【文章內(nèi)容簡介】 ，成為市場主流。賽迪顧問公司去年年底的調(diào)查顯示，我國 在政府、金融、能源、通信、交通、醫(yī)療、教育等重點行業(yè)機構(gòu)中視頻會議設備的用戶比例達到了 %，視頻會議系統(tǒng)己經(jīng)成為了我國行業(yè)信息交流和傳遞的重要手段。計世資訊 (CCW Research)預測，未來 3 年內(nèi)，視頻會議系統(tǒng)將 以復合年平均增 長湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 4 率 %的速度增長。 研究視頻會議系統(tǒng)的意義 基于 IP 網(wǎng)絡的視頻會議系統(tǒng)是一種集音頻、視頻、數(shù)據(jù)為一體的多媒體網(wǎng)絡通信的應用，是人們繼單一媒體實現(xiàn)網(wǎng)絡上的實時通信后對多媒體實現(xiàn)實時通信提出的要求。實現(xiàn) IP 網(wǎng)絡上的視頻會議系統(tǒng)有著社會和技術(shù)發(fā)展兩方面的意義。從它的 技術(shù)發(fā)展意義來講，研究 IP 網(wǎng)絡上的視頻會議系統(tǒng)促進了網(wǎng)絡中多媒體信息的編碼壓縮解壓技術(shù)，同時還促進了 IP 網(wǎng)絡對媒體的實時傳輸技術(shù)、多點傳輸技術(shù)和業(yè)務保障技術(shù)的不斷發(fā)展。 從產(chǎn)生的社會效益來講，視頻會議可以節(jié)省大量的會議費用，但實現(xiàn) IP 網(wǎng)絡上的視頻會議系統(tǒng)不僅僅只是提供給人們一個可以進行異地實時會議的工具，還可以在這個基礎上增開網(wǎng)絡實時通信的增值服務。除了上述視頻會議系統(tǒng)的類型外，還可以在辦公自動化、緊急求援、現(xiàn)場指揮調(diào)度等許多方面發(fā)揮作用，因此有較好的發(fā)展前景。 本文主要的研究內(nèi)容 本文主要闡述以下幾 個方面的內(nèi)容 : ① 分析了視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展、 應用及意義 。 ② 分析并研究了視頻會議系統(tǒng) 類型、組成及相關標準。 ③ 分析并研究了視頻會議系統(tǒng) 使用的關鍵技術(shù) 。 ④ 給出了 視頻會議系統(tǒng)的總體設計。 ⑤ 分析研究了視頻會議系統(tǒng)的實現(xiàn)。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 5 第 2 章 視頻會議系統(tǒng)的技術(shù)研究 視頻會議系統(tǒng)的類型和組成 視頻會議系統(tǒng)的類型 根據(jù)運行環(huán)境和支 持標準等視頻會議系統(tǒng)可以劃分為以下不同的類型 [9]。 根據(jù)會議節(jié)點數(shù)目不同，視頻會議系統(tǒng)分為點對點視頻會議系統(tǒng)和多點視頻會議系統(tǒng)。點對點視頻會議系統(tǒng)應用于兩個通信節(jié)點間。多點視頻會議系統(tǒng)應用于兩個以上節(jié)點之間的通信。 根據(jù)運行的通信網(wǎng)絡不同，視頻會議系統(tǒng)分為數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（ DDN）或其他專用網(wǎng)型、局域網(wǎng) /廣域網(wǎng)型（ LAN/WAN）和公共交換電話網(wǎng)型（ PSTN） 3 種。使用 DDN或?qū)Ｓ镁W(wǎng)，在 384～ 2048kbit/s，可提供 25～ 30 幀 /s 的 CIF 或 QCIF 圖像；在 LAN/WAN環(huán)境種，運行在 384kbit/s 速 率下，可提供每秒 15～ 20 幀 /s 圖像；而在 PSTN 上，運行在 ，只能達到 5～ 10 幀 /s。 根據(jù)技術(shù)支持類型的不同，視頻會議系統(tǒng)可分為基于線路的視頻會議系統(tǒng)和基于分組的視頻會議系統(tǒng)?；诰€路的視頻會議系統(tǒng)，也稱為常規(guī)視頻編解碼系統(tǒng)，依照專用線路提供一個確定的比特率，諸如租用線路或公用線路交換服務。基于分組的視頻會議系統(tǒng)是從分組視頻通話系統(tǒng)演化而來的，其基本原理是相同的，即利用桌面計算機支持視頻會議的服務。 