发信人: wuxiao110()
整理人: tango_gg(2001-04-03 17:42:41), 站内信件
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视频通信概述
随着全球信息化时代的到来,人们了解事物、交换信息的途径已经从纸、笔、书 本、话音等发展到通过声光电信号等各种方式更准确、更快捷、更丰富地表达出 来。在需求的推动下,多媒体计算机技术与通信技术相结合,逐渐发展成为一种 新的边缘技术——多媒体通信技术。如果说19世纪是电报的时代,20世纪是电话 的时代,那么,即将到来的21世纪将是多媒体通信的时代。
视听多媒体通信业务主要包括以下几种类型:
多媒体会话型业务,如会议电视、可视电话、远程教育、远程医疗等;
多媒体检索型业务,如多媒体数据库查询、视频点播(VOD);
多媒体分配型业务,如音频视频广播等;
多媒体电子信函型业务。
其中,会议电视作为多媒体会话型通信业务的典型,已在社会性的信息交流中发 挥了巨
大的沟通作用。它能为用户提供直接、全面的沟通交流,并能节约时间、降低成 本、提高生产率。
巨大的市场需求推动了技术的发展,在研究各会议电视系统的基础上,国际电信 联盟(ITU-T)形成了视听多媒体通信系统国际标准一系列建议,其发展主要经历 了模拟会议电视
、数字会议电视和国际统一标准的数字会议电视三个阶段。尤其是90年代中期以 来,计算机互连网的飞速发展对电信业产生了巨大而深刻的影响,基于包交换网 络(PBN, Packet Based Networks)的多媒体通信系统逐渐成为研究人员和电信、 网络及计算机厂商关注的焦点之一。Internet工程任务组(IETF)也开发出实时传 输协议(RTP)、资源预留协议(RSVP )等与ITU-T的H.323建议配合,以保证在IP网 络上传送实时音频视频流。
ITU-T制定的H.32x多媒体通信系列标准建议族使得在现有通信网络上进行视频会 议成为可能,其中主要的标准有:
ITU-T H.320:在窄带可视电话系统和终端(N-ISDN) 上进行多媒体通信的标准 ;
ITU-T H.321:在B-ISDN上进行多媒体通信的标准;
ITU-T H.322:在有QoS保证的LAN上进行多媒体通信的标准;
ITU-T H.323:在无QoS保证的PBN上进行多媒体通信系统标准;
ITU-T H.324:在低比特率通信终端(PSTN和无线网络)上进行多媒体通信的标准 。
上述每个框架性H.32x系列标准又都包括了其相应的视频、音频、通信协议、复用 / 同步等的H.200系列标准,其数据通信协议采用ITU-T第8组制定的T.120系列标 准。
在上述的标准中,H.323标准定义的分组网络(Packet Networks) 主宰了当今的桌 面网络系统,包括基于TCP/IP、IPX分组交换的以太网、快速以太网、令牌网、F DDI技术。因此,H.323标准为网络上的多媒体通信应用提供技术基础和保障,H. 323应用正成为市场的主流,主要表现在:
H.323为现有的分组网络PBN(如IP网络)提供多媒体通信标准,若和其它的IP技术 如IETF的资源预留协议RSVP相结合,就可实现IP网络的多媒体通信。
基于IP的LAN正变得越来越强大,如IP Over SDH/SONET、IP Over ATM技术正快速 发展以及LAN带宽正在不断提高。
由于能提供设备与设备、应用与应用、供应商与供应商之间的互操作能力,因此 ,H.323能够保证所有H.323兼容设备的互操作性。
更高速率的处理器、日益增强的图形器件和强大的多媒体加速芯片使得PC成为一 个越来越强大的多媒体平台。
H.323可提供PBN与别的网络之间进行多媒体通信的互连互通标准。
许多计算机、网络通信公司,如Intel、Microsoft和Netscape都支持H.323标准。
H.323是于1996年3月27日到6月7日,ITU-T第15组在日内瓦会议上正式提出的, 最初是叫作"工作于不保证业务质量的LAN上的多媒体通信终端系统"。1997年底通 过了H.323 V2,改名为"基于包交换网络的多媒体通信终端系统"。1998年2月正式 通过时又去掉了版本2的 "V2"称呼,就叫作H.323。1999年5月ITU-T又提出了H. 323的第三个版本。
