【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，成為市場(chǎng)主流。賽迪顧問(wèn)公司去年年底的調(diào)查顯示，我國(guó) 在政府、金融、能源、通信、交通、醫(yī)療、教育等重點(diǎn)行業(yè)機(jī)構(gòu)中視頻會(huì)議設(shè)備的用戶(hù)比例達(dá)到了 %，視頻會(huì)議系統(tǒng)己經(jīng)成為了我國(guó)行業(yè)信息交流和傳遞的重要手段。計(jì)世資訊 (CCW Research)預(yù)測(cè)，未來(lái) 3 年內(nèi)，視頻會(huì)議系統(tǒng)將 以復(fù)合年平均增 長(zhǎng)湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 率 %的速度增長(zhǎng)。 研究視頻會(huì)議系統(tǒng)的意義 基于 IP 網(wǎng)絡(luò)的視頻會(huì)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(luò)通信的應(yīng)用，是人們繼單一媒體實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)通信后對(duì)多媒體實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信提出的要求。實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)上的視頻會(huì)議系統(tǒng)有著社會(huì)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(lái)講，研究 IP 網(wǎng)絡(luò)上的視頻會(huì)議系統(tǒng)促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)中多媒體信息的編碼壓縮解壓技術(shù)，同時(shí)還促進(jìn)了 IP 網(wǎng)絡(luò)對(duì)媒體的實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、多點(diǎn)傳輸技術(shù)和業(yè)務(wù)保障技術(shù)的不斷發(fā)展。 從產(chǎn)生的社會(huì)效益來(lái)講，視頻會(huì)議可以節(jié)省大量的會(huì)議費(fèi)用，但實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)上的視頻會(huì)議系統(tǒng)不僅僅只是提供給人們一個(gè)可以進(jìn)行異地實(shí)時(shí)會(huì)議的工具，還可以在這個(gè)基礎(chǔ)上增開(kāi)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信的增值服務(wù)。除了上述視頻會(huì)議系統(tǒng)的類(lèi)型外，還可以在辦公自動(dòng)化、緊急求援、現(xiàn)場(chǎng)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?jī)?nèi)容 本文主要闡述以下幾 個(gè)方面的內(nèi)容 : ① 分析了視頻會(huì)議系統(tǒng)的發(fā)展、 應(yīng)用及意義 。 ② 分析并研究了視頻會(huì)議系統(tǒng) 類(lèi)型、組成及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 ③ 分析并研究了視頻會(huì)議系統(tǒng) 使用的關(guān)鍵技術(shù) 。 ④ 給出了 視頻會(huì)議系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。 ⑤ 分析研究了視頻會(huì)議系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 視頻會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)研究 視頻會(huì)議系統(tǒng)的類(lèi)型和組成 視頻會(huì)議系統(tǒng)的類(lèi)型 根據(jù)運(yùn)行環(huán)境和支 持標(biāo)準(zhǔn)等視頻會(huì)議系統(tǒng)可以劃分為以下不同的類(lèi)型 [9]。 根據(jù)會(huì)議節(jié)點(diǎn)數(shù)目不同，視頻會(huì)議系統(tǒng)分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)和多點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用于兩個(gè)通信節(jié)點(diǎn)間。多點(diǎn)視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用于兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)之間的通信。 根據(jù)運(yùn)行的通信網(wǎng)絡(luò)不同，視頻會(huì)議系統(tǒng)分為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（ DDN）或其他專(zhuān)用網(wǎng)型、局域網(wǎng) /廣域網(wǎng)型（ LAN/WAN）和公共交換電話(huà)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(yùn)行在 384kbit/s 速 率下，可提供每秒 15～ 20 幀 /s 圖像；而在 PSTN 上，運(yùn)行在 ，只能達(dá)到 5～ 10 幀 /s。 