会议电视系统功能结构及技术原理

毕厚杰

　　会议电视即是以电视方式召开会议，使得与会的远地多方代表的人像、文件（一部分或全部）显示于同一会议室的屏幕上。会议电视不仅可传送声音，还可传送文件、图表、会议室气氛、与会代表的表情等各种静止和活动的图像信息。利用这种方式，可以使代表象在一个会议室中开会一样，具有临场感，并且显著提高了工作效率。

一、 会议电视的功能及结构

　　１、功能

　　（１）节约经费、节省时间。据国外统计，各级管理部门的工作人员用于开会的时间约占全部工作时间的４０％。美国每年用于公务出差的费用高达３００亿美元，每次开会或会面所需时间的８０％都花费在路上。利用会议电视开会，不需长途出差、不需把大量时间花在旅途上，也不需为出差付出大量的车旅费。在目前条件下，利用会议电视至少可代替１／３的会议，将来这种比例可能更高。

　　显然，对我国来说，由于地域辽阔、交通紧张、会议频繁，这种通信方式无疑更为合适。尤其对一些紧急会议，会议电视在争取时间、及时决策、及时取得重要消息等方面，更具有明显的优越性。

　　（２）提高会议效率。由于会议电视的收费与使用会议电视的时间几乎成正比，这些经济因素，可促使发言者充分准备、发言精练，缩短发言时间，从而提高了会议效率。

　　（３）可选择合适的与会代表、增加与会人数。最合适的与会代表往往由于工作忙、时间紧，无法参加长途出差、费时太多的会议，会议电视由于费时少则可较好地解决这个矛盾。此外，由于会议电视不需长途出差，因而对与会代表名额不必作太多限制，可适当增加与会人数，以便集思广益。

　　２、结构

　　会议电视终端Ａ、Ｂ……Ｈ。以Ａ点为例，其主要作用是将Ａ点的实况视频信号、语音信号及用户的数据信号进行采集、压缩编码、多路复用后送到信道上去。同时，将从信道接收到的会议电视信号进行多路分解、视音频解码，还原成对方会场的视频、音频信号及数据信号。

　　多点控制单元（ＭＣＵ）的作用是对输入的多路会议电视信号进行切换。对语音信号采取多路混合的方式，对视频则采取切换选择的方式。因为在一个屏幕上只能显示某一帧视频信号，不可能显示若干帧不同视频的混合信号。

　　通信网络可以采取公用电话网（ＰＳＴＮ）、数字数据网（ＤＤＮ）、综合业务数字网（ＩＳＤＮ）、ＩＰ网（包括局域网、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ等）、无线网等。

　　（１）终端

　　ＩＴＵ－Ｔ于１９９０年７月通过的Ｈ．３２０系列建议是有关会议电视的第一套建议，它规定了会议电视以终端为主的系统框架。

　　视频编解码器对视频信号进行压缩处理，执行Ｈ．２６１建议。

　　音频信号编解码器按Ｇ．７１１等建议进行音频编解码处理。

　　复用／分用单元将视频、音频、数据、信令等各种数字信号进行复合或分解。

　　（２）ＭＣＵ

　　每个线路单元包括网络接口、多路分解、多路复接、呼叫控制四个模块。

　　音频处理单元进行语音信号的分离、译码、混合和编码等语音处理。

　　视频处理单元只对视频信号进行切换选择。

　　控制处理单元决定正确的路由选择，混合或切换音频、视频、数据信号。信道切换可采用（ｎ×ｎ）矩阵（ｎ个端口情况下）。

　　（３）视频编解码

　　会议电视信号中信息量最大的是视频信号。为了在带宽有限的信道中传送会议电视信号，主要应对视频信号进行压缩编码。

　　视频复合编解码器中输入经压缩编码的会议电视信号，按图像层、块组层、宏块层、块层４层把图像数据组成一定的数据结构。

　　传输缓存器是信源与传输编码器的接口。它使信源来的变速率数据流平滑成为恒定码率的数据流。

　　为了使图像编解码器能适用于６２５行和５２５行电视标准，信源编码器工作于通用中间格式（ＣＩＦ）的图像方式。

　　信源编码器以２９．９７Ｈｚ帧频产生非隔行的图像，ＩＴＵ的Ｈ．２６１建议规定了两种图像的扫描格式。第一格式即ＣＩＦ格式，亮度按正交结构取样，每行３５２个像素，每帧图像２８８行。两个色差分量各以每图像１４４行，每行１７６个像素取样。第二格式即ＱＣＩ格式，每行１７６个像素，每帧图像１４４行。

二、 ＩＰ会议电视

　　ＩＰ会议电视是指在网络中尤其是在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ中传送会议电视信号。１９９６年，ＩＴＵ－Ｔ制订了Ｈ．３２３建议。１９９８年又制定了Ｈ．３２３Ｖ２。在Ｈ．３２３中，ＩＴＵ－Ｔ规定了基于ＩＰ网络的视音频编码、复接、呼叫等协议。信令和控制信息通过ＴＣＰ包进行可靠传输。对于要求实时传输的视频音频信息，网络中不能允许大量的重传，则采用ＵＤＰ包传送。下面介绍一下应用于ＩＰ会议电视的ＩＰＴＶ和多播技术的原理。

　　１．多播技术（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔｉｎｇ）

　　众所周知，视频信息的传送需占有较大的带宽，即使经过压缩编码，如发送同一内容而需要多路接收，仍需相当大的带宽。多播技术可较有效地解决这一多点传送时的网络带宽问题。

　　在同一网段，同一内容则传送一个码流。在网络节点，则根据需要进行复制，发送给不同的用户。在网段Ａ，只有一个码流，到了节点Ｍ，为了把该内容发送到ａ、ｂ……ｎ个用户，需在Ｍ点进行复制后发出。

