視頻會議是企業(yè)組織常用的會議形式。視頻會議最初的形態(tài)可以看作電視和電話會議的結(jié)合,通過電視和電話在兩個或多個地點(diǎn)的用戶之間舉行會議,實(shí)時傳送聲音和圖像。此外,視頻會議還兼?zhèn)潇o止圖像、文件、傳真等信號的傳送。
隨著技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)元素和軟件技術(shù)加入進(jìn)來,大大豐富了視頻會議的功能。除了實(shí)時的“面對面”交談,視頻會議系統(tǒng)開始具備辦公文檔共享、多媒體同步以及電腦桌面共享等功能。
視頻會議發(fā)展歷程回顧
1964年,視頻會議首先在紐約世界博覽會露面,但正式服務(wù)直到1970年才由AT&T推出。隨后,Ericsson向外界展示了橫跨大西洋的視頻電話,視頻會議的價值才被人們重視。
當(dāng)時的視頻會議基于模擬電視技術(shù),只能實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間黑白圖像的傳輸。再后來,Nippon Telegraph and Telephone于1976年建設(shè)東京和大阪之間的視頻會議系統(tǒng),IBM于1982年建設(shè)日本公司與美國總部之間的視頻會議系統(tǒng),這兩個事件極大地促進(jìn)了視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展。
視頻會議的發(fā)展歷程,先后經(jīng)歷了固定式、移動式視頻會議系統(tǒng),PC桌面型以及嵌入式視頻會議系統(tǒng),現(xiàn)如今跟隨技術(shù)發(fā)展潮流出現(xiàn)的云視頻會議系統(tǒng),會議終端也向移動設(shè)備延伸。如下圖:
圖 1 視頻會議的發(fā)展歷程
視頻會議在發(fā)展過程中受到傳輸帶寬的嚴(yán)重制約,然而隨著國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建設(shè)改造不斷進(jìn)行,隨著ISDN、DDN、VPN、xDSL、ATM等技術(shù)的應(yīng)用和推廣,視頻會議系統(tǒng)的使用環(huán)境也變得越來越好。1996年11月,H.323協(xié)議的正式發(fā)布標(biāo)志了視頻會議進(jìn)入IP時代,視頻會議系統(tǒng)從此有了更大的發(fā)展空間。
圖 2 視頻會議相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)
視頻會議分類
視頻會議目前分為兩大類,即:硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)。硬件視頻會議主要是指基于嵌入式架構(gòu)的視頻會議通信方式,根據(jù)終端的不同分為會議室型、桌面型、機(jī)頂盒型等;基于軟件的視頻會議系統(tǒng)的原理與硬件視頻會議系統(tǒng)基本相同,不同之處在于其MCU和終端都是利用高性能的PC機(jī)與服務(wù)器結(jié)合的軟件來實(shí)現(xiàn),分為客戶端和網(wǎng)頁版兩種。
近年來,隨著技術(shù)的進(jìn)步,網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升,云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,視頻會議逐漸呈現(xiàn)高清化、智能化、移動化的趨勢。目前,越來越多的廠商傾向于提供云會議服務(wù),用戶可以利用桌面PC、平板電腦、智能手機(jī)等隨時加入視頻會議。
幾種類型的視頻會議系統(tǒng)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。比如,硬件視頻會議具有高清化、智能化的特點(diǎn),提供專業(yè)的高清視音頻享受,智能終端還能自動跟蹤會議中的發(fā)言者,帶來逼真的用戶體驗;但硬件視頻會議造價高,對會議室環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)要求較高,后期擴(kuò)展性較差。
軟件視頻會議系統(tǒng)基于PC和通用操作系統(tǒng)平臺,造價低、部署簡單、功能擴(kuò)展性強(qiáng);其劣勢在于穩(wěn)定性、安全性較差,會議視音頻質(zhì)量差、人機(jī)界面復(fù)雜等等。不過,目前技術(shù)的進(jìn)步早就產(chǎn)品的進(jìn)步,廠商都在努力發(fā)揮系統(tǒng)的長處,彌補(bǔ)短板,技術(shù)融合,不同視頻會議系統(tǒng)的用戶體驗在慢慢接近。
視頻會議系統(tǒng)組成
一套完整的視頻會議系統(tǒng)通常由視頻會議終端、多點(diǎn)控制單元 MCU 、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)附件五大部分構(gòu)成。
一、視頻會議終端的分類類型
