什么是視頻會(huì )議系統？

北京移動(dòng)欣智通訊技術(shù)有限公司總經(jīng)理助理/系統工程師　劉勇 2004/03/23

圖一　視頻會(huì )議效果圖

　　如何快速、高效、經(jīng)濟地解決這些問(wèn)題？

　　答案是使用視頻會(huì )議。需要開(kāi)會(huì )的每個(gè)會(huì )場(chǎng)安裝一套視頻會(huì )議終端，接上電視機、攝像頭、麥克風(fēng)等附件，再接入相應的寬帶網(wǎng)絡(luò )如IP，ISDN，E1/T1等，即可實(shí)現視頻、音頻、數據的實(shí)時(shí)傳送，從而讓我們真正實(shí)現天涯共一室的夢(mèng)想。隨著(zhù)現代視頻壓縮技術(shù)，尤其是寬帶網(wǎng)絡(luò )的日益完善和發(fā)展，實(shí)時(shí)視頻通訊已成為寬帶網(wǎng)絡(luò )中除電視、數據之外的第三大服務(wù)內容。

　　如果有這么一套視頻會(huì )議系統，那么歐洲的老板只需坐在其辦公室即可同各大洲的他的下屬們面對面地商討公司業(yè)務(wù)；黨中央國務(wù)院的會(huì )議精神可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )直接傳到各縣、鄉、鎮，任一鄉鎮的會(huì )場(chǎng)圖像亦可實(shí)時(shí)傳給中央；北大各分校學(xué)生可即時(shí)向北大授課的教授提問(wèn)；如《DA師》中的軍隊渡海畫(huà)面可以在指揮中心實(shí)時(shí)展現；各行業(yè)遠程診斷、遠程指揮、遠程抉擇等都能成為現實(shí)。

　　這種不受地域限制、建立在寬帶網(wǎng)絡(luò )基礎上的雙向、多點(diǎn)、實(shí)時(shí)的視音頻交互系統就稱(chēng)為遠程視頻會(huì )議系統。

二、 采用遠程視頻會(huì )議系統的優(yōu)勢

（一） 節約會(huì )議的經(jīng)費、時(shí)間
·在我國，召開(kāi)一次全國32個(gè)省市自治區的電視會(huì )議，費用僅為5萬(wàn)元。相同規模的會(huì )議若在賓館召開(kāi)，會(huì )議費用將高達100萬(wàn)元。
·據統計，日本、美國之間開(kāi)通1小時(shí)的國際電視會(huì )議，雙方總資費不超過(guò)50萬(wàn)日元，并能允許10多人直接參會(huì )，通過(guò)數據流、投影等可以讓所有員工旁聽(tīng)。但50萬(wàn)日元遠遠不能支付1個(gè)人的出差費用。
·據相關(guān)資料，各級管理機構的工作人員每年參加會(huì )議的時(shí)間約占全部工作時(shí)間的30%以上；每年用于公務(wù)出差的費用高達300億元，而每次開(kāi)會(huì )或會(huì )面中約有80%的時(shí)間需花費在路途中。

（二） 提高開(kāi)會(huì )的效率
·由于召開(kāi)電視會(huì )議的費用大致與開(kāi)會(huì )的時(shí)間成正比，可促使與會(huì )代表節省時(shí)間，提高效率。
·由于參加會(huì )議的人員就在本地，和會(huì )議有關(guān)的材料、文件、實(shí)物都在身邊，可以充分方便地交流。

（三） 適應某些特殊情況
·對于某些交通狀況不好，特別是地處山區、邊疆的城市，視頻會(huì )議將帶來(lái)極大的方便。
·在一些緊急場(chǎng)合，如救災、防汛，戰地會(huì )議等，可以用視頻會(huì )議系統及時(shí)了解或發(fā)布緊急情況和決策，收效則難以用金錢(qián)來(lái)衡量。

（四） 增加參會(huì )人員
·視頻會(huì )議可當作高質(zhì)量的可視電話(huà)，連線(xiàn)兩方訴說(shuō)心情，也可多人多點(diǎn)參加形成會(huì )議。
·同時(shí)，視頻會(huì )議系統具有投影、VGA端口以及數據流功能可以隨時(shí)增加會(huì )議代表甚至召開(kāi)全體會(huì )議。總部決策可即時(shí)傳達到所有員工。

