視頻會議系統技術特點及發展趨勢

劉 皓，王 聃，李 喆

(天津泰達有線電視網絡有限公司 天津300457)

視頻會議系統技術特點及發展趨勢

劉 皓，王 聃，李 喆

(天津泰達有線電視網絡有限公司 天津300457)

移動互聯網的崛起和云計算應用的熱潮帶動了整個視頻會議行業的迅猛發展。介紹了視頻會議系統的技術特點，包括其對網絡質量和網絡帶寬的要求、系統平臺的整體架構、視頻編碼技術 H.264以及音頻技術，并根據相關技術的發展，總結了視頻會議系統的發展趨勢。

QoS 視頻編碼技術H.264 軟硬件系統結合 云視頻會議系統

0 引 言

隨著視頻壓縮編碼與傳輸技術的逐漸成熟，視頻編碼通信設備的功能日漸豐富，基于 IP的包交換網絡技術的發展以及LAN、WAN和 Internet的普及，使高清視頻會議系統正在迅速成為政府和企業的重要信息化溝通方式。高清視頻會議系統是通過圖像與聲音進行交流的實時通訊技術，把分散在不同地域、各個決策層的人們匯集在視頻會議空間中，縮短距離、加快信息的交流傳播、催化決策速度、提高工作效率，并且能夠壓縮相關差旅費及會議費用。隨著視頻壓縮編碼等相關技術的迅速發展，尤其是H.323 協議的推出，視頻會議應用到政府、金融、電信、教育、軍事等眾多領域，為信息化時代政府和企業的溝通方式帶來了革命性的突破。

1 網絡需求分析

1.1 網絡質量要求

高清視頻會議業務對網絡要求有 QoS保障，具體來說就是承載網絡要達到網絡延遲小、延時抖動低以及丟包率低的要求。中華人民共和國通信行業標準《IP網絡技術要求——網絡性能參數與指標》(YD/T 1171—2001)中指明在進行多媒體傳輸業務時，網絡性能要求達到1級或1級以上，具體的性能等級參數如表1所示：[1]

表1 多媒體傳輸業務指標Tab.1 Indicators of multimedia transfer business

丟包率：丟包率較大時，會議電視設備會收到不連續的視音頻碼流，發送到終端時也是不連續的，視音頻質量不能得到有效的保障。

抖動：抖動過大會出現聲音、圖像卡頓的現象，因此網絡抖動應控制在50,ms以內。

延時：網絡延遲較大時，用戶會感覺對方反應很慢，實時性較差，直接影響用戶的使用體驗。

1.2 網絡帶寬要求

視頻會議主要支持兩種網絡，第1種是IP(H.323)寬帶網絡，第 2種是 ISDN(H.320)電話專線網絡。根據現有網絡情況，國內一般用 IP(H.323)寬帶網絡。視頻會議系統中帶寬的占用主要由圖像、聲音、數據和信令組成。其中，數據和信令占用帶寬較小。聲音占用也不大，64,k即可。然而視頻占用帶寬最大，變化也最大，而且還會因為圖像運動而隨之變化。要在IP承載網絡上開展高清視頻會議業務，承載網絡本身必須對端到端的通信服務質量Qos提供足夠的保障。一般來說，開展高清視頻會議業務商用級為2,Mbit/s，豪華級為4,Mbit/s。[1]

2 系統平臺架構

視頻會議系統主要由會議控制系統、多點控制單元MCU、信道(網絡)及視頻會議終端組成。[1]基本的視頻會議系統平臺架構如圖1所示：

圖1 視頻會議系統平臺架構Fig.1 Platform architecture of a videoconference system

會議控制系統一般設置在網絡匯接的核心點，是為整個高清視頻會議系統提供管理、服務的系統。系統用以實現各個分會場的接入，提供各會場語音混合、轉發，圖像的拼接、轉發，以及各種會議功能，如電子白板、文檔共享、視頻輪訓等相關會議功能。

多點控制單元(Multipoint Control Unit，MCU)是視頻會議系統的核心設備，將來自各分會場的信息流經同步分離后，抽取出音頻、視頻、數據等信息和信令，完成相應的視音頻混合或切換、數據廣播和路由選擇、會議控制等，將所需的信息重新組合起來并傳遞到相應的分會場終端設備上。多點控制單元 MCU主要處理 3類數據：視頻信號、音頻信號及數據信號。

視頻會議終端包括硬件視頻會議室、電腦、平板及手機等多種形式。硬件視頻會議室可以滿足正式場合會議及大型會議的需求，為用戶提供高清、穩定的視頻會議體驗。而近些年迅速發展的軟件視頻會議系統，將移動終端設備很好地融入到了視頻會議系統，其突出的便利性可以滿足用戶隨時隨地接入會議的需求，徹底打破了視頻會議的地點門檻，讓其更符合現代社會的快節奏需求。