H.323为基于网络的通信系统定义了四个主要的组件:终端(Terminal)、网关(Ga teway)、网闸(Gatekeeper)、多点控制单元(Multipoint Control Unit)。
终端:这是PBN中能提供实时、双向通信的节点设备。所有的终端都必须支持语音 通信,视频和数据通信能力是可选的。H.323规定了不同的音频、视频或数据终端 协同工作所需的操作模式。它将是下一代Internet电话、音频会议终端和视频会 议技术的主要标准。 所有的H.323终端也必须支持H.245标准,H.245标准用于控 制信道使用情况和信道性能。在H.323终端中的其它可选组件是图像编解码器、T .120数据会议协议以及MCU功能。
网关:这是H.323会议系统的一个可选件。网关能提供很多服务,其中包含 H.32 3会议节点设备与其他ITU标准相兼容的终端之间的转换功能。这种功能包括传输 格式(如H.225.0到H.221)和通信规程的转换(如H.245到H.242)。另外,在PBN端和 电路交换网络SCN端之间,网关还执行语音和图像编解码器转换工作,以及呼叫建 立和拆除工作。终端使用H.245和H.225.0协议与网关进行通信。采用适当的解码 器,H.323网关可支持符合H.310、H.321、H.322以及V.70标准的终端。
网闸:这是H.323系统的一个可选组件,其功能是向H.323节点提供呼叫控制服务 。当系统中存在H.323 Gatekeeper时,其必须提供以下四种服务:地址翻译、带 宽控制、许可控制与区管理功能。带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫管 理等为可选功能。一个H.323通信域可以有多个Gateways,但只能有一个Gatekee per进行地址转换和管理工作。
多点控制单元:MCU支持三个以上节点设备的会议,点到点的通信无需它们介入。 在H.323系统中,一个MCU由一个多点控制器MC 和几个多点处理器MP组成,但也可 以不包含MP。MC处理终端间的H.245控制信息,从而决定它对视频和音频的通常处 理能力。在必要的情况下,MC还可以通过判断哪些视频流和音频流需要多点广播 来控制会议资源。MC并不直接处理任何媒体信息流,而将它留给MP来处理。MP对 音频、视频或数据信息进行混合、切换和处理。MC和MP可能存在于一台专用设备 中或作为其它的H.323组件的一部分。
下图概要地描述了H.323系统的组件及其终端之间的互操作。
H.323标准描述了用于包交换网络的多媒体通信系统及其组成单元,规定了各单元 间通信的过程,但不包括包交换网络本身的内容。由于多媒体通信的特点是要求 实时性高、低的传输抖动和足够的带宽,因此从传输带宽、传输时延、多点通信 、媒体流同步、可靠性、安全性等各方面对IP网络提出了更高的组网要求。实时 业务对抖动和时延要求严格,传统的包交换网络难以胜任实时音频、视频信号的 传送,无法保证其业务质量。
随着IP网上多媒体通信业务需求的日益增加,为配合H.323终端的使用,可以采用 以下几个协议标准来保证实时音频视频流的传输:
UDP:在有多个视频流和音频流的多媒体通信系统中,用基于UDP传输的IP多点广 播和由IETF实时传输协议RTP处理视频和音频信息。每个UDP包均加上一个包含时 标和序号的报头。若接收端配以适当的缓冲,那么它就可以利用时标和序号信息 "复原、再生"数据包、记录失序包、同步语音、图像和数据以及改善连接重放效 果。
RTP/RTCP:实时传输协议/实时传输控制协议。RTP工作于IP多点广播的顶层,用 于处理IP网上的视频和音频流。RTCP监视服务质量以及网上传送信息,并定期将 包含服务质量信息的控制信息包分发给所有通信节点,提供端到端的实时数据流 传输业务。由于H.323基于RTP/RTCP,因此它可在Internet多点广播骨干网IMB或 具有多点广播能力的Internet虚拟网上运行,并支持音频、视频和数据多媒体通 信。
RSVP:资源预留协议。在现有IP网络上为实时性话音和视频业务保留必须的带宽 , 并设置队列管理方法。虽然RSVP不是H.323标准的正式组成部分,但大多数H. 323产品都必须支持它,因为带宽的预留对IP网络上多媒体通信的成功至关重要。 此协议安装在网络节点(终端、路由器、交换器等)中,当终端需要在一条路径上 传输实时业务时,它向目的地发送一条消息,该消息向路径上所有节点申请预留 一定带宽,消息中还包括数据流的平均速率、突发数据包长度等信息,以确保端 到端的传输带宽,保证实时业务的质量。
