凌 穎

（中國(guó)電信股份有限公司上海研究院，上海 200122）

0 引言

隨著電信運(yùn)營(yíng)商IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完成、寬帶網(wǎng)絡(luò)的不斷提速、智能手機(jī)終端的推層出新，用戶對(duì)視頻通信的業(yè)務(wù)需求越來(lái)越強(qiáng)烈，如：視頻呼叫中心業(yè)務(wù)、視頻彩鈴業(yè)務(wù)、視頻會(huì)議業(yè)務(wù)等。在視頻呼叫中心業(yè)務(wù)中，用戶發(fā)起視頻呼叫到視頻呼叫中心平臺(tái)上，根據(jù)視頻IVR流程的視頻菜單提示進(jìn)行按鍵選擇，視頻呼叫中心平臺(tái)根據(jù)用戶選擇將呼叫轉(zhuǎn)到視頻座席上，由視頻座席為用戶提供雙向的視頻通話服務(wù)。在視頻彩鈴業(yè)務(wù)中，視頻彩鈴平臺(tái)在向主叫用戶播放完視頻彩鈴后，需要將呼叫接續(xù)到被叫用戶，實(shí)現(xiàn)主被叫用戶的雙向視頻通話或音頻通話[1]。在視頻會(huì)議業(yè)務(wù)中，用戶可以在視頻終端上發(fā)起視頻會(huì)議，并在視頻終端上進(jìn)行會(huì)議管理，如：實(shí)現(xiàn)多個(gè)不同視頻窗口的切換等。視頻通信增值業(yè)務(wù)[2]除了需要IMS核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)能力的支持，而且視頻終端對(duì)信令、界面、音視頻編解碼的能力支持也是這些業(yè)務(wù)能夠順利開(kāi)展的保證。在對(duì)這些業(yè)務(wù)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)平臺(tái)在業(yè)務(wù)支持方面基本上沒(méi)有什么問(wèn)題，但是視頻終端卻成為這些業(yè)務(wù)不能快速部署的重要原因。因此，本文根據(jù)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題（包括：信令不通、視頻質(zhì)量差、界面不友好等問(wèn)題），從SIP信令、音視頻編解碼、界面等方面總結(jié)了視頻通信增值業(yè)務(wù)對(duì)視頻終端的技術(shù)要求。

1 視頻通信增值業(yè)務(wù)對(duì)終端的要求

這些不同類型的視頻通信增值業(yè)務(wù)對(duì)視頻通信終端提出了一些新的要求，包括：SIP信令要求、音視頻編解碼要求、終端界面設(shè)計(jì)要求等方面。

1.1 SIP信令要求

使用視頻通信增值業(yè)務(wù)的視頻終端，發(fā)起視頻呼叫時(shí)的第一次媒體協(xié)商信令處理流程其實(shí)是相對(duì)比較簡(jiǎn)單的，只需要在Invite消息中將本終端的媒體信息放在SDP中傳給視頻通信增值業(yè)務(wù)平臺(tái)，然后根據(jù)業(yè)務(wù)平臺(tái)返回的18X消息（包括：180、181、183等消息）和200消息中SDP攜帶的業(yè)務(wù)平臺(tái)資源預(yù)留的媒體描述協(xié)商信息，實(shí)現(xiàn)視頻媒體的播放就可以了。

但是與融合視頻通信業(yè)務(wù)不同，視頻通信增值業(yè)務(wù)通常需要在提供視頻通信增值服務(wù)的時(shí)候進(jìn)行多次媒體協(xié)商，為視頻主叫終端提供新的視頻媒體描述協(xié)商信息，如：視頻呼叫中心業(yè)務(wù)中從視頻 IVR轉(zhuǎn)到視頻座席的二次媒體協(xié)商、視頻彩鈴業(yè)務(wù)中從播放視頻彩鈴轉(zhuǎn)到與被叫用戶視頻通話的二次媒體協(xié)商。

