劉佳月

(北京賽迪工業(yè)和信息化工程監(jiān)理有限公司,北京 100048)

高清視頻會議系統(tǒng)建設技術(shù)要點分析

劉佳月

(北京賽迪工業(yè)和信息化工程監(jiān)理有限公司,北京 100048)

傳統(tǒng)的視頻會議已經(jīng)不能滿足人們的要求,高畫面質(zhì)量、聲音清晰流暢、與會人員參會體驗要求不斷提高,高清晰度的視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)成為主流。本文對高清視頻會議技術(shù)進行了分析,并對高清視頻會議系統(tǒng)建設過程中的要點進行了總結(jié)。

高清視頻會議系統(tǒng) 視頻會議建設 視頻會議技術(shù)

視頻會議也叫電視會議,主要由終端設備、通信網(wǎng)絡和和中心控制設備(MCU)組成,通過實時地傳送圖像和語音信息,位于不同地點的人們可以方便地發(fā)起視頻會議,通過視頻會議進行面對面直觀交流討論,提高了辦公效率。以往的視頻會議系統(tǒng)往往因畫面不夠清晰,語音延遲較大,導致嚴重影響會議效果。隨著技術(shù)手段的提升、終端設備不斷升級改進、網(wǎng)間帶寬擴容,視頻會議已邁入高清時代,高清視頻會議從圖像清晰度、聲音流暢性等方面均有了顯著的提升。下面,賽迪監(jiān)理就高清視頻會議中關(guān)鍵技術(shù)進行介紹和分析。

1 高清視頻會議系統(tǒng)High-definition video conferencing system

高清視頻會議系統(tǒng)是一種通過圖像與聲音進行交流的通訊技術(shù),系統(tǒng)實時傳播視頻、音頻信息,使會議參與者在各自的會議室中,遠距離實現(xiàn)直觀真實的交流。優(yōu)良的高清視頻會議系統(tǒng)對于會議的效果有著異常重要的作用。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是H.323協(xié)議的推出,使視頻會議應用到越來越多的領域,諸如政府、軍事、金融、電信、教育、企業(yè)等領域,視頻會議都得到了廣泛應用。

與傳統(tǒng)的標清視頻會議系統(tǒng)相比,高清視頻會議系統(tǒng)通過提供更為清晰的畫面質(zhì)量、更好的聲音效果,提供給與會者高效、高質(zhì)量的視頻體驗,使與會者能夠更有效的進行會議交流。此外,高清視頻會議系統(tǒng)能夠高清晰度的顯示高分辨度內(nèi)容,這對于某些特定領域比如醫(yī)療、地圖、測繪等是至關(guān)重要的。

2 多點控制單元 (MCU)

它將來自各會議場點的信息流,經(jīng)過同步分離后,抽取出音頻、視頻、數(shù)據(jù)等信息和信令,再將各會議場點的信息和信令,送入同一種處理模塊,完成相應的音頻混合或切換,視頻混合或切換,數(shù)據(jù)廣播和路由選擇,定時和會議控制等過程,最后將各會議場點所需的各種信息重新組合起來,送往各相應的終端系統(tǒng)設備。

3 高清視頻會議中的視頻編解碼協(xié)議

ITU-T H.264是一種視頻壓縮標準,一種被廣泛使用的高精度視頻的錄制、壓縮和發(fā)布格式。

ITU-T H.264的四個特點:(1)低碼率(Low Bit Rate):和MPEG2和MPEG4 ASP等壓縮技術(shù)相比,在同等圖像質(zhì)量下,采用H.264技術(shù)壓縮后的數(shù)據(jù)量只有MPEG2的1/8,MPEG4的1/3。H.264壓縮技術(shù)將大大節(jié)省用戶的下載時間和數(shù)據(jù)流量收費。(2)圖像質(zhì)量高:H.264能提供連續(xù)、流暢的高質(zhì)量圖像(DVD質(zhì)量)。(3)容錯能力強:H.264提供了解決在不穩(wěn)定網(wǎng)絡環(huán)境下容易發(fā)生的丟包等錯誤的必要工具。(4)網(wǎng)絡適應性強:H.264提供了網(wǎng)絡抽象層(Network Abstraction Layer),使得H.264的文件能容易地在不同網(wǎng)絡上傳輸(例如互聯(lián)網(wǎng),CDMA,GPRS,WCDMA, CDMA2000等)。

