視頻會議系統(tǒng)在防汛工作中的應(yīng)用

□林 琳（信陽市水利防汛通訊總站）

□馮 強(qiáng)（信陽市南灣水庫管理局）

一、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

美國貝爾實(shí)驗(yàn)室于1964年研制出第一代視頻會議系統(tǒng)——可視電話，隨后視頻會議系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備開發(fā)商都加強(qiáng)了對視頻會議相關(guān)傳輸、終端設(shè)備產(chǎn)品的研發(fā)力度，一些國際品牌從中崛起，同時(shí)運(yùn)營平臺提供商（以webex為代表）也給視頻會議系統(tǒng)相關(guān)市場注入了活力。在互聯(lián)網(wǎng)最為發(fā)達(dá)的、也是發(fā)源地的美國，視頻會議系統(tǒng)在政府、金融、水利、教育服務(wù)、商業(yè)以及交通等各個行業(yè)中都已經(jīng)普遍使用，其中遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育占了相當(dāng)大的比例。美國政府在信息化的建設(shè)中起到巨大的推動作用，出現(xiàn)了個人、企業(yè)集團(tuán)大規(guī)模的使用、采購視頻會議系統(tǒng)的現(xiàn)象。據(jù)wainhouse的調(diào)查，商業(yè)企業(yè)中有高達(dá)91%的都愿意采用視頻會議系統(tǒng)的方式開展工作。

視訊業(yè)在中國的發(fā)展也有十幾年的歷程，我國于2001年7月誕生了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第一臺綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（SIDN）可視電話。視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展之初，主要是應(yīng)用于政府、跨國公司和金融系統(tǒng)等少數(shù)單位，而且多是在專網(wǎng)中運(yùn)行的，系統(tǒng)造價(jià)高昂，往往高達(dá)幾百萬甚至上千萬元。2003年，受到SARS的一定影響，視頻會議系統(tǒng)在中國的發(fā)展打破了過去的發(fā)展平緩的局面，步入快速、穩(wěn)步發(fā)展的階段，視頻會議系統(tǒng)中互聯(lián)網(wǎng)、公網(wǎng)逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位，逐漸取代基于專網(wǎng)的系統(tǒng)。2004年互聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)公網(wǎng)的視頻會議系統(tǒng)只占6.88%，而在2005年，這一比例猛增到87.5%，完全主導(dǎo)了市場。我國在政府、金融、水利、通信、能源、醫(yī)療、教育、交通等國民經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域及公眾服務(wù)領(lǐng)域使用視頻會議系統(tǒng)的比例達(dá)6.63%，視頻會議系統(tǒng)逐漸成為我國各行業(yè)信息傳遞、交流的重要方式。

二、視頻會議系統(tǒng)

視頻會議系統(tǒng)，又稱會議電視系統(tǒng)，是指2個或2個以上不同地方的個人或群體，通過傳輸線路及多媒體設(shè)備，將聲音、影像及文字資料互傳，實(shí)現(xiàn)即時(shí)且互動的溝通，以實(shí)現(xiàn)會議目的的系統(tǒng)設(shè)備。圖1所示為視頻會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖1 視頻會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

聲音、數(shù)據(jù)、圖像經(jīng)過視頻會議的終端編譯碼器的編碼和壓縮處理之后，經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳到對方的編譯碼器，經(jīng)對聲音、數(shù)據(jù)、圖像進(jìn)行恢復(fù)處理，在雙方或多方之間建立面對面的交流通信方式。隨著數(shù)字視頻處理及寬帶技術(shù)的快速發(fā)展，視頻會議系統(tǒng)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

（一）視頻會議系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)