1）視頻呼叫中心業(yè)務(wù)的二次媒體協(xié)商的信令流程如圖1所示。

圖1 視頻呼叫中心業(yè)務(wù)信令流程

①主叫用戶撥打視頻呼叫中心的接入號(hào)碼，INVITE消息中攜帶主叫終端通話媒體的SDP UE-A offer；②視頻呼叫中心平臺(tái)呼叫接通以后，返回183響應(yīng)；③主叫發(fā)送PRACK消息；④視頻呼叫中心平臺(tái)向主叫發(fā)送PRACK的200 OK響應(yīng)；⑤視頻呼叫中心平臺(tái)接通視頻IVR平臺(tái)；⑥視頻IVR平臺(tái)應(yīng)答，視頻呼叫中心平臺(tái)發(fā)送 200 OK響應(yīng)消息給主叫用戶，200 OK中攜帶 SDP IVR answer信息；⑦主叫用戶與視頻IVR平臺(tái)進(jìn)行視頻菜單交互；⑧視頻IVR平臺(tái)收到主叫用戶轉(zhuǎn)座席的按鍵選擇；⑨視頻呼叫中心平臺(tái)向主叫用戶發(fā)送re-INVITE消息，該消息中攜帶視頻座席通話媒體的 SDP Agent offer；⑩主叫用戶向視頻呼叫中心平臺(tái)發(fā)送 200 OK響應(yīng)消息，200 OK 中攜帶SDP UE-A answer；主叫用戶建立與視頻座席的視頻通話。

在視頻呼叫中心業(yè)務(wù)的信令流程中，首先建立的是主叫用戶與IVR系統(tǒng)之間的媒體通道，當(dāng)用戶完成了菜單選擇以后，就需要建立主叫用戶與視頻座席之間的媒體通道。第二次媒體協(xié)商是視頻呼叫中心平臺(tái)在第二個(gè)INVITE消息的SDP中將視頻座席的媒體信息帶給主叫用戶的。

2）視頻彩鈴業(yè)務(wù)的二次媒體協(xié)商的信令流程如圖2所示。

圖2 視頻彩鈴業(yè)務(wù)信令流程

①主叫用戶撥打被叫用戶，INVITE消息中攜帶主叫終端通話媒體的 SDP UE-A offer和P-early-media:Supported；②當(dāng)被叫簽約了視頻彩鈴業(yè)務(wù), S-CSCF將 INVITE請(qǐng)求發(fā)送到被叫視頻彩鈴服務(wù)器；③視頻彩鈴服務(wù)器將來(lái)自主叫的INVITE請(qǐng)求發(fā)送到用戶B；④被叫處于空閑狀態(tài)，返回180 Ringing振鈴響應(yīng)；⑤視頻彩鈴服務(wù)器向主叫發(fā)送180 Ringing，增加P-early-media頭域和彩鈴媒體信息(SDP CMA answer)；⑥主叫發(fā)送PRACK消息；⑦視頻彩鈴服務(wù)器向被叫發(fā)送PRACK消息；⑧被叫發(fā)送PRACK的200 OK響應(yīng)；⑨視頻彩鈴服務(wù)器向主叫發(fā)送PRACK的200 OK響應(yīng)；⑩視頻彩鈴服務(wù)器開(kāi)始播放彩鈴；被叫摘機(jī)，發(fā)送200 OK響應(yīng)消息到視頻彩鈴服務(wù)器，200 OK中攜帶SDP UE-B answer信息；視頻彩鈴服務(wù)器收到200 OK響應(yīng)后，停止播放彩鈴；視頻彩鈴服務(wù)器向被叫發(fā)送ACK消息；視頻彩鈴服務(wù)器發(fā)送 re-INVITE消息, 其中沒(méi)有SDP信息被叫返回200 OK消息, 攜帶被叫的SDP UE-B offer；視頻彩鈴服務(wù)器發(fā)送UPDATE消息到主叫，攜帶SDP UE-B offer；主叫返回對(duì)UPDATE消息的200 OK響應(yīng)，攜帶主叫的SDP UE-A answer；視頻彩鈴服務(wù)器向被叫發(fā)送ACK消息，攜帶主叫的 SDP UE-A answer；視頻彩鈴服務(wù)器將 INVITE的200 OK響應(yīng)發(fā)送到主叫；主叫發(fā)送ACK消息；主、被叫之間完成媒體協(xié)商，通話建立。