2.1 視頻編碼技術：H.264

視頻編碼技術是視頻會議的核心技術，只有高效的視頻編碼才能保證提供清晰流暢的視頻服務。H.264是一種高性能的視頻編解碼技術，是由 ITU-T和ISO兩個組織聯合組建的數字視頻編碼標準，既是ITU-T的H.264，又是ISO MPEG-4標準的第 10部分。H.264 是在 MPEG-4 技術基礎之上建立的，其最大的優勢是具有很高的數據壓縮比率，且在保障高壓縮比時還能擁有高質量流暢的圖像。H.264與現有的 MPEG-2、MPEG-4 SP及H.263相比具有突出的優勢。同等圖像質量條件下，H.264的數據壓縮比比當前 DVD系統中使用的MPEG-2高2～3倍，比MPEG-4高1.5～2倍，比H.263高2倍。[2]

2.2 視頻會議音頻技術

視頻會議系統是視音頻的實時、雙向通訊過程，在觀看高清晰視頻圖像的時候，清晰連續的音頻效果對用戶體驗至關重要。目前國際上對音頻處理技術上的標準較多，在對下一代實時交互音頻處理上可以采用 MPEG-1 Layer 2 或 AAC系列音頻。現階段較出色的視頻會議音頻頻響可達到 22,kHz，因為人耳所能感知的自然界的頻響能力范圍為 20,Hz～20,kHz，這樣 22,kHz幾乎可以覆蓋人耳聽覺的全部范圍，甚至在高頻方面還有所超越，能夠使現場音頻得到真實自然的還原，同時在對鏈路帶寬的適應和編解碼效率上達到最佳狀態。

3 發展趨勢

近年來，視頻會議行業發展迅速，隨著網絡技術的成熟，行業技術的完善，未來視頻會議系統的發展將駛入快車道。

3.1 軟硬件系統融合

網絡技術的成熟，帶寬資源的豐富，網絡傳輸效果的增強及相應資費的下降，使得軟件視頻會議不僅在價格上優勢顯著，而且在質量上逐漸接近硬件視頻會議的水平，在近幾年來得到迅速的發展和廣泛的應用。軟件系統的發展促使硬件視頻會議廠商開始逐步擴展他們原有的視頻會議業務和功能，將軟件視頻會議和移動視頻會議納入整體設計方案中，將硬件的技術融入軟件，使得硬件與軟件不再涇渭分明。軟硬件視頻會議系統的結合充分滿足了用戶對高品質視頻、高性價比系統及隨時隨地接入會議等多方面應用的需求，在視頻會議未來的發展之路上，軟硬件高度結合的視頻會議系統必將成為市場發展的重要方向。

3.2 云視頻會議

如今，視頻會議系統的“云”化正在成為整個產業發展的新趨勢。不少國內外的視頻產品提供商紛紛推出云視頻會議的業務，提供專業的公有云、私有云及混合云解決方案。伴隨云計算、云服務理念對通信行業的不斷滲透和影響，租賃等模式逐漸成為視頻會議的一個新方向。以云計算架構為基礎，較高性價比的資費，高度的易用性，將獲得高速而持久的增長，視頻會議領域將能實現更貼切的人性化需求，讓視頻會議用戶可以享受超越空間與時間的便捷，進行面對面交流與溝通及處理事務，更智能化、更合理化、更“云”化的視頻會議應用體驗或許就在不久的將來。[3]

4 結 語

在過去的十幾年里，視頻會議行業的發展取得了一定的進步。根據權威電信中立咨詢顧問公司Ovum的研究，在信息通信技術 ICT 領域對全球范圍內的 600家大型企業(員工＞1,000人)的高管做市場調查，將近一半的企業正在使用或計劃使用高清視頻會議系統，視頻會議技術正快速在社會各個層面滲透。預計在 2016 年之前，視頻會議設備市場年平均增長率將達到 6%,，規模達到 30 億美元。隨著移動互聯網的崛起和云計算應用的大熱，將對整個視頻會議行業的發展起到推波助瀾的作用。跨平臺應用、低廉的價格、良好的視頻成像和語音功能等特點，都將穩步擴大視頻會議系統的市場規模，對整個視頻產業產生重要影響。■

［1］ 李超，柴文磊，劉勁松. 高清視頻會議系統技術淺析[J]. 信息安全與技術，2010(8)：50-51.

［2］ 畢厚杰. 新一代視頻壓縮編碼標準——H.264/AVC [M]. 二版，北京：人民郵電出版社，2009.

［3］ 段震霞. 多媒體會議系統設計技術與應用[M]. 北京：中國建筑工業出版社，2009.

Technical Characteristics and Development Trend of Videoconference Systems

LIU Hao，WANG Dan，LI Zhe
(Tianjin TEDA Cable TV Network Co.，Ltd.，Tianjin 300457，China)

With the surging of mobile internet and the popularization of cloud computing applications，videoconference industry is growing quickly．This paper mainly describes technical characteristics of video conference systems，including requirements on network quality and network bandwidth，the overall architecture of system platform，video encoding technology H.264 and audio technology．In the end，future development trend of video conference system was prospected on the basis of the technical development.

Quality of Service(QoS)；video encoding technology H.264；combination of software and hardware systems；cloud video conference system

TN948.63

A

1006-8945(2015)09-0034-02

2015-08-07