【文章內容簡介】 組成一組會議。網關的主要功能有三大類：第一大類是通信格式的轉換，(如IP網)和電路交換網 (SCN)，以完成鏈路層的連接。第二大類是視頻、音頻和數(shù)據信息編碼格式之間的互譯，以完成表示層之間的相互通信。，以實現(xiàn)應用層的通信。由于網關是跨接在兩個網之間的，對于兩個網中的任一個網來說網關都是該網的一個設備。由于網關在一個網內是沒作用的，因而會議如在一個網內召開，就不需要網關。在兩個網中的任一個網內它要么起終端的作用，要么在網內起MCU作用。，而是包含網守RAS協(xié)議、。具體介紹如下：網絡層和傳輸層協(xié)議：，IP和TCP協(xié)作，共同完成面向連接的傳輸。可靠的傳輸保證了數(shù)據包傳輸時的流量控制、連續(xù)性以及正確性，但這樣會引起傳輸延遲以及占用網絡帶寬。音頻和視頻信息采用不可靠的、面向非連接的傳輸方式，即利用用戶數(shù)據報協(xié)議擔DP)，因而它無法提供很好的服務質量，但其傳輸延時較TCP小。系統(tǒng)控制：，這些功能包括呼叫控制、能力交換、命令和指示以及用于開放和描述邏輯信道內容報文等。整個系統(tǒng)的控制由 、。分組與同步：，它對傳輸?shù)囊曨l、音頻、數(shù)據與控制流進行格式化，功能以便輸出網絡接口。另外，它還完成邏輯成幀、順序編號、糾錯與檢錯功能。RAS協(xié)議原理。進行注冊、認可和狀態(tài)通信的不可靠信道稱為RAS信道。、授權，帶寬變換狀態(tài)和脫離處理。在互聯(lián)網環(huán)境下，由于沒有網守，因此沒有采用RAS通知信道。在包含一個關守的互聯(lián)網環(huán)境下，RAS通知信道在端點和關守之間存在。在沒有關守的場合，呼叫信令信道在兩個對應的呼叫端點之間打開。在有關守的場合，呼叫信令在端點和關守或由關守指定的端點之間打開。RAS是端點和網守之間執(zhí)行的協(xié)議，基本上是管理功能，有以下幾個過程：第一步，網守搜尋用于端點搜尋其歸屬網守，其后所有RAS消息均限定在端點和其歸屬網守之間的傳送。網守搜尋有兩種方式，人工方式和自動方式。人工方式通過終端配置完成，將其歸屬網守的運輸層地址預置入配置文件或者初始化文件。自動方式允許端點和其歸屬網守的關系可以隨時間改變，但又有網守出現(xiàn)故障時可以自動切換到替換網守上，提高了可靠性和靈活性，而且減少了管理工作量。第二步，端點登記用于端點向網守登記其自身信息，主要是別名和呼叫控制信道運輸層地址，包括取出登記過程。必須在登一記后才能發(fā)起和接收呼叫，登記表明該端點加入了管理區(qū)。第三步，呼叫接納起呼的第一步操作，詢問網收是否允許該呼叫發(fā)起。第四步，呼叫退出呼叫結束后通知網守，該端點已經退出呼叫。第五步，帶寬管理支持端點在呼叫過程中提出帶寬改變要求，由網守作決定。 一次完整的視頻會議通信過程，包括以下五個階段：第一階段，呼叫建立參加會議的末端設備首先需要在網守處注冊。以決定其對網絡的訪問權限及可使用的帶寬，建立RAS信道，會議呼叫由終端或終端通過MCU發(fā)起。終端與終端建立連接或MCU逐個呼叫所有與會者終端，建立握手信號后，終端和MCU之間建立起一條會議控制的通道，通過網絡的可靠傳輸協(xié)議來保證控制信令的正確性，這個過程建立呼叫信令信道。第二階段，通信初始化和終端性能協(xié)商終端之間交換通信模式或MCU選擇會議通信模式，并根據事先指定或各終端的申請將其分為主席會場、會話會場和聽眾會場。終端性能協(xié)商是根據各終端的性能參數(shù)來選擇視頻和音頻的編解碼方式。第三階段，視頻、音頻通信的建立、音頻信道或MCU為各終端分配視頻流、音頻流、數(shù)據流端口號，并獲取相應終端對應端口，建立起兩者之間的雙向通信通道。對視頻流和音頻流將使用非可靠協(xié)議UDP而數(shù)據流則以可靠傳輸協(xié)議TCP來進行。第四階段，會議服務，即MCU和終端之間的視頻切換過程、模式切換過程、信息流的廣播過程和主席控制過程。這一過程利用已建立的呼叫控制信道。