會(huì)議電視系統(tǒng)在ATM網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
劉晨 華東電力設(shè)計(jì)院
2003/11/19
摘要：詳細(xì)論述了會(huì)議電視系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中所能采用的幾種協(xié)議，以及通道組織方案。通過(guò)對(duì)開(kāi)通電力系統(tǒng)會(huì)議電視業(yè)務(wù)的分析，對(duì)設(shè)備配置及相關(guān)事項(xiàng)提出具體建議。
關(guān)鍵詞：會(huì)議電視；多點(diǎn)控制設(shè)備（MCU）；終端設(shè)備；協(xié)議
1 會(huì)議電視系統(tǒng)的構(gòu)成
一個(gè)完整的會(huì)議電視系統(tǒng)應(yīng)由多點(diǎn)控制設(shè)備（MCU）和編解碼器、攝像機(jī)、話(huà)筒、編輯導(dǎo)演設(shè)備、調(diào)音臺(tái)、顯示設(shè)備和會(huì)場(chǎng)擴(kuò)聲等用戶(hù)終端設(shè)備以及圖文攝像機(jī)、錄象機(jī)和掃描儀等輔助設(shè)備構(gòu)成。
1.1多點(diǎn)控制設(shè)備（MCU）
多點(diǎn)控制設(shè)備（MCU）用于多個(gè)用戶(hù)終端舉行會(huì)議時(shí)的連接，同時(shí)進(jìn)行視頻信號(hào)的切換、語(yǔ)音信號(hào)的混合及數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸，并將切換的視頻、混合的音頻以及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行組裝，再發(fā)送給所有的用戶(hù)終端。
多點(diǎn)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)工作方式有主席控制（Chaircontrol）、語(yǔ)音激勵(lì)（Automatic Voice Activated Switching）廣播請(qǐng)求（Broadcast Request）3種。
1.2用戶(hù)終端設(shè)備
用戶(hù)終端設(shè)備作為會(huì)議電視系統(tǒng)與用戶(hù)之間的界面，其主要功能是通過(guò)對(duì)語(yǔ)音、圖像進(jìn)行編碼壓縮和解碼釋放以及對(duì)各種傳輸接口進(jìn)行處理來(lái)完成語(yǔ)音、圖像及數(shù)據(jù)的輸入和輸出。
用戶(hù)終端設(shè)備的基本組成包括編解碼器、攝像機(jī)、話(huà)筒、顯示器、揚(yáng)聲器和控制器等，其中編解碼器用于對(duì)語(yǔ)音、圖像和數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼釋放，是會(huì)議電視系統(tǒng)的核心設(shè)備之一。
1.3輔助設(shè)備
會(huì)議電視系統(tǒng)的輔助設(shè)備主要有圖文攝像機(jī)、錄像機(jī)、DVD和掃描儀等，用于外部資料的輸入和會(huì)議電視的輸出存檔。
2 協(xié)議的選擇
2.1會(huì)議電視系統(tǒng)采用的協(xié)議
目前會(huì)議電視系統(tǒng)采用的協(xié)議主要有以下幾種：
�。�1）H.320協(xié)議。通過(guò)專(zhuān)線(xiàn)方式（如直接在傳輸網(wǎng)上組織的專(zhuān)線(xiàn)、DDN網(wǎng)、ATM網(wǎng)電路仿真等）或NISDN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組網(wǎng)，可以有效地保證會(huì)議電視的業(yè)務(wù)質(zhì)量，故大型的會(huì)議電視系統(tǒng)往往采用該協(xié)議。
�。�2）H.323協(xié)議。這是近年來(lái)新興在TCP/IP網(wǎng)上進(jìn)行話(huà)音和圖像傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議，對(duì)于會(huì)議電視系統(tǒng)而言，由于TCP/IP協(xié)議并不支持不同業(yè)務(wù)之間的業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí)，其所能占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬目前還無(wú)法得到有效保障，但隨著IP網(wǎng)上多媒體通信業(yè)務(wù)需求的日前增加，以及各種新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，會(huì)議電視業(yè)務(wù)所需要的實(shí)時(shí)性和充足的傳輸帶寬的要求將在日益完善的IP包交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下逐步得滿(mǎn)足。