1 會議電視系統的構成
一個完整的會議電視系統應由多點控制設備(MCU)和編解碼器、攝像機、話筒、編輯導演設備、調音臺、顯示設備和會場擴聲等用戶終端設備以及圖文攝像機、錄象機和掃描儀等輔助設備構成。
1.1多點控制設備(MCU)
多點控制設備(MCU)用于多個用戶終端舉行會議時的連接,同時進行視頻信號的切換、語音信號的混合及數據信號的傳輸,并將切換的視頻、混合的音頻以及數據信號進行組裝,再發送給所有的用戶終端。
多點控制設備的標準工作方式有主席控制(Chaircontrol)、語音激勵(Automatic Voice Activated Switching)廣播請求(Broadcast Request)3種。
1.2用戶終端設備
用戶終端設備作為會議電視系統與用戶之間的界面,其主要功能是通過對語音、圖像進行編碼壓縮和解碼釋放以及對各種傳輸接口進行處理來完成語音、圖像及數據的輸入和輸出。
用戶終端設備的基本組成包括編解碼器、攝像機、話筒、顯示器、揚聲器和控制器等,其中編解碼器用于對語音、圖像和數據進行編碼和解碼釋放,是會議電視系統的核心設備之一。
1.3輔助設備
會議電視系統的輔助設備主要有圖文攝像機、錄像機、DVD和掃描儀等,用于外部資料的輸入和會議電視的輸出存檔。
2 協議的選擇
2.1會議電視系統采用的協議
目前會議電視系統采用的協議主要有以下幾種:
。1)H.320協議。通過專線方式(如直接在傳輸網上組織的專線、DDN網、ATM網電路仿真等)或NISDN網絡進行組網,可以有效地保證會議電視的業務質量,故大型的會議電視系統往往采用該協議。
。2)H.323協議。這是近年來新興在TCP/IP網上進行話音和圖像傳輸的通信協議,對于會議電視系統而言,由于TCP/IP協議并不支持不同業務之間的業務質量等級,其所能占用的網絡帶寬目前還無法得到有效保障,但隨著IP網上多媒體通信業務需求的日前增加,以及各種新技術的不斷出現,會議電視業務所需要的實時性和充足的傳輸帶寬的要求將在日益完善的IP包交換網絡環境下逐步得滿足。同時,它的傳輸網絡無關性、IP協議的普遍性、靈活性、低成本、易管理以及對用戶投資的保護,使它得到越來越普遍地應用。特別是對于本身無傳輸通道的單位,如金融系統、大型企業,包交換網的高性能價格比越來越肥到青睞。
。3)H.321標準。這是H.320協議的會議電視終端應用于ATM網絡的轉換標準,H.321的圖像質量與H.320標準相同,也需要多點控制器。
。4)H.310標準。它是“純”ATM的會議電視標準,傳輸速率為3-15Mbit/s,圖像質量高。目前的H.310的視頻會議實際上是一種基于ATM網絡的視頻廣播,不是真正意義上的多點交互的視頻會議(允許的點數有限)。此外,沒有MCU產品的支持,必須通過網絡產品的網管系統實現視頻的切換,而且會議的切換不可能在會議終端上實現。如果同一個ATM廣域網內存在著不同廠家的ATM交換設備,則視頻的切換需要在不同廠家的網管上完成。
。5)H.324標準。它也是國際電聯ITU-T制訂的會議電視框架性協議,主要用于公共交換電話網(PSTN)。
2.2會議電視產品的技術體制和構成
會議電視產品從其實現的規模上,可以分為會議室系統和桌面系統兩大類;從其支持的標準上,可以分為H.320、H.323、H.321、H.324、H.310等幾種類型:
。1)窄帶可視電話系統和終端設備--H.320標準;
。2)基于LAN的可視電話系統和終端商務--H.323標準;
。3)PSTN網的可視電話系統和終端設備--H.324標準;
。4)寬帶視頻通信系統和終端--H.310標準。
3 會議電視系統的組網方式
會議電視傳輸通道的組網方式包括專線式組網和交換式組網兩類。專線式組網包括直連方式和DDN方式;交換式組網包括3種可能的交換網絡環境,即電路交換網、包交換網(IP網)和ATM信元交換網。
3.1通過直連專線組網