在視頻彩鈴業(yè)務(wù)的信令流程中，首先建立的是主叫用戶到視頻彩鈴平臺(tái)之間的媒體通道，當(dāng)視頻彩鈴播放完了以后，就需要建立主叫用戶與被叫用戶之間的視頻媒體通道。第二次媒體協(xié)商是視頻彩鈴平臺(tái)在 Update消息中將被叫用戶的媒體信息帶給主叫用戶的。

在對(duì)這兩個(gè)業(yè)務(wù)測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多視頻通信軟件并不支持多次媒體協(xié)商的信令流程，主要是因?yàn)檫@些視頻通信軟件開(kāi)發(fā)商通常采用的是SIP開(kāi)源代碼，沒(méi)有支持多次媒體協(xié)商的信令流程，因此需要在SIP信令處理程序中開(kāi)發(fā)支持reinvite、update等進(jìn)行多次媒體協(xié)商的信令流程。

1.2 音視頻編解碼要求

視頻通信軟件運(yùn)行在PC軟終端、SIP電話終端、Pad軟終端、手機(jī)軟終端、IPTV上，對(duì)這些終端的信令處理能力都提出了新的要求，而且由于視頻通信業(yè)務(wù)通常需要雙向的視頻媒體編解碼能力，因此對(duì)終端硬件處理能力要求也比較高[4]。音頻編碼的編碼特點(diǎn)如表1所示。

表1 音頻編碼特點(diǎn)

視頻編碼的編碼特點(diǎn)如表2所示。

表2 視頻編碼特點(diǎn)

從表 1可以看出，H.264在圖像編解碼效率上優(yōu)于H.263視頻編碼格式。由于H.264采用了更高更有效地壓縮技術(shù)，因此在同等帶寬下H.264能承載更多的信息，使視頻終端能夠獲得更清晰地圖像，H.264能夠在低碼率情況下提供高質(zhì)量的視頻圖像，在較低帶寬上提供高質(zhì)量的圖像傳輸是H.264的應(yīng)用亮點(diǎn)。

H.264性能的改進(jìn)是以增加復(fù)雜性為代價(jià)而獲得的。H.264編碼計(jì)算復(fù)雜度和解碼復(fù)雜度都超過(guò)H.263。因此H.264圖像編解碼對(duì)CPU處理能力的需求也大幅度提高。經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)視頻通信軟件只能運(yùn)行在具備 1G以上主頻處理器的手機(jī)終端上；而PC終端、IPTV機(jī)頂盒、SIP電話終端的CPU處理能力通常都能夠滿足這個(gè)要求。

視頻通信增值業(yè)務(wù)不僅需要業(yè)務(wù)平臺(tái)支持音視頻媒體的編解碼，而且也要求視頻通信終端具備音視頻編解碼能力。業(yè)務(wù)平臺(tái)和視頻終端采用不同的音視頻編解碼進(jìn)行視頻通信時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬將不盡相同，如果網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬占用太大，將會(huì)影響到視頻通信增值業(yè)務(wù)的通信質(zhì)量。受傳輸帶寬的影響，視頻通信業(yè)務(wù)的視頻圖像分辨率不能太大，否則會(huì)在終端上出現(xiàn)視頻播放不連續(xù)的情況。目前由于業(yè)務(wù)平臺(tái)的能力限制，視頻通信業(yè)務(wù)使用的視頻媒體都是CIF分辨率，如視頻彩鈴業(yè)務(wù)、視頻呼叫中心業(yè)務(wù)等。

1.3 終端界面設(shè)計(jì)要求

視頻通信終端除了支持多次媒體協(xié)商的信令流程，以及音視頻媒體編解碼CPU處理能力要求以外，終端界面的軟件設(shè)計(jì)也是影響視頻通信增值業(yè)務(wù)開(kāi)展的關(guān)鍵因素[3]，例如：二次按鍵鍵盤(pán)、多屏顯示及屏幕切換能力、圖像縮放能力等要求。

