【摘要】視頻會(huì)議作為電信公網(wǎng)與行業(yè)專網(wǎng)的一項(xiàng)重要業(yè)務(wù)，廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程會(huì)議、多媒體新聞發(fā)布等領(lǐng)域。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和高清視頻技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為多媒體通信的主要網(wǎng)絡(luò)，而且高清視頻會(huì)議系統(tǒng)正隨著高清電視技術(shù)和寬帶通信技術(shù)的發(fā)展的到廣泛應(yīng)用。研究得知，基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能視頻會(huì)議系統(tǒng)通過(guò)IP地址建立數(shù)據(jù)傳輸通道，具有操作簡(jiǎn)便、高清影像、多畫(huà)面會(huì)議等功能，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】IP網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)通信;視頻會(huì)議;設(shè)計(jì)

智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)是指將處于異地的若干個(gè)體或者群體，通過(guò)電信網(wǎng)絡(luò)和視頻設(shè)備，跨地域?qū)崟r(shí)交換動(dòng)態(tài)視頻和語(yǔ)音。隨著高清電視技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及5G通信技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，視頻會(huì)議系統(tǒng)的圖像分辨率越來(lái)越高，會(huì)議的聲音質(zhì)量、圖像清晰度越來(lái)越高，用戶接入手段也更加豐富，使用更加便捷，從專業(yè)的智能化視頻會(huì)議終端到手持移動(dòng)終端，都可以隨時(shí)隨地的加入視頻會(huì)議系統(tǒng)中。鑒于此，本文對(duì)基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

1. 智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

智能化視頻會(huì)議是在電信業(yè)務(wù)在電信公網(wǎng)和行業(yè)專網(wǎng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行推廣和應(yīng)用的一種現(xiàn)代化語(yǔ)音視頻通信技術(shù)。通過(guò)智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)，人們可以進(jìn)行遠(yuǎn)程交流溝通，提高辦公效率的同時(shí)，也極大的降低了交流成本。因此，下文對(duì)智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)理念和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行闡述：

1.1 智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)理念

智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)是一種能把聲音、圖像、文本等多種信息從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方的現(xiàn)代化通信系統(tǒng)。采用視頻會(huì)議的一方，可以使處于異地的若干個(gè)體或者群體，跨越地域限制同一時(shí)間參與到會(huì)議當(dāng)中，在專有通信網(wǎng)絡(luò)中既能聽(tīng)到其他會(huì)場(chǎng)的圖像，具有更加直觀的臨場(chǎng)感，同時(shí)通過(guò)在線的形式發(fā)送電子文檔，通過(guò)共享電子白板、桌面交互等方式討論會(huì)議內(nèi)容，使參與者如在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)會(huì)一樣，從而提高工作效率，降低遠(yuǎn)距離會(huì)議費(fèi)用。此外，智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)和相應(yīng)的協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)一直處于不斷發(fā)展的過(guò)程中，經(jīng)歷了模擬視頻到數(shù)字視頻、電路交換通信到IP分組通信、標(biāo)清圖像到高清圖像、單一業(yè)務(wù)到融合業(yè)務(wù)等過(guò)程。

1.2 H.323協(xié)議

H.323協(xié)議是基于IP網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信協(xié)議。在通信網(wǎng)絡(luò)中，支持多個(gè)虛擬電路連接，即允許多個(gè)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行通信，而且建立通信連接并不意味著立即使用網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸資源。因此，可以擴(kuò)展視頻會(huì)議通信容量，并且支持多畫(huà)面顯示。H.323體系結(jié)構(gòu)主要包括終端、 網(wǎng)關(guān)（GW）、 網(wǎng)守（GK）、多點(diǎn)控制器（MC）、多點(diǎn)處理器（MP）以及多點(diǎn)控制單元（MCU）。終端、網(wǎng)關(guān)和MCU作為視頻會(huì)議系統(tǒng)的端點(diǎn)，具備發(fā)起呼叫和接受呼叫的功能，即在智能化視頻會(huì)議過(guò)程中產(chǎn)生媒體信息流。網(wǎng)守作為視頻會(huì)議通信網(wǎng)絡(luò)的管理單元，管理所有終端、網(wǎng)關(guān)以及MCU。主要是為H.323端點(diǎn)提供地址翻譯和PBN接入控制服務(wù)，提供地址翻譯、帶寬管理、呼叫權(quán)限管理、呼叫接納控制以及網(wǎng)關(guān)定位等服務(wù)。網(wǎng)守可以進(jìn)行呼叫控制，但不能發(fā)起呼叫，具備運(yùn)輸層地址。MC和MP執(zhí)行多點(diǎn)呼叫信息流的處理和控制，是系統(tǒng)的功能實(shí)體，但不具備獨(dú)立的運(yùn)輸層地址，不能發(fā)起呼叫同時(shí)也沒(méi)有可尋址的H.323實(shí)體。

