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硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)技術(shù)分析

2007/12/25

　　與純軟件的視頻會(huì)議系統(tǒng)相比，基于硬件的視頻會(huì)議系統(tǒng)投入較大，建設(shè)復(fù)雜，靈活性不夠，但對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，如果視頻會(huì)議的高品質(zhì)和穩(wěn)定性至關(guān)重要的話(huà)，硬件的視頻會(huì)議系統(tǒng)仍然是不二的選擇。

　　從視頻會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)體系上看，目前市場(chǎng)成熟的、基于硬件的視頻會(huì)議系統(tǒng)大體上可以分為兩類(lèi)，基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)和基于H.320標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)。H.320是ITU-T較早期的視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn), 該標(biāo)準(zhǔn)完全建立在一系列視頻會(huì)議系統(tǒng)專(zhuān)有的技術(shù)之上，而H.323標(biāo)準(zhǔn)完全建立在通用的、開(kāi)放的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)之上。至從1996年，H.323標(biāo)準(zhǔn)被頒布以來(lái)，越來(lái)越多的廠(chǎng)商推出了符合H.323標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。

　　兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　談到基于硬件的視頻會(huì)議系統(tǒng)，就不得不介紹H.320和H.323這兩種標(biāo)準(zhǔn)。H.320標(biāo)準(zhǔn)制定于1990年，主要針對(duì)基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)，如ISDN、DDN、PCM、VSAT等。由于電路交換網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是面向連接、傳輸速率和時(shí)延穩(wěn)定、時(shí)延小、誤碼率低，所以視頻會(huì)議的質(zhì)量容易得到保證。但是，其缺點(diǎn)也能明顯，其網(wǎng)絡(luò)一般必須進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的永久連接，帶寬利用率低，開(kāi)放性較差，設(shè)置連接不方便。

　　建立H.323標(biāo)準(zhǔn)是為了允許不同廠(chǎng)商的多媒體產(chǎn)品和應(yīng)用能互操作，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了音頻、視頻和數(shù)據(jù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的通信，包括各種獨(dú)立設(shè)備、個(gè)人計(jì)算機(jī)技術(shù)以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)視頻會(huì)議，該標(biāo)準(zhǔn)解決了視頻會(huì)議中呼叫與會(huì)話(huà)控制、多媒體與帶寬管理等問(wèn)題。目前，H.323標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)可以有ADSL、電信專(zhuān)線(xiàn)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等多種選擇。

　　我國(guó)早期建設(shè)的視頻會(huì)議系統(tǒng)大多基于H.320標(biāo)準(zhǔn)，近幾年受到IP網(wǎng)絡(luò)普及的影響，特別是隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性不斷提高，基于IP網(wǎng)絡(luò)的H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)發(fā)展很快。但是，考慮到兼容性和互通性，主流廠(chǎng)商的視頻會(huì)議系統(tǒng)一般都支持H.320和H323兩種模式，以保護(hù)用戶(hù)的投資。目前，隨著計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的提高和網(wǎng)絡(luò)帶寬的不斷改善，基于MPEG-4視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)的純軟件視頻會(huì)議系統(tǒng)正在趨于成熟，在中小企業(yè)，特別是對(duì)視頻會(huì)議品質(zhì)要求不高的用戶(hù)中備受青睞。

　　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　視頻會(huì)議系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)隨與會(huì)者參加方式的不同有所不同，從整體上看，有兩種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)會(huì)議組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

　　1．點(diǎn)對(duì)點(diǎn)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)只涉及到兩個(gè)會(huì)議終端系統(tǒng)，其組網(wǎng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，不需要MCU。

　　2．多點(diǎn)會(huì)議組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　在多個(gè)會(huì)議場(chǎng)點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)會(huì)議時(shí)，必須設(shè)置一臺(tái)或多臺(tái)MCU。多點(diǎn)會(huì)議組網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，根據(jù)MCU數(shù)目可分為兩類(lèi)：?jiǎn)蜯CU方式和多MCU方式。而多MCU方式一般又可分為兩種：星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)和樹(shù)型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

　　在會(huì)議場(chǎng)點(diǎn)數(shù)目不多且地域分布比較集中時(shí)，可采用單MCU方式，由單個(gè)MCU連接的多點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)的會(huì)議控制模式常常是聲控模式和發(fā)言者控制模式。

　　多MCU連接的星型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其中VCT是視頻會(huì)議終端VideoConference Terminal的縮寫(xiě)。這種星型結(jié)構(gòu)對(duì)會(huì)議終端系統(tǒng)要求較低，增加新會(huì)議場(chǎng)點(diǎn)時(shí)易擴(kuò)展。由于該組網(wǎng)方式的會(huì)議場(chǎng)點(diǎn)數(shù)目較多，其會(huì)議控制模式宜采用主席控制模式。