三、視頻會(huì )議的實(shí)現方式

　　當前，視頻會(huì )議的實(shí)現方式有三種：（1）廣電系統（電視臺）常用的電視直播式視頻會(huì )議；（2）MPEG1、MPEG2壓縮格式VOD視頻傳輸式視頻會(huì )議系統；（3）ITU(國際電信聯(lián)盟)提出的基于H.261/H.263視頻壓縮格式的H.320/H.323規范的視頻會(huì )議系統。

　　我們需要什么樣的視頻會(huì )議系統呢？首先是價(jià)格適度，能為大多數行業(yè)用戶(hù)承受及使用的視頻會(huì )議系統才是真正意義上的視頻會(huì )議系統。其次是技術(shù)上的指標：實(shí)現高質(zhì)量圖像/聲音傳輸但帶寬越低越好；雙向交互、需要支持長(cháng)時(shí)間開(kāi)機工作（低功耗）；操作簡(jiǎn)單，無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識，操作失誤也無(wú)損壞；應無(wú)操作系統，不怕病毒攻擊、不怕突發(fā)性斷電、應具備多種網(wǎng)絡(luò )接口（ISDN，IP，V.35，E1/T1）、具有自適應功能，完全智能化、穩定可靠，返修率低等等。

　　那么以上三種實(shí)現方式哪一種才是真正意義上的視頻會(huì )議系統呢？讓我們來(lái)分析一下：

　　（1） 電視臺電視直播式視頻會(huì )議。此方式需要租用專(zhuān)用的衛星通道，傳輸方式為單向轉輸，若要雙向則必須租用兩個(gè)信道。租用衛星的費用非常昂貴，時(shí)間越長(cháng)，費用越高。另外會(huì )議方式需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員，還必須通過(guò)復雜的審批手續。因此這種會(huì )議方式只能供一些特種行業(yè)單位如中央電視臺使用。

　　（2） MPEG1、MPEG2壓縮格式的視頻會(huì )議系統。由于MPEG1的傳輸需要1.5M的帶寬，MPEG2需要3M的帶寬，且圖像質(zhì)量將隨網(wǎng)絡(luò )傳輸距離急劇下降，通常只能用于本地的高速網(wǎng)段上。試想要實(shí)現文章開(kāi)頭的視頻會(huì )議，則需歐美、歐亞、歐非之間建立幾條高達幾M帶寬單純用于視頻會(huì )議的網(wǎng)絡(luò )，這是不可想象的。即使是國內亦只有電信局這些具有自己網(wǎng)絡(luò )資源的職能部門(mén)才能建立這種基于高帶寬的專(zhuān)用的視頻會(huì )議系統。而且隨著(zhù)IP網(wǎng)絡(luò )的普及，這種高度浪費帶寬資源的工作模式勢必走向淘汰。

　　（3） 基于ITU（國際電信聯(lián)盟）H.320、H.323系列標準以及MPEG4壓縮格式的視頻會(huì )議系統的出現才使高貴的視頻會(huì )議進(jìn)入商用領(lǐng)域。但是由于MPEG4標準定立很晚，各家先行開(kāi)發(fā)的MPEG4標準并不十分統一，這就造成了MPEG4標準的視頻會(huì )議系統先天兼容性不足。現階段市場(chǎng)上技術(shù)成熟并占真正主導地位的是基于H.320/H.323標準的視頻會(huì )議系統。這種實(shí)施價(jià)格平易近人，網(wǎng)絡(luò )要求不高（通常僅需要共享數據廣域網(wǎng)或使用ISDN甚至使用Internet），技術(shù)已經(jīng)成熟的視頻會(huì )議系統才我們真正意義上的視頻會(huì )議系統。H.323是指基于IP方式進(jìn)行傳輸的視頻會(huì )議；H.320是以IP以外的其它網(wǎng)絡(luò )方式進(jìn)行傳輸的視頻會(huì )議，通常有ISDN，DDN，幀中繼，ATM等等。以業(yè)界高端視頻會(huì )議終端生產(chǎn)廠(chǎng)商挪威泰德視訊公司（TANDBERG）H.323/H.320視頻會(huì )議終端T6000型為例，其工作帶寬為64kbps-3Mbps，實(shí)際應用中建議使用384kbps-768kbps就可達到VCD級的傳輸效果（iCIF模式，352x576分辨率，50場(chǎng)/秒，PAL制）。在H.323協(xié)議（IP）環(huán)境中視頻會(huì )議系統可與其他業(yè)務(wù)如IP語(yǔ)音，IP數據共享帶寬，從而可以讓用戶(hù)將已有的寬帶廣域數據網(wǎng)改造為視頻、音頻、數據三網(wǎng)合一的綜合性平臺，從而更充分地利用已有網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )資源。