視頻會議終端是用來將視音頻數(shù)據(jù)編碼、打包,然后通過網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)端,同時接收遠(yuǎn)端傳送來的數(shù)據(jù),進(jìn)行拆包、解碼,將視頻、聲音信號還原并輸出到外設(shè)的設(shè)備。簡而言之,視頻會議終端是會議過程中與遠(yuǎn)端通信的前端設(shè)備。主要的視頻會議終端有三種:桌面型,機(jī)頂盒型,會議室型。
1. 桌面型終端
桌面型終端是強(qiáng)大的桌面型或者筆記本電腦與高質(zhì)量的攝像機(jī)(內(nèi)置或外置), ISDN卡或網(wǎng)卡和視頻會議軟件的精巧組合。它能有效地使在辦公桌旁的人或者正在旅行的人加入到你的會議中,與你進(jìn)行面對面的交流。主要應(yīng)用:桌面型視頻會議終端通常配給辦公室里特殊的個人或者在外出差工作的人。雖然桌面型視頻會議終端支持多點(diǎn)會議(例如會議包含2個以上會議站點(diǎn)),但是它多數(shù)用于點(diǎn)對點(diǎn)會議(例如一人與另外一人的會議)。
如今,平板電腦、智能手機(jī)等移動終端通過安裝專門的應(yīng)用可以成為移動視頻會議終端。
圖 3 桌面型終端、移動終端
2. 機(jī)頂盒型終端
機(jī)頂盒型終端是以簡潔著稱。在一個單元內(nèi)包含了所有的硬件和軟件,放置于電視機(jī)上。安裝簡便,設(shè)備輕巧。開通視頻會議只需要一臺普通的電視機(jī)和一條ISDN BRI 線或局域網(wǎng)連接。視頻會議終端還可以加載一些外圍設(shè)備例如文檔投影儀和白板設(shè)備來增強(qiáng)功能。主要應(yīng)用:機(jī)頂盒型終端通常是各部門之間的共享資源,適用于從跨國公司到小企業(yè)等各種規(guī)模的機(jī)構(gòu)。也往往是公司購買的第一種 " 會議室型終端 " 。
圖 4 機(jī)頂盒型終端
3. 會議室型終端
會議室型終端幾乎提供了任何視頻會議所需的解決方案,一般集成在一個會議室。會議室型終端通常組合大量的附件,例如音頻系統(tǒng),附加攝像機(jī),文檔投影儀,和PC 協(xié)同文件通訊。雙屏顯示、豐富的通訊接口、圖文流選擇使終端成為高檔的、綜合性的產(chǎn)品。主要應(yīng)用:會議室型終端主要為中、大型企業(yè)而設(shè)計的。
圖 5 會議室型終端
二、視頻會議關(guān)鍵設(shè)備——MCU
MCU是視頻會議系統(tǒng)中心控制設(shè)備的簡稱,其全稱為Multipoint Control Unit——多點(diǎn)控制單元,也叫多點(diǎn)會議控制器,是多點(diǎn)視頻會議系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。
MCU在視頻會議中相當(dāng)于一個“交換機(jī)”的作用,它將來自各會議場點(diǎn)的信息流,經(jīng)過同步分離后,抽取出音頻,視頻,數(shù)據(jù)等信息和信令,再將各會議場點(diǎn)的信息和信令,送入同一種處理模塊,完成相應(yīng)的音頻混合或切換,視頻混合或切換,數(shù)據(jù)廣播和路由選擇,定時和會議控制等過程,最后將各會議場點(diǎn)所需的各種信息重新組合起來,送往各相應(yīng)的終端系統(tǒng)設(shè)備。
MCU主要處理三類數(shù)據(jù):
1. 視頻信號 主要由視頻處理器完成
2. 音頻信號 主要由音頻處理器完成數(shù)據(jù)信號
3. 數(shù)據(jù)信號 主要由數(shù)據(jù)處理器完成
此外,MCU結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)接口模塊和控制處理器也是必不可少的?刂铺幚砥髦饕(fù)責(zé)決定正確的路由選擇,混合或切換音頻、視頻、數(shù)據(jù)信號,并對會議進(jìn)行控制。
MCU發(fā)展歷程回顧
1. 第一代MCU
圖 6 第一代MCU
基于包交換技術(shù)的第一代MCU;定義了視頻、音頻、數(shù)據(jù)等標(biāo)準(zhǔn),可以實(shí)現(xiàn)基于H.264編碼的CIF/4CIF格式圖像傳輸,同時可以在傳輸視頻的同時支持?jǐn)?shù)據(jù)的共享;在MCU處理結(jié)構(gòu)上采用其特點(diǎn)是采用E1、V.35等專線接口,每塊板卡對應(yīng)一個端口,同時采用多種音頻、視頻和CPU處理器板卡,多塊功能不同的板卡共同完成一路音視頻的處理,系統(tǒng)集成度低,板卡種類繁多。
圖 7 第一代MCU端口
2. 第二代MCU
圖 8 第二代MCU
隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了第二代基于IP網(wǎng)絡(luò)的MCU,其系統(tǒng)集成度進(jìn)一步提高,一塊功能板板卡能夠處理多路音頻、視頻信號以及數(shù)據(jù)功能。整個系統(tǒng)可以通過單塊板卡或多組板卡進(jìn)行處理,可以實(shí)現(xiàn)HD720P質(zhì)量。
