融合通信下對網絡視頻會議系統(tǒng)的應用研究與思考

文｜代偉偉

融合通信下對網絡視頻會議系統(tǒng)的應用研究與思考

文｜代偉偉

網絡視頻會議系統(tǒng)目前已廣泛地應用于我國的各行各業(yè)，成為公司團隊之間組織指揮、信息交流和協(xié)同辦公的重要手段。本文首先分析各類網絡視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)劣并結合新華社海外總分社的網絡視訊會議系統(tǒng)的運營實踐，對其中的關鍵技術進行研究，對網絡視頻會議系統(tǒng)在未來融合榮欣中如何發(fā)揮更大作用進行思考。

網絡視頻會議系統(tǒng)指兩個或兩個以上不同地方的個人或群體，通過傳輸線路及多媒體設備，將聲音、影像及文件資料互傳，實現即時互動的溝通，以實現會議目的的系統(tǒng)設備。從80年代初發(fā)展至今，可分為三種類型：硬件視頻會議系統(tǒng)、軟件視頻會議系統(tǒng)和網頁視頻會議系統(tǒng)。

硬件網絡視頻會議依靠專用硬件設備，主要使用多點控制單元MCU和視頻終端加專線以實現視音頻處理、網絡通信和各項會議功能。

軟件網絡視頻會議主要是基于Internet互聯(lián)網，支持面向全球的協(xié)同工作，一般采用C/S模式，主要依靠CPU處理視、音頻編解碼工作，開放性好，軟件集成方便。

Web網頁視頻會議是純網頁的解決方案，基于flash技術實現的，無需安裝硬件設備，也無需下載安裝任何客戶端或插件，完全在網頁上實現即時通訊和視頻會議。

目前新華社駐中東總分社部署的有硬件網絡視頻會議系統(tǒng)和軟件網絡視頻會議系統(tǒng)。硬件視頻會議系統(tǒng)主要是用于北京總社與各大總分社開會使用，部署的時間較早。軟件視頻會議系統(tǒng)則用于中東總分社與地區(qū)二十幾個下轄分社之間開會使用，是新近應用實施。通過對這兩套系統(tǒng)的實際運營使用，筆者總結這兩者之間的優(yōu)劣對比：

1、硬件視頻會議的建設成本高，一個MCU設備要幾十萬，一個終端設備一般也需要上萬元，并且通常需要網絡專線為之提供服務，所以運營的成本也高。軟件則不同：只需要一次性部署好服務器設備，其它的終端和網絡完全建立在已有的資源上，無須另付資金。

2、大部分的硬件系統(tǒng)由于本身定位的局限，功能比較單一，僅僅支持語音和視頻的交互。軟件系統(tǒng)則可以實現電子白板、程序共享、文件傳輸等數據會議功能，作為會議的輔助工具。

3、在音視頻效果上，硬件系統(tǒng)的效果往往比軟件產品要連貫穩(wěn)定，但這是建立在帶寬高與穩(wěn)定狀況下的一個效果。如果是在某些帶寬窄且不穩(wěn)定的情況下，會議效果自然不如軟件系統(tǒng)。

4、多數硬件會議系統(tǒng)部署應用在固定的會議室，需要固定的顯示音響設備；軟件系統(tǒng)則要電腦、網絡就滿足條件，用戶可以在任何辦公室召開會議。

5、從系統(tǒng)的擴展性和開放性上，硬件視頻會議根據MCU的要求，部署點數受到的限制比較大。軟件視頻會議一可以根據服務器和帶寬，其用戶數可以達到成百上千；二可以在部署系統(tǒng)時，充分考慮系統(tǒng)的擴展性和對未來功能的延伸能力。

網頁視頻會議系統(tǒng)由于是基于flash技術實現的，其在方便性、快捷性、易用性上確實較硬件和軟件系統(tǒng)有顯著優(yōu)勢。網頁視頻會議，其數據的傳輸、處理、存儲全部都由服務提供商的云服務器處理，也是當前火熱的云計算的一種表現形式。但是網頁方式也有它自己的不足之處，主要有以下幾點：

