IP視頻會議技術在電力企業的應用優勢

趙盼薇，謝 亮

（國網西安供電公司，陜西 西安 710032）

視頻會議系統主要是指2個及以上不同地點、不同主體利用互聯網平臺提供的通道，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建設及投入使用的視頻會議系統看，正在向IP視頻會議系統方向發展，此類系統由硬件資源與軟件程序兩大部分組成，其優勢集中表現在功能多、成本低、應用場景廣泛等方面，既打破了時間與空間方面的阻隔，也有效提高了此類企業的運營管理效率，有利于輔助其提高全要素生產率并產出綜合效益。因而，新時期應加強對IP視頻會議技術的探究。

1 IP視頻會議標準概述

我國的視頻會議具有起步晚，發展速度快的特點，自20世紀90年代正式投入使用至今已從政府部門拓展到各類企業。從發展歷程看，先后經歷了“點對點”“點對多”“多對多”三大階段，現階段推廣應用的IP視頻會議系統屬于一種桌面視頻會議系統，主要得益于用戶端計算設備處理能力的持續提升與網絡技術的不斷創新。尤其是TPC/IP技術普及后，數據、語音、視頻等多媒體應用被統一到了同一網絡平臺，為其推廣奠定基礎。

從IP視頻會議技術標準看，它與早期H.320協議標準下基于視頻流視頻會議系統不同，主要是在ITU發布的H.323標準下根據IP協議及IP傳輸平臺類產品提供的服務進行應用。具體而言，ITU-T.H323標準全稱分組多媒體通信系統（Packet-based multimedia communication system），是一個標準集合，幾乎涵蓋了用戶建設視頻會議系統的各個層面，可針對用戶需求在IP網絡上為其提供多媒體通信服務，從根本上改變了視頻會議系統的發展方向，使其發生了革命性變化。基于新標準開發的IP視頻會議系統優勢集中表現在如下方面：①功能完善；②操作簡單；③系統可擴充；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，該標準集合中應用的Internet協議兼容IETFRTP/RTCP標準，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，在數據交換方面引用了T.12O協議，可以選擇相對多元的圖像編解碼格式，增強圖像壓縮速率，提高圖像質量，滿足IP網絡中的高清視頻要求。另外，其中應用的音頻編碼格式可與G.711語音編碼兼容，不僅能夠應用同系列的語音編碼標準，還可以根據應用需求選擇適配的MPEG-1語音編碼標準等。就IP視頻會議標準方面的發展趨勢看，在VoIP網絡商用規模越來越大的前提下，雖然基于SIP協議的IP視頻會議系統已受到各行業企業的重視，但是在用戶IP多媒體業務應用方面主要通過設置IP多媒體子系統的方式實施。因而，只是對整個IP視頻會議的標準化建設而言具有推動作用，并沒有對IP視頻會議系統的開發產生本質性影響。

2 IP視頻會議系統構成與模式

2.1 系統構成

以ITU-T H.323標準為例，在該標準下開發IP視頻會議系統，首先需要設置至少五種主要要素，以滿足其單元功能設置需求。具體如下：①多點控制器；②IP網絡；③網閘；④網關；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鍵設備，可實現對音頻信號、視頻信號、數據信號，匹配多點處理器（如音頻處理器、視頻處理器、數據處理器）進行處理，結構設計時需要配置相應的網絡接口模塊，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實現對各類視頻會議資源的有效控制。IP網絡則以高速IP網絡居多，加上各行業企業對Internet需求增加與應用普及，當前可通過鋪設5類線的方式，為其接入10～100 M帶度，滿足其多業務條件下的視頻會議要求。目前VLAN交換機推廣后，能夠有效保障視頻會議中的各類信號傳輸質量，并取代原來的集線器等。網閘由地址轉換、訪問控制、帶寬管理等共同組成，主要負責對數據網絡完整性的保護。網關主要用于連接，可滿足非H.323標準終端與H.323標準終端的網絡通信要求。終端與客戶端處于交互狀態，既能提供單向服務，也能進行雙向通信，支持IP視頻會議系統中的各類數據通信。通過上述要素的組建所需的IP視頻會議系統后，用戶可根據自身的視頻會議要求選擇相應的應用模式。如圖1。

圖1 IP視頻會議系統示意

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送到多點控制器，然后通過其中的多點處理器進行處理與分發，如音頻混合、視頻混合、數據分發等，再通過回送方式傳輸到終端。該模式下的IP視頻會議系統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，配置的技術為Multicast，要求網絡配置支持網絡廣播。參加IP視頻會議的H.323終端將其控制信息通過點對點發送到多點控制器后，接收終端利用自身的控制功能進行音頻流、視頻流處理接收。它的優勢是占用網絡資源少，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行發送，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標準下執行，事實上可以根據其中的網關單元設置使該標準與其他標準之間形成連接。尤其是H.323標準對“松散”聯系進行了定義，有利于企業類用戶開展大規模視頻會議。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，再根據永久成員、臨時成員等對前一類參與者進行分類，后一類參與者則負責觀看會議。而且，在混合模式下的角色可以轉換，此時后一類參與者可以按照同樣的方式進行分類及操作，如提出建議、發表意見等。

