視訊技術分析與幾種典型實例應用(圖)

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　　1、視訊會議系統技術概述
　　

　　視訊業務是寬帶多媒體網絡最重要的業務之一。視訊業務可以分成兩大類：一類是面向專業應用的視訊會議類業務，除了提供異地分會場之間會議電視業務外，還能提供包括遠程教學、遠程醫療等專業應用。另一種是以面向大眾應用的多媒體視訊業務，例如視頻點播(VOD)、網上視頻廣播、在線視頻轉播等業務。
　　
　　視頻會議系統主要由終端設備、多點控制單元(MCU)和傳輸承載網絡在內的通信網絡組成。視訊會議系統產品(終端、MCU)依據的主要標準是ITU-T H.3XX系列建議。此外，還包括T.120系列數據會議標準，用于會議過程中實時的文件傳輸、共享白板等數據應用。
　　
　　表1　視訊系統相關標準
　　
　　ITU-T建議　　　　　　　　建議內容
　　
　　ITU-TH.320　　　　　　　 窄帶可視電話系統和終端(N-ISDN)
　　
　　ITU-TH.324　　　　　　　 底比特率多媒體通信系統(PSTN)
　　
　　ITU-TH.323　　　　　　　 基于分組網絡的多媒體通信系統
　　
　　ITU-TH.322　　　　　　　 提供保證業務質量的局域網多媒體通信系統
　　
　　ITU-TH.321　　　　　　　 B-ISDN下H.320終端設備的適配
　　
　　ITU-TH.310　　　　　　　 寬帶多媒體通信系統和終端(ATM/B-ISDN)
　　
　　H.320、H.323、H.310是目前視訊會議系統最主要的標準。下面對這三個標準進行簡要對比。
　　
　　H.320系統是目前應用最普遍的視訊會議系統，性能穩定可靠，長期以來占據著視頻會議系統的主導地位。能夠在傳統的TDM網絡上提供較好的會議業務能力。
　　
　　H.323系統包括H.323終端、多點控制單元MCU、網守GK、網關GW組成，MCU實現會議控制，GK處理呼叫和路由，網關實現與其它非H.323終端設備(H.320/H.324/H.310)的互通。H.323最初是在LAN上實現多媒體通信的標準，近幾年隨著IP等分組網絡技術的廣泛應用得到了較大的發展，特別是它已經成為當前IP電話的一個主要標準。H.323實現在不保證業務質量的IP網絡中，受網絡的帶寬、時延等因素的影響比較大，目前H.323視訊會議最好的應用方式是在寬帶LAN上實現。但其實現簡單，應用靈活，除了支持專業終端還可以將PC機作為終端使用。H.323系統的最大特點是直接支持T.120數據會議功能，可以在傳輸視頻/音頻信號的同時，輕松地實現共享白板、文件傳送等數據應用。
　　
　　H.310可以看作是對H320的B-ISDN擴展，H.310系統完全能夠以H.320模式工作。此外，H.310采用了更多的先進技術，例如支持高清晰度應用的H.262(MPEG-2)視頻編碼，ATM通信及QoS保障機制。單從技術上看，H.310是近乎完美的。由于H.310對終端、網絡有非常嚴格的要求，很難以合理的成本實現，因此市場上這種產品非常少。
　　
　　●主要技術指標的比較
　　
　　表2　視訊系統技術指標
　　
　　編碼方式　　　　　　|支持的系統　　　 |圖象格式|清晰度　　　　　　　　　　 |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　　| 清晰度較高，支持低速率適配|可變速率
　　
　　表3　視訊系統QoS方案
　　
　　多媒體系統　 傳輸承載方式　　　QoS機制
　　
　　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議MCU產品來看，大多數是支持多協議的：最常見的是同時支持H.323和H.320標準的產品�；�于H.310的產品非常少，市場上很難見到。當前的一些高清晰視訊會議產品主要屬于非標準或一些標準的超集。編碼方式雖然采用了高清晰度的H.262(MPEG-2)編碼，但在傳輸方式上仍是基于TDM的，清晰度有所提高，占用帶寬也很大。
　　
　　2、大型會展中心高清晰視訊會議系統建設方案
　　
　　采用H.261方式視頻編碼的傳統H.320系統和H.323系統最高只支持2Mbps速率，不能實現很高的圖像質量�？紤]到大型會展中心承擔重要的國際會議任務，可以新建一套支持高質量圖像效果的高端視訊會議系統。高端視訊會議系統應具有以下技術特點：
　　
　　(1)高清晰度終端設置
　　