结合IP和以上协议,H.323系统的协议栈如下图所示(*为必选件):
多媒体通信反映了通信向高层次发展的一种趋势,它将彻底改变传统通信系统单 一媒体、单一电信业务的格局。虽然目前对未来信息高速公路的基础究竟是IP还 是ATM仍存在着较大争论,但无疑未来通信骨干网络将采用包交换的传输方式。发 展包交换网络上的多媒体通信系统,包括以会议电视系统为主的多媒体通信业务 将是信息高速公路的主体通信业务,也是未来通信发展的方向,而基于IP网络进 行多媒体通信已是势在必行。廉价而功能日益强大的计算机型H.323 V2终端必将 淘汰价格昂贵的H.320终端。鉴于这种情况,世界上著名的计算机、网络通信设备 、视频会议系统生产商纷纷将多媒体通信终端/系统的发展重点定位于基于IP网络 的H.323终端/系统。相信基于IP的H.323多媒体通信终端/系统将也在我国大放异 彩,并将在我国的“国家信息基础设施NII”中扮演极其重要的角色。
中国工商银行总行多媒体办公网络系统
中国工商银行总行新办公大楼多媒体办公网络系统,通过采用当今最先进的计算 机网络和多媒体处理技术,为工总行近百位领导正确快速的决策提供了各种方便 、灵活和快捷的辅助手段,从而大大提高了办公的效率。系统建成后,工总行的 领导只需在办公室多媒体电脑旁,就可以一边召开电视会 议、一边观看影像资料 ,同时还可以在Internet/Intranet上查询到各种相关金融业务信息。
电视会议系统在工总行多媒体办公网络系统中所涉及到的设备有:
一 、 桌面电视会 议系统
PictureTel 的 桌面系统Live50,又称PCS50,适合个人使用,直接放到桌面。该 系统通过在PC上加两块插卡,PCS50电视会议卡和MGA显示卡,再加上用于 ATM通 信的ATM网卡,就可以实现带宽为384K的电视会议了。
二、专业电视会议系统
Venue 2000配备了专业的摄像头和话机 ,可以配置大屏幕的电视机 作为视频输 出,还支持外接GroupShare、GroupBoard、GroupView等电视会议辅助设备, 专 业的电视会议视频和音频效果特别适合会议室使用。支持支持H.320、H.261、 G .711等电视会议标准, 性能指标为FCIF( 352×288),30fps(每秒30帧)。作为电 视会 议会议室专用设备,Venue 2000一般放在会议室,供多人开会使用。
三、电视会议多点控制单元
通过ATM网络和会议多点控制单元,不但总行局域网中领导用户之间可以开多点或 点对点电视会 议,也可以与远程电视会 议用户开多点或点对点电视会议。
在本系统中,为了保证系统的长期生命力和可扩充性,工总行多媒体网络系统的 电视会议多点控制单元选用了Montage 570。
四、电视会议网关
电视会议网关是MCU与ATM网络互联的通信设备,工总行多媒体网络系统采用的FV C公司的V-Gate。它只有三个网络接口:一个25M ATM接口和一个T1 PRI接口,另 有一个T1 PRI接口为可选项。通过25M ATM接口与FVC ATM Switch互联,通过T1 PRI与MCU 直接互 联。
五、ATM桌面接入交换机
VSW2020、VSW2000是FVC公司推出的特别适合多媒体应用的ATM桌面接入交换机 。 它们通过155M光纤接入主干,通过25M ATM UTP与桌面电视会议系统和其他多媒体 设备相连。
产品篇
PictureTel
PictureTel公司的视像合作解决方案集视频、音频和数据为一体,实现以电视会 议为手段的跨地域协同工作,可提供H.320、H.323两大标准的全面会议电视方案 ,并实现两者的互通。PictureTel的主要产品包括Concorde 4500、Venue 2000集 团会议电视系统;SwiftSite便携式会议电视系统以及Live桌面会议电视系统,并 提供了LAN/Intranet会议电视方案和全面的外围设备产品。
根据用户对于成本控制的需求,PictureTel推出了视频协作方案,该方案集成了 语音、数据、视频交互实时传递的完全解决方案,消除了企业运营管理中不必要 的中间环节,使企业能够以最快的速度和最有效的方式完成跨地域的信息交流, 使位于不同地点的人们可以通过视频协作网络协同工作,提高了企业的运营效率 。