第五階段，會議結束終端發(fā)起退出會議申請，終端關閉視音頻通道，隨后關閉控制通道，終止會議。本章對一個完整的視頻會議系統(tǒng)進行了介紹，并且給出了視頻會議的過程。第3章 視頻會議系統(tǒng)使用的關鍵技術視頻會議系統(tǒng)涉及計算機網絡、多媒體通信、媒體信號處理等多方面的內容，是計算機網絡中的一種多媒體通信的應用。系統(tǒng)采用了包括計算機網絡技術，媒體信號編碼壓縮解壓技術，多點傳輸技術以及保證系統(tǒng)QOS的多方面的技術。其中最為核心的技術是網絡技術，媒體編解碼技術和媒體信號傳輸技術。視頻會議系統(tǒng)經過了由模擬向數(shù)字，由電信網向計算機網絡，由無標準向有協(xié)議標準的發(fā)展.在Internet上實現(xiàn)視頻會議系統(tǒng)，需要解決以下幾個主要方面的關鍵技術：一是多媒體信息處理技術；二是網絡技術；三是信息安全技術；四是流媒體傳輸技術。壓縮編碼技術是視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術之一，多媒體信息，特別是連續(xù)媒體信息源將產生大量的實時數(shù)據，如果直接進行傳輸或存儲，則會對網絡帶寬和存儲空間帶來很大的負擔。因此，多媒體數(shù)據在傳輸前或存儲前必須經過壓縮處理，傳送到目的地后再解壓播放。這樣可以節(jié)省大量的網絡帶寬。多媒體數(shù)據壓縮是通過數(shù)學運算將原來較大的文件變?yōu)檩^小文件的數(shù)字處理技術，數(shù)據解壓縮是把壓縮數(shù)據還原成原始數(shù)據或與原始數(shù)據相近的數(shù)據的技術。數(shù)據壓縮通?？煞譃闊o損壓縮和有損壓縮兩種類型。無損壓縮是指壓縮后的數(shù)據經過重構還原后與原始數(shù)據完全相同，有損壓縮是指壓縮后的數(shù)據經過重構還原后與原始數(shù)據有所不同。衡量一種壓縮技術的好壞主要綜合考慮三個指標：一是壓縮比要大；二是算法要簡單，壓縮解壓縮速度要快，能夠滿足實時性要求；三是壓縮損失要少，即解壓縮的效果要好。數(shù)據壓縮的技術核心是壓縮算法，目前常用的壓縮方法有兩類：一是無損壓縮(又稱冗余壓縮法或嫡編碼法)，主要用于文本和數(shù)據壓縮，典型的有Hamlin算法、游程編碼；二是有損壓縮(嫡壓縮法)，主要用于圖像和聲音的壓縮，常用的有模型編碼、矢量量化、子帶編碼等。在具體應用中，常混合采用多種壓縮算法，如用于靜態(tài)圖像壓縮的JPEO，以及今年來發(fā)展起來的支持靜態(tài)圖像壓縮的MPEG等。數(shù)字音頻編碼有許多成熟的算法和標準，它們大多采用基于差分脈沖編碼調制(ADPCM，Adaptive Differential pulse Code Modulation)、線形預測編碼(LPC，Linear predictive Coding)、(CELP，Code Exited Unbar Prediction)等方法，主要包括G711，G721，G722，G723，G726，G728和G729，可以分為基于采樣的編碼和基于幀的編碼。G711和G722屬于基于采樣的編碼，特點是每個話音采樣均用固定數(shù)目比特來表示。G711包含A律和U律PCM兩種方式，編碼器數(shù)據率為64kbps。G722全稱是數(shù)據率為64kbPs的7kHz音頻編碼，也是由ITUT制定的音頻編解碼標準。G72G728和G729是基于幀的話音編碼，本文采用的是G723語音編碼，G723是一個雙速率的語音編碼器，它不僅具有兩種低速率語音編碼輸出，而且具有很好的語音質量，因此，目前在IP的多媒體通信系統(tǒng)中應用特別普遍。高速率 ()采用多脈沖激勵最大似然量化算法，低速率 ()算法。這兩種算法具有相同的理論基礎，都是基于線形預測，都采用非周期性分量的激勵源。不同之處在于對MPMLQ采用多脈沖最大似然量化激勵，而對ACELP采用的是代數(shù)碼本激勵。所謂編解碼方式就是指通過特定的壓縮技術，將某個視頻格式的文件轉換成另一種視頻格式文件的方式。