4 高清視頻會議中的通信編解碼協(xié)議

高清視頻會議中的通信協(xié)議主要有兩個:ITU-TH.323協(xié)議和IETFSIP協(xié)議。

4.1 ITU-T H.323

一套在分組網(wǎng)上提供實時音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信的標準,是 ITU-T(國際電信聯(lián)盟遠程通信標準化組織)制訂的在各種網(wǎng)絡上提供多媒體通信的系列協(xié)議H.32x的一部分。H.323協(xié)議被普遍認為是目前在分組網(wǎng)上支持語音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務最成熟的協(xié)議。

H.323協(xié)議的三部分組成:信令控制模塊、媒體傳輸模塊和數(shù)據(jù)會議模塊。

(1)信令控制模塊主要負責接入終端的認證和協(xié)調(diào)接收方和發(fā)送方之間的約定,實現(xiàn)對媒體流的實時控制;(2)媒體傳輸模塊又分為音頻傳輸模塊和視頻傳輸模塊,主要負責音視頻數(shù)據(jù)在發(fā)送方和接收方的傳輸,模塊中的RTCP(實時運輸控制協(xié)議)又能夠?qū)鬏敺召|(zhì)量提供保證;(3)數(shù)據(jù)會議模塊則負責視頻會議中業(yè)務功能的實現(xiàn),如圖片共享、文件傳送和白板等功能。

4.2 IETF SIP

SIP(會話初始化協(xié)議Session Initiation Protocol) 協(xié)議是IETF (互聯(lián)網(wǎng)工程任務組)提出的一種采用基于文本編碼方式的實時多媒體應用的信令標準,用于建立、修改和終止雙方或多方的多方媒體會話。

SIP會話組成:用戶代理、注冊服務器、代理服務器和重寫向服務器。

(1)用戶代理管理SIP會話的終端設備,當出現(xiàn)SIP請求時它通知用戶,同時代表用戶響應請求;(2)注冊服務器接收用戶的注冊請求,完成用戶地址的注冊工作,注冊服務器中包含有所有用戶代理的位置信息;(3)代理服務器既是服務器又是用戶的媒介程序,代表其他用戶發(fā)起請求;(4)重定向服務器實現(xiàn)將會話請求定向到外部域。

5 高清視頻會議中的音頻編解碼協(xié)議

ITU-TG.719是ITU-T第一個真正的寬頻音效編解碼協(xié)議,于2008年6月13日被其接受。

單聲道編碼的碼率在32～128kbit之間,雙聲道編碼的碼流在64～256kbit之間,采用48KHz采樣,最高提供20KHz的頻寬效果。端到端時延40ms,運算復雜度17.7MIPS,由Polycom(寶利通)與愛立信共同合作完成。

G.719廣泛應用于語音及音樂編碼,尤其在是視頻會議行業(yè),已被多家廠商所采納。

6 高清視頻會議中的雙流編解碼協(xié)議

6.1 ITU-T H.239

2003年7月,ITU批準了H.239標準,該標準支持“Additional Media Channels for H.3xx System”。即在一次呼叫建立媒體連接后,在兩個H.239終端之間傳送兩路媒體流,這兩條媒體流共享呼叫帶寬。這樣僅需要通過共享網(wǎng)絡帶寬便能使用戶得到更多的信息,無需要更多的資源,通過最小的代價獲得更多信息?；诖隧椉夹g(shù),視頻用戶可以得到雙流視頻服務,可以實現(xiàn)在會議系統(tǒng)中同時傳送和顯示多路視頻信息。

目前業(yè)界通常講的雙流技術(shù)可以看成H.239的一種應用,即在傳輸活動圖像的同時,把高清晰度的圖文信息一起傳到對方去。對方的編解碼設備可以解出活動圖像和高分辨率的圖文,這樣可以通過相同的帶寬將圖像傳到多個會議點去,且使對方可以很清晰地把文件顯示出來。

