視訊技術(shù)分析與幾種典型實(shí)例應(yīng)用(圖)

2019-11-04 22:41:57

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供稿：網(wǎng)友

　　1、視訊會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)概述
　　
　　視訊業(yè)務(wù)是寬帶多媒體網(wǎng)絡(luò)最重要的業(yè)務(wù)之一。視訊業(yè)務(wù)可以分成兩大類：一類是面向?qū)I(yè)應(yīng)用的視訊會(huì)議類業(yè)務(wù)，除了提供異地分會(huì)場之間會(huì)議電視業(yè)務(wù)外，還能提供包括遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等專業(yè)應(yīng)用。另一種是以面向大眾應(yīng)用的多媒體視訊業(yè)務(wù)，例如視頻點(diǎn)播(VOD)、網(wǎng)上視頻廣播、在線視頻轉(zhuǎn)播等業(yè)務(wù)。
　　
　　視頻會(huì)議系統(tǒng)主要由終端設(shè)備、多點(diǎn)控制單元(MCU)和傳輸承載網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)組成。視訊會(huì)議系統(tǒng)產(chǎn)品(終端、MCU)依據(jù)的主要標(biāo)準(zhǔn)是ITU-T H.3XX系列建議。此外，還包括T.120系列數(shù)據(jù)會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，用于會(huì)議過程中實(shí)時(shí)的文件傳輸、共享白板等數(shù)據(jù)應(yīng)用。
　　
　　表1　視訊系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
　　
　　ITU-T建議　　　　　　　　建議內(nèi)容
　　
　　ITU-TH.320　　　　　　　窄帶可視電話系統(tǒng)和終端(N-ISDN)
　　
　　ITU-TH.324　　　　　　　底比特率多媒體通信系統(tǒng)(PSTN)
　　
　　ITU-TH.323　　　　　　　基于分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信系統(tǒng)
　　
　　ITU-TH.322　　　　　　　提供保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的局域網(wǎng)多媒體通信系統(tǒng)
　　
　　ITU-TH.321　　　　　　　 B-ISDN下H.320終端設(shè)備的適配
　　
　　ITU-TH.310　　　　　　　寬帶多媒體通信系統(tǒng)和終端(ATM/B-ISDN)
　　
　　H.320、H.323、H.310是目前視訊會(huì)議系統(tǒng)最主要的標(biāo)準(zhǔn)。下面對(duì)這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡要對(duì)比。
　　
　　H.320系統(tǒng)是目前應(yīng)用最普遍的視訊會(huì)議系統(tǒng)，性能穩(wěn)定可靠，長期以來占據(jù)著視頻會(huì)議系統(tǒng)的主導(dǎo)地位。能夠在傳統(tǒng)的TDM網(wǎng)絡(luò)上提供較好的會(huì)議業(yè)務(wù)能力。
　　
　　H.323系統(tǒng)包括H.323終端、多點(diǎn)控制單元MCU、網(wǎng)守GK、網(wǎng)關(guān)GW組成，MCU實(shí)現(xiàn)會(huì)議控制，GK處理呼叫和路由，網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)與其它非H.323終端設(shè)備(H.320/H.324/H.310)的互通。H.323最初是在LAN上實(shí)現(xiàn)多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)，近幾年隨著ip等分組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用得到了較大的發(fā)展，非凡是它已經(jīng)成為當(dāng)前IP電話的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)。H.323實(shí)現(xiàn)在不保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的IP網(wǎng)絡(luò)中，受網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時(shí)延等因素的影響比較大，目前H.323視訊會(huì)議最好的應(yīng)用方式是在寬帶LAN上實(shí)現(xiàn)。但其實(shí)現(xiàn)簡單，應(yīng)用靈活，除了支持專業(yè)終端還可以將PC機(jī)作為終端使用。H.323系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是直接支持T.120數(shù)據(jù)會(huì)議功能，可以在傳輸視頻/音頻信號(hào)的同時(shí)，輕松地實(shí)現(xiàn)共享白板、文件傳送等數(shù)據(jù)應(yīng)用。
　　
　　H.310可以看作是對(duì)H320的B-ISDN擴(kuò)展，H.310系統(tǒng)完全能夠以H.320模式工作。此外，H.310采用了更多的先進(jìn)技術(shù)，例如支持高清楚度應(yīng)用的H.262(MPEG-2)視頻編碼，ATM通信及QoS保障機(jī)制。單從技術(shù)上看，H.310是近乎完美的。由于H.310對(duì)終端、網(wǎng)絡(luò)有非常嚴(yán)格的要求，很難以合理的成本實(shí)現(xiàn)，因此市場上這種產(chǎn)品非常少。
　　
　　●主要技術(shù)指標(biāo)的比較
　　
　　表2　視訊系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
　　
　　編碼方式　　　　　　支持的系統(tǒng)　　　圖象格式清楚度　　　　　　　　　　速率范圍
　　----------------------------------------------------------------------------------------
　　H.261　　　　　　　 H.320 H.323　　 CIF QCIF 一般　　　　　　　　　　　64kbps-2Mbps
　　　　　　　　　　　　 H.310(H.320模式)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　----------------------------------------------------------------------------------------
　　H.262　　　　　　　 H.310　　　　　 MPEG-2　高　　　　　　　　　　　　 4Mbps-20Mbps
　　----------------------------------------------------------------------------------------
　　H.263/H.263+/H.263++H.323　　　　　　QCIF　　清楚度較高，支持低速率適配可變速率
　　
　　表3　視訊系統(tǒng)QoS方案
　　
　　多媒體系統(tǒng)　傳輸承載方式　　　QoS機(jī)制
　　
　　H.320　　　　 TDM　　　　　　　　—
　　
　　H.310　　　　 ATM　　　　　　　ATM(Q.2962 Q.2963)
　　
　　H.323　　　　 IP/LAN　　　　　無
　　
　　從目前市場上主要的視訊會(huì)議MCU產(chǎn)品來看，大多數(shù)是支持多協(xié)議的：最常見的是同時(shí)支持H.323和H.320標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。基于H.310的產(chǎn)品非常少，市場上很難見到。當(dāng)前的一些高清楚視訊會(huì)議產(chǎn)品主要屬于非標(biāo)準(zhǔn)或一些標(biāo)準(zhǔn)的超集。編碼方式雖然采用了高清楚度的H.262(MPEG-2)編碼，但在傳輸方式上仍是基于TDM的，清楚度有所提高，占用帶寬也很大。
　　
　　2、大型會(huì)展中心高清楚視訊會(huì)議系統(tǒng)建設(shè)方案
　　
　　采用H.261方式視頻編碼的傳統(tǒng)H.320系統(tǒng)和H.323系統(tǒng)最高只支持2Mbps速率，不能實(shí)現(xiàn)很高的圖像質(zhì)量。考慮到大型會(huì)展中心承擔(dān)重要的國際會(huì)議任務(wù)，可以新建一套支持高質(zhì)量圖像效果的高端視訊會(huì)議系統(tǒng)。高端視訊會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)具有以下技術(shù)特點(diǎn)：
　　
　　(1)高清楚度終端設(shè)置
　　
　　布放于會(huì)展中心主會(huì)場和各個(gè)分會(huì)場。支持H.262(MPEG-2)編解碼，具有高速傳輸接口光傳輸接口或具有多個(gè)2M專線接口。
　　
　　(2)傳輸接入方式
　　
　　光傳輸：利用光纖接入SDH傳輸網(wǎng)，這種接入方式能提供較大的帶寬。
　　
　　N*E1：為每個(gè)會(huì)場開設(shè)多條E1專線(或ATM電路仿真E1)電路，通過N*E1捆綁的方式采用反向復(fù)用實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸。這種方式比較常用，但占用多個(gè)設(shè)備端口和通信線路。
　　
　　(3)MCU設(shè)置
　　
　　支持多種接口，包括多條E1或一條STM-1光接口，應(yīng)與傳統(tǒng)的H.320系統(tǒng)兼容，能夠?qū)崿F(xiàn)H.320的全部功能。MCU還應(yīng)支持T.120數(shù)據(jù)會(huì)議的能力。高清楚視訊終端與MCU之間一般采用專線連接，傳輸產(chǎn)生的延時(shí)很少，因此MCU布放位置的遠(yuǎn)近對(duì)視訊會(huì)議的影響不大。MCU可以設(shè)置在會(huì)展中心本地或電信運(yùn)營商機(jī)房。設(shè)在會(huì)展中心仍可以在電信運(yùn)營商網(wǎng)管中心通過網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，但假如設(shè)在運(yùn)營商機(jī)房運(yùn)行維護(hù)更方便一些；MCU設(shè)在運(yùn)營商機(jī)房，在會(huì)議忙季視訊業(yè)務(wù)對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)壓力很大。對(duì)于經(jīng)常舉辦各類會(huì)議的大型會(huì)展中心，建議MCU設(shè)在會(huì)議中心本地(參見圖1)。
　　　視訊技術(shù)分析與幾種典型實(shí)例應(yīng)用(圖)（圖一）

