什么是視頻會(huì)議系統(tǒng)？

北京移動(dòng)欣智通訊技術(shù)有限公司總經(jīng)理助理/系統(tǒng)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(jì)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(jī)、攝像頭、麥克風(fēng)等附件，再接入相應(yīng)的寬帶網(wǎng)絡(luò)如IP，ISDN，E1/T1等，即可實(shí)現(xiàn)視頻、音頻、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送，從而讓我們真正實(shí)現(xiàn)天涯共一室的夢(mèng)想。隨著現(xiàn)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(shù)據(jù)之外的第三大服務(wù)內(nèi)容。

　　如果有這么一套視頻會(huì)議系統(tǒng)，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(duì)面地商討公司業(yè)務(wù)；黨中央國(guó)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(xiāng)、鎮(zhèn)，任一鄉(xiāng)鎮(zhèn)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(duì)渡海畫(huà)面可以在指揮中心實(shí)時(shí)展現(xiàn)；各行業(yè)遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程指揮、遠(yuǎn)程抉擇等都能成為現(xiàn)實(shí)。

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

二、 采用遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（一） 節(jié)約會(huì)議的經(jīng)費(fèi)、時(shí)間
·在我國(guó)，召開(kāi)一次全國(guó)32個(gè)省市自治區(qū)的電視會(huì)議，費(fèi)用僅為5萬(wàn)元。相同規(guī)模的會(huì)議若在賓館召開(kāi)，會(huì)議費(fèi)用將高達(dá)100萬(wàn)元。
·據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本、美國(guó)之間開(kāi)通1小時(shí)的國(guó)際電視會(huì)議，雙方總資費(fèi)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(shù)據(jù)流、投影等可以讓所有員工旁聽(tīng)。但50萬(wàn)日元遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能支付1個(gè)人的出差費(fèi)用。
·據(jù)相關(guān)資料，各級(jí)管理機(jī)構(gòu)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(fèi)用高達(dá)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(fèi)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(fèi)用大致與開(kāi)會(huì)的時(shí)間成正比，可促使與會(huì)代表節(jié)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(yīng)某些特殊情況
·對(duì)于某些交通狀況不好，特別是地處山區(qū)、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(zāi)、防汛，戰(zhàn)地會(huì)議等，可以用視頻會(huì)議系統(tǒng)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(dāng)作高質(zhì)量的可視電話，連線兩方訴說(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(tǒng)具有投影、VGA端口以及數(shù)據(jù)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(dá)到所有員工。

三、視頻會(huì)議的實(shí)現(xiàn)方式

　　當(dāng)前，視頻會(huì)議的實(shí)現(xiàn)方式有三種：（1）廣電系統(tǒng)（電視臺(tái)）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(tǒng)；（3）ITU(國(guó)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(guī)范的視頻會(huì)議系統(tǒng)。

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

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

　　（1） 電視臺(tái)電視直播式視頻會(huì)議。此方式需要租用專(zhuān)用的衛(wèi)星通道，傳輸方式為單向轉(zhuǎn)輸，若要雙向則必須租用兩個(gè)信道。租用衛(wèi)星的費(fèi)用非常昂貴，時(shí)間越長(zhǎng)，費(fèi)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(fù)雜的審批手續(xù)。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(tái)使用。

　　（2） MPEG1、MPEG2壓縮格式的視頻會(huì)議系統(tǒng)。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(xiàn)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(dá)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(guó)內(nèi)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(tǒng)。而且隨著IP網(wǎng)絡(luò)的普及，這種高度浪費(fèi)帶寬資源的工作模式勢(shì)必走向淘汰。

　　（3） 基于ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）H.320、H.323系列標(biāo)準(zhǔn)以及MPEG4壓縮格式的視頻會(huì)議系統(tǒng)的出現(xiàn)才使高貴的視頻會(huì)議進(jìn)入商用領(lǐng)域。但是由于MPEG4標(biāo)準(zhǔn)定立很晚，各家先行開(kāi)發(fā)的MPEG4標(biāo)準(zhǔn)并不十分統(tǒng)一，這就造成了MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)先天兼容性不足。現(xiàn)階段市場(chǎng)上技術(shù)成熟并占真正主導(dǎo)地位的是基于H.320/H.323標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)。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(shù)據(jù)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(tǒng)才我們真正意義上的視頻會(huì)議系統(tǒng)。H.323是指基于IP方式進(jìn)行傳輸?shù)囊曨l會(huì)議；H.320是以IP以外的其它網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行傳輸?shù)囊曨l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(yīng)用中建議使用384kbps-768kbps就可達(dá)到VCD級(jí)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(tǒng)可與其他業(yè)務(wù)如IP語(yǔ)音，IP數(shù)據(jù)共享帶寬，從而可以讓用戶(hù)將已有的寬帶廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)改造為視頻、音頻、數(shù)據(jù)三網(wǎng)合一的綜合性平臺(tái)，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(tǒng)的組成