目前視頻編碼技術主要有兩種標準：；二是國際標準化組織/國際電工委員會ISO/IEC)運動圖象專家組的（MPEG(Motion Picture Expert Group)系列標準。其中，更加適合Internet上的實時視頻業(yè)務。，(VCEG)。（ITUT Video Coding Experts Group，國際電信聯(lián)盟視頻編碼專家組）和ISO/IEC MPEG共同開發(fā)的視頻處理標準，ISO/IEC作為國際標準1449610（MPEG4第10部分）高級視頻編碼（AVC）。%的碼率，而且對于網絡傳輸具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的編碼機制，有利于網絡中的分組傳輸，支持網絡中視頻的流媒體傳輸。，可適應丟包率高、干擾嚴重的無線信道中的視頻傳輸。，從而獲得平穩(wěn)的圖像質量。，網絡親和性好。 RTP/RTCP協(xié)議多媒體技術是把文字、音頻、視頻、圖形等多媒體信息通過計算機進行數(shù)字化采集、獲取、壓縮/解壓縮、編輯和存儲等加工處理的技術。一般說來，文本信息在網絡上傳送時不需要嚴格的實時控制，卻要求可靠的服務。而聲音、視頻信息可以允許少量的信息流失，但對時間的延遲卻非常敏感，要求網絡能實時傳送。在Internet上傳輸多媒體信息，對實時性要求很高，一般都是采用實時傳送協(xié)議RTP(RealTime Transport Protocol)協(xié)議進行封裝傳輸。IP網絡的通信協(xié)議是基于TCP/IP協(xié)議的，當然，IP協(xié)議和TCP協(xié)議是核心協(xié)議。此外，為了保證視頻會議的音頻和視頻碼流的實時傳輸，需要使用實時傳輸協(xié)議RTP。以上幾個通信協(xié)議是IP網的主要通信協(xié)議，是正網的通信基礎，IP網的所有業(yè)務將都是在這些通信協(xié)議的基礎上建立起來的。實時傳輸協(xié)議RTP[11](Realtime Transport Protocol)是針對Internet上多媒體數(shù)據流的一個傳輸協(xié)議，有IETF(Internet工程任務組)作為RFC1889發(fā)布。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實現(xiàn)流同步，RTP的典型應用建立在UDP上，但也可以在TCP或ATM等其他協(xié)議之上工作。RTP本身只保證實時數(shù)據的傳輸，并不能為按順序傳送數(shù)據包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。實時傳輸控制協(xié)議RTCP(RealTime Transport Control Protocol)負責管理傳輸質量在當前應用程序之間交換控制信息。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包，包中含有己發(fā)送的數(shù)據包的數(shù)量、丟失的數(shù)據包的數(shù)量等統(tǒng)計資料，因此，服務器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸速率最佳化，故特別適合傳送網上的實時數(shù)據。利用RTP能夠在一對一(單播)或者一對多 (多播)的網絡環(huán)境中實現(xiàn)流媒體數(shù)據的實時傳輸。RTP通常使用UDP來進行多媒體數(shù)據的傳輸，但如果需要的話可以使用TCP或者ATM等其它協(xié)議。RTP協(xié)議的設計目的是提高實時數(shù)據傳輸中的時間戮信息以及各數(shù)據流的同步功能。RTP協(xié)議提供序列號字段使接受方根據檢測收到的分組序列號來判斷是否有分組丟失，并可重新恢復發(fā)送時的分組序列。提供時間戳字段用于重新建立原始音頻、視頻的時序，幫助接受方確定數(shù)據到達時間的一致性或變化，提供同步源標識符 (SSRC)字段，在接收端為包分組從而進行回放。