6.2 BFCP協(xié)議

BFCP協(xié)議是由IETF的RFC 4582定義的發(fā)言權(quán)控制標準協(xié)議。BFCP協(xié)議(Binary Floor Control Protocol)中定義了發(fā)言權(quán)參與者(Floor Participant)、發(fā)言權(quán)控制服務器(Floor Control Server)和發(fā)言權(quán)主席(Floor Chair)三種角色,以發(fā)言權(quán)控制服務器為中心,采用集中式控制模式,對發(fā)言權(quán)參與者和發(fā)言權(quán)控制服務器之間、以及發(fā)言權(quán)控制服務器和發(fā)言權(quán)主席之間的通信規(guī)范進行了詳細的13種定義和說明。BFCP定義了18種不同的屬性,這些屬性都遵循“類型-長度-值”的格式。

7 高清視頻會議系統(tǒng)設計原則

(1)系統(tǒng)的視頻編碼技術(shù)應當采用視頻壓縮算法H.264,高清圖像標準720P(1080P)和寬頻語音技術(shù),實現(xiàn)高清晰度畫質(zhì)、高保真音質(zhì),同時控制網(wǎng)絡延時在較低水平,充分保證高清視頻會議的高質(zhì)量;(2)提高通訊網(wǎng)絡的穩(wěn)定性,為視頻系統(tǒng)預留足夠的帶寬;(3)提高視頻會議系統(tǒng)不間斷性。會議終端和MCU之間具有自動恢復鏈路功能。若會議中發(fā)生線路問題造成瞬間中斷,有能力在極短時間內(nèi)恢復;(4)具備視頻會議管理系統(tǒng),滿足查詢?nèi)罩竟δ?運維人員可以通過查詢運行日志隨時了解設備運行狀況并解決問題;(5)提高網(wǎng)絡的安全性,高清視頻會議往往會涉及重要會議。網(wǎng)絡搭建、視頻接入過程中要充分做好保密措施,針對網(wǎng)絡管理設備做好嚴格的安全保護措施。

8 高清視頻會議系統(tǒng)建設要點

北京賽迪工業(yè)和信息化工程監(jiān)理有限公司專業(yè)監(jiān)理工程師結(jié)合自身工作經(jīng)驗,總結(jié)往期項目建設要點,對高清視頻會議系統(tǒng)建設總結(jié)如下:(1)設備要求。所有的終端到顯示設備都是高清兼容設備,都要支持高清數(shù)據(jù)壓縮解碼以及顯示,從而視頻與會者都可以享受高清視頻。這些終端包括攝像頭、高清視頻顯示器(液晶、等離子或投影儀)、高保真音響系統(tǒng)、高清視頻會議終端、高清接入的MCU等。(2)帶寬要求。足夠的網(wǎng)絡帶寬保證,高清視頻會議要求最低的數(shù)據(jù)傳輸速率為768Kbps,最好帶寬可以達到1至2M,一些集團型高清視頻會議系統(tǒng)帶寬要求至少滿足4M。(3)QoS機制。擁有QoS的網(wǎng)絡能夠識別哪種應用產(chǎn)生哪種數(shù)據(jù)包。根據(jù)用戶需求進行個性化定制,如傳輸延遲、抖動、丟失率、帶寬要求、吞吐量等指標,保證高清視頻會議效果的穩(wěn)定性。(4)備份措施。在高清視頻會議系統(tǒng)建設中,建議增加視頻延時器,搭建“一主一備”兩套獨立的系統(tǒng),確?，F(xiàn)場會議播放流暢。

9 結(jié)語

高清視頻會議已經(jīng)成為信息化辦公中必不可少的部分,憑借其連續(xù)、流暢和高清晰度的畫面,給與會者帶來身臨其境面對面的感受,極大地提高視頻會議的用戶體驗,解決了以往視頻會議中畫面質(zhì)量低、語音不同步、網(wǎng)絡延遲等弊端。隨著我國政府13年發(fā)布的“寬帶中國”戰(zhàn)略實施方案,強有力的推進了我國公共基礎設施建設,高清視頻會議將得到了越來越廣泛的應用。高清視頻會議賽迪監(jiān)理將繼續(xù)借鑒自身豐富的視頻會議建設項目經(jīng)驗,不斷提高自身專業(yè)實力,發(fā)揚嚴謹細致的工作精神,為業(yè)主單位提供最優(yōu)質(zhì)的監(jiān)理服務。