視頻會議系統(tǒng)經(jīng)過窄帶、半寬帶、寬帶三個階段的發(fā)展，分別采用的是H.324、H.320以及H.323技術(shù)。H.323是用來定義應(yīng)用與視頻會議系統(tǒng)的包交換網(wǎng)絡(luò)上的協(xié)議的，是1998年2月國際電聯(lián)電信委員會（ITU-T）公布的，經(jīng)過不斷地更新補(bǔ)充，H.323第五版于2003年7月發(fā)布，包括系統(tǒng)框架、互聯(lián)互通、功能定義、加密安全等方面?；贗P網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，H.323能實(shí)現(xiàn)可靠的面向數(shù)據(jù)、音視頻的實(shí)時(shí)應(yīng)用。在H.323技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的寬帶視頻會議系統(tǒng)，具有高清度的靜、動態(tài)圖像以及高傳輸速率，應(yīng)用規(guī)模越來越大，是視頻會議系統(tǒng)發(fā)展的主導(dǎo)方向。圖2所示為H.323系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖2 H.323系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（二）視頻會議系統(tǒng)的組成

視頻會議系統(tǒng)的組成主要有終端設(shè)備、數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)、多點(diǎn)控制設(shè)備（MCU）等。

1.終端設(shè)備

視頻會議系統(tǒng)的終端設(shè)備主要有音頻輸出/輸入設(shè)備、音頻編解碼器、視頻輸出/輸入設(shè)備、視頻解碼器、多路復(fù)用/信號分線設(shè)備及信息通信設(shè)備等。終端設(shè)備的基本功能是對本地的聲音信號、圖像信號進(jìn)行壓縮和編碼，合成64Kbps～1920Kbps的數(shù)字信號，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳至對方會議現(xiàn)場。與此同時(shí)，還要接收遠(yuǎn)方會場傳輸?shù)酱说臄?shù)字信號，對信號進(jìn)行解碼，還原成模擬的聲音、圖像信號。

2.視頻輸出設(shè)備

視頻輸出設(shè)備有監(jiān)視器、電視墻、分畫面處理器以及投影機(jī)等。會議室畫面有兩種顯示方式：單畫面和雙畫面。單畫面的顯示方式是指只有一臺顯示器顯示接受到的對方會場或人物視頻畫面。而雙畫面顯示方式是由一臺終端設(shè)備的兩臺顯示器顯示對方的畫面，一臺顯示對方發(fā)言者等圖像碼，而另一臺則可用于顯示對方傳輸?shù)膱D文、文件等數(shù)據(jù)信息。

3.視頻輸入設(shè)備

視頻輸入設(shè)備主要是指攝像機(jī)和錄像機(jī)，其中攝像機(jī)有主攝像機(jī)、輔助攝像機(jī)以及圖文攝像機(jī)等，系統(tǒng)的視頻輸入口不低于四個。主攝像機(jī)選擇會議攝像自動追蹤系統(tǒng)，這樣攝像機(jī)同步追蹤發(fā)言者，鏡頭角度自動實(shí)現(xiàn)變焦，同時(shí)發(fā)言者的圖像通過視頻信號的形式傳輸?shù)揭曨l和屏幕上。

音頻輸出/輸入設(shè)備主要有揚(yáng)聲器，有、無線話筒，回聲抑制器及調(diào)音設(shè)備等。

4.視頻解碼器

視頻解碼器有兩個基本功能：（1）轉(zhuǎn)換視頻信號；（2）數(shù)字壓縮編碼視頻信號。通過這兩個處理，可以適應(yīng)不同制式的系統(tǒng)直通以及窄帶數(shù)字信道的傳輸，并且支持多點(diǎn)控制單元進(jìn)行多點(diǎn)切換的控制。

（三）終端關(guān)鍵技術(shù)

基于H.323終端的視頻會議系統(tǒng)可以看出是由H.323終端、多點(diǎn)處理器、多點(diǎn)定制單元、多點(diǎn)控制器、網(wǎng)關(guān)等組成的。

