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视频会议系统
第 1 章 视频会议系统概述
1.1 视频会议简介
随着全球信息化时代的到来，人们了解事物、交换信息的途径已经从基本的纸、笔、书本、话音等发展到通过声光电信号等方式，进行更准确、更快捷、更丰富地表达。在需求的推动下，多媒体计算机技术与通信技术相结合，逐渐发展成为一种新的边缘技术--多媒体通信技术。如果说19世纪是电报的时代，20世纪是电话的时代，那么，21世纪将是多媒体通信的时代。
视听多媒体通信业务主要包括以下几种类型：
多媒体会话型业务，如视频会议、可视电话、远程教育、远程医疗等；
多媒体检索型业务，如多媒体数据库查询、视频点播(VOD)；
多媒体推送型业务，如音频视频广播等；
多媒体电子信函型业务，如视频e-mail等。
其中，视频会议作为多媒体会话型通信业务的典型，已在社会性的信息交流中发挥了巨大的沟通作用。它能为用户提供直接、全面的沟通交流方式，并能节约时间、降低成本、提高生产率。 巨大的市场需求推动了技术的发展，在研究各视频会议系统的基础上，国际电信联盟(ITU－T)提出了视听多媒体通信标准的一系列建议，并完善成一种国际标准，其发展主要经历了模拟视频会议、数字视频会议和国际统一标准的数字视频会议三个阶段。尤其是90年代中期以来，计算机互连网的飞速发展对电信业产生了巨大而深刻的影响，基于包交换网络(PBN, Packet Based Networks)的多媒体通信系统逐渐成为研究人员和电信、网络及计算机厂商关注的焦点之一。Internet工程任务组(IETF)也开发出实时传输协议(RTP)、资源预留协议(RSVP )等与ITU－T的H.323建议配合，以保证在IP网络上实时传送音视频流。
视频会议能为用户提供直观、全面的沟通方式，并节约时间、降低成本、提高生产效率，因此巨大的市场需求推动了视频会议技术的发展。市内外很多科研机构和厂商都进行了多媒体多点会议通信系统的研究，并推出了各自的视频会议系统。在研究各视频会议系统的基础上，国际电信联盟（ITU-T）形成了视听多媒体通信系统国际标准的系列建议，使不同厂商的多媒体通信产品能够互通，推动了多媒体通信技术标准化的进程。
视频会议给公司注入了新的灵活性。员工可以在任何时候聚在一起查看一个项目的进展状况或者解决问题。他们可以即时的共享文档、图表和数据文件，协同地工作。方案制订的次数也可以大量地削减，使产品能更快的投入市场。客户服务也会做得更有响应。新近由于更有效的工作实践发展起来，这些实践建立起了团队工作，使几乎每个人都发挥了他们的才能。
当视频会议用来增强与顾客、供应商交流的时候，产生了更多的新业务机会。迅速的更有规律的联系有助于铸造忠诚与理解。每个人都更加集中致力于统一的、共同的目标。
视频会议是网络时代出现的新型会议方式，而会议正是政府和企业的工作的重要组成部分。新的数据和图像传送功能是取代了传统的会议，使得人们可以跨越地域来开会，对于企业的工作来说，是非常好的手段，所以更多的企业重视起来视频会议系统的建设，以改善工作方式。
视频会议可以提高办事效率并减少各种出差费用，给政府部门带来各种利益，这包括：
更少花费——更少的旅行、住宿、娱乐花费；
更高的工作效率——更少的时间花在旅行上，而更多的时间用在工作；
充分利用资源——关键人物、关键信息变得更容易接近。
改进的交流——人们更频繁的聚在一起，更有效的分享信息；
更快地做出决策——更容易接近关键人物；
友好的环境——没有汽车或者飞机喷射出来的气体的毒害，人们可以在自己熟知的“安全”的地方进行开会。
最优化决策制定——决策不仅会下的更快，而且有更多参与者的意见与赞同；
更快的危机管理——无论主管人员在世界的任何一个地方，他们都能在短时间内召集会见；
更多的反馈——由于人们变得更加有效率，就会对情况做出更有效的讨论与回答，形成良性循环，提高办事效率。
1.2 视频会议发展趋势 ――应用H.323标准成为主流
H.323视频会议系统的技术背景：
从视频会议技术发展的历史来看，目前，视频会议系统的建立可以依据ITU-T的两大框架建议H.323和H.320来进行，从而形成两种不同的建设方案。H.320是ITU-T较早期的视频会议标准，该标准完全建立在一系列视频会议专有的技术和标准之上，而H.323标准建立在通用的、开放的计算机网络通信技术基础之上，具有广阔的发展前景。自从1996年ITU-T批准该标准以来，视频会议的技术和市场都发生了革命性的变化。越来越多的厂家竞相投入H.323新产品的开发，越来越多的用户采用H.323技术和产品构造他们自己的视频会议系统。这是通信网络技术、计算机技术和多媒体技术飞速发展和日益融合所带来的必然趋势。