3 IP視頻會議關鍵技術分析

3.1 音視頻編碼技術

伴隨統一大市場建設形成了國際-國內市場雙循環、城市-鄉村資源雙流通的新發展格局。在該格局下國際、國內市場的IP視頻會議技術處于同步發展及應用狀態。以IP視頻會議中的音視頻編制技術為例，當前國際標準化組織中的運動圖像專家組（MPEG）與國際電信聯合會下的視頻編碼專家組（VCEG）提出的音視頻編碼標準獲得了廣泛應用，例如，運動圖像專家組制定的標準涉及MPEG系列標準，其中包括VCD（MPEG-1）、DVD（MPEG-2）、交互式多媒體通信壓縮標準（MPEG-4）、互聯網視頻檢索壓縮標準（MPEG-7）等。再如，視頻編碼專家組制定的VCEG標準主要為H.261、H.262等，可以為電視會議中的視頻提供壓縮標準，尤其是H.264標準的出現滿足了交互視頻通信標準建設需求，推動了IP視頻會議的建設。

從發展趨勢看，音視頻編解碼方式正在發生變化，趨勢是在計算機智能處理與附屬板卡高速處理基礎上將其從硬件轉向軟件。事實上，當前采用軟件化的編解碼方式后只是把專用設備的數據處理過程進行了在線化、平臺化處理，雖然沒有在效果上對其產生根本性影響，但是隨著市場重點逐漸向低價位普通用戶市場轉移，加上對流媒體廣播技術、虛擬合作應用服務的應用，IP視頻會議系統中應用的音視頻編碼技術也會逐漸趨向復雜化。

3.2 服務質量保障方法

IP視頻會議服務質量決定了其應用效果，盡管近幾年基于H.323標準建立的IP視頻會議系統獲得了快速發展，但實際應用中受H.323協議自身不成熟因素的影響，用戶運營期間仍會發生一些問題。集中表現在以下方面：①用戶管理；②業務管理；③計費管理；④視頻交換互操作；⑤計費管理等。另外，Internet屬于無連接網絡，提供的業務以承載和傳送為主，不能為數據流的傳送時延與丟失率提供相應的質量指標保障，當數據業務為實時業務時也不能提供終端到終端承載業務。因而，需要采用一些技術確保通信的QoS。

從服務質量保障看，可以在IP視頻會議中選擇相應的Qos策略提高其視頻會議質量。例如，在網絡層面選擇超量工程法、綜合服務Internet法，然后結合網絡設計優化網絡結構，并針對路由振蕩選擇適配的方法，至于網絡擁塞的處理一般按測定WAN是否發生擁堵現象→根據設計方案決定目標→用選定的排隊策略配置接口進行處理。再如，在業務層面，用戶一般會根據RTP協議為其提供解決設計思路，并通過動態調整圖像帶寬、唇音同步手段為其保駕護航。簡單講，IP網絡要為IP視頻會議提供端到端承載功能，主要是在H.323標準下按照建立的IP視頻會議進行選擇IETF設置RTP協議（包括RTP本身與RTCP）與網絡技術，滿足其實時數據傳遞與穩定傳輸要求等。

4 IP視頻會議技術在電力企業的應用優勢

4.1 帶寬占用少，運維成本低

電力企業應用IP視頻會議技術建立所需的視頻會議系統，對帶寬的占用較多，主要集中在視頻會議服務器帶寬與桌面會議用戶帶寬占用方面。以視頻會議服務器帶寬占用為例，假定電力企業有若干桌面用戶，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，可以滿足傳輸標清視頻要求，考慮到用戶發言，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，應用效率高

電力企業業務廣泛，應用IP視頻會議技術時的基本需求集中在傳輸網絡環境、會場點數與人數及應用功能方面。以功能需求為例，電力企業業務多，需要設置多元化功能。應用IP視頻會議技術建立視頻會議系統后，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數據會議功能自主定義；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遠程協助；⑨日程安排及根據實際需求設置相應的最大會議規模等。

4.3 音頻優先，互聯能力廣泛

電力企業選擇IP視頻會議技術組建網絡視頻會議系統，一般按照服務管理中心、多媒體交換機、會議終端進行設置，實際運營中受用戶所在區域網絡影響不排除發生畫面卡頓的情況。此時，利用該技術音頻優先的特點可保障音頻信息高質量傳輸與交互。尤其在遠程互聯方面，電力企業選擇IP視頻會議系統與Qos策略保障H.323標準與非該標準下的用戶關聯等。

5 結束語

綜上所述，在TCP/IP技術普及應用與相關標準日益完善的基礎上，H.323標準的出現有效推動了IP視頻會議系統開發及應用。由于IP視頻會議技術優勢多、性價比高，利用音視頻編碼技術與服務質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，加上自主定義功能強大，一經出現迅速獲得了各行業企業的青睞。建議電力企業在高質量建設期間，一方面加強對IP視頻會議技術的帶寬占用優勢、服務功能優勢、音頻優先優勢、互聯能力優勢的分析，另一方面結合自身應用需求選擇適配性較高的技術為其實踐提供技術支撐。