圖二：視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成

　　會(huì)議系統(tǒng)的組成非常簡(jiǎn)單，每個(gè)會(huì)場(chǎng)安放一臺(tái)視頻會(huì)議終端，終端接上電視機(jī)作為回顯設(shè)備、接上網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒介就可以了。一臺(tái)終端通常有一臺(tái)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(shù)據(jù)解碼后將圖像和聲音還原到電視機(jī)和音響上，即實(shí)現(xiàn)了與遠(yuǎn)端的實(shí)時(shí)交互。終端通過(guò)呼叫IP地址或ISDN號(hào)碼進(jìn)行連接（專(zhuān)線無(wú)需撥號(hào)）。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。

　　同電話交換機(jī)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?shù)摹Ｔ诰哂蠱CU的會(huì)議系統(tǒng)里，所有終端的音視頻數(shù)據(jù)均實(shí)時(shí)傳到MCU供選擇廣播。MCU的數(shù)據(jù)流量較大，通常接于網(wǎng)絡(luò)的中心交換機(jī)上，控制人員通過(guò)筆記本電腦調(diào)用MCU管理界面在會(huì)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)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(shè)置好的會(huì)議號(hào)。

圖三：視頻會(huì)議系統(tǒng)終端構(gòu)成

　　如果客戶(hù)規(guī)劃的視頻會(huì)議系統(tǒng)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(xiàn)視音頻交換，此種方法叫MCU的級(jí)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(tǒng)。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(dá)時(shí)，將MCU級(jí)連起來(lái)就可以了。級(jí)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(shù)據(jù)全擠到這上面來(lái)。

五、視頻會(huì)議系統(tǒng)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(shù)據(jù)、控制信令進(jìn)行單獨(dú)編碼，然后將編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行“復(fù)用”打包后形成遵循網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包通過(guò)“解復(fù)用”，分別還原成視頻、音頻以及數(shù)據(jù)及控制信令分別相應(yīng)的輸出設(shè)備上回顯或執(zhí)行。

　　在這原理圖中有兩處要強(qiáng)調(diào)的地方：一是音頻數(shù)據(jù)量（小于等于64K）遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于視頻的數(shù)據(jù)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(tǒng)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)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(xiàn)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?shù)男畔⒗锩妫瑑?yōu)先級(jí)的排列順序?yàn)椋阂纛l－＞視頻－＞控制信令－＞數(shù)據(jù)。因?yàn)闀?huì)議以說(shuō)話為主，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?shù)囊曇纛l質(zhì)量相當(dāng)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(biāo)志。

六、視頻會(huì)議系統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展歷程

　　視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)備（包括終端及MCU兩部份）的發(fā)展分為三代，現(xiàn)階段正是第二代產(chǎn)品逐漸退出歷史舞臺(tái)，第三代產(chǎn)品確立其主導(dǎo)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(jī)平臺(tái)插功能卡，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，穩(wěn)定性差。
　　2. 處理能力弱，只能在2M速率實(shí)現(xiàn)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(yùn)營(yíng)成本高。
　　5. 硬件故障率較高。
　　6. 維護(hù)復(fù)雜，需專(zhuān)業(yè)維護(hù)人員。
　　7. 主要用戶(hù)為政府部門(mén)，用戶(hù)面窄。

（二）隨著計(jì)算機(jī)的興起，高速運(yùn)行的計(jì)算機(jī)逐漸取代了工控機(jī)，于是計(jì)算機(jī)插卡式視頻會(huì)議產(chǎn)品日益強(qiáng)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(jī)插卡結(jié)構(gòu)。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(yīng)用程序建立在Windows平臺(tái)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?jī)?yōu)于第一代產(chǎn)品。
　　5. 維護(hù)復(fù)雜，需具備專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)和通訊知識(shí)。
　　6. 設(shè)備工作狀態(tài)極不穩(wěn)定，一旦出現(xiàn)故障，經(jīng)常需要重新安裝軟件，甚至重新安裝Windows操作系統(tǒng)。

（三）由于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)本身就不穩(wěn)定以及容易遭受計(jì)算機(jī)病毒、發(fā)熱量大、停電易造成系統(tǒng)崩潰等因素以及使用者必須首先熟悉計(jì)算機(jī)然后再熟悉視頻會(huì)議系統(tǒng)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(tǒng)，低功耗，高度穩(wěn)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(yīng)運(yùn)而生。其主要特征有：

欣智通訊公司供稿 CTI論壇編輯