1.3 SIP標(biāo)準(zhǔn)

SIP（Session Initiation Protocol）標(biāo)準(zhǔn)是一種應(yīng)用于智能化視頻會(huì)議語(yǔ)音通話的初始化協(xié)議，具有擴(kuò)展性好、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。主要由用戶代理（User Agent，UA）、SIP服務(wù)器、重定向服務(wù)器（Redirect Server）以及SIP注冊(cè)服務(wù)器（Register Server）四部分組成。用戶代理作為SIP的終端，具備發(fā)起呼叫、接受呼叫并作出響應(yīng)的功能;SIP服務(wù)器作為一個(gè)客戶端，具有數(shù)據(jù)解析能力，對(duì)用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)策略發(fā)送給相應(yīng)的服務(wù)器，并作出相應(yīng);重定向服務(wù)器負(fù)責(zé)規(guī)劃呼叫路徑，獲得呼叫后告訴呼叫方地址信息，然后呼叫方根據(jù)此地址向下發(fā)出申請(qǐng)，同時(shí)重定向服務(wù)器退出該呼叫控制過(guò)程;注冊(cè)服務(wù)器用來(lái)進(jìn)行用戶登錄，在SIP體系結(jié)構(gòu)中所有用戶需要通過(guò)注冊(cè)才能進(jìn)行登陸，而該服務(wù)器將負(fù)責(zé)接收用戶端的注冊(cè)請(qǐng)求以及保存用戶注冊(cè)地址。在視頻會(huì)議通信過(guò)程中，用戶之間的數(shù)據(jù)信息傳輸通常是不同類型的內(nèi)容，包括普通文本信息，數(shù)字音頻、視頻數(shù)據(jù)等，這些不同類型的內(nèi)容需要在基于SIP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中實(shí)現(xiàn)交換。SIP標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)應(yīng)用層的信令控制協(xié)議被廣泛應(yīng)用于多媒體會(huì)議、新聞發(fā)布會(huì)以及IP電話等領(lǐng)域，可以在IP網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建、修改以及中止多方媒體信息傳輸?shù)裙δ堋?/p>

2. 智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動(dòng)下，信息量以及交換頻率越來(lái)越大，傳統(tǒng)的通信工具顯然已經(jīng)無(wú)法滿足時(shí)代發(fā)展的需要。尤其對(duì)于企、事業(yè)單位來(lái)說(shuō)，市場(chǎng)瞬息萬(wàn)變、競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈，作為管理者需要通過(guò)更加便捷、有效的方式商討決策、下達(dá)重要指示。智能視頻會(huì)議系統(tǒng)可以有效地跨越空間的限制，可以讓參與會(huì)議的每一個(gè)人通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行面對(duì)面交流，而且還不影響參與者的日常工作。下面就對(duì)智能化視頻會(huì)議的主要功能進(jìn)行詳細(xì)分析：

2.1 多畫(huà)面會(huì)議功能

智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)擁有多畫(huà)面會(huì)議功能，該功能可以在一路視頻流中顯示兩個(gè)或者以上會(huì)議場(chǎng)景，在線會(huì)議過(guò)程中可以靈活切換不同的畫(huà)面場(chǎng)景，無(wú)論是聲音還是畫(huà)面都高度還原，可以有效提升會(huì)議臨場(chǎng)效果。