會議電視系統通信傳輸網進行直連專線組網時,需占用傳輸網上的固定時隙,即會議電視系統的多點控制器與遠方會議終端與傳輸設備上的N×64kbit/s或2Mbit/s接口相連接。這一方案的主要優點是可靠性高,缺點是對傳輸帶寬的使用不夠靈活,當會議電視不召開時,其所占用的帶寬亦無法讓出。
3.2通過ATM網組網
會議電視系統通過ATM交換網組網時,由于ATM網具有豐富的業務質量等級,可以確保話音和圖像等實時性要求極高的業務享有最高優先權,即當這類用戶申請傳輸帶寬時,網絡將予以優先考慮,并保證為其分配所需要的帶寬。因此,ATM網將會議電視系統中繼通道設定為具有最高業務質量等級的恒定比特率業務,實現各會議電視終端與多點控制單元的連接。由于ATM網絡采用信元交換技術進行數據傳輸,具有動態帶寬分配和自動路由等功能,故采用此方案進行組網時,可以大大降低會議電視系統的運營成本并提高業務質量。
目前,通過ATM網組網采用較多的有以下兩種方式:
。1)采用H.321協議
H.321協議是一種新的視頻會議標準,是H.320標準的會議電視終端應用于ATM網絡的轉換標準。事實上,H.321終端是由H.320終端與寬帶適配器(STA)(在ATM網絡中25Mbit/s ATM UNI接口就是一種寬帶適配器)組成,因此,H.321標準完全可與H.320標準的視頻會議兼容。
。2)采用H.320協議
采用H.320協議的ATM交換網方式是指利用ATM交換機上的E1仿真接口(CES)來提供直連專線進行組網。
3.3通過包交換網(IP)組網
基于包交換網絡的會議電視系統(H.323系統),其協議的實質內容是將話音和圖像等實時數據打成IP包,并在TCP/IP網絡上利用TCP協議的傳輸控制功能和IP協議的網絡選路功能進行傳輸。雖然在技術細節上還有不少問題需要解決,但隨著Internet/Intranet技術的發展,作為下一代多媒體通信網平臺的H.323技術因期優秀靈活的生命力逐步得到廣泛的關注。
隨著IP網上多媒體通信業務需求的日益增加,采用特殊的業務質量等級或是實時服務,并對數據包發送的優先級進行控制、資源預留協議及實時傳輸控制協議等新技術,使會議電視業務所需要的實時性和充足的傳輸帶寬的要求將在日益完善的IP包交換網絡環境下逐步得以滿足。
4會議電視業務在ATM網絡中傳輸
4.1傳輸電路的選擇
某地區目前已建成了以SDH及ATM為主干的傳輸電路,且均覆蓋需開通會議電視系統的站點,因而,會議電視業務的傳輸電路就有兩種方案可供選擇。
一是以SDH作為傳輸電路,利用SDH光傳輸設備支路側的E1口提供直連通道,并選擇H.320協議的會議電視系統進行組網。H.320協議技術上比較成熟,由于速率可高達2Mbit/s,圖像質量相當好,是目前使用最廣泛的會議電視系統之一。采用這種方式的優點是能充分滿足電力系統對通道安全可靠的要求,缺點是網絡的利用率較低,通道代價較大,但是通道帶寬資源可以保證的情況下,可靠性極高。
另一種方式是以ATM作為傳輸電路,在這種方式下,可以利用ATM交換設備的E1仿真接口(CES)提供直連專線通道,組成一個純H.320的會議電視系統網絡;可以利用ATM交換設備提供的25Mbit/s ATM uni接口,組成一個純H.321的會議電視系統網絡;也可以利用ATM交換設備提供的以太網口,組成一個純H.323的會議電視系統網絡;還可以利用以上兩種或三種接口,選擇H.320、H.321、H.323協議的會議電視系統進行混合組網,靈活性大大增強,并為將來的系統擴容提供了便利。但是,若考慮采用H.321協議,則需在ATM交換機側增配25Mbit/s ATM UNI卡板,由于該接口板在實際電路中應用較少,因而除非傳輸平臺已有該接口板,否則采用此協議進行會議電視組網代價太大,所以一般不推薦采用H.321協議。
ATM設備作為一種多業務交換平臺,有著多種類型的接口,有組成H.320的會議電視系統網絡的E1仿真接口(CES),又有組成H.323會議電視系統網絡的以太網口,這樣,就可以根據電力系統的實際應用和已有的傳輸網絡來選擇協議。因此采用ATM作為傳輸電路能在充分考慮本期的會議電視系統的網絡建設的同時,還為將來擴容時對站點、協議和終端設備的選擇提供較大的靈活性和可選性。
