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    基于H.320和H.323會議電視系統的技術發展

    來源:互聯網 發布時間:2008/11/07
     

        會議電視是一種現代通信方式,也是一個國家或地區通信發展水平的重要標志之一,近幾年來,人們正在越來越多地討論“三網合一”,在這個融合的過程中,視頻通信將是極其重要的市場驅動力,人們期望的是:通過網絡隨時隨地的進行可視電話通信,收看和點播全球任何地方的電視節目。從單純的話音傳遞向遠程視訊和數據傳輸轉變的需求,為中國開放會議電視通信創造了條件。近日,《全國首屆可視電話及遠程視訊會議設備展》在深圳召開,中國電信也將會議電視業務列為今年推廣的電信業務之一,這必將推動中國視訊業務的發展。

        會議電視作為數字視頻通信的先驅行業已發展了20多年,隨著三網合一的趨勢,成熟的基于H.320的會議電視系統勢必進入轉型階段,即由電路交換的ISDN和專線網絡向分組交換式的IP網過渡; 所針對的市場由大型公司向小型的工作組會議室、個人工作桌面直至發展到家庭。因此,基于分組交換網絡的多媒體通信標準H.323的視頻通信已成為業內人士和用戶關注的焦點。

        基于H.320的會議電視系統

        基于H.320的會議電視是傳送活動圖像、語音、應用數據等信息形式的多媒體視聽會議型業務,是一種交互性的電信業務。H.320協議第1版于1989年推出,目前使用的是第2版。經過多年來的發展與實踐,無論是功能、性能,還是在工程實施與系統可靠穩定運行方面,該系統都已十分成熟。在企業專業會議電視系統領域特別是在大型、關鍵系統中占據統治地位。

        會議電視系統主要由終端設備,傳輸信道及網絡節點的多點控制單元(MCU)等組成。其中,終端設備包括視頻輸入輸出設備、音頻輸入輸出設備、視頻編解碼器、音頻編解碼器和復用/分接設備等。

        視頻編解碼器是會議電視終端的核心設備,H.261建議為圖像編解碼器規定了一種能夠保證圖像質量的、為各國所公認的統一算法和公共圖像格式,使不同電視制式的會議電視系統之間可以直接互通。同時,它利用會議電視中所攝取任務的活動量較小的特點,采用預測編碼和變換編碼的混合編碼方法以及視頻復合編碼方法來壓縮視頻傳輸速率,以適應窄帶數字信道的傳送。視頻編解碼器工作于64~1920kbit/s的速率,可以覆蓋PCM通道。在多點會議的通信環境下,視頻編解碼器應支持MCU進行多點切換。

        在所有電信業務中,會議業務對于對話的實時性要求最高,因而會議業務通常在電路交換型網絡中實現。原則上只要是提供電路交換形式的網絡如:DDN電路、衛星電路和ISDN電路等均可支持H.320。在網絡上傳輸的同步信號與視頻信息嚴格按照時序進行,若網絡時延經常處于不確定的變化之中,將使接收的電視信號輕者出現扭曲、重者圖像完全破壞,因此該系統嚴格要求網絡傳輸時延小且確定。

        ISDN電路的特點是:采用公用交換電話網絡通過撥號方式實現通信;其基本速率接口可以傳輸音頻和可視電話質量的視頻信號;其基群速率接口可以傳輸家用錄像機質量和會議電視質量的視頻和音頻信號, 但對信道質量要求很高,通常用來支持點對點或小規模電視會議。

        DDN電路、衛星電路的網絡時延?。ㄍǔT跀凳撩胍詢龋?,而且為確定的時延;通信帶寬通常為384~2048kbit/s;通常使用384kbit/s帶寬就可組成具有較好質量的會議電視系統;此系統已成熟,功能、性能完整,有大型系統實施運行經驗。采用星型或者樹型網絡結構支持會議電視系統, 但它屬于專用系統,不同廠商的系統不能互通。

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        與基于H.323的會議電視系統的比較

        在基于IP尋址的多媒體通信業務中,會議業務成為一類重要的業務。H.323協議的推出符合IP統一一切、在開放式網絡平臺和應用平臺上進行互連互通的國際發展趨勢,受到了廣大用戶和設備廠商的歡迎。系統與設備的發展十分迅速,國際電聯(ITU-T)于1996年推出了基于分組交換網的多媒體會議系統的標準,即 H.323協議第1版,繼而推出第2版,今年又推出第3版。IP網的特殊性要求圖象編碼和語音編碼尺度可變,從而H.263+和G.729相繼推出 ?;冢龋常玻硶h系統由H.323終端、網守、網關、多點控制單元、多點控制器、多點處理器等組成。

