视频会议的工作原理及组成浅论

　　摘要：随着计算机技术和多媒体技术的迅速发展，人们对于音视频的需求也越来越大。当前视频会议系统已进入普及应用阶段，其利用计算机强大的信息处理能力，有效地进行了协同工作，在一定程度上取代了传统会议模式，是一种快速高效、经济方便且应用广泛的新工具。文章就视频会议的类型、工作原理及组成等问题进行了简述。
　　关键词：视频会议；类型；工作原理
　　
　　一、引言
　　目前，随着计算机技术、网络技术和通信技术的发展，视频会议的应用越来越广泛，如远程监控、远程教学、远程医疗诊断等等。利用这种会议系统可使远在千里之外的人们在一起召开各种会议，或与相隔很远的技术人员探讨学术问题。该系统通过传送写作成员的视频与音频信息，极大地方便了协作成员之间真实、直观的交流；还可利用多媒体支持协同工作中各种信息的处理，如数据共享等，从而营造一个多人共享的工作空间。
　　视频会议也称为会议电视、视讯会议，是利用计算机技术和通信设备通过传输信道在两点或多个地点之间建立可视通信，实现数据、语音及图像交流的一种会议形式。与会者不仅能看到对方的会场和发言人，而且可以听到对方的声音，如果再辅以书写电话和电子白板等设备，就可与对方会场的与会人员进行问题研讨，这和现场会议的效果基本一样。该会议系统利用计算机强大的信息处理能力，有效地进行了协同工作，在一定程度上取代了传统会议模式，是一种快速高效、经济方便且应用广泛的新工具。
　　二、视频会议的类型
　　根据应用环境的不同，视频会议系统分为面向个人的桌面型会议电视系统和面向群体的会议室型会议电视系统。前者是以桌面型计算机为核心的一台会议电视终端，其软硬件环境不可能像会议室那样有专门的要求，因此其声音和图像质量不是很好，但由于计算机的智能性和配置的灵活性，使用起来很方便、灵活。后者有专用的会议室和设备，因此其图像质量等指标可以达到较高的水平，只是与前一种相比，灵活性较差。
　　根据同时参加会议的终端数目的不同，视频会议系统可分为点对点会议系统和多点会议系统两类。实际上，点对点系统只限于两点之间交换信息，不是一个真正的会议系统，是一个最简单的原型。多点系统则是同时允许三个或三个以上的终端参加会议，结构上比点对点系统复杂得多，并且在软硬件方面都有特殊要求。
　　根据使用的技术方法，视频会议系统可分为基于线路和基于分组两种模式。基于线路的视频会议系统产生于上世纪80年代初，它运行在能保证一定比特率的网络上，其代表为基于ISDN的H.320视频会议系统。这种会议系统技术现在已经相当成熟，由于运营成本太高，这种运行在N—ISDN上的视频会议系统逐渐被淘汰。基于分组的会议模式出现于90年代初期，该模式的系统运行在有足够比特率的局域网或广域网上，这些网络大多运行TCP/IP协议，因此又称其为IP视频会议系统，其典型代表为定义了在无服务质量保证的局域网上进行多媒体通信的H323标准，它代表着当前视频会议系统的发展趋势。
　　三、视频会议系统原理及组成
　　1.视频会议系统工作原理。一套完整的视频会议系统通常由视频会议终端、多点控制单元MCU、网络管理软件、传输网络以及相关附件五大部分构成。
　　视频会议终端将输入进来的视频、音频、数据、控制信令进行单独编码，然后将编码后的数据进行“复用”打包后形成遵循网络协议的数据包，通过网络接口传到MCU供选择广播。从MCU传来的其他会场的数据包通过“解复用”，还原成视频、音频以及数据及控制信令，分别在相应的输出设备上回显或执行，这便是视频会议终端的工作过程。
　　视频会议终端工作过程的关键如下：
　　一是音频数据量（小于等于64K）远远小于视频的数据量，编码的时延也比视频时间短。因此在早期的视频会议系统中经常会出现听到声音后很久才看到人嘴动的情况。现在的视频会议都在音频编码后加入一定的时延，以解决唇音同步问题。
　　二是在传输的信息里面，优先级的排列顺序为：音频-->视频-->控制信令-->数据。因为会议以说话为主，在网络拥塞时，画面可能会有马塞克，但会议的声音必然首先保证是连贯和清晰的。
　　除终端外还有个关键组成部分，即MCU，中文翻译为多点控制器，是视频会议系统中的关键设备，作用相当于一个交换机。它将来自各会议场点的信息流，经过同步分离后，抽取出音频、视频、信令和数据信息，并将各会场的信息和信令送入同一处理模块，完成相应的音视频混合与切换，以及数据广播、路由选择、定时和控制接入等过程，最后将各个会场的各种信息重新组合起来，送往各个相应的终端系统设备。