根據(jù)技術(shù)支持類(lèi)型的不同，視頻會(huì)議系統(tǒng)可分為基于線(xiàn)路的視頻會(huì)議系統(tǒng)和基于分組的視頻會(huì)議系統(tǒng)?；诰€(xiàn)路的視頻會(huì)議系統(tǒng)，也稱(chēng)為常規(guī)視頻編解碼系統(tǒng)，依照專(zhuān)用線(xiàn)路提供一個(gè)確定的比特率，諸如租用線(xiàn)路或公用線(xiàn)路交換服務(wù)?；诜纸M的視頻會(huì)議系統(tǒng)是從分組視頻通話(huà)系統(tǒng)演化而來(lái)的，其基本原理是相同的，即利用桌面計(jì)算機(jī)支持視頻會(huì)議的服務(wù)。 根據(jù)所選用的終端類(lèi)型不同，視頻會(huì)議系統(tǒng)可分為桌面視頻會(huì)議 系統(tǒng)（ Desktop Video Conference）、會(huì)議室型視頻會(huì)議系統(tǒng)（ Room/Rollabout Video Conference）和可視電話(huà)系統(tǒng)。桌面型視頻會(huì)議系統(tǒng)主要利用計(jì)算機(jī)軟件完成會(huì)議功能。會(huì)議室視頻會(huì)議系統(tǒng)在帶有環(huán)境控制設(shè)備的專(zhuān)用會(huì)議房間里裝置一個(gè)或多個(gè)大屏幕，系統(tǒng)由屏幕、攝像機(jī)、麥克風(fēng)和輔助設(shè)備等組成。可視電話(huà)系統(tǒng)用于點(diǎn)到點(diǎn)通信，它滿(mǎn)足了在電話(huà)上進(jìn)行視頻會(huì)議傳輸?shù)囊螅到y(tǒng)組成包括一個(gè)小屏幕、內(nèi)部攝像機(jī)、視頻編解碼器、音頻系統(tǒng)和鍵盤(pán) 。 視頻會(huì)議系統(tǒng)按照傳輸網(wǎng)絡(luò)可以分為以下幾類(lèi)： [10] 基于 PSTN（ Public Switched Telephone Network，公共交換電話(huà)網(wǎng)）的系統(tǒng)一般只提供點(diǎn)到點(diǎn)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(yīng)用范圍有限。 基于 ISDN（ Integrated Services Digital Network，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）的系 統(tǒng)是目 前使用最多的系統(tǒng)， ISDN線(xiàn)路結(jié)合了數(shù)字通信的靈活性與電話(huà)系統(tǒng)的低價(jià)位。通常 ISDN湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 提供 64kbps 或 128kbps 的帶寬，足夠一般通信會(huì)議系統(tǒng)使用，所以對(duì)于桌面會(huì)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(wù)數(shù)字網(wǎng)）的系統(tǒng)因 ATM 和 BISDN尚未普及，因此這種類(lèi)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(luò)相比， LAN 具有組網(wǎng)簡(jiǎn)單、傳輸速率高等特點(diǎn)，其上運(yùn)行的視頻會(huì)議系統(tǒng)也較容易實(shí)現(xiàn)好的運(yùn)行效果。 基于 Inter 的系統(tǒng)是以上各種類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)集合而成的錯(cuò)綜 復(fù)雜的環(huán)境，在其上運(yùn)行的視頻會(huì)議系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)實(shí)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(luò)的具有多媒體通信功能的應(yīng)用系統(tǒng)成為多媒體應(yīng)用的主要發(fā)展趨勢(shì)。 視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成 典型的多媒體視頻會(huì)議系統(tǒng)由終端設(shè)備，通信鏈路， 多點(diǎn)控制單元（ MCU，Multipoint Control Unit）及相應(yīng)的軟件部分組成。 終端設(shè)備： 終端設(shè)備不僅要完成各自的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，還要并行完成多媒體通信協(xié)議的處理、音視頻信號(hào)的接收、存儲(chǔ)與播放，并記錄和檢索大量與會(huì)議相關(guān)的數(shù)據(jù)與文件。終端設(shè)備的硬件 配置包括音、視頻信號(hào)處理器，壓縮與解壓縮卡，以及攝像機(jī)、話(huà)筒、揚(yáng)聲器、電子書(shū)寫(xiě)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(diǎn)控制單元 MCU： MCU是視頻會(huì)議系統(tǒng)的核心設(shè)備，它是一個(gè)數(shù)字處理單元，通常設(shè)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（匯接局）處，用于處理多個(gè)地點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行通信，其主要功能是將各終端送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行分離，抽取出音頻、視頻、數(shù)據(jù)和信令信號(hào)，分別送到相應(yīng)的處理單元，進(jìn)行音頻混和或切換、數(shù)據(jù)廣播和確定路由選擇 、定時(shí)和處理會(huì)議控制等。 