2.2 雙流功能

智能化視頻會(huì)議中需要同時(shí)傳送演講人的演講稿和演講人的圖像或者同時(shí)傳送兩路活動(dòng)圖像。在雙流模式下，支持?jǐn)?shù)據(jù)、文檔字幕共享，會(huì)議演講者只需要使用VGA線纜或者DVI/HDMI線纜，將PC連接在視頻會(huì)議終端上，就可以將PC端的演講稿或者PPT文檔在線共享到其他分會(huì)場(chǎng)，而分會(huì)場(chǎng)同樣通過(guò)VGA線纜或者DVI/HDMI線纜連接輸出設(shè)備，同步將演講稿或者PPT文檔通過(guò)投影設(shè)備顯示出來(lái)，此時(shí)主視頻端顯示演講人畫(huà)面，確保視頻會(huì)議的連續(xù)性。

2.3 字幕功能

智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)支持多種數(shù)據(jù)共享，包括：電子文檔、PPT以及白板功能等，支持靜態(tài)及動(dòng)態(tài)中英文字母，方便用戶即時(shí)信息的傳遞，支持字母顏色、背景色、透明度、滾動(dòng)速度可調(diào)。主會(huì)場(chǎng)可現(xiàn)場(chǎng)或者提前編好字幕，會(huì)議中可以通過(guò)滾動(dòng)方式或者其他方式通過(guò)投影儀實(shí)時(shí)顯示。用戶還可以方便向遠(yuǎn)端會(huì)場(chǎng)發(fā)送字幕內(nèi)容，并且提供區(qū)域的自動(dòng)調(diào)整、自適應(yīng)實(shí)景編輯、圖片插入、背景透明、字體適中、多種的字幕滾動(dòng)方式。智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用強(qiáng)大的字幕短信功能，增強(qiáng)了各會(huì)場(chǎng)之間的溝通和交流，更貼近用戶使用。

2.4 會(huì)議召集功能

對(duì)于一些大型會(huì)議，主要是由管理員來(lái)調(diào)度保證，通過(guò)大型管理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)會(huì)議的完全調(diào)度、管理、監(jiān)控和維護(hù)等功能。此外，智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)還具備主叫呼集、匿名會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)預(yù)約、特服號(hào)入會(huì)、Outlook預(yù)約會(huì)議等功能。

3. 基于IP網(wǎng)絡(luò)的會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)為用戶打造智能化視頻會(huì)議解決方案，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：總體架構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)、視頻會(huì)議系統(tǒng)解決方案以及視頻會(huì)議連接方式等，最大限度滿足用戶實(shí)際使用需求。下面就對(duì)基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)分析：

3.1 總體架構(gòu)

基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)采用IP傳輸網(wǎng)絡(luò)，開(kāi)放系統(tǒng)，視頻編碼采用H.323編碼，可以為用戶提供1080P高清視頻圖像。智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)具有完善的連接能力，可以支持H.323和SIP等不同網(wǎng)絡(luò)，可以連接會(huì)議室、桌面等不同的終端設(shè)備，在同樣帶寬下，向用戶提供更加逼真、更清晰、更流暢的畫(huà)面。智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)為用戶提供了最大的靈活性并且操作簡(jiǎn)單，只需簡(jiǎn)單插入，就可以一鍵啟動(dòng)內(nèi)容即時(shí)共享功能。為滿足用戶不同輸入接口需求， 方案配備HDMI及Mini-DP雙輸入接口，搭配以1080P/30幀高分辨率，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的內(nèi)容共享體驗(yàn)。該系統(tǒng)還提供多聲道語(yǔ)音支持，提升視頻會(huì)議的音質(zhì)效果。支持設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)在線管理，用戶可輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程管理、監(jiān)控告警、配置升級(jí)以及診斷?；贗P網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示：

3.2 硬件設(shè)計(jì)