　　2.视频会议系统接入方式。视频会议的接入方式包括两大类，一种是基于电路交换的网络，如ISDN、DDN、PSTN等；一种是基于包交换的网络，如ATM、IP、帧中继等。
　　（1）综合业务数字网（ISDN）。ISDN综合业务数字网目的是以数字系统代替模拟电话系统，把音频、视频和数据业务在一个网络上统一传输。ISDN系统主要提供两种用户接口：即基本速率2B+D和基群速率30B+D。所谓B信道是64Kb/s的话音或数据信道，而D信道是16Kb/s的信令信道。在ISDN信道上传送会议电视，其速率可达到384kb/s到2Mb/s。由于ISDN按所使用的B信道（64kb/s）进行通信计费，因而1B信道的国内通信费率等同于普通电话通信费率。
　　对于通信量较少、通信时间较短的企业和用户，选用ISDN的费用远低于租用DDN专线或帧中继电路的费用，而且具有速率高、投资少、联网方便等特点，能满足基本会议电视系统的应用要求。
　　（2）DDN专线。对于大的公司、机构或科研院校等单位都有自己的局域网络和非常多的网络用户时，则应选择DDN专线方式。
　　数字数据网是一种利用光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成的数字数据传输网，这种方式是一个复杂的、成本较昂贵的方式，它可以为用户提供各种速率的高质量数字专用电路和其他新业务，以满足用户多媒体通信和组建中高速计算机通信网的需要。使用DDN专线传输质量较高，网络时延小，电路可靠性高，网络安全性高。因为DDN专线费用相对偏高，不太适合通信时间较短的用户，而只适合长时间的点对点和多点对点的通信连接。
　　（3）PSTN线路。PSTN公共电话网最初是为了话音通信而建立的，从20世纪60年代开始又被用于数据传输，它的优点是覆盖区域广、易于使用、价格较低、联网容易。但网络速度仅能达到56kbps，线路质量较差，传输速率较低，对于视频会议的声音、图像传输远远不够。基于软件的视频会议系统能达到4fps的图像传输速率，其最大的缺点是图像质量太差，会大大影响会议的质量，一般用得很少。
　　（4）ATM网络。ATM是以信元为传输单位的统计复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它综合了电路交换和分组交换的优点，可以传送任意速率的宽带信号，可传输话音、数据、图像和视频信号。该技术的最大特点是有QoS保证，对于有线路条件、对质量有很高要求的单位推荐采用此方案，其特点是图像质量很好，组网方便（无需把所有电视会议终端线路都联到MCU），可靠性高。但设备费用高，且需有ATM网络可供接入。
　　（5）IP网络。IP网络是一种最方便的接入方式，采用了分组交换技术，并利用UDP/IP、RTP、RTCP及RSVP等协议来保证实时通讯的业务质量。由于基于包交换的IP网络遵循的是尽最大努力交付的原则，因而这种接入方式的比ISDN、DDN等专线的视频会议效果要差。但IP网络组网方便，价格便宜。
　　（6）卫星接入。卫星网络在中远距离的视频会议方面具有地面网络无法比拟的性能优势，可以覆盖到海上、高山等偏远地带，传输率高、安全性好，而且会场建设及搬迁灵活、方便，卫星宽带视频会议系统就支持多路会议视频、文件及数据的综合传送广播。其缺点是价格昂贵，卫星通信时延大，不适合实时性要求高的视频会议系统。
　　（7）帧中继。帧中继接入方式也是一种专业型会议接入方式。帧中继技术主要用于传递数据业务，帧中继的帧适合于封装局域网的数据单元、传送突发业务，它是广域网通信的一种方式。这种网络效率高，网络吞吐量大，通信时延低，帧中继用户的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可达到34Mbit/s。基于帧中继的网络费用高，但视频效果好。
　　3.视频会议系统附属设备
　　视频会议系统，通常需要用到的附属设备包括投影仪、监视器/电视机、大型扩音器、麦克风、大型摄像机、DVD播放机、录像机、外部遥控器、写字板、中央控制、记忆卡、放映机、等离子屏、计算机监视器等。
　　四、小结
　　今后，视频会议将在政府机关电子政务、教育领域的远程教育、医疗业的远程医疗会诊等行业和领域中得到更加广泛的应用。尤其值得注意的是，视频会议系统已经越来越多地受到企业领导层的关注，视频会议系统在提升企业管理者的决策效率时，还能大幅降低相关人员的差旅成本，并帮助企业管理者面对瞬息万变的市场，及时调整决策，为企业赢得时间，更能赢得巨大的经济效益。