H.323视频会议系统的出现主要得益于两个方面：首先，用户端计算机设备的处理能力越来越强大，主要表现在计算机主频时钟不断提高、内存容量不断扩大；其次，网络技术的突飞猛进亦为桌面视频会议系统的实现奠定了基础。随着INTERNET的不断发展，基于TCP/IP技术的应用已日益广泛，用户迫切希望将各类应用统一在一个网络平台上，如数据、语音、视频等多媒体应用。
视频会议系统与过去基于视频流的遵循H.320协议标准的视频会议系统具有很大差别。为了保证各桌面视频会议系统生产厂家产品的互操作性，ITU发布了H.323推荐标准，许多系统生产厂家遵循该标准推出了相应的产品，由于IP协议的广为流行，大部分产品都是基于IP传输平台的。
H.323标准是一系列标准的集合，涵盖了语音、视频、数据共享等各个方面。ITU－T H.323协议定名为“分组多媒体通信系统”（Packet－based multimedia communication systems），其主要面对的应用需求就是在IP网络之上提供多媒体通信服务。协议定义了四个主要功能单元（设备）：终端、MCU、网闸、网关。终端完成基本的多媒体通信功能及用户界面，是用户端设备。MCU负责多点通信的管理，完成级联功能，是核心服务及控制设备。网闸负责注册、管理、状态维护、地址翻译等域（Domain）功能，同时也提供安全、带宽管理、路由等功能，是可选的辅助控制设备。网关负责H.323设备同其它类型多媒体通信设备互连互通时的协议（控制及数据）转换，这些设备包括H.320、H.321、H.322、ISDN、PSTN等。
基于H.323的视频会议系统大多是建立在IP传输平台之上的，透明于底层网络通信机制，但在实际应用中应考虑底层网络对视频会议性能的影响。若仅应用在局域网内，由于当前大多数局域网都是基于100M以太网或交换式以太网，网络带宽已能满足视频会议需要，但是，若要在具有广域连接的企业网中应用视频会议系统，就一定要考虑广域传输对视频会议性能的影响。
基于H.323的视频会议作为一种IP增值应用，可结合现有的各类业务应用，构成一个集数据、语音、视频于一体的计算环境，充分利用网络资源。
而且，H.323系统在技术的先进性、功能的完善性、操作的方便性、系统的可扩充性以及性能价格比等各方面，都日益显示出比H.320系统明显的优越性。同时H.323这一标准的先进性已经为实践所证明并将继续得到各视频会议系统厂商的普遍支持，随着网络服务供应商宽带业务的拓展以及在保证网络服务质量情况下对核心宽带骨干网技术的应用，我们可以预见网络传输能力会得到迅速提高，从而促进H.323视频会议系统的快速发展。
基于H.323视频会议系统其结构图如图1-1所示： 
如图中所示，一个完整的H.323的视频会议系统主要由三个部分组成：
1） 视频会议终端
视频会议终端即用户利用其直接看到图像、数据的设备，会议室型的视频会议终端主要由主机、摄像头、麦克风等构成，完成图像（视频），声音（音频），其他会议材料（数据）的采集，在每个会场里都要有至少一个会议终端，完成视音频的接收和发送。
2） 多点控制单元（MCU）
多点控制单元是一个视频会议系统的核心，负责对会议进行各种管理。包括会议的创建，会议的开启，会议的结束，会议的预约等工作，还有各种会议参数的设置，多分屏连续会议的实现，各种会议模式的设定等等。
3） 网络
基于H.323的视频会议系统一般都是基于IP网络的，基于H.320的视频会议系统则是采用电话交换方式的网络，如ISDN等。网络带宽是影响视频会议系统质量的重要因素，网络也是制约用户能达到的效果的关键因素。
1.3 视频会议综述
目前视频会议系统分软件视频会议系统和硬件视频会议系统。硬件视频会议系统，电视电话视频会议系统有安全性高、稳定性好，视频图像、话音质量高等优点，但设备成本较高。适用于政府、行业和大型企业。而软件视频会议系统价格便宜、安装设置和升级比较灵活，缺点稳定性不好，视频图像、话音质量等方面与硬件视频会议系统有较大的差距，在多用户情况下难以保证会议的正常召开。对操作人员的计算机软件和网络水平有较高的要求。主要用于对安全、稳定性要求不高的中小企业和个人用户。
目前国内外最先进、最流行的首推“流媒体视频会议系统”，具有如下特色：
1、高质量、低成本
①主会场：采用电信级电视电话会议系统的稳定设备和MCU技术，保证系统的稳定性和安全性。由主会场控制会议的视频切换、语音控制等，保障会议安全、稳定、可靠运行。
②分会场：采用低成本的桌面化电脑终端设备，可联接到小型会议室（投影机、电视机）
2、互连互通
电视电话会议系统与桌面会议系统全部采用H.323协议，视频网络基于TCP/IP技术，软硬件技术相结合。
3、运行环境和质量保障
①主会场选用POLYCOM公司的电视电话会议的终端设备，保障会议的视频图像质量清晰和语音的高保真度。
②分会场选用POLYCOM公司的网络会议终端设备，利用宽带网络通信。
③MCU技术采用著名视频会议生产厂商开发的软硬件技术。