根據(jù)所選用的終端類型不同，視頻會議系統(tǒng)可分為桌面視頻會議 系統(tǒng)（ Desktop Video Conference）、會議室型視頻會議系統(tǒng)（ Room/Rollabout Video Conference）和可視電話系統(tǒng)。桌面型視頻會議系統(tǒng)主要利用計算機軟件完成會議功能。會議室視頻會議系統(tǒng)在帶有環(huán)境控制設備的專用會議房間里裝置一個或多個大屏幕，系統(tǒng)由屏幕、攝像機、麥克風和輔助設備等組成。可視電話系統(tǒng)用于點到點通信，它滿足了在電話上進行視頻會議傳輸?shù)囊?，系統(tǒng)組成包括一個小屏幕、內(nèi)部攝像機、視頻編解碼器、音頻系統(tǒng)和鍵盤 。 視頻會議系統(tǒng)按照傳輸網(wǎng)絡可以分為以下幾類： [10] 基于 PSTN（ Public Switched Telephone Network，公共交換電話網(wǎng)）的系統(tǒng)一般只提供點到點的通信功能，因受信道速率 的約束，難以提供較好的質(zhì)量和音頻，應用范圍有限。 基于 ISDN（ Integrated Services Digital Network，綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）的系 統(tǒng)是目 前使用最多的系統(tǒng)， ISDN線路結(jié)合了數(shù)字通信的靈活性與電話系統(tǒng)的低價位。通常 ISDN湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 6 提供 64kbps 或 128kbps 的帶寬，足夠一般通信會議系統(tǒng)使用，所以對于桌面會議系統(tǒng)比較合適。 基 于 ATM（ Asynchronous Transfer Mode， 異步傳輸方式）和 BISDN（ Broadband Integrated Services Digital Network，寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）的系統(tǒng)因 ATM 和 BISDN尚未普及，因此這種類型的系統(tǒng)目前很難有較大的發(fā)展。 基于 LAN（ Local Area Network，局域網(wǎng)）的系統(tǒng)與其他網(wǎng)絡相比， LAN 具有組網(wǎng)簡單、傳輸速率高等特點，其上運行的視頻會議系統(tǒng)也較容易實現(xiàn)好的運行效果。 基于 Inter 的系統(tǒng)是以上各種類型網(wǎng)絡集合而成的錯綜 復雜的環(huán)境，在其上運行的視頻會議系統(tǒng)相對來說實現(xiàn)難度最高。但是，隨著 Inter 的商業(yè)巨大成功，基于 IP 網(wǎng)絡的具有多媒體通信功能的應用系統(tǒng)成為多媒體應用的主要發(fā)展趨勢。 視頻會議系統(tǒng)的組成 典型的多媒體視頻會議系統(tǒng)由終端設備，通信鏈路， 多點控制單元（ MCU，Multipoint Control Unit）及相應的軟件部分組成。 終端設備： 終端設備不僅要完成各自的數(shù)據(jù)處理任務，還要并行完成多媒體通信協(xié)議的處理、音視頻信號的接收、存儲與播放，并記錄和檢索大量與會議相關的數(shù)據(jù)與文件。終端設備的硬件 配置包括音、視頻信號處理器，壓縮與解壓縮卡，以及攝像機、話筒、揚聲器、電子書寫板、圖像掃描儀和通信網(wǎng)卡等。 通信鏈路： 通信鏈路的選擇有很多種，包括 PSTN、 LAN、 WAN、 NISDN、 Frame Relay或者 BISDN、 ATM 等。 多點控制單元 MCU： MCU是視頻會議系統(tǒng)的核心設備，它是一個數(shù)字處理單元，通常設在網(wǎng)絡節(jié)點（匯接局）處，用于處理多個地點同時進行通信，其主要功能是將各終端送來的信號進行分離，抽取出音頻、視頻、數(shù)據(jù)和信令信號，分別送到相應的處理單元，進行音頻混和或切換、數(shù)據(jù)廣播和確定路由選擇 、定時和處理會議控制等。 軟件部分：軟件部分包括協(xié)議處理、會議服務、音頻與視頻信號處理、 協(xié)同工作管理和圖形用戶接口等。