PictureTel的H.320会议电视系统,不仅全面支持H.261编码,也支持最新的H.26 3标准视频,以实现最佳的图像传输。尽管 H.320提供了在拨号速率下适当的图像 质量,但仍可使用专有的算法大幅度地改善图像质量,SG4即是PictureTel的专有 视频算法,SG4通过已取得专利的锥形变换对误差帧进行编码,消除了马赛克效应 。 SG4还使用取得专利的背景预测技术极大地提高了主观视频效果。
PictureTel的 PictureTel Plus图像增强算法,包含了一套噪声抑制和动态范围 均衡算法,补偿了由于会议室光线不理想等原因造成的视频信号恶化。使用Pict ureTel Plus就可能在办公室或会议室正常的光线条件下获得高质量的电视会议。 这样就使对会议室的光线或其它要求降为最小。
在PictureTel的会议电视系统中用于音频和视频传输的主要信号处理算法可以分 成以下三类:
专有的信号压缩和编码: SG4用于视频信号,而PT724、PT716用于音频信号。它 们改善了使用H.320 ITU标准所获得的视频和音频质量;
信号增强:PictureTel Plus用于视频信号,而IDEC、 AGC、 NS和PowerMic用于 音频信号。这些算法与编码算法无关,所以在基于标准的或专有的编码算法中, 都可以用它们增强所有电视会议呼叫的质量;
声音定位技术:手动控制的摄像机被具有声音定位功能的电动摄像机所代替。具 有自动语音定位技术的摄像机的出现,使电视会议向自然流畅迈进了一大步。
VTEL
VTEL公司的SmartVideoconferencing多媒体智能会议电视系统以开放式PC平台为 基础,可以满足所有的企业用户及个人对会议电视的不同需求。VTEL提供的主要 产品包括各种会议室系统、远程医疗系统、桌面会议电视系统和多点会议服务器 。
采用基于包传输(HDLC)的技术,根据ITU H.323标准,VTEL正在全力发展其基于 IP网络传输数字视频通信的解决方案。
VTEL基于IP的数字视频通信方案包括会议电视系统,网关(Gateway)多点会议服务 器(MCS/IP)及其服务咨询的业务。其WG500,SmartStation智能桌面会议电视系统 和VTEL的全线产品ESA平台都支持H.323。而LC5000、TC2000、TC1000、WG500和S ST会议系统都可通过软件升级使其具备H.323功能和兼容性。此外,运行在H.320 或H.323模下的系统,选择一种呼叫,就可完成H.320到H.323的无缝转移。VTEL为 用户提供的是一个整方案,包括VTEL多点会议服务器(与VideoServer合作),VTE L网关和网闸。网关保证了会议电视系统在IP网和电路交换网之间的兼容性。
由于视频网络在未来的几年中还将继续依附于H.320技术,VTEL还将继续延续传统 的H.30会议。与此同时其产品将更便于使用,为用户提供更加有效的通信手段。
VTEL MCS/IP服务器
通过基于NT的VTEL MCS/IP服务器,可以在LAN网上启动和控制3个或更多的IP会议 电终端。基于Web的用户界面浏览器操作简易,利用它可从中心机设置启动及监控 会议。目前,支持LAN网上的图像速率可达768Kbps,通过内置的音频网关最多可 同时在会议中建立24个呼叫。
VTEL网关
通过VTEL网关,运行在LAN网上的H.323 IP终端可与ISDN网上的H.320系统进行互 通,速率最高至384Kbps。它能控制4个同时呼叫,还可扩展到8个不同呼叫。VTE L的网闸是一个选项软件包,它监视网络的使用和带宽以保证LAN/Intranet运行畅 通,其它功能包括地址寻找和转换(如IP地址所相对应的ISDN号码),以及会议计 费、会场和会议状态信息等。
此外VTEL还提供全面的H.323咨询业务。
VCON
VCON公司提供了基于硬件设备的视频会议解决方案,其目前的发展目标是降低整 机系统成本,提高基于各种带宽之上的视频、音频质量,并确保产品符合正出台 的业界新标准。VCON公司以自己的基于IP网络和ISDN网络的产品为基础,并与提 供诸如MCU、网关和路由器等辅助产品的公司展开广泛合作。
VCON公司的主要产品包括:
IP桌面视频会议系统ARMADA Escort系列。Escort系列能够使企业为每个用户安装 高性能、低成本的视频会议系统,并且可以把它们在WAN线路上的用途与LAN上的 网关或路由器结合在一起,达到更为经济有效地使用视频会议系统。Escort系统 可以实现从LAN基础上的桌面视频会议系统到其他的LAN或WAN上的视频会议系统的 无缝通信和交流。
ISDN桌面视频会议系统ARMADA Cruiser系列。Cruiser系列产品以ISDN视频会议系 统为基础,同时提供基于LAN上的视频会议功能。其中Cruiser75系统内置了一个 BRI接口,可以实现速率为128kbps的视频会议;而Cruiser150系统标准配置内置 了一个ISDN BRI接口和一个可以连接第三方通信板如E1/T1、ATM卡的标准接口, 速率可达384kbps。
小组和便捷视频会议系统ARMADA Monitor系列。Monitor系列编解码器为增值应用 开发商、OEM厂商和系统集成商提供了开发符合H.320和H.323标准的高效视频会议 系统的硬件平台,为他们组建标准的常规会议室型和便携轻巧型视频会议系统创 造了条件。
此外VCON还推出了由IP承载的电视会议软件MeetingPoint 4.0。该软件是用于VC ON所有桌面系统和MediaConnect 8000集团会议系列产品的最新软件版本,不仅将 新型ISDN和IP的技术紧密结合了起来,而且解决了通常在IP应用中难以解决的问 题。该产品不仅采用了VCON的新型PacketAssist体系架构以及交互式多点广播会 议技术,还吸取了用户使用VCON的视频会议产品的经验,增强了系统功能。
MeetingPoint 4.0这个升级版本将使服务质量(QoS)专项性能大大提高,并可在I P终端上使用。另外交互式多点广播技术将第一次实现视频会议用户仅仅通过按下 一个按键就可以在多方发言者之间进行切换的功能。
VideoServer
VideoServer的核心产品是多媒体会议网络服务器。其Multimedia Conference S erver(MCS)产品提供了多点会议和网关解决方案,并为会议控制、网络管理和带 宽管理设计了专门的应用程序。这些产品可以在大多数企业网络上无缝连接,如 LAN、Intranet、Internet、ISDN、ATM和帧中继。
Encounter产品族
IP会议产品中的Encounter产品族包括Encounter NetServer、Encounter NetGat e、Encounter Gatekeeper以及最新的Encounter NetServer ADX 1000,为在多种 网络上或网络之间的实时多媒体协作提供了全面的解决方案。Encounter NetSer ver可使用户在IP网络上举行多点多媒体会议;Encounter NetGate可在ISDN和IP 端点之间召开多媒体会议;Encounter Gatekeeper是一个软件应用程序,既可以 运行在NetGate上,也可以运行在独立的NT工作站或服务器上;系统管理员可以通 过Gatekeeper设置网络权限,控制访问,以及控制某个区域的端点终端、网关和 多点会议单元的带宽利用。Encounter NetServer ADX 1000是第一个语音和数据 会议服务器,既适用于传统电话(POT),又适用于Internet(IP)上多方参与的会议 ,提供了升级到视频应用的简单途径。
Series 2000和Velocity产品族
VideoServer的Series 2000和Velocity服务器产品族是在专用网络或电路交换网 络上召开网络会议的解决方案。这些服务器支持所有主要网络的接口模块,如PR I、BRI和ATM,以及E1和T1访问,同时还支持大型混合网络,如T1、E1、BR1、V. 35/RS-499、ATM和帧中继。VideoServer的开放式系统结构可以与任何端点和网 络互操作,包括任何基于H.320标准的端点、任何端点或混合型端点、任何基于电 路的数字网络或混合型网络。Series 2000产品族包括4-48端口的服务器,通过 组合可以建立任何规模的会议环境。针对那些经常召开多点会议,而与会者较少 的公司,VideoServer提供了4-8端口服务器Velocity Line。
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