1.H.323終端協(xié)議棧

H.323協(xié)議棧根據(jù)功能可分為視頻/音頻編碼協(xié)議、系統(tǒng)控制、媒體承載、控制協(xié)議和數(shù)據(jù)協(xié)議。H.323終端的數(shù)據(jù)會議的功能由數(shù)據(jù)協(xié)議T.120（基于多媒體會議）實(shí)現(xiàn)?？刂茀f(xié)議、媒體承載包括RTP（實(shí)時(shí)傳送協(xié)議）和RTCP(RTCP控制協(xié)議)，視頻、音頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸由RTP負(fù)責(zé)，RTCP控制RTP。H.323終端的核心是系統(tǒng)控制功能，提供操作信令給H.323終端，包括呼叫控制的建立與拆除、命令、能力交換、指示信令以及報(bào)文（用于開發(fā)、描述邏輯信道信息）等。由H.225呼叫信令通道、H.245控制以及遠(yuǎn)程訪問服務(wù)信道提供整個系統(tǒng)的控制。

在H.323系統(tǒng)中，H.245信令以及T.120數(shù)據(jù)信令的傳輸采用傳輸控制協(xié)議（TCP），視頻 /音頻信息、RAS信令、RTP、RTCP的傳輸采用用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）。TCP是面向連接的，可靠傳輸能保證數(shù)據(jù)分組傳輸時(shí)的自動糾錯。報(bào)文序列的準(zhǔn)確性、流量控制。UDP非可靠傳輸則不能提供很好的Qos保證，不過由于UDP傳輸需要的控制信息較少，故而傳輸時(shí)延時(shí)比TCP小。

2.終端的問題及解決措施

（1）Qos問題

基于H.323是視頻會議系統(tǒng)的信道對分組交換網(wǎng)上的通信延時(shí)以及時(shí)延抖動較為敏感，這是因?yàn)镠.323系統(tǒng)的信道是基于統(tǒng)計(jì)復(fù)用的。如果不能保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，就無法召開會議，因此Qos是非常重要的問題。Qos機(jī)制可以通過設(shè)置數(shù)據(jù)包排序、IP優(yōu)先級、抖動補(bǔ)償、數(shù)據(jù)報(bào)重復(fù)控制手段實(shí)現(xiàn)。

（2）安全問題

視頻會議系統(tǒng)需要認(rèn)證用戶身份，終端是由用戶認(rèn)證中心認(rèn)證的。視頻會議系統(tǒng)的實(shí)時(shí)加密可選擇對稱加密算法，以保證視頻、音頻信息的實(shí)時(shí)傳輸。此外，可以在建立H.255呼叫過程中加密基于用戶口令或數(shù)字證書實(shí)現(xiàn)對用戶的認(rèn)證。

（3）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）穿越問題

由于H.323協(xié)議的復(fù)雜性，邏輯信道端口的分配是動態(tài)的，防火墻會隔斷H.245信令而導(dǎo)致失敗。而此導(dǎo)致媒體流和信令流被阻斷?？赏ㄟ^增加應(yīng)用網(wǎng)關(guān)或H.323代理，或?qū)⒔K端放置在防火墻外等方法解決。

（四）視頻會議系統(tǒng)的分類

按業(yè)務(wù)的不同，視頻會議系統(tǒng)可分為專用、公用以及桌面視頻會議系統(tǒng)三種。

1.專用視頻會議系統(tǒng)

專用視頻會議系統(tǒng)是單位組建的專用的系統(tǒng)，包括專用的傳輸網(wǎng)絡(luò)、專用的系統(tǒng)設(shè)備等。主要用于大企業(yè)中，優(yōu)點(diǎn)是可隨時(shí)隨地使用，不需預(yù)約，缺點(diǎn)是一次性投資過大，且需要專人維護(hù)。

2.公用視頻會議系統(tǒng)

公用視頻會議系統(tǒng)是以預(yù)約租用的方式獲得使用權(quán)的視頻會議系統(tǒng)，覆蓋幾乎全國的所有省會及主要城市，由中國電信經(jīng)營。優(yōu)點(diǎn)是可減少單位、公司的投資，不需要專人對其維護(hù)，缺點(diǎn)是使用時(shí)須提前預(yù)約，使用便捷性、時(shí)效性較差。

