與視頻信號的傳輸與控制，本系統采用RTP與RTCP傳輸技術，傳輸穩定可靠。同時基于Web RTC的系統還包含了NAT以及防火墻穿越技術。系統支持SIP、XMPP/Jingle等信令協議，并可以在不同的操作系統實現兼容。系統創新采用的NATWeb RTC系統可以實時進行音頻視頻信號在有限帶寬下的實時數據傳輸，對于保證視頻會議的數據傳輸與數據處理具有重要的意義。

2 系統框架設計

2.1 SIP會議系統模型

SIP會議系統一般可以分為緊密與松散耦合兩個不同的類型。緊密耦合模型就是系統中次啊用一個中心節點來實現對信令的集中控制，而松散型模型則沒有集中的SIP信令服務器。本系統采用緊密耦合模型，其系統結構如圖1所示。

圖1中的會議控制是由于一個SIP控制器完成與終端的信令連接與對終端用戶的控制。各個終端負責對自身接受與發出的媒體流進行處理，媒體流的發送有組播以及單播兩種方式。由于媒體流在發送過程中會大量占用帶寬，因此在實際運行過程中要能夠采用組播的方式一最大限度節約網絡帶寬，并提升帶寬的利用率，實現會議規模的擴大。緊密耦合的方式在傳輸過程中沒有編碼轉換，處理方便，實時性較強。

2.2 會議系統框架

系統采用集中控制的方案，視頻會議的架構主要包含與會者、會議控制中心、媒體混合服務器、會議通知服務器等不同的功能模塊，其中媒體混合服務器、會議通知服務器以及會議控制中心構成了視頻會議的核心，是整個系統運行的控制單元。

3 會議系統的實現

3.1 會議控制中心

會議控制中心負責控制會議的建立與退出，參加會議的人員的加入或者退出。會議控制系統是在軟件Asterisk的基礎上設計與修改完成的，Asterisk是一個完全開放源代碼的程序，可以作為SIP 協議棧和 RTP 協議棧，并實現基本功能的語音會議系統。為了能夠增強會議的可靠性系統傳輸采用了TCP一些，通過對媒體流的實時控制保證了帶寬資源使用的有效性，同時當網絡發生擁堵的時候，視頻發送端可以根據反悔情況進行實時調整，保證視頻會議的連續性與穩定性。

3.2 CNS服務器

CNS主要是通過通知機制的定義來實現對與會者會議事件與會議狀態的通知。與會者通過向服務器發送請求完成會議事件的預定與狀態的服務。在會議過程中，一旦有預定的事件發生，CNS就通過NOTIFY發送相關的會議事件與會議狀態給參加會議的人。舉例而言，在視頻會議的實施階段，有與會者加入或者退出會議，CNS會向預先定義的會議管理終端發送會議成員實時變更的情況。

3.3 客戶端的實現

與會者通過客戶端完成注冊后，可以使用音視頻交流、白板、文件傳輸與共享等通信服務功能。對于音頻和視頻的采集、編解碼、圖像和聲音同步、顯示、傳輸等分別采用Web RTC中的Voice Engine，Video Engine，Transport技術來完成。

將對此系統進行優化，提高系統的安全性，兼容非 SIP會話，豐富和完善會議的功能。

4 結語

本系統采用軟件實現，可靠性強，可以實現功能定制，同時使用方便，性價比較高，可以為軟件視頻研究提供重要的參考，并在視頻會議領域取得了重要的實際應用。

參考文獻

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[2] 徐淑芳.基于衛星的多終端視頻會議系統的設計與實現[J].福建電腦，2017，33（4）：125-127.