        基于H.323協議的會議系統允許在網絡時延不確定的平臺上運行,顯然該系統應支持隨網絡時延變化而自動調節幀的傳輸速率,電視終端能自動調節幀的顯示速率,即系統能夠自動適應網絡時延的不確定性。視頻通信在這些網絡上的實際運行效果和質量是一個需要大量測試驗證的問題,基于H.323協議的系統的特點如下:利用分組交換網絡組成系統,如IP網絡、幀中繼/ATM等是時延不確定、但有一定帶寬質量保證的電路;通信帶寬可達2M bit/s ,但通常使用在384kbit/s以下(如128 kbit/s); 一般來講,可接收的圖像質量要求384 kbit/s的傳輸速率。一個實際的點對點的視頻通信可能占據的帶寬是此帶寬的2.5倍左右。

        會議電視系統和其他應用系統不同的是:分組交換網上的通信對時延和抖動較為敏感,如果網絡的服務質量不能保證,會議是無法召開的。 H.323采用UDP 作為傳輸層協議,以RTP/RTCP協議作為音頻和視頻流的同步機制,并測量網絡的QoS,采?。眩铮訙y量和降低服務質量相結合的辦法來保證會議正常進行。會議系統的碼流被打包成一個一個分組進行統計復用,不同的信息碼流要求下層網絡的承載提供不同的實時性要求和可靠性要求。例如對于音頻和視頻碼流,要求下層網絡提供實時性要求好的傳送機制,而對數據和控制信息要求提供可靠性傳送 。

        在H.323會議系統中,由于信道是基于統計復用的,其服務質量(QoS)問題是一個十分重要的問題。H.323版本2增加了服務質量保證機制,例如:資源預留協議(RSVP 協議),為了在IP網上開放實時業務,要求會議系統中的各個節點能支持RSVP 協議,當終端向網守提出允許請求信號時,指出其需要預留傳輸資源,網守向終端確認進行資源預留的可能性和渠道。

        基于H.323的視頻終端通常通過局域網經IP(路由器)網絡進行通信,因此除上述支持H.320的網絡可以使用外,還可使用ATM和幀中繼網絡。國內的X.25網絡因為時延通常在800ms甚至更大,故在對圖像質量有較高要求時通常不予考慮。對會議電視系統影響較大的因素主要是帶寬和時延。利用DDN組織H.323會議電視系統的通信帶寬通常為選定的會議電視設備速率(如384 kbit/s),再加上必要的IP開銷(一般為20%);系統需要使用網守以進行系統的呼叫建立與拆除、網絡帶寬控制等。幀中繼網絡的特性除具有DDN電路特性外,通信基本帶寬(CIR參數)為會議電視終端設備速率加上20%左右的IP開銷,還應再考慮增加少量IP分組變成幀中繼分組的開銷。

        基于H.323的系統種種優越性引起人們廣泛的興趣。從國內情況看,由于H.323系統的開放性與互操作性、大量智能化大樓的存在和迅速普及、以及其桌面會議電視系統價格低等優點,它會受到更為廣泛的歡迎。國內在該系統的建設方面一點不比國外落后,甚至還有超前的可能。

        H.323的會議系統允許會議的與會者以多種方式加入到會議中,如:LAN接入(主要針對的用戶是單位團體)、PSTN接入和ISDN接入(主要針對的是分散用戶)等,PSTN接入的接入速率較低,只能提供較低質量的會議服務,又分為PPP接入和H.324接入;ISDN接入可以提供較好質量的會議服務,分為PPP接入和H.320接入。

        需要特別指出的是,盡管基于H.323的會議電視系統符合未來發展方向,但是對大型關鍵會議電視系統的工程實施上仍然要持慎重態度,這也可從ITU-T連續推出H.323協議新版本看出。從系統的成熟程度看,國際與國內工程成功實施并穩定運行的尚不多見,特別是會議規模在30點以上的系統。從可得到的有限資料顯示,規模在幾十點以上的H.323系統即使在美國等發達國家也正在進行試點工程,按照分期分批方式進行評估與實施。因此,無論是在DDN、幀中繼,還是在ATM網絡上組織H.323會議電視系統,都需要按照循序漸進方式實施,特別是較大規模系統的工程實施。

        會議電視系統的應用

        在多媒體會議業務上,可以產生多種應用系統,其中最具代表性的是,綜合業務多媒體會議系統、遠程醫療系統和遠程教學系統。

        在我國,會議電視系統的應用有兩種形式:其一是由中國電信經營的以預約租用方式使用的公用會議電視系統,系統覆蓋所有省會及主要地級城市。需要召開電視會議的單位事先進行預約,電視會議在中國電信的會場進行,對于偶爾召開電視會議的單位不妨考慮之。

        會議電視系統的另一種方式是組建企業的專用系統。目前已建成專用系統的單位有:海關、公安、鐵路、銀行、電力、衛生、石油、教育等部門,還有一些單位正在或者準備建設專用會議電視系統。

        建設會議電視系統時需要考慮這樣一些關鍵因素,需求分析,包括業務要求、系統規模、安全要求、功能、性能要求、可靠性、預算控制等;使用何種網絡類型,電路交換網絡或是分組交換網絡;采用何種系統制式(協議):H.320還是H.323。
     

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