浅淡基于IP网络构建的视频会议系统

王 丽

河北钢铁集团宣钢物流公司

浅淡基于IP网络构建的视频会议系统

王 丽

河北钢铁集团宣钢物流公司

随着互联网技术的高速发展，IP数据业务已开始显现出替代传统语音通信的技术基础，面对这种转变趋势，各家电信运营商纷纷开始IP网络的建设，并取得了较大规模的成果。本文欲基于IP网络的主要特点，重点从网络带宽、压缩技术、多播技术、传输协议及服务质量等方面浅谈一下基于IP网络构建视频会议系统的技术要求。

多媒体通信、IP网络、视频会议系统

一、前言

随着多媒体计算机技术、通信技术和网络技术的发展和普及，一种新的技术应运而生——多媒体通信技术。它是多媒体技术、通信技术、计算机技术和网络技术相互渗透和促进的产物，是信息高速公路建设的关键技术之一，具有计算机的交互性、多媒体的复合性、通信的分布性以及电视的真实性等特性。在经过基于电视广播技术交换、电路交换和分组交换三代技术的更替后，多媒体通信已成功发展到基于IP网络的阶段。目前，如何实现在IP网络中更好、更快地传送音频和视频已成为当今的重要研究课题之一。

二、技术要求

随着IP网络的发展，其速度越来越快，从窄带到宽带，从非实时到实时，IP技术已成为多媒体通信实现的首要选择。基于IP网络构建视频会议系统需要多种技术的支持，这是一个完整而复杂的多媒体应用系统。

1.带宽

要流畅地传输多媒体信号，必须要有足够快的网络带宽作为支持，就像大车必须要有足够宽的马路才能通行一样。比如，一帧画面为1024×768像素，一个像素用12位表示，则一帧画面共需占用9.4M的数据空间。假设按照25帧/秒的速率传输，则每秒需要传输的数据量就是235M。

1990年推出了第一代视频会议标准H.320，主要适用于窄带ISDN网及非拨号专用网，该标准主要定义了ISDN上的视频会议以及速率为56kbps-2Mbps的视频会议。1996年推出了定义于LAN、Intranet和Internet之上的视频会议框架性标准H.323，它是IP视频会议的标准，随着IP协议的普遍应用和互联网的高速发展，基于H.323平台之上的设备及应用逐渐占据了市场的主导地位。

2.压缩技术

为了更有效的降低数据量，必须采用更高压缩比的压缩算法，这样才能保证多媒体数据在IP网上流畅地传输成为可能。

MJPEG是基于JPEG发展而来的动态图像压缩技术，它只单独压缩具体某帧，不考虑视频流变化。优点是清晰度高，可任意剪辑，缺点是丢帧严重、实时性差、压缩效率低，仅适合宽带带宽较低时使用。

第一代视频会议压缩格式H.261，编码算法和MPEG类似，但比MPEG占用更少的CPU运算量。为了优化算法，采用了在图像质量和运动变化幅度之间寻求折中的机制，这就导致动态画面的图像质量会有所下降，其图像质量受限于带宽的高低。

第二代视频会议压缩格式H.263对H.261的算法做了改进，在低码率(低于384k)接入速度下，画面提升非常明显，更适合于低码率和中等码率的视频会议。

H.264是比H.263和MPEG-IV压缩比更高更完善的最新标准，可以节省大约50%的编码率，对网络传输可以提供更好的支持，并获得HDTV、DVD的图像质量。

3. IP多播技术

多播又称为多址广播或组播，是Ipv6数据包的三种基本目的地址类型之一，发送与接收属于一对多的关系。在传输过程中，发送端(多播源)只需发送一次数据包，位于多播组内的其他主机就可以共享这一数据包。在视频会议系统的应用中，将一个节点的信号传送到其他各个节点时，无论是重复采用点对点通信，还是采用广播的方式，都会严重浪费带宽资源，而只有多播技术可以将数据分布到各网络节点中，从而有效节省了网络带宽。

4.传输协议的选择

视频会议传输协议主要包括：呼叫信令协议、编码解码协议和网络协议等。选择视频会议系统所支持的传输协议，应从成本、发展性、可升级性和应用范围等角度考虑。

TCP、UDP协议均不能较好地支持视频会议系统，我们需要与之相适应的协议，比如RTP、RTCP和RSVP等协议。RTP基于UDP之上运行，把多媒体数据封装在RTP数据包中，再把每个RTP数据包封装在UDP包中，最后再把UDP包封装在IP包中进行传输。如果网络支持多播技术，RTP还可以通过多播技术同时向多个目的节点发送数据。RTCP是RTP的控制协议，同RTP一起传输，负责反馈控制、监视QoS(网络服务质量)并传递相关信息，从而对RTP的数据收发做优化调整，使之更高效地使用网络资源。

5.服务质量

网络服务质量简称QoS，是网络与用户之间以及网络上互相通信的用户之间关于信息传输与共享的质量的约定。

5.1 传输延迟允许时间 在任何网络中，延迟都是不可能绝对避免的。视频会议系统对于实时性有着非常高的要求，为了获得各会场更为真实的现场感，音频和视频的传输延迟都不能大于0.25s，最大时延抖动不能大于10ms。

5.2 声像同步 在视频会议系统中，要求口形和语音同步，只有时间上实现高度的同步，才能自然且完整地表达会场信息。

5.3 最小传输画面失真度 由于人的感知能力有限，在视频会议过程中，个别分组丢失，人眼是感觉不到的。所以允许一定的传输误码，但丢包率应控制在人的感官所能接受的范围内。

三、总结

本文浅谈了基于IP网络构建的视频会议系统，以及其技术要求。目前，随着网络、多媒体、通信技术的飞速发展，基于IP网络而构建的视频会议系统正逐渐被广泛应用开来，IP业务逐渐取代话音通信，运营商不断地建设和改造IP网络，其为政府、企业、科研院所等进行异地实时交流提供了便利条件，正在成为人们工作和学习不可或缺的工具。

[1] 张智江，张云勇，刘韵洁.SIP协议及其应用[M].北京：电子工业出版社，2006.

[2]Douglas E.Comer. Internetworking With TCP/IP Vol I：Principles，Protocols，and Architectures Fourth Edition[M].北京：电子工业出版社，2004.