　　圖1　大型會(huì)展中心清楚度視訊會(huì)議系統(tǒng)方案
　　
　　(4)與視訊業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)
　　
　　會(huì)展中心高清楚視訊會(huì)議MCU可與現(xiàn)有設(shè)在運(yùn)營商機(jī)房的H.320 MCU以H.320方式實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)，以支持更多的用戶，并可實(shí)現(xiàn)一定的容災(zāi)功能，保證視訊會(huì)議應(yīng)用的可靠性。高清楚MCU還可以與全國視訊會(huì)議網(wǎng)絡(luò)以H.320方式相聯(lián)。這樣，分會(huì)場可以設(shè)在全國其它地區(qū)，實(shí)現(xiàn)跨省視訊會(huì)議應(yīng)用。
　　
　　3、多協(xié)議公眾綜合視訊系統(tǒng)方案
　　
　　隨著寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，以及政府、企業(yè)新型化要求的不斷提高，行政會(huì)議、商務(wù)會(huì)談、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程醫(yī)療等需求也將日益迫切。因此，應(yīng)利用公眾視訊平臺(tái)，開展形式多樣的視訊增值業(yè)務(wù)。運(yùn)營商建設(shè)視訊系統(tǒng)，開發(fā)多種增值業(yè)務(wù)。
　　
　　目前視訊會(huì)議MCU產(chǎn)品最常見的是支持H.323/H.320雙協(xié)議的。H.320是目前應(yīng)用最普遍的視訊會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，穩(wěn)定可靠；H.323盡管在視訊會(huì)議應(yīng)用上由一定局限，但它能夠直接支持T.120數(shù)據(jù)會(huì)議，提供交互性很好的數(shù)據(jù)應(yīng)用。H.323/H.320混合系統(tǒng)方案可以使二者互為補(bǔ)充，提供更可靠的服務(wù)(參見圖2)。
　　　視訊技術(shù)分析與幾種典型實(shí)例應(yīng)用(圖)（圖二）