基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方面，主要由視頻會(huì)議終端和多點(diǎn)控制單元（Multi Control Unit，MCU）組成。視頻會(huì)議終端負(fù)責(zé)對(duì)視頻、音頻信號(hào)的采集、編輯、壓縮、解壓縮、顯示、播放等控制操作。采用H.323協(xié)議以及SIP標(biāo)準(zhǔn)，有效兼容主流標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持多路1080P 30fps活動(dòng)圖像，采用新進(jìn)的音頻處理技術(shù)，結(jié)合雙流真彩色的傳輸，滿足用戶對(duì)圖像、聲音以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)榷喾矫嫘枨蟆ＶС殖邥?huì)議帶寬，可實(shí)現(xiàn)1920*1080分辨率數(shù)據(jù)傳輸。低帶寬，高清晰，支持最新H.264 HP編碼標(biāo)準(zhǔn);支持多種麥克風(fēng)接入方式，包括數(shù)字麥克風(fēng)、USB麥克風(fēng)以及模擬麥克風(fēng)三種音頻輸入解決方案，適應(yīng)不同會(huì)議場(chǎng)景，滿足更多音頻需求;內(nèi)置無(wú)線Wi-Fi模塊，實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，布線簡(jiǎn)潔，靈活方便;超高網(wǎng)絡(luò)安全性，支持H.460防火墻穿越技術(shù)，可以有效解決公私網(wǎng)的安全連接。支持H.235，SRTP協(xié)議以及AES-128等加密算法，確保會(huì)議具有較高的安全性全;1080P全高清支持，支持多路（HDMI+DVI-I：HDMI、VGA）高清視頻輸入，2路（HDMI）高清視頻輸出;嵌入式DSP硬件解決方案，高效率，低延時(shí);全開(kāi)放API，支持第三方應(yīng)用的開(kāi)發(fā)，易于客戶二次開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)定制需求;可以選擇內(nèi)置高清MCU功能進(jìn)行擴(kuò)充，最大可支持1+3端高清視頻會(huì)議，可以有效降低設(shè)備成本以及維護(hù)成本，尤其對(duì)于一些中小企業(yè)具有良好的適用性;內(nèi)置VPN，支持內(nèi)置VPN（服務(wù)器端/客戶端），即使沒(méi)有專網(wǎng)也可以享受專網(wǎng)體驗(yàn);此外，還采用紅外傳輸技術(shù)，終端支持串口接收紅外信號(hào)，配合指定型號(hào)攝像機(jī)工作時(shí)，可以通過(guò)透攝像機(jī)來(lái)接收紅外遙控信號(hào)，控制范圍更廣，為視頻會(huì)議提供更多便利;多點(diǎn)控制單元主要負(fù)責(zé)視頻、音頻信號(hào)的切換。支持8路1080P接入，支持雙流、多速率、多協(xié)議適配，支持8路720P/4路1080P多畫(huà)面，每用戶最大8M，最大支持1920*1080全高清分辨率，含多媒體通訊綜合管理軟件;可以兼容其它符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（H.323&SIP）的終端產(chǎn)品，也可與其它H.323協(xié)議的MCU級(jí)聯(lián)，可兼容4CIF （704×576）、HD720P （1280×720）、HD1080P（1920×1080）等不同分辨率接入;專業(yè)的高清音視頻質(zhì)量，支持H.264高清以及1080P的超高清視頻編解碼，支持G.722.1C高清或者超高清音頻編解碼，加上獨(dú)特的智能混音設(shè)計(jì)，給用戶帶來(lái)更加逼真的畫(huà)面和溝通感覺(jué);靈活的組網(wǎng)能力，創(chuàng)新的多流編碼技術(shù)，即對(duì)于同一個(gè)視頻源可以根據(jù)終端編碼出不同速率以及分辨率的碼流，適合不同終端帶寬接入以及移動(dòng)設(shè)備接入系統(tǒng)。優(yōu)良的終端兼容性和支持VoIP融合：嚴(yán)格遵循國(guó)際電聯(lián)H.323標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)良的終端兼容性和支持融合IETF的SIP標(biāo)準(zhǔn)（可混合），多點(diǎn)控制單元與主流的會(huì)議電視終端（Polycom、Tandberg、Ather、LifeSize、SONY、Radvision）具有良好互通性。通過(guò)SIP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)或SIP服務(wù)運(yùn)營(yíng)商，可支持普通電話或手機(jī)加入會(huì)議，使用戶在出差過(guò)程中也可以隨時(shí)加入會(huì)議;突出的網(wǎng)絡(luò)特性和穩(wěn)定性，基于QoS的通訊機(jī)制，為多點(diǎn)會(huì)議突出的網(wǎng)絡(luò)特性、安全性和穩(wěn)定性議提供基礎(chǔ)保障。支持H.235 AES媒體流加密標(biāo)準(zhǔn)，從而保證會(huì)議的安全性。