圖 9 第二代MCU多路音視頻端口
3. 第三代MCU
圖 10 第三代MCU
第三代MCU是在二代MCU的基礎(chǔ)上發(fā)展而來,由于處理芯片技術(shù)的發(fā)展,原來需要多種板卡共同完成的音視頻音視頻處理功能,能夠由一塊板卡實(shí)現(xiàn)。根據(jù)容量不同可以由機(jī)箱總線將單板卡或多板卡進(jìn)行相關(guān)組合達(dá)到容量的要求,可以實(shí)現(xiàn)HD720P質(zhì)量,可以通過減少宏塊的處理方式實(shí)現(xiàn)非對稱1080P質(zhì)量(即上行720P,下行1080P),或者通過兩組720P芯片處理一路1080P畫面實(shí)現(xiàn)對稱1080P質(zhì)量。
圖 11 第三代MCU多路音視頻端口
4. 第四代MCU
圖 12 第四代MCU
第四代MCU改變了第三代處理方式,采用先進(jìn)的分布式處理構(gòu)架,主要包括中央控制單元、高速數(shù)據(jù)交換單元、專用數(shù)字信號處理單元組成。這一構(gòu)架將傳統(tǒng)MCU的一塊CPU板、一塊媒體處理板、一塊通信接口板及一套備份電源系統(tǒng)整合成一個獨(dú)立的會議處理平臺,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)會議的音視頻處理。其中CPU板負(fù)責(zé)系統(tǒng)管理及通信。音視頻由專門的DSP媒體板處理。
圖 13 第四代MCU分布式處理構(gòu)架
圖 14 第四代MCU動態(tài)資源分配
媒體板上的多個DSP處理芯片采用分布式處理,資源共享的模式,實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)資源的靈活分配。而每個系統(tǒng)又能和其他獨(dú)立系統(tǒng)配合系統(tǒng)組成多系統(tǒng)的分布式并行處理構(gòu)架。
通過分布式并行處理架構(gòu)可以動態(tài)分配資源,實(shí)現(xiàn)資源靈活資源處理,配合最新TI6467處理芯片實(shí)現(xiàn)單處理芯片實(shí)現(xiàn)對稱1080P圖像傳輸,第四代MCU編解碼算法也較第三代MCU有了顯著的提高,H.264High profile編解碼算法可以在MCU上良好的應(yīng)用。
三、傳輸網(wǎng)絡(luò)
視頻會議信號依托網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸,通常有LAN接入、ADSL接入、cable modem接入方式和無線接入等四種方式。隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬的提升,很多企業(yè)通過專線接入,高清視頻會議得到廣泛應(yīng)用。移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,使得隨時隨地的移動會議成為可能。
四、附屬設(shè)備
一套視頻會議系統(tǒng)需要哪些附屬設(shè)備需要看具體應(yīng)用需求,通常用到的附屬設(shè)備包括投影儀、監(jiān)視器/電視機(jī)、大型擴(kuò)音器、麥克風(fēng)、大型攝像機(jī)、DVD播放機(jī) 、錄像機(jī)、外部遙控器、寫字板、中央控制 、記憶卡、放映機(jī)、等離子屏、計算機(jī)監(jiān)視器等。
1. 視頻會議攝像機(jī)
視頻會議攝像機(jī)是視頻會議系統(tǒng)終端的一個重要組成部分,視頻會議攝像機(jī)完成圖像的采集、壓縮和傳輸,最終視頻信號進(jìn)入視頻會議終端。視頻會議攝像機(jī)分為高清視頻會議攝像機(jī)和標(biāo)清視頻會議攝像機(jī)。主要參數(shù)包括:分辨率,編碼格式,PTZ性能、接口等。
圖 15 視頻會議攝像機(jī)
2. 會議麥克風(fēng)
會議麥克風(fēng)是會議室部署中非常重要的設(shè)備,對整個系統(tǒng)的聲音效果有著明顯的作用。主要參數(shù)包括頻率響應(yīng)、靈敏度、阻抗、方向性等。
圖 16會議麥克風(fēng)
3. 監(jiān)視器和投影儀
視頻會議系統(tǒng)中,監(jiān)視器和投影儀用來顯示會議畫面,主要參數(shù)包括屏幕尺寸和接口配置,很多畫面顯示功能通過視頻會議終端控制。一些專業(yè)平板監(jiān)視器具有電子白板功能,甚至可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,為視頻會議系統(tǒng)帶來更豐富的功能。
圖 17 監(jiān)視器和投影儀
4. 會議音響
在視頻會議中,會議音響主要是指會議室擴(kuò)聲、放聲系統(tǒng),除了將話筒聲音放大,還能播放各類會議所需音頻。擴(kuò)聲系統(tǒng)中一般需要安裝反饋抑制器,以抑制嘯叫的產(chǎn)生。
圖 18 會議音響
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