國外常見的視頻會議軟件有 CUSee Me（由美國 Cornell 大學開發(fā)）、 IVS（ INRIA Videoconferencing System，由法國 INRIA Sophia 開發(fā)）和 Show Me（由 Sun Microsystems 公司開發(fā)）等。 標準 分析 協(xié)議的概念 1997 年 3 月 ITUT(國際電信聯(lián)盟電信標準化部門 )發(fā)布了用于局域網(wǎng)上的視頻會湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 議標準協(xié)議 ，為與 Inter 和 Inter 相連的視頻會議系統(tǒng)提供了互通的標準，各廠商也紛紛推出符合該標準的視頻會議系統(tǒng)產(chǎn)品。 是一套在分組網(wǎng)上提供實時音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信的標準，是 ITUT 制訂的在各種網(wǎng)絡上提供多媒體通信的系列協(xié)議 的一部分。 協(xié)議被普遍認為是目前在分組網(wǎng)上支持語音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務最成熟的協(xié)議。采用 協(xié)議，各個不同廠商的多媒體產(chǎn)品和應用可以進行互相操作，用戶不必考慮兼容性問題。 QOS(服務質(zhì)量 )保證的分組網(wǎng)絡 PBN(packet Based Networks)上的多媒體通信系統(tǒng)標準，這些分組網(wǎng)絡主宰了當今的桌面網(wǎng)絡系統(tǒng)，包括基于 TCP/IP、IPX 分組交換的以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、 FDDI 技術(shù)。因此， 標準為 LAN、WA N、 Inter 上的多媒體通信應用提供了技術(shù)基礎和保障，成為視頻會議系統(tǒng)的主流技術(shù)。 是 ITU 多媒體通信系列標準 的一部分，該系列標準使得在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡上進行視頻會議成為可能，其中， 是在 NISDN 上進行多媒體通信的標準 : BISDN上進行多媒體通 信的標準 : LAN上進行多媒體通信的標準 : 是在 GSTN 和無線網(wǎng)絡上進行多媒體通信的標準。 為現(xiàn)有的分組網(wǎng)絡 PBN(如 IP 網(wǎng)絡 )提供多媒體通信標準。若和其它的 IP 技術(shù)如 IETF的資源預留協(xié)議 RSVP 相結(jié)合，就可以實現(xiàn) IP 網(wǎng)絡的多媒體通信?；?lP 的 LAN 正變得越來越強大，如 IP over SDHSONET、 IP over ATM 技術(shù)正在快速發(fā)展以及 LAN寬帶正在不斷的提高。由于能提供設備與設備、應用與應用、供應商與供應商之間的互操作能力，因此， 能夠保 證所有 兼容設備的互操作性。更高速率的處理器、日益增強的圖形器件和強大的多媒體加速芯片使 PC 成為一個越來越強大的多媒體平臺。 可提供 PBN 與別的網(wǎng)絡之間進行多媒體通信的互連互通標準。許多計算 機、網(wǎng)絡通信公司，如 Inter、 Microsoft 和 Netscape 都支持 標準。 標準包括在無 QOS 保證的分組網(wǎng)絡中進行多媒體通信所需的技術(shù)要求。這些分組網(wǎng)絡包括 LAN、 WA N、 Inter以及使用 PPP 等分組協(xié)議通過 GSTN 或 ISDN 的撥號連接或點對點連接。 視頻會議系統(tǒng) 的基本框架結(jié)構(gòu) 圖 為基于 的視頻會議系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出， 會議系統(tǒng)由終端 (Terrill)， 網(wǎng)守 (Gatekeeper，亦稱網(wǎng)閘 )， 網(wǎng)關 (Gateway)， 多點控制單元 (MCU)組成，不同的會議分組由路由器 (Route)接入 Inter。 