四、視頻會(huì )議系統的組成

圖二：視頻會(huì )議系統的組成

　　會(huì )議系統的組成非常簡(jiǎn)單，每個(gè)會(huì )場(chǎng)安放一臺視頻會(huì )議終端，終端接上電視機作為回顯設備、接上網(wǎng)絡(luò )作為傳輸媒介就可以了。一臺終端通常有一臺核心編解碼器、一個(gè)攝像頭，一個(gè)全向麥克風(fēng)以及一個(gè)遙控器。核心編解碼將攝像頭和麥克風(fēng)輸入的圖像及聲音編碼通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳走，同時(shí)將網(wǎng)絡(luò )傳來(lái)的數據解碼后將圖像和聲音還原到電視機和音響上，即實(shí)現了與遠端的實(shí)時(shí)交互。終端通過(guò)呼叫IP地址或ISDN號碼進(jìn)行連接（專(zhuān)線(xiàn)無(wú)需撥號）。但在有三點(diǎn)會(huì )場(chǎng)就必須采用MCU（視頻會(huì )議多點(diǎn)控制單元）進(jìn)行管理。

　　同電話(huà)交換機相似，MCU（多點(diǎn)控制單元）的作用就是在視頻會(huì )議三點(diǎn)以上時(shí)，決定將哪一路（或哪四路合并成一個(gè)）圖像作為主圖像廣播出去，以供其他會(huì )場(chǎng)點(diǎn)收看。所有會(huì )場(chǎng)的聲音是實(shí)時(shí)同步混合傳輸的。在具有MCU的會(huì )議系統里，所有終端的音視頻數據均實(shí)時(shí)傳到MCU供選擇廣播。MCU的數據流量較大，通常接于網(wǎng)絡(luò )的中心交換機上，控制人員通過(guò)筆記本電腦調用MCU管理界面在會(huì )場(chǎng)進(jìn)行遠程管理。呼叫方式可以由控制人員由MCU呼叫各個(gè)終端，亦可由各終端呼叫控設置好的會(huì )議號。

圖三：視頻會(huì )議系統終端構成

　　如果客戶(hù)規劃的視頻會(huì )議系統網(wǎng)絡(luò )比較大，在MCU下面還可建立另外視頻會(huì )議網(wǎng)，兩個(gè)網(wǎng)的MCU實(shí)現視音頻交換，此種方法叫MCU的級連。比如，中央到各省的視頻會(huì )議網(wǎng)絡(luò )帶寬為2M，省上自己亦有自己的視頻會(huì )議系統。中央開(kāi)會(huì )用自己的MCU，省上開(kāi)會(huì )用省上的MCU，需要上傳下達時(shí)，將MCU級連起來(lái)就可以了。級連的好處一是管理上不會(huì )混亂；二是到中央的帶寬亦不允許省下面幾十點(diǎn)的數據全擠到這上面來(lái)。

五、視頻會(huì )議系統終端的工作原理

圖四：視頻會(huì )議終端的工作原理

　　如圖所示：視頻會(huì )議終端將輸入進(jìn)來(lái)的視頻使用H.261、H.263或H.264協(xié)議、音頻使用G.711、G.722或G.728、數據、控制信令進(jìn)行單獨編碼，然后將編碼后的數據進(jìn)行“復用”打包后形成遵循網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的數據包，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口傳到MCU供選擇廣播。從MCU傳來(lái)的其他會(huì )場(chǎng)的數據包通過(guò)“解復用”，分別還原成視頻、音頻以及數據及控制信令分別相應的輸出設備上回顯或執行。