軟件部分：軟件部分包括協(xié)議處理、會(huì)議服務(wù)、音頻與視頻信號(hào)處理、 協(xié)同工作管理和圖形用戶(hù)接口等。國(guó)外常見(jiàn)的視頻會(huì)議軟件有 CUSee Me（由美國(guó) Cornell 大學(xué)開(kāi)發(fā)）、 IVS（ INRIA Videoconferencing System，由法國(guó) INRIA Sophia 開(kāi)發(fā)）和 Show Me（由 Sun Microsystems 公司開(kāi)發(fā)）等。 標(biāo)準(zhǔn) 分析 協(xié)議的概念 1997 年 3 月 ITUT(國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén) )發(fā)布了用于局域網(wǎng)上的視頻會(huì)湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議 ，為與 Inter 和 Inter 相連的視頻會(huì)議系統(tǒng)提供了互通的標(biāo)準(zhǔn)，各廠商也紛紛推出符合該標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議系統(tǒng)產(chǎn)品。 是一套在分組網(wǎng)上提供實(shí)時(shí)音頻、視頻和數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)，是 ITUT 制訂的在各種網(wǎng)絡(luò)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(rèn)為是目前在分組網(wǎng)上支持語(yǔ)音、圖像和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最成熟的協(xié)議。采用 協(xié)議，各個(gè)不同廠商的多媒體產(chǎn)品和應(yīng)用可以進(jìn)行互相操作，用戶(hù)不必考慮兼容性問(wèn)題。 QOS(服務(wù)質(zhì)量 )保證的分組網(wǎng)絡(luò) PBN(packet Based Networks)上的多媒體通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，這些分組網(wǎng)絡(luò)主宰了當(dāng)今的桌面網(wǎng)絡(luò)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(biāo)準(zhǔn)為 LAN、WA N、 Inter 上的多媒體通信應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)和保障，成為視頻會(huì)議系統(tǒng)的主流技術(shù)。 是 ITU 多媒體通信系列標(biāo)準(zhǔn) 的一部分，該系列標(biāo)準(zhǔn)使得在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行視頻會(huì)議成為可能，其中， 是在 NISDN 上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn) : BISDN上進(jìn)行多媒體通 信的標(biāo)準(zhǔn) : LAN上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn) : 是在 GSTN 和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行多媒體通信的標(biāo)準(zhǔn)。 為現(xiàn)有的分組網(wǎng)絡(luò) PBN(如 IP 網(wǎng)絡(luò) )提供多媒體通信標(biāo)準(zhǔn)。若和其它的 IP 技術(shù)如 IETF的資源預(yù)留協(xié)議 RSVP 相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn) IP 網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信?；?lP 的 LAN 正變得越來(lái)越強(qiáng)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(shè)備與設(shè)備、應(yīng)用與應(yīng)用、供應(yīng)商與供應(yīng)商之間的互操作能力，因此， 能夠保 證所有 兼容設(shè)備的互操作性。更高速率的處理器、日益增強(qiáng)的圖形器件和強(qiáng)大的多媒體加速芯片使 PC 成為一個(gè)越來(lái)越強(qiáng)大的多媒體平臺(tái)。 可提供 PBN 與別的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行多媒體通信的互連互通標(biāo)準(zhǔn)。許多計(jì)算 機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信公司，如 Inter、 Microsoft 和 Netscape 都支持 標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)包括在無(wú) QOS 保證的分組網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行多媒體通信所需的技術(shù)要求。