　　圖2　多協(xié)議公眾視訊系統(tǒng)方案
　　
　　(1)視訊會(huì)議終端
　　
　　以H.320方式接入時(shí)可采用專用終端，需要有專線接口。以H323方式接入時(shí)建議采用H.323終端，需要有快速以太網(wǎng)(FE)接口。T.120數(shù)據(jù)會(huì)議(共享白板等應(yīng)用)可以采用帶內(nèi)方式(直接由終端提供)，也可以采用帶外方式，即采用其他設(shè)備(計(jì)算機(jī))接入網(wǎng)絡(luò)。
　　
　　(2)MCU設(shè)置
　　
　　MCU以H.320和H.323兩種方式實(shí)現(xiàn)，并且能夠在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)兩種系統(tǒng)的橋接，使系統(tǒng)能夠同時(shí)以兩種方式實(shí)現(xiàn)。支持專線電路、快速以太網(wǎng)(FE)接口。
　　
　　假如視訊會(huì)議應(yīng)用主要以H.323為主，那么網(wǎng)絡(luò)帶寬、時(shí)延對(duì)視訊會(huì)議應(yīng)用的業(yè)務(wù)質(zhì)量影響很大。MCU設(shè)置于在帶寬較高的骨干層IDC機(jī)房，并采用一定的QOS保障機(jī)制減少時(shí)延。
　　
　　(3)視訊系統(tǒng)接入方案
　　
　　在業(yè)務(wù)提供方式上滿足從低端到高端各類用戶的需求。
　　
　　*在H.320方式下，提供ISDN(2B+D~6B+D)各種速率接入，為重要的大型會(huì)議提供2M數(shù)字專線方式接入。
　　
　　*在H.323方式下，為普通的寬帶IP用戶提供1M以下各種速率接入，主要是采用ADSL接入的用戶。
　　
　　采用H.323方式，為高端用戶提供高速IP專線接入。目前可以選擇的方案有：
　　
　　*利用ATM/FR提供IP專線接入：主要通過為企業(yè)和提供2M方式的IP專線，支持368K～2M速率。
　　
　　*利用LAN專線接入：通過LAN專線接入用戶，為用戶提供更高的帶寬和更好的清楚度。
　　
　　*ADSL專線接入：通過一條ADSL或多條ADSL線路接入，未來可以采用ADSL2/2+實(shí)現(xiàn)更高速率的接入。
　　
　　4、總結(jié)與討論
　　
　　由于高清楚度視訊會(huì)議系統(tǒng)采用高清楚編碼，速率要求在4-8Mbps。一條E1專線不能滿足要求。采用N*E1復(fù)接方式要在每個(gè)分會(huì)場提供(4條以上)2M專線，線路投資很大，另外MPEG-2編碼方式要產(chǎn)生250ms的打包時(shí)延，在主會(huì)場分會(huì)場交互式要求非常高的情況下(畫面頻繁切換)，輕易造成一定時(shí)延。H.323/H.320方式能夠提供一般清楚度，但可以提供很強(qiáng)的交互數(shù)據(jù)應(yīng)用(共享白板等)能力。它采用以太網(wǎng)接入，速率可達(dá)100Mbps，與專線方式相比，以太網(wǎng)能夠以很低成本提供較高的帶寬。另外，高清楚視訊會(huì)議系統(tǒng)不是采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此不同高清楚產(chǎn)品的互通方面存在一定問題。H.323/H.320方式采用的是完全標(biāo)準(zhǔn)的方式，可以靈活地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互聯(lián)互通。而且H.323標(biāo)準(zhǔn)今后將是多媒體通信系統(tǒng)的一個(gè)主導(dǎo)協(xié)議，發(fā)展很快。

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