3.3 視頻會(huì)議系統(tǒng)解決方案

基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)，配備多點(diǎn)控制單元，總部和分支機(jī)構(gòu)的MCU進(jìn)行連接，可以滿足大、中、小會(huì)議室全場(chǎng)景需求。用戶可根據(jù)實(shí)際會(huì)議室大小及布局。智能化視頻會(huì)議設(shè)備具有多樣化特點(diǎn)，用戶可以通過(guò)PC端軟件、手機(jī)端APP、網(wǎng)頁(yè)端便捷地接入會(huì)議，從而滿足用戶頻繁的會(huì)議需求，系統(tǒng)還搭載回聲消除技術(shù)的音頻設(shè)備與光學(xué)變焦攝像機(jī)，為用戶提供優(yōu)質(zhì)、清晰的音視頻會(huì)議體驗(yàn)。此外，支持音頻和視頻編碼轉(zhuǎn)換。每個(gè)用戶都可以享受高級(jí)視頻處理的全部?jī)?yōu)勢(shì)，包括：多分屏模式、速率匹配、文本和畫(huà)面疊加、以及發(fā)言著突出顯示?？梢杂行Ц纳凭W(wǎng)絡(luò)丟包下的視頻質(zhì)量，確保始終提供最好的視頻質(zhì)量，支持音頻/視頻協(xié)議的編碼轉(zhuǎn)換。采用優(yōu)化了的H.264視頻壓縮算法，使得在占用不到1Mbps帶寬的情況下，視頻清晰度就可以達(dá)到高清效果，同時(shí)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀況變化時(shí)，系統(tǒng)還能夠自適應(yīng)調(diào)整，使得會(huì)議綜合質(zhì)量達(dá)到最佳。超強(qiáng)的混協(xié)議、混分辨率和混速能力，支持在同一組會(huì)議中，視頻會(huì)議終端設(shè)備可以采用不同的視頻壓縮編碼協(xié)議、不同的視頻分辨率和不同的帶寬接入會(huì)議。

3.4 視頻會(huì)議的多種接入方式

為提高用戶接入視頻會(huì)議的便捷性，基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)支持多種接入方式和多種框架協(xié)議，適應(yīng)衛(wèi)星傳輸?shù)募夹g(shù)特點(diǎn)，即使在低帶寬的情況下，也能夠提供良好的視頻通話效果。與此同時(shí)，衛(wèi)星地面接受到信號(hào)后，可以直接轉(zhuǎn)換為ISDN、E1等線路，更加快捷的接入多點(diǎn)控制單元中，非常方便地利用線路特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單。支持PSTN以及移動(dòng)電話語(yǔ)音接入，滿足在外人員接入視頻會(huì)議需求管理不需要任何更改，通過(guò)IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)方式，接入企業(yè)的PSTN電話和移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)企事業(yè)單位內(nèi)的任意電話接入，并且有效實(shí)現(xiàn)了視頻、語(yǔ)音的廣泛兼容。

4. 總結(jié)

綜上所述，本文首先對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的多畫(huà)面會(huì)議、雙流功能、字幕功能以及會(huì)議召集功能進(jìn)行分析，然后介紹了基于IP網(wǎng)絡(luò)的智能化視頻會(huì)議系統(tǒng)的總體構(gòu)架、視頻會(huì)議系統(tǒng)解決方案以及視頻會(huì)議的多種接入方式。通過(guò)高清視頻會(huì)議MCU實(shí)現(xiàn)了高清影像、音頻采集、遠(yuǎn)距離傳輸和接受播放等功能。以客戶需求為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)信息化技術(shù)手段，從而滿足人們協(xié)同辦公的溝通需求。

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作者簡(jiǎn)介：王凱，山東安丘人，工程師，研究方向：有線接入網(wǎng)。