第 2 章 设备选型
我们详细考察了目前业界国内和国外所有的产品，并根据实际的网络情况和应用特点，选择了最合适的产品来构建此次的视频会议系统。
2.1 选型依据
在视频会议系统设计中，我们选用POLYCOM公司的产品，这是因为该公司是业界最优秀的公司，产品性价也比最高，能够最好地满足视频应用需要。
POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）是一家总部位于美国加洲硅谷，开发、制造和销售高质量视频会议、音频会议系统的上市公司，是全球宽带视频通信解决方案的先锋。宝利通产品在《财富》500强公司中耳熟能详，远程会议系列产品多次获得各种国际奖项，目前在全球音频、视频会议终端销售量双双居于世界第一。2002年第二季度视频终端全球市场份额达到63%，同时专业电话会议终端销售份额高居全球市场份额的95%。
POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）不断在音频、视频领域进行探索，于2000年12月收购了ACCORD NETWORKS公司（世界上最大的专业研发、生产MCU产品的公司），并且在2001年5月收购了另外一家专业生产视频会议终端的厂家美国PICTURTEL公司（其他终端产品IPOWER 900系列、600系列多次获得大奖）。通过资源的整合，POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）的实力有了很大的提高，能够为用户提供整体解决方案（从终端到MCU，包括网管系统），也是目前业内唯一提供全方位产品的厂家。
在产品研发上几大类产品都有质的飞跃，将目前视频领域的先进技术应用到所有的产品线上（包括终端和MCU），如P＋C双流、4CIF、内置MCU、H.264、H.263（包括H.263+）等。
闻名遐尔的好莱坞电影中常能见到POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）的产品和标志，可见其产品的深入人心。近年来，POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）在风云突变的电信市场能始终稳坐第一把交椅，也取决于一贯重视售后服务工作。POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）具有完备的售后服务体系，拥有完善的备品库，可提供快速的技术服务支持；同时POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）中国的一级代理都保持30套以上的终端备品及MCU的备品备件；同时POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）在中国设立了北京和上海两个办事处（以北京为中国地区的总部），共有员工近30人，其中50%的员工为技术工程师，能够为中国地区的用户提供强有力的技术支持。
POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）取得的成就举世共睹，公司目前的总市值超过30亿美元，是同类会议产品公司的10至20倍。目前在中国已拥有了信息产业部、民政部、联通、网通、中国石油天然气集团、中国工商银行、中国建设银行、中国光大银行、中国人寿保险公司、平安保险公司、太平洋保险公司等市内重量级用户，而微软、P&G，波音、西门子等国际著名大公司也是其长期用户，在众多的成功案例中也拥有大量的证券行业用户，包括大鹏证券、国泰君安证券、光大证券、海通证券、上海东方证券、上海联合证券等。
远程会议产品的发展经历了从音频到视频阶段。视频会议下一步的发展是多媒体数据的传输，是集语音、图像、数据、信息流于一体的多方异地通信解决方案。POLYCOM，Inc（美国宝利通公司）高度重视在视频会议产品开发上，每年投入到研发上的经费超过6千万美金，始终保持技术领先的地位，为用户提供优异的视频通信解决方案。
2.2 技术优势
POLYCOM通过在领导标准方面的努力，POLYCOM把最新的技术融进标准中，使其具有灵活和面向未来的特性，并为用户提供持续的互操作性。
即使在公开的标准限制范围内，不同厂商的产品之间仍然存在很多不同之处。而标准只保证基本水平的互通。大多数标准含有许多可选功能，而所提供的音视频和数据功能的质量，在很大程度上依赖于具体实现的细节。特别是硬件能力和软件复杂程度决定输出质量，而且在遵从标准的同时，预处理器和后处理器能改进信号质量。POLYCOM使用超过标准的技术，生产基于标准的产品，它们的性能在每一同类产品中都处于顶级水平。