RTP本身并不能為按序傳輸數(shù)據包提供可靠的保證，也不提供流量控制和擁塞控制，這些都由實時傳輸控制協(xié)議RTCP來負責完成，通常RTCP會采用與RTP相同的分發(fā)機制，向會話中的所有成員周期性地發(fā)送控制信息，應用程序通過接收這些數(shù)據，從中獲取相關資料，從而能夠對服務質量進行控制或者對網絡情況進行診斷。當應用程序開始一個RTP會話時，各參與者周期性地傳送RTCP包。RTCP包中含有已發(fā)送的數(shù)據包的數(shù)量、丟失的數(shù)據包的數(shù)量等統(tǒng)計資料，因此，服務器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，它們能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適合傳送網上的實時數(shù)據。視頻會議業(yè)務需要點對多點的通信。目前視頻會議系統(tǒng)的通信有單播和組播兩種方式。單播技術是一種點對點的數(shù)據傳輸模式，其優(yōu)點是容易實現(xiàn)，其缺點是如果多個用戶同時請求同一份數(shù)據，服務器必須通過網絡給這多個用戶依次發(fā)送多份拷貝，在視頻會議系統(tǒng)中，如果采用單播方式需要占用大量的帶寬資源，限制了視頻會議的規(guī)模。組播技術是一種點對多點的數(shù)據傳輸模式，組播將IP數(shù)據包發(fā)送到共享相同IP地址的一個主機組中，一個點發(fā)送，多個點同時接收連續(xù)的數(shù)據流。組播技術可以避免數(shù)據的重復發(fā)送，不會造成網絡帶寬的浪費，非常適合視頻會議業(yè)務，是視頻會議系統(tǒng)的關鍵技術之一。 QOS保障技術QOS問題即服務質量問題，是針對IP網絡帶寬的管理策略，是評價系統(tǒng)性能的一個重要的問題。從我們要實現(xiàn)的視頻會議系統(tǒng)所使用的網絡環(huán)境來說，它是一個服務質量不能保證的通信網，而會議系統(tǒng)存在實時要求很高的媒體信號，因而必須在服務質量上采取措施，除了在媒體信號的編碼中可以采取尺寸可變的編碼方案，還需要使用RTCP實時控制協(xié)議測量網絡的QOS，同時，采用資源預留管理。資源預約協(xié)議RSVP提供一種有效的資源預留方式，可以有效地描述應用程序對資源的需求。RSVP建立在IP協(xié)議之上，可以利用IP數(shù)據報傳輸RSVP消息。RSVP是一個單工協(xié)議，只在一個方向上預訂資源。另外，RSVP是一個面向客戶端協(xié)議，由接收端負責資源預訂，可以滿足點到多點群通信中客戶端異構的需求，每個客戶端可以預訂不同數(shù)量的資源，接收不同的數(shù)據流。RSVP還提供了動態(tài)適應成員關系的變化，動態(tài)適應路由變化的能力。RSVP可以滿足大型點到多點通信群的資源預訂需求。為了建立并維護分組數(shù)據傳輸通道中各個交換機的狀態(tài)， RSVP建立了一個信宿樹。信宿樹以接收端為根結點，以發(fā)送端為葉結點，發(fā)送端與接收端之間的通道作為樹的分支。資源預訂消息由接收端開始，沿信宿樹傳輸?shù)礁鱾€發(fā)送端結點。在視頻會議中，可以采用RSVP協(xié)議來確保網絡中能預留一定的帶寬。建立一條從發(fā)送端到接收端的路徑，使得IP網絡能提供接近于電路交換質量的服務，即在面向無連接的網絡上，增加了面向連接的特性。視頻會議系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，基本上沒有考慮安全性的問題。解決信息安全問題刻不容緩。目前，用于視頻會議系統(tǒng)的信息安全技術主要有兩大類:第一類是加解擾技術:該類技術目的是防止信息被非法盜用，可以用于視音頻數(shù)據的加密。該技術己經廣泛用于數(shù)字電視的加密頻道中?；驹硎窃诎l(fā)送端對要發(fā)送的數(shù)據加擾，同時在授權的接收端(擁有相應的解密密鑰)對接收的數(shù)據解擾。