3.桌面視頻會議系統(tǒng)（DVCS）

DVCS系統(tǒng)基于計(jì)算機(jī)通信手段，不僅投資少、見效快，而且使用方便、快捷，DVCS是圖像卡、多媒體接口卡、輸入/輸出設(shè)備、多媒體應(yīng)用軟件于計(jì)算機(jī)上，在屏幕上顯示文本、圖像，雙方可在屏幕上一起修改數(shù)據(jù)信息，輔以其他通信手段，把文件及資料及時(shí)地傳遞給對方。

三、視頻會議系統(tǒng)在水利防汛工作中的應(yīng)用

（一）概述

隨著寬帶通信技術(shù)和數(shù)字視頻處理技術(shù)的飛速發(fā)展，會議電視得到廣泛的應(yīng)用，身處兩地仍可以通過視頻會議“面對面”的進(jìn)行信息交流，不僅會議質(zhì)量提高，也節(jié)約了成本。

水利部門的視頻會議屬于國家防汛抗旱指揮部系統(tǒng)工程的一部分，我國各省水利部門的視頻會議系統(tǒng)在近些年陸續(xù)建成完善，并在很多緊急會議中得到很好的應(yīng)用，建成的防汛異地會商系統(tǒng)經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)，任務(wù)完成出色。事實(shí)證明，視頻會議是水利防汛不可或缺的一種重要通信方式。通過視頻會議系統(tǒng)，國家防指及有關(guān)部門都可以及時(shí)、方便地對全國的防汛工作，作出切合實(shí)際的調(diào)度和合理安排。不但為防汛贏得了時(shí)間，而且節(jié)約了大量的人力和物力。例如，2009年11月24日，國家水利部就以視頻會議的方式召開會議，部署擴(kuò)大內(nèi)需水利投資建設(shè)相關(guān)工作任務(wù)，其他各省份人員通過分會場視頻會議系統(tǒng)參加會議，并且可以交流發(fā)言，不僅快捷，而且節(jié)約成本。

（二）部分技術(shù)要求

對于重要的水利工程的監(jiān)控，視頻會議系統(tǒng)不需要高可靠性，可以采用公網(wǎng)的IP方式傳輸。視頻會議系統(tǒng)應(yīng)具備實(shí)時(shí)監(jiān)控各個重點(diǎn)水利工程設(shè)施的運(yùn)行狀況；具備良好的擴(kuò)容性能，能夠隨時(shí)添加新的監(jiān)控點(diǎn)；視頻具有較好的開放性，視頻信息可以在多個部門之間傳遞使用，并能夠進(jìn)行會商。

終端要具備以下功能：網(wǎng)絡(luò)狀況檢測、雙視頻、多會議、遠(yuǎn)程攝像頭控制、請求發(fā)言。自動斷線重邀、電視墻擴(kuò)展支持、采用多級口令、組播功能保護(hù)等。

由于特定的氣候、地理位置等條件，全國部分省市局部洪澇災(zāi)害的發(fā)生較為頻繁，為提高防汛能力，通過對各種防汛信息的采集、分析、處理，及時(shí)正確的實(shí)施指揮調(diào)度等，防災(zāi)減災(zāi)效果顯著。作為防汛決策的一個重要環(huán)節(jié)，視頻會議系統(tǒng)的建立要在以全局為主導(dǎo)的前提下，根據(jù)具體實(shí)際做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

四、結(jié)束語

隨著信息時(shí)代的逐步推進(jìn)，視頻會議系統(tǒng)在各個行業(yè)中將發(fā)揮越來越重要的作用，它將是水利行業(yè)不可或缺的一個部分，建設(shè)視頻會議系統(tǒng)不是目的，使視頻會議系統(tǒng)在水利防汛工作中充分的發(fā)揮效益，使防汛工作決策更加高效、快捷、準(zhǔn)確才是最重要的。