1、在數據處理能力方面，網頁視頻方式明顯較軟件方式能力不足，無法做到桌面共享和實時共享文件資源。

2、網頁視頻會議系統(tǒng)部署于提供商的云服務器中，會議的私密性、安全性無法得到保障；系統(tǒng)無法自我掌控，擴展性與延伸性很差。

3、網頁視頻會議在音視頻傳輸方面能力不夠，特別是在對實時性要求相當高的視頻會議行業(yè)，聲音和視頻延時大。

新華社駐中東總分社下轄地區(qū)二十幾個分社，分布在不同國家和地區(qū)，由于該地區(qū)各個國家之間經濟發(fā)展很不平衡，通信基礎條件也參差不齊，所以跨國視頻會議組織難度極大，要求系統(tǒng)具有良好的網絡適應性和穩(wěn)定性。根據以上對網絡視頻會議的分析以及結合中東地區(qū)實際情況，中東總分社采取部署軟件網絡視頻會議系統(tǒng)的方式。

中東總分社網絡視頻會議系統(tǒng)（以下簡稱會議系統(tǒng)）是純軟件的解決方案，由服務端軟件和客戶端軟件構成。會議系統(tǒng)服務端軟件配置在一臺服務器上，會議系統(tǒng)服務器的系統(tǒng)需求如表1所示。

在所有參加會議的用戶機器上安裝客戶端軟件。會議系統(tǒng)客戶端軟件可以在市場上所有主流windows機器上運行，完全支持基于WEB的應用，自動提示用戶安裝。

會議系統(tǒng)基于互聯(lián)網工程任務組（IETF）的XMPP標準協(xié)議，具有分布式、模塊化的特點，充分地考慮了對未來的擴展性。會議系統(tǒng)的服務器結構如圖1所示.

會議系統(tǒng)的所有信令都是采用IETF XMPP協(xié)議來實現的，所以服務器的核心模塊是XMPP路由器，又名為Jabberd。Jabberd相當于一個通信的中轉站，所有從客戶端發(fā)往服務器的信令以及服務器各模塊之間的消息傳輸全部通過Jabberd來完成。

下面介紹一下其他各服務器模塊的功能：

圖1

1、MCU，又稱多點控制單元（Multipoint Control Unit），主要起到會議的管理以及對會議中的信令進行處理的作用。所有用戶的加入會議、離開會議，包括會議中對用戶的各種權限管理都是由MCU來實現的。

2、媒體服務器的功能是對會議中的音視頻實時數據作接收、處理和轉發(fā)。音視頻是視頻會議用戶非常關心的內容，而且數據量巨大，所以多媒體服務器所需要的帶寬資源以及計算資源都相對較多。

3、文檔共享、文件共享是會議中的重要數據協(xié)作功能，通過文件服務器，用戶可以將本地的文件通過虛擬打印的方式或者瀏覽器共享的方式，讓所有參會者都能立即看到。

4、白板服務器用來實現對白板操作內容的處理、驗證和轉發(fā)。通過白板功能及文檔共享功能的結合，用戶可以在一個已經共享的文檔上做標記，從而方便地實現數據協(xié)作。

5、在某些視頻會議應用中，用戶需要將一個應用程序甚至是整個計算機桌面共享給參會者，甚至讓其他參會者遠程操作桌面或應用程序。這些數據都是通過程序共享服務器實現接收、計算并轉發(fā)的。

6、會議管理系統(tǒng)提供了數據庫配置、服務器的配置啟動以及監(jiān)控的功能，數據庫配置主要包括數據庫的初始化，以及對現有數據庫的升級。服務器配置包括本地以及遠程服務器的添加設置，以及生成配置文件，配置文件生成后就可以通過WEB啟動本地或者遠程的服務器服務，并且監(jiān)測服務啟動的狀態(tài)。

經過較長時間的多次開會實踐使用，會議系統(tǒng)圓滿地支撐了地區(qū)網絡視頻會議的召開，在國際公網復雜條件下保持了視頻會議中各種操作的流暢度。除了會議系統(tǒng)基于XMPP協(xié)議開放式、模塊化的服務器結構外，主要與以下幾點關鍵技術有關。