　　布放于會展中心主會場和各個分會場。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，這種接入方式能提供較大的帶寬。
　　
　　N*E1：為每個會場開設多條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用實現寬帶傳輸。這種方式比較常用，但占用多個設備端口和通信線路。
　　
　　(3)MCU設置
　　
　　支持多種接口，包括多條E1或一條STM-1光接口，應與傳統的H.320系統兼容，能夠實現H.320的全部功能。MCU還應支持T.120數據會議的能力。高清晰視訊終端與MCU之間一般采用專線連接，傳輸產生的延時很少，因此MCU布放位置的遠近對視訊會議的影響不大。MCU可以設置在會展中心本地或電信運營商機房。設在會展中心仍可以在電信運營商網管中心通過網管系統進行遠程監控，但如果設在運營商機房運行維護更方便一些；MCU設在運營商機房，在會議忙季視訊業務對傳輸網絡壓力很大。對于經常舉辦各類會議的大型會展中心，建議MCU設在會議中心本地(參見圖1)。
　　　
　　圖1　大型會展中心清晰度視訊會議系統方案
　　
　　(4)與視訊業務網絡的互聯
　　
　　會展中心高清晰視訊會議MCU可與現有設在運營商機房的H.320 MCU以H.320方式實現級聯，以支持更多的用戶，并可實現一定的容災功能，保證視訊會議應用的可靠性。高清晰MCU還可以與全國視訊會議網絡以H.320方式相聯。這樣，分會場可以設在全國其它地區，實現跨省視訊會議應用。
　　
　　3、多協議公眾綜合視訊系統方案
　　
　　隨著寬帶業務的發展，以及政府、企業新型化要求的不斷提高，行政會議、商務會談、遠程教學、遠程監控、遠程醫療等需求也將日益迫切。因此，應利用公眾視訊平臺，開展形式多樣的視訊增值業務。運營商建設視訊系統，開發多種增值業務。
　　
　　目前視訊會議MCU產品最常見的是支持H.323/H.320雙協議的。H.320是目前應用最普遍的視訊會議標準，穩定可靠；H.323盡管在視訊會議應用上由一定局限，但它能夠直接支持T.120數據會議，提供交互性很好的數據應用。H.323/H.320混合系統方案可以使二者互為補充，提供更可靠的服務(參見圖2)。
　　　
　　圖2　多協議公眾視訊系統方案
　　
　　(1)視訊會議終端
　　
　　以H.320方式接入時可采用專用終端，需要有專線接口。以H323方式接入時建議采用H.323終端，需要有快速以太網(FE)接口。T.120數據會議(共享白板等應用)可以采用帶內方式(直接由終端提供)，也可以采用帶外方式，即采用其他設備(計算機)接入網絡。
　　
　　(2)MCU設置
　　
　　MCU以H.320和H.323兩種方式實現，并且能夠在內部實現兩種系統的橋接，使系統能夠同時以兩種方式實現。支持專線電路、快速以太網(FE)接口。
　　
　　如果視訊會議應用主要以H.323為主，那么網絡帶寬、時延對視訊會議應用的業務質量影響很大。MCU設置于在帶寬較高的骨干層IDC機房，并采用一定的QOS保障機制減少時延。
　　
　　(3)視訊系統接入方案
　　
　　在業務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，為重要的大型會議提供2M數字專線方式接入。
　　
　　*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晰度。
　　
　　*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+實現更高速率的接入。
　　
　　4、總結與討論
　　
　　由于高清晰度視訊會議系統采用高清晰編碼，速率要求在4-8Mbps。一條E1專線不能滿足要求。采用N*E1復接方式要在每個分會場提供(4條以上)2M專線，線路投資很大，另外MPEG-2編碼方式要產生250ms的打包時延，在主會場分會場交互式要求非常高的情況下(畫面頻繁切換)，容易造成一定時延。H.323/H.320方式能夠提供一般清晰度，但可以提供很強的交互數據應用(共享白板等)能力。它采用以太網接入，速率可達100Mbps，與專線方式相比，以太網能夠以很低成本提供較高的帶寬。另外，高清晰視訊會議系統不是采用行業標準，因此不同高清晰產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準的方式，可以靈活地實現設備的互聯互通。而且H.323標準今后將是多媒體通信系統的一個主導協議，發展很快。

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