據此,根據該地區現有的傳輸電路,以及對會議電視系統質量的要求,決定采用以ATM數字交換網絡為基礎傳輸電路的H.320、H.323協議混合組網的方式。
4.2設備配置
對通信質量要求較高的站點的會議室里配置了大型會議室終端系統,采用H.320協議,通過提供直連專線來保證其對通道的要求。在一些特殊的辦公場所,如局長辦公室、總工辦公室等,配置了桌面終端設備,采用H.323協議,通過辦公室內的局域網口匯入多點控制單元。
由于H.323協議是基于包交換網絡(IP)組網的,而IP廣播本身在協議上就是可以方便有效地在網上建立一個廣播頻道,從而對頻道的享用者(用戶)數目沒有限制,又不增加廣域網上的帶寬負擔,而H.323正是利用了這一IP協議的優點,可以有效地在企業多媒體信息網上實現大用戶量、大范圍的多點廣播型業務,而無須增加成本,并在網絡結構上具備很強的健壯性,不會因為某個端點的臨時突發故障而影響整個網絡會議。因此采用H.323協議的桌面系統具有小型、靈活方便、即插即用、成本較低的特點,特別適用于領導之間的交流或現場辦公。
采用H.320、H.323協議混合組網的方式,對多點控制設備亦提出了較高的要求,因為采用不同的協議、或采用相同協議的不同類型的終端設備所需的通道帶寬亦不相同,因此,在選擇MCU產品時,需考慮能否滿足或通過外加硬件設備來滿足混協議、混速率的組網要求。
4.3網絡的拓撲連接。
4.4同步方式
由于會議電視的圖像、話音、控制和指示等信號都是通過壓縮編碼后相互傳送的,因此,同步時鐘信號源精度的高低將會直接影響到傳送信號的準確性,必須采取必要的措施實現會議電視網絡的網同步。
多點會議電視的同步有準同步、主從同步和互同步3種方式。
準同步方式需要每個會議電視終端有一高精度的時鐘,它的優點是網絡無需傳送同步時鐘,網絡同步的可靠性高,缺陷是高精度時鐘投資太高,存在固有周期性滑動,而一般會議電視系統站點較多,時鐘占工程投資的比例相當大,故一般不采用準同步方式。
互同步工作時網絡中無基準時鐘,每個終端的時鐘是它收到的其他終端的時鐘相互同步而產生的時鐘,這種方式無需高精度時鐘,且受傳輸網的影響小,但由于它的同步容易受到擾動而引起同步不穩定,通信網中基本不采用互同步方式。
主從同步方式,在會議電視系統中規定一個終端的時鐘作為基準時鐘,其他終端的定時時鐘都通過本地振蕩器的鎖相環鎖定到接收到的基準時鐘,其優點是避免了準同步時的固有周期性滑動,鎖相環壓控振蕩器要求較低的頻率精度,費用大大降低,控制簡單,特別適用于星形網和樹形網。
為獲得較高的圖像質量,該地區會議電視網絡的時鐘同步采用如下方式:
。1)定時鐘采用外接高等級時鐘源設備作為會議電視網絡的一級時鐘(主時鐘)接入MCU。
。2)從傳輸信道提取時鐘:可從MCU連接于傳輸設備的一個E1線路的數據碼流中提取時鐘,作為會議電視網絡的二級備用時鐘(從時鐘)。
。3)內時鐘:把MCU的內時鐘作為三級備用時鐘。
。4)各會場的會議電視終端時鐘從其相連的MCU送出的數據碼流中提取。
MCU設備內部的PLD電路檢測外部時鐘電路的穩定性,確定一級時鐘是否滿足時鐘的要求,如果不滿足,那么使用二級時鐘。如果二級時鐘也不滿足要求,那么系統將自動使用內時鐘。
5 結束語
自20世紀80年代初期,電力系統通信進入數字通信時代,為會議電視系統的順利開通提供了有利的條件。利用電力行業本身已具有的豐富的傳輸通道,采用H.320協議的會議電視系統無疑是最為安全可靠的一種方式。同時,鑒于H.323系統的高靈活性、高擴展性、高性價比,在具備TCP/IP網絡資源的地區,采用H.323協議的會議電視系統也是一種比較理想的方案。
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