這些分組網(wǎng)絡(luò)包括 LAN、 WA N、 Inter以及使用 PPP 等分組協(xié)議通過(guò) GSTN 或 ISDN 的撥號(hào)連接或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 視頻會(huì)議系統(tǒng) 的基本框架結(jié)構(gòu) 圖 為基于 的視頻會(huì)議系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出， 會(huì)議系統(tǒng)由終端 (Terrill)， 網(wǎng)守 (Gatekeeper，亦稱(chēng)網(wǎng)閘 )， 網(wǎng)關(guān) (Gateway)， 多點(diǎn)控制單元 (MCU)組成，不同的會(huì)議分組由路由器 (Route)接入 Inter。 視頻會(huì)議系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)是基于 標(biāo)準(zhǔn)建立的， 是一個(gè)框架協(xié)議，它 涉及到終端設(shè)備、視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸、通信控制、網(wǎng)絡(luò)接口方面的內(nèi)容，還包括 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 了組成多點(diǎn)會(huì)議的多點(diǎn)控制單元 (MCU)， 多點(diǎn)控制器 (MC)， 多點(diǎn)處理器 (MP)， 網(wǎng)關(guān)以及網(wǎng)守等設(shè)備。它的基本組成單元是“ 域”，在 系統(tǒng)中，所謂域是指一個(gè)由關(guān)守管理的網(wǎng)關(guān)， 多點(diǎn)控制單元 (MCU)， 多點(diǎn)控制器 (MC)， 多點(diǎn)處理器 (MP)和所有終端組成的集合。一個(gè)域最少包含一個(gè)終端，而且必須有且只有一個(gè)關(guān)守。 系統(tǒng)中各個(gè)邏輯組成部分稱(chēng)為 的實(shí)體，其種 類(lèi)有 ：終端，網(wǎng)關(guān)， 多點(diǎn)控制單元 (MCU)，多點(diǎn)控制器 (MC)， 多點(diǎn)處理器 (MP)。 其中終端、 網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制單元 (MCU)是 中的終端設(shè)備，是網(wǎng)絡(luò)中的邏輯單元。終端設(shè)備是可呼叫的和被呼叫的，而有些實(shí)體是不通被呼叫的，如關(guān)守。 包括了 終端與其它終端之間 的，通過(guò)不同網(wǎng)絡(luò)的， 端到端的連接。 協(xié)議它參考了其他 ITUT 標(biāo)準(zhǔn)，提供了系統(tǒng)和組件描述，呼叫模型描述以及呼叫信號(hào)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(xì)描述 協(xié)議棧是 一個(gè)有機(jī)的整體，根據(jù)功能可以將其分為四類(lèi)協(xié)議，也就是說(shuō)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(fù)用 ()等各方面作了比較詳細(xì)的規(guī)定。為網(wǎng)絡(luò)電話(huà)和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和系統(tǒng)的兼容性提供了良好的條件。 無(wú) QOS 保證的 IP 網(wǎng)絡(luò) 終端 網(wǎng)閘 網(wǎng)關(guān) 終端 終端 電話(huà) 交換網(wǎng) NISDN BISDN 語(yǔ)音 終端 語(yǔ)音 終端 終端 終端 終端 終端 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 系統(tǒng)控制是 終端的核心。整個(gè)系統(tǒng)控制由 控制信道， 呼叫信令信道和 RAS(注冊(cè)、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(biāo)準(zhǔn)必須與 協(xié)商確定 終端應(yīng)能對(duì)本身所具有的音頻編解碼能力進(jìn)行非對(duì)稱(chēng)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(huì)議功能是可選的。 在 系統(tǒng)中，包括 4 個(gè)主要的組件 ： 終端 (Terrill)， 網(wǎng)關(guān) (Gateway)， 網(wǎng)守(Gatekeeper)和多點(diǎn)控制單元 MCU( Multipoint Control Unit)。各組件之間通過(guò)信息流的傳遞進(jìn)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(hào)和呼叫控制信 號(hào)。 視頻信號(hào)包含經(jīng)數(shù)字化、編碼后的運(yùn)動(dòng)視頻，在網(wǎng)絡(luò)上以不大于能力交換結(jié)果所選擇的速率進(jìn)行傳輸。視頻信號(hào)還伴有視頻控制信號(hào)。 音頻信號(hào)包含經(jīng)數(shù)字化、編碼后的語(yǔ)音，為了減少音頻信號(hào)的平均比特率，應(yīng)提供語(yǔ)音激活功能。音頻信號(hào)還伴有音頻控制信號(hào)。 數(shù)據(jù)信號(hào)包括靜止圖像、傳真、文檔、計(jì)算機(jī)文件以及其他的數(shù)據(jù)流。通信控制信號(hào)用于在相關(guān)端點(diǎn)之間傳遞控制數(shù)據(jù)，完成能力交換、打開(kāi) /關(guān)閉邏輯信道、模式控制和其他通信控制功能。 呼叫控制信號(hào)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(luò)接口層中。 組件 ① 終端 ： 終端是能夠在分組交換網(wǎng)絡(luò)中提供