　　多MCU連接的樹(shù)型組網(wǎng)結(jié)構(gòu)最適宜于布署在各會(huì)議場(chǎng)點(diǎn)地域上很分散的情況，可利用ISDN、B-ISDN或長(zhǎng)途數(shù)字傳輸網(wǎng)(DDN)等通信網(wǎng)絡(luò)。這種樹(shù)型結(jié)構(gòu)覆蓋的地域很廣，也可以進(jìn)行國(guó)際間視頻會(huì)議，不僅易于擴(kuò)充，而且更易于管理。適于這種結(jié)構(gòu)的會(huì)議控制模式是聲控模式和主席控制模式。

　　要注意的是，H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)的MCU組網(wǎng)和H.320的有些不同，H.323中MCU只是邏輯意義上的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它們之間沒(méi)有固定連接。在比較復(fù)雜的H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)中，還有一個(gè)部件即網(wǎng)守, 它的功能是為H.323節(jié)點(diǎn)提供呼叫控制服務(wù)，借助它可以組建非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。在有網(wǎng)守的視頻會(huì)議系統(tǒng)中，網(wǎng)守負(fù)責(zé)的區(qū)域內(nèi)的所有H.323節(jié)點(diǎn)必須在網(wǎng)守上登記注冊(cè)。多個(gè)網(wǎng)守可組成網(wǎng)狀機(jī)構(gòu)和主從結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中每一個(gè)網(wǎng)守地位平等，分別管理所連接MCU的地址解析、區(qū)域管理，主從結(jié)構(gòu)的可以有一個(gè)網(wǎng)守和多個(gè)域網(wǎng)守組成數(shù)型結(jié)構(gòu)，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)容。

　　帶寬是視頻會(huì)議系統(tǒng)組網(wǎng)的主要考慮因素，特別是在星系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。如果一個(gè)MCU有5個(gè)終端，如果每一個(gè)終端使用128kbps的帶寬，在這個(gè)MCU處就至少需要640kbps的帶寬。視頻會(huì)議的帶寬由四部分內(nèi)容占用：圖像、聲音、數(shù)據(jù)和信令。通常數(shù)據(jù)和信令占用的帶寬比較小，聲音大約需要64K。視頻占用帶寬最大，變化也最大，而且會(huì)因?yàn)閳D像的運(yùn)動(dòng)量的多少而變化。一般在終端和MCU的連接可以選用ISDN、ADSL等網(wǎng)絡(luò)，但是在MCU之間往往需要選擇帶寬更為富裕的網(wǎng)絡(luò)，甚至租用專(zhuān)網(wǎng)。

　　QoS是關(guān)鍵

　　視頻會(huì)議對(duì)實(shí)時(shí)性要求高，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時(shí)、抖動(dòng)很敏感，要保證會(huì)議質(zhì)量必須提供QoS保證。而基于H.320標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)行在電路交換網(wǎng)絡(luò)上，采用DDN、衛(wèi)星電路、ISDN、ATM等時(shí)延小，而且是固定的電路，QoS不是問(wèn)題。而隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性不斷得到提高，基于IP網(wǎng)絡(luò)的H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)在這幾年發(fā)展非常迅速。但是，基于IP網(wǎng)絡(luò)的QoS保證先天不足，網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)、包序混亂、網(wǎng)絡(luò)擁塞等問(wèn)題都會(huì)影響視頻會(huì)議系統(tǒng)的順利進(jìn)行。在視頻會(huì)議系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中可以從網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和視頻會(huì)議系統(tǒng)兩個(gè)層面采取一些措施來(lái)解決QoS問(wèn)題。

　　QoS問(wèn)題說(shuō)到底還是網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制問(wèn)題，如果有足夠的帶寬保證，QoS自然不是問(wèn)題。但是帶寬與成本是直接相關(guān)的。這里主要關(guān)注的是，如何在保證視頻會(huì)議系統(tǒng)正常舉行的情況下，降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。

　　首先，H.323標(biāo)準(zhǔn)本身提供了QoS機(jī)制。H.323采用了UDP/IP、RTP、RTCP以及RSVP等協(xié)議。H.323的網(wǎng)守可以提供流量控制、帶寬控制等功能。還可以使用定向路由將H.323數(shù)據(jù)路由到有QoS保證的專(zhuān)網(wǎng)，以充分利用專(zhuān)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)。

　　其次，可以利用MPLS VPN建立企業(yè)寬帶專(zhuān)網(wǎng)來(lái)承載視頻會(huì)議系統(tǒng)。具備MPLS能力的VPN是無(wú)連接的IP網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)具備與幀中繼及多級(jí)別IP業(yè)務(wù)的保密性，使得MPLS的VPN的運(yùn)營(yíng)更有效，服務(wù)提供商可以提供更廉價(jià)的可管理的IP業(yè)務(wù)。

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