（1）二次按鍵鍵盤(pán)要求

在視頻呼叫中心業(yè)務(wù)中，要求主叫用戶能夠根據(jù)視頻菜單的提示進(jìn)行業(yè)務(wù)菜單選擇，當(dāng)業(yè)務(wù)平臺(tái)向用戶播放視頻文件時(shí)，視頻通信終端軟件應(yīng)當(dāng)提供二次按鍵鍵盤(pán)給用戶進(jìn)行選擇。PC軟終端、IPTV、SIP電話終端以及 PAD終端由于屏幕較大，可以在視頻文件播放的同一界面上顯示二次按鍵鍵盤(pán)，用戶能夠方便地進(jìn)行使用。但是由于手機(jī)終端屏幕尺寸比較小，而且目前能夠運(yùn)行視頻通信軟件的手機(jī)終端都是智能終端，通常不具備手機(jī)鍵盤(pán)，而是采用軟鍵盤(pán)，因此，在手機(jī)上運(yùn)行視頻通信軟件時(shí)，需要能夠調(diào)用二次按鍵鍵盤(pán)，并且這個(gè)鍵盤(pán)界面不能遮擋住正在播放的視頻圖像。

（2）多屏顯示及屏幕切換能力要求

多屏顯示大多應(yīng)用在視頻會(huì)議或是視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)中。在視頻會(huì)議業(yè)務(wù)中，通常需要在一個(gè)視頻終端界面上同時(shí)顯示多個(gè)會(huì)議參與方的視頻圖像；而在視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)中，則需要在一個(gè)視頻終端界面上同時(shí)顯示多個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像。

當(dāng)一個(gè)視頻終端界面上顯示多個(gè)視頻圖像時(shí)，終端視頻軟件需要具備實(shí)現(xiàn)這些視頻圖像之間任意切換的能力，并能夠根據(jù)需要將圖像進(jìn)行放大縮小。

（3）圖像縮放能力要求

圖像大小相同的視頻源在不同的視頻終端上顯示，需要根據(jù)屏幕尺寸大小進(jìn)行相應(yīng)的圖像縮放處理。PC軟終端、IPTV、SIP電話終端以及PAD終端的顯示屏幕都是橫屏，而手機(jī)終端通常都是直屏。如果視頻圖像不經(jīng)過(guò)處理直接在手機(jī)視頻終端上顯示，視頻圖像左右兩側(cè)可能被截掉或者顯示出來(lái)的視頻圖像較小，因此手機(jī)視頻終端軟件在使用視頻通信增值業(yè)務(wù)時(shí)盡量采用橫屏方式來(lái)顯示收到的視頻圖像。

2 結(jié)語(yǔ)

隨著IMS網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成，以及IP網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷提升，視頻通信增值業(yè)務(wù)必將成為今后廣泛應(yīng)用的通信業(yè)務(wù)。視頻終端軟件只有支持本文總結(jié)的各項(xiàng)技術(shù)要求，才能更好地使用這些視頻通信增值業(yè)務(wù)，才更有助于推動(dòng)視頻通信增值業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用。

[1] 郵電通信.基于統(tǒng)一 IMS的業(yè)務(wù)技術(shù)要求----多媒體彩鈴業(yè)務(wù)[S].中國(guó):中國(guó)電信集團(tuán)公司,中國(guó)工業(yè)和信息化部電信研究院,2010.

[2] 柯衛(wèi),沈雷,趙化明.基于IMS的CDMA視頻通信業(yè)務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].通信技術(shù),2011,44(09):65-67.

[3] 周家喜.基于 SIP協(xié)議的 3G無(wú)線視頻終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].通信技術(shù),2011,44(06):83-84,88.

[4] 馮雁,劉芳,吳科科.基于 SIP的 VoIP系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息安全與通信保密,2007(06):48-50.