視頻會議系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)是基于 標準建立的， 是一個框架協(xié)議，它 涉及到終端設備、視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸、通信控制、網(wǎng)絡接口方面的內(nèi)容，還包括 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 8 圖 了組成多點會議的多點控制單元 (MCU)， 多點控制器 (MC)， 多點處理器 (MP)， 網(wǎng)關以及網(wǎng)守等設備。它的基本組成單元是“ 域”，在 系統(tǒng)中，所謂域是指一個由關守管理的網(wǎng)關， 多點控制單元 (MCU)， 多點控制器 (MC)， 多點處理器 (MP)和所有終端組成的集合。一個域最少包含一個終端，而且必須有且只有一個關守。 系統(tǒng)中各個邏輯組成部分稱為 的實體，其種 類有 ：終端，網(wǎng)關， 多點控制單元 (MCU)，多點控制器 (MC)， 多點處理器 (MP)。 其中終端、 網(wǎng)關、多點控制單元 (MCU)是 中的終端設備，是網(wǎng)絡中的邏輯單元。終端設備是可呼叫的和被呼叫的，而有些實體是不通被呼叫的，如關守。 包括了 終端與其它終端之間 的，通過不同網(wǎng)絡的， 端到端的連接。 協(xié)議它參考了其他 ITUT 標準，提供了系統(tǒng)和組件描述，呼叫模型描述以及呼叫信號處理 ，完成了多層次的多媒體通信。這些層次結(jié)構(gòu)包括局域網(wǎng)上的聲音通信，聲音和視頻通信，聲音和數(shù)據(jù)通信， 聲音和視頻通信以及數(shù)據(jù)通信。 協(xié)議棧詳細描述 協(xié)議棧是 一個有機的整體，根據(jù)功能可以將其分為四類協(xié)議，也就是說該協(xié)議從系統(tǒng)的總體框架 ()， 視頻編解碼 ()， 音頻編解碼 ( 等 )， 系統(tǒng)控制 ()， 數(shù)據(jù)流的復用 ()等各方面作了比較詳細的規(guī)定。為網(wǎng)絡電話和網(wǎng)絡會議系統(tǒng)的進一步發(fā)展和系統(tǒng)的兼容性提供了良好的條件。 無 QOS 保證的 IP 網(wǎng)絡 終端 網(wǎng)閘 網(wǎng)關 終端 終端 電話 交換網(wǎng) NISDN BISDN 語音 終端 語音 終端 終端 終端 終端 終端 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 系統(tǒng)控制是 終端的核心。整個系統(tǒng)控制由 控制信道， 呼叫信令信道和 RAS(注冊、許可、狀態(tài) )信道提供。 音頻編解碼協(xié)議包括 G711 協(xié)議 (必選 )， G722， ， G728， G729 等協(xié)議。編碼器使用的音頻標準必須與 協(xié)商確定 終端應能對本身所具有的音頻編解碼能力進行非對稱操作，如以 G711 發(fā)送，以 G729 接收。視頻編解碼協(xié)議主要以 為主， 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)會議功能是可選的。 在 系統(tǒng)中，包括 4 個主要的組件 ： 終端 (Terrill)， 網(wǎng)關 (Gateway)， 網(wǎng)守(Gatekeeper)和多點控制單元 MCU( Multipoint Control Unit)。各組件之間通過信息流的傳遞進行通信，這里的信息流可以分為視頻、音頻、數(shù)據(jù)、通信控制信號和呼叫控制信 號。 視頻信號包含經(jīng)數(shù)字化、編碼后的運動視頻，在網(wǎng)絡上以不大于能力交換結(jié)果所選擇的速率進行傳輸。視頻信號還伴有視頻控制信號。 音頻信號包含經(jīng)數(shù)字化、編碼后的語音，為了減少音頻信號的平均比特率，應提供語音激活功能。音頻信號還伴有音頻控制信號。 數(shù)據(jù)信號包括靜止圖像、傳真、文檔、計算機文件以及其他的數(shù)據(jù)流。通信控制信號用于在相關端點之間傳遞控制數(shù)據(jù)，完成能力交換、打開 /關閉邏輯信道、模式控制和其他通信控制功能。 呼叫控制信號用于呼叫建立、呼叫拆除，以及其他呼叫控制功能。 按照 協(xié)議，上述信息流經(jīng)格式 化后，被送往 描述的網(wǎng)絡接口層中。 組件 ① 終端 ： 終端是能夠在分組交換網(wǎng)絡中提供