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視訊技術(shù)分析與幾種典型應(yīng)用
  • 企業(yè):控制網(wǎng)     領(lǐng)域:運(yùn)動控制與伺服系統(tǒng)    
  • 點(diǎn)擊數(shù):1487     發(fā)布時間:2005-11-21 09:00:48
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視訊系統(tǒng)是廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程會議、遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的多媒體通信技術(shù)。文中對視訊系統(tǒng)技術(shù)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較分析,重點(diǎn)介紹了大型會展中心、多協(xié)議公眾視訊兩種重要的應(yīng)用方案。



    1、視訊會議系統(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)用的視訊會議類業(yè)務(wù),除了提供異地分會場之間會議電視業(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)會議標(biāo)準(zhǔn),用于會議過程中實(shí)時的文件傳輸、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)


    H.320、H.323、H.310是目前視訊會議系統(tǒng)最主要的標(biāo)準(zhǔn)。下面對這三個標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡要對比。

    H.320系統(tǒng)是目前應(yīng)用最普遍的視訊會議系統(tǒng),性能穩(wěn)定可靠,長期以來占據(jù)著視頻會議系統(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,特別是它已經(jīng)成為當(dāng)前IP電話的一個主要標(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、時延等因素的影響比較大,目前H.323視訊會議最好的應(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)會議功能,可以在傳輸視頻/音頻信號的同時,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),例如支持高清晰度應(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)

 

    支持的QoS方式

表3 視訊系統(tǒng)QoS方案

 

    從目前市場上主要的視訊會議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)前的一些高清晰視訊會議產(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(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。考慮到大型會展中心承擔(dān)重要的國際會議任務(wù),可以新建一套支持高質(zhì)量圖像效果的高端視訊會議系統(tǒng)。高端視訊會議系統(tǒng)應(yīng)具有以下技術(shù)特點(diǎn):

    (1) 高清晰度終端設(shè)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(wǎng),這種接入方式能提供較大的帶寬。

    N*E1:為每個會場開設(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(chǎn)生的延時很少,因此MCU布放位置的遠(yuǎn)近對視訊會議的影響不大。MCU可以設(shè)置在會展中心本地或電信運(yùn)營商機(jī)房。設(shè)在會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,但如果設(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,在會議忙季視訊業(yè)務(wù)對傳輸網(wǎng)絡(luò)壓力很大。對于經(jīng)常舉辦各類會議的大型會展中心,建議MCU設(shè)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(tǒng)方案

    (4) 與視訊業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)

    會展中心高清晰視訊會議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,保證視訊會議應(yīng)用的可靠性。高清晰MCU還可以與全國視訊會議網(wǎng)絡(luò)以H.320方式相聯(lián)。這樣,分會場可以設(shè)在全國其它地區(qū),實(shí)現(xiàn)跨省視訊會議應(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,行政會議、商務(wù)會談、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,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)用最普遍的視訊會議標(biāo)準(zhǔn),穩(wěn)定可靠;H.323盡管在視訊會議應(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)。



圖2 多協(xié)議公眾視訊系統(tǒng)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(wǎng)(FE)接口。T.120數(shù)據(jù)會議(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)能夠同時以兩種方式實(shí)現(xiàn)。支持專線電路、快速以太網(wǎng)(FE)接口。

    如果視訊會議應(yīng)用主要以H.323為主,那么網(wǎng)絡(luò)帶寬、時延對視訊會議應(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(shí)現(xiàn)更高速率的接入。 

    4、總結(jié)與討論

    由于高清晰度視訊會議系統(tǒng)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(fù)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(chǎn)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(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,高清晰視訊會議系統(tǒng)不是采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),因此不同高清晰產(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)的一個主導(dǎo)協(xié)議,發(fā)展很快。

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