　　在這原理圖中有兩處要強調的地方：一是音頻數據量（小于等于64K）遠遠小于視頻的數據量，編碼的時(shí)延也比視頻時(shí)間短。因此在早期的視頻會(huì )議系統中經(jīng)常會(huì )出現聽(tīng)到聲音后很久才看到人嘴動(dòng)的情況。業(yè)界術(shù)語(yǔ)叫唇音同步。現在的視頻會(huì )議知名品牌都在音頻編碼后加入一定的時(shí)延，唇音同步問(wèn)題已完全解決。二、在傳輸的信息里面，優(yōu)先級的排列順序為：音頻－＞視頻－＞控制信令－＞數據。因為會(huì )議以說(shuō)話(huà)為主，在網(wǎng)絡(luò )擁塞時(shí)，畫(huà)面可能會(huì )有馬塞克，但會(huì )議的聲音必然首先保證是連貫和清晰的。

　　另外，ITU已經(jīng)在2003年中期公布了H.264視頻編碼協(xié)議。采用該協(xié)議，384kbps下傳輸的視音頻質(zhì)量相當于H.263視頻編碼協(xié)議768kbps帶寬下的質(zhì)量與效果。H.264協(xié)議是視頻會(huì )議發(fā)展的一個(gè)分水嶺，視頻會(huì )議終端及MCU是否支持H.264這種最新的視頻編碼協(xié)議，成為該視頻會(huì )議品牌是否具有生命力和研發(fā)能力的一個(gè)標志。

六、視頻會(huì )議系統產(chǎn)品的發(fā)展歷程

　　視頻會(huì )議系統設備（包括終端及MCU兩部份）的發(fā)展分為三代，現階段正是第二代產(chǎn)品逐漸退出歷史舞臺，第三代產(chǎn)品確立其主導地位的時(shí)候。

（一）第一代視頻會(huì )議產(chǎn)品具有以下特征：

　　1. 工控機平臺插功能卡，結構復雜，穩定性差。
　　2. 處理能力弱，只能在2M速率實(shí)現較好的圖像傳輸質(zhì)量。圖像隨帶寬減少下降得非常快。
　　3. 價(jià)格昂貴。
　　4. 只能在高速帶寬上使用，運營(yíng)成本高。
　　5. 硬件故障率較高。
　　6. 維護復雜，需專(zhuān)業(yè)維護人員。
　　7. 主要用戶(hù)為政府部門(mén)，用戶(hù)面窄。

（二）隨著(zhù)計算機的興起，高速運行的計算機逐漸取代了工控機，于是計算機插卡式視頻會(huì )議產(chǎn)品日益強盛，逐漸占有整個(gè)視頻會(huì )議市場(chǎng)。第二代視頻會(huì )議產(chǎn)品的特征有：

　　1. PC機插卡結構。板卡從第一代產(chǎn)品的10塊左右減至3-4塊，硬件故障低于第一代產(chǎn)品。
　　2. 應用程序建立在Windows平臺上，軟件故障率高。包括軟硬件故障的總體故障率高于第一代產(chǎn)品。
　　3. 成本降。價(jià)格低于第一代產(chǎn)品。
　　4. 在低速帶寬上圖像質(zhì)量?jì)?yōu)于第一代產(chǎn)品。
　　5. 維護復雜，需具備專(zhuān)業(yè)計算機和通訊知識。
　　6. 設備工作狀態(tài)極不穩定，一旦出現故障，經(jīng)常需要重新安裝軟件，甚至重新安裝Windows操作系統。

（三）由于計算機操作系統本身就不穩定以及容易遭受計算機病毒、發(fā)熱量大、停電易造成系統崩潰等因素以及使用者必須首先熟悉計算機然后再熟悉視頻會(huì )議系統等系列問(wèn)題，使第二代產(chǎn)品先天不足。于是乎，無(wú)操作系統，低功耗，高度穩定、高度安全、操作管理極其方便的信息家電式視頻會(huì )議終端應運而生。其主要特征有：

欣智通訊公司供稿 CTI論壇編輯