　　当然，根据发送各方和接收各方的网络拓扑分布，某一码流有必要对路由进行选择，以减少网络传输的时延。这就是说，在输入节点Ｉ应设置多播路由器。多播的类型有单个发送、一组接收；一组发送，单个接收；一组发送，一组接收。在通信过程中，每一组的成员是可以改变的。每一组成员及其地址信息在本地路由器保存和更新。目前多播的组地址分配方式是：终端向本地的地址分配服务器动态地申请地址，它具有登记和拓扑特性。

　　２．ＩＰＴＶ

　　ＩＰＴＶ是一种个人视频业务。根据个人的需要，向视频服务器（已储存有大量经压缩的视频节目）提出所需视频节目，该服务器根据该用户需求，向该用户发送其所需节目。由于不同用户有不同的ＩＰ地址，在ＩＰ网络中实现这种ＩＰＴＶ是不困难的。这时，如果ＩＰ网络采用多播技术，由于在每一网络只有一个码流，在网络节点再进行复制，骨干网的网络资源利用率就得以提高。由此可见，ＩＰＴＶ应包含三个方面的组成，即服务器／客户机模型、ＩＰ网络以及多播技术。

　　３．Ｉｎｔｅｒｎｅｔ会议电视

　　在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网上召开会议电视，其原理类似于ＩＰＴＶ，但又有所不同。它也利用了ＩＰＴＶ的三个组成部分，但信号源主要是会议主持人或发言者的视频音频信息。利用ＩＰ或Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网召开会议电视与传统方式的会议电视具有网络资源利用率高、成本低，以及参与方式的灵活等优势。由于利用多播路由的有关协议，不再需要价格昂贵的集中ＭＣＵ，使成本可大幅度下降。

三、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ会议电视有关的技术与协议

　　“Ｎｅｔｃａｓｔｉｎｇ”是一个采用多播技术路由方法通过因特网召开多媒体会议的应用技术，允许世界范围内与会者通过因特网展开讨论和提问，现在国际上很多大学与研究中心都采用多播方式召开会议，举办学习班和研讨会。

　　具体说来，源工作站或计算机将视频音频信号进行数字压缩编码后，按会议指定与会者的各ＩＰ地址，即一个组地址，发送一序列的ＵＤＰ分组。接收工作站或计算机以请求接收的方式接收发给它的（组地址中的一个）ＵＤＰ分组。接到信号后，将音频信号解码送往工作站或计算机的声音设备，视频信号解码后送往响应的屏幕上的“窗口”显示。与会者不仅可观看发言者的形象、听见发言者的声音，而且在发言者发言完毕后可提出有关问题，使与会者彼此可以看到和听见对方。此外，还可通过电子“白板”，每个人都可以在白板上写或画，他们所写或画的内容可出现在所有与会者的眼前。

　　多播路由算法很多，选几个主要的简要说明如下：

　　１．扩散式

　　网络中的节点收到发往多点广播目的地的分组后，首先检查这一分组是第一次收到还是一个复制本（通过与本地数据率比较），如是第一次收到，该节点就将分组进行复制，把各拷贝分别给本机的其它所有接口（除了该分组的输入端接口），以确保分组最终能到达所有目的站点。

　　２．生成树

　　为了避免形成环路，人们就标记网络中某些链路作为树的一部分，而其它链路作为“不使用”，选中的所有链路构成一棵树，它跨接了网络上的所有节点，称为“生成树”。它由标有“＊”字的标识符的链路组成。

　　一旦建好一棵生成树，多播就简单了。当输入节点收到一个多播分组时，该节点立即将此分组转发给生成树中所有链路。由于生成树跨接了网络上所有节点，因而能保证将分组送到所有的目的地。又由于生成树不存在循环，于是可保证分组也不会循环。具体构建生成树，应使输入节点到各目的地之间的路径为最短。

　　３．反向路径转发

　　为了测试因特网上的多点广播技术，ＩＥＴＦ提出所谓的“多点广播主干（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｂａｃｋｂｏｎｅ）”技术，简写为ＭＢＯＮＥ。当前因特网上进行多点广播的经验主要来自ＭＢＯＮＥ。

　　今天，ＭＢＯＮＥ中使用的路由算法称为“反向路径转发（ＲＰＦ）”。其算法过程如下：

　　（１）当接收到多点广播分组时，记下源站点（Ｓ）和所有接口；

　　（２）如果某接口Ｉ属于通向Ｓ的最短路径，则源节点将分组转发给除Ｉ外的所有接口；

　　（３）如第（２）步失败，则拒绝转发分组。

　　注意，为了获取最高效率，需要计算的是从源站点到本节点的最短路径，而不是从本节点到源站点的最短路径。反向路径转发会造成每个源点都有不同的生成树。

　　ＭＢＯＮＥ仅仅是因特网的一个子集，它使用多播路由协议。ＭＢＯＮＥ路由器使用“距离向量多点广播路由协议（ＤＶＭＲＰ）”来计算反向路径转发算法所使用的反向路径。多点广播栓法过程则使用反向路径转发算法。当某节点接收来自一个多播分组时，在ＤＶＭＲＰ路由表里检查是否该接口来自源站点的最短路径上，如不是，就丢掉分组，否则就转发所有支持多播的接口。

　　ＩＥＴＥ工作组提出了二个多点广播的协议，一个叫ＭＯＳＰＦ（多点广播开放最短路径优先）协议，在一个有限大小范围内提供路由措施，解决路由计算效率；另一个叫ＰＩＭ（协议无关多播），试图解决因特网范围的路由问题，如大量的组引起的状态爆炸问题等。

----《通信世界》