制定标准的过程是较缓慢的，所以技术常常走在标准的前面。POLYCOM从两个方面向用户提供最好的产品：产品首先是严格遵从标准，从而保证了良好的互操作性；但是，当这些产品与支持更高的技术的系统相连时，它们则自动倒换到高级模式。
ITU－T（国际电信联盟的电信标准化部门）是制定电信标准的最重要的国际组织。POLYCOM参与制定了许多ITU-T标准，包括：关于实时部件控制的H.224、关于远端摄像机控制的H.281、关于通用会议控制标准的T.124、关于在模拟电话线上传送多媒体音视频数据的H.324以及最新的H.323、H.263、H.263+、H.264、H.239的主要组成部分和扩展。
POLYCOM已经赢得了超过30项音视频技术的专利，其中许多已经被包含在工业标准中，另外还有20多项专利正在申请。
POLYCOM的宽带音频算法Siren，经过ITU长达4年的测试，确立为最新国际标准：G.722.1。
POLYCOM最新60场/秒的技术，已被ITU确立为国际标准。
POLYCOM首次在业界推出：People+Content新概念，针对不同的对象采用不同的处理方式，具有划时代的意义。
POLYCOM独特的语音定位摄像镜头，可以自动检测发言者的位置，并自动调整角度和焦距，令会议过程更加流畅。
POLYCOM是唯一提供高达14KHz宽带音频处理技术的厂家。
POLYCOM运用独特的视频处理技术，在最低256Kbps的带宽时即可达到30帧/秒的流畅效果。
视频终端技术优势
·Polycom首先实现实用的语音定位摄像技术，与预置位技术相结合，可以实现语音定位到预置位功能，并将其应用到全系列产品中。
·Polycom首先实现了麦克风阵列波束形成技术，很好地解决了全向拾音与灵敏度、信噪比的矛盾
·Polycom首先实现了XGA(1024*768)无劣化编码传送技术
· Polycom首先实现了同路动态双视频流编码传送（People +Content）
· Polycom首先实现了14KHz宽带语音编码传送技术（Siren 14）
· Polycom首先实现了图像差错隐消技术（PVEC）
· Polycom首先实现了声音差错隐消技术（PAEC）
· Polycom首先实现了Pro-Motion50/60场视频优化技术
· Polycom首先实现了IP包误码补偿技术
· Polycom首先实现了动态速率连接技术
· Polycom首先实现了图形化中文界面
· Polycom首先实现了内置MCU及网关技术（MultiPoint Plus）
· Polycom首先实现了内置MCU主席控制功能
· Polycom首先实现了远程管理及远程监控技术（Web）
· Polycom首先实现了模拟电话接入技术
· Polycom首先实现了中心电话号码薄功能
· Polycom首先实现了对H.264视频算法的支持
· Polycom首先实现了“人物＋内容”的流广播功能
· Polycom首先推出了基于蓝牙技术的无线手写板
· Polycom首先实现了视频会议数字录像功能
· Polycom首先实现了数据协作与视频终端的集成
· Polycom首先实现了双IP网络连接支持
· Polycom首先实现了IP隧道功能，用户可以通过VPN进行安全的会议
· Polycom的Executive Collection终端产品为用户提供了完善的高端会议室解决方案
· Polycom与Smart公司结合推出的3000iPower，实现了优质视频与高端数据协作相融合的一体化解决方案
MCU技术优势
· Polycom首先实现了一体化会议功能，可以将视频（H.323，H.320，H.321）、语音（模拟、IP）通过MGC实现无缝连接
· Polycom首先实现了电信级结构，采用专用多媒体总线，板卡具备独立处理单元
· Polycom首先实现了多种网络接入功能
· Polycom首先实现了多协议转换功能
· Polycom首先实现了动态多分屏功能
· Polycom首先实现了板卡热插拔功能
· Polycom首先实现了电源冗余备份功能
· Polycom首先实现了芯片级诊断功能
· Polycom首先实现了MCU对QoS机制的支持
· Polycom首先实现了完善的防火墙方案
· Polycom首先实现了对H.264算法支持
· Polycom首先实现了对Pro-Motion 50/60场视频技术的支持
· Polycom首先实现了对14KHz宽带音频技术Siren14的支持
· Polycom首先实现了通过DTMF编码对会议的管理控制功能
· Polycom首先实现了IVR语音交互控制功能
· Polycom首先实现了多分屏状态下发言人指示及背景填充功能
· Polycom首先实现了会场标识功能
· Polycom首先实现了演讲者功能
· Polycom首先实现了按设定时间自动轮训分会场的功能
· Polycom首先实现了通过Web方式对MCU的管理和控制功能