1、視頻編解碼方面，系統(tǒng)采用了H.264編解碼算法。H.264算法具有很高編碼效率，在相同的重建圖像質量下，能夠比H.263節(jié)約50%左右的碼率。H.264的碼流結構網絡適應性強，增加了差錯恢復能力，能夠很好地適應IP和無線網絡的應用。

2、音頻編解碼方面，系統(tǒng)采用全球領先的GIPS技術。GIPS技術可根據帶寬狀況自動調節(jié)編碼碼率，提供低碼率高質量的音頻。GIPS的核心技術（網絡自適應算法，丟包補償算法和回聲消除算法）可很好地解決語音延遲與回聲問題，帶來完美音質，提供比電話還清晰的語音通話效果。

3、自適應帶寬技術。在視頻會議過程中，經常會出現網絡帶寬波動的情況。如果帶寬的波動幅度使得視頻會議本身的音視頻數據無法正常傳輸，就會造成音視頻質量的下降。這就要求系統(tǒng)對網絡帶寬的異常波動可以做出相應的處理。會議系統(tǒng)設計為：當檢測到網絡帶寬發(fā)生變化時，會首先降低視頻幀率以保證聲音的連續(xù)性。幀率變化的機制是：當檢測到網絡帶寬低于系統(tǒng)要求帶寬時，則將視頻幀率迅速降低為原來幀率的1/2，當系統(tǒng)發(fā)現帶寬已經表現為充裕時，系統(tǒng)將上調幀率，但上調的速度是緩慢的，在整個過程中，語音的碼率是保持不變的。

4、視頻多碼率技術。在一個視頻會議中，參加會議的用戶帶寬很可能是不同的，系統(tǒng)設計允許多種碼率并存于一個會議中。會議開始前，每個客戶端會首先檢測與服務器連接的帶寬情況，并通知服務器。服務器如果發(fā)現會議終端的帶寬不一致，則會將視頻數據分別做出處理，對于寬帶用戶，服務器將按照寬帶的質量發(fā)送視頻；對于窄帶的用戶，服務器則會將視頻質量做一些降低以適應窄帶的需求，然后再發(fā)送給窄帶用戶。

5、VOIP功能。會議系統(tǒng)提供的PSTN網關能夠使普通電話或手機無縫連接基于IP的會議系統(tǒng)。當不在電腦旁的用戶可以通過電話接入會議系統(tǒng)，和會議中的任何人進行語音交談。

圖2

現階段，中東總分社網絡視頻會議系統(tǒng)基本地滿足了地區(qū)分社間會議溝通、協(xié)同辦公的需要。但筆者認為，隨著中東地區(qū)網絡條件的改善和升級，以及新華社事業(yè)地不斷發(fā)展，視頻會議將越來越被頻繁使用。在不遠的將來，網絡視頻會議系統(tǒng)必然會產生如下階段的需求。

第一步是軟硬融合。為達到現有資源地最大化利用，現成的硬件視頻會議系統(tǒng)和軟件視頻會議系統(tǒng)要做到互連互通，達到如圖2所示的方案。

第二步是移動終端接入(BYOD)。隨著移動互聯(lián)網的發(fā)展，將來的網絡視頻會議系統(tǒng)必將融合各種通信手段，支持各類移動終端的加入，除了提供音頻、視頻溝通以外，也能夠提供屏幕共享、電子白板協(xié)作以及消息聊天等功能，方便參會人員在機場、酒店、家里等各種場合隨時參加會議。

第三步是融合采編發(fā)系統(tǒng)。網絡視頻會議系統(tǒng)可以充分結合新華社全球一體化采編發(fā)數字加工平臺，滿足新聞信息集成服務業(yè)務鏈各環(huán)節(jié)間協(xié)同工作和統(tǒng)一通信的需求。

目前我社則需要提前規(guī)劃，統(tǒng)籌布局，在新技術浪潮的發(fā)展中不落人后，而屆時的一體化綜合平臺在協(xié)同工作和融合通信的時效性等方面必將為我社新聞信息集成服務提供有力保障，實現對生產流程和工作模式的再造。

（作者單位：新華社安徽分社）