同時(shí)，它的傳輸網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)性、IP協(xié)議的普遍性、靈活性、低成本、易管理以及對(duì)用戶(hù)投資的保護(hù)，使它得到越來(lái)越普遍地應(yīng)用。特別是對(duì)于本身無(wú)傳輸通道的單位，如金融系統(tǒng)、大型企業(yè)，包交換網(wǎng)的高性能價(jià)格比越來(lái)越肥到青睞。
�。�3）H.321標(biāo)準(zhǔn)。這是H.320協(xié)議的會(huì)議電視終端應(yīng)用于ATM網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，H.321的圖像質(zhì)量與H.320標(biāo)準(zhǔn)相同，也需要多點(diǎn)控制器。
�。�4）H.310標(biāo)準(zhǔn)。它是“純”ATM的會(huì)議電視標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為3-15Mbit/s，圖像質(zhì)量高。目前的H.310的視頻會(huì)議實(shí)際上是一種基于ATM網(wǎng)絡(luò)的視頻廣播，不是真正意義上的多點(diǎn)交互的視頻會(huì)議（允許的點(diǎn)數(shù)有限）。此外，沒(méi)有MCU產(chǎn)品的支持，必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)視頻的切換，而且會(huì)議的切換不可能在會(huì)議終端上實(shí)現(xiàn)。如果同一個(gè)ATM廣域網(wǎng)內(nèi)存在著不同廠家的ATM交換設(shè)備，則視頻的切換需要在不同廠家的網(wǎng)管上完成。
�。�5）H.324標(biāo)準(zhǔn)。它也是國(guó)際電聯(lián)ITU-T制訂的會(huì)議電視框架性協(xié)議，主要用于公共交換電話(huà)網(wǎng)（PSTN）。
2.2會(huì)議電視產(chǎn)品的技術(shù)體制和構(gòu)成
會(huì)議電視產(chǎn)品從其實(shí)現(xiàn)的規(guī)模上，可以分為會(huì)議室系統(tǒng)和桌面系統(tǒng)兩大類(lèi)；從其支持的標(biāo)準(zhǔn)上，可以分為H.320、H.323、H.321、H.324、H.310等幾種類(lèi)型：
�。�1）窄帶可視電話(huà)系統(tǒng)和終端設(shè)備--H.320標(biāo)準(zhǔn)；
（2）基于LAN的可視電話(huà)系統(tǒng)和終端商務(wù)--H.323標(biāo)準(zhǔn)；
�。�3）PSTN網(wǎng)的可視電話(huà)系統(tǒng)和終端設(shè)備--H.324標(biāo)準(zhǔn)；
�。�4）寬帶視頻通信系統(tǒng)和終端--H.310標(biāo)準(zhǔn)。
3 會(huì)議電視系統(tǒng)的組網(wǎng)方式
會(huì)議電視傳輸通道的組網(wǎng)方式包括專(zhuān)線(xiàn)式組網(wǎng)和交換式組網(wǎng)兩類(lèi)。專(zhuān)線(xiàn)式組網(wǎng)包括直連方式和DDN方式；交換式組網(wǎng)包括3種可能的交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，即電路交換網(wǎng)、包交換網(wǎng)（IP網(wǎng)）和ATM信元交換網(wǎng)。
3.1通過(guò)直連專(zhuān)線(xiàn)組網(wǎng)
會(huì)議電視系統(tǒng)通信傳輸網(wǎng)進(jìn)行直連專(zhuān)線(xiàn)組網(wǎng)時(shí)，需占用傳輸網(wǎng)上的固定時(shí)隙，即會(huì)議電視系統(tǒng)的多點(diǎn)控制器與遠(yuǎn)方會(huì)議終端與傳輸設(shè)備上的N×64kbit/s或2Mbit/s接口相連接。這一方案的主要優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，缺點(diǎn)是對(duì)傳輸帶寬的使用不夠靈活，當(dāng)會(huì)議電視不召開(kāi)時(shí)，其所占用的帶寬亦無(wú)法讓出。
3.2通過(guò)ATM網(wǎng)組網(wǎng)
會(huì)議電視系統(tǒng)通過(guò)ATM交換網(wǎng)組網(wǎng)時(shí)，由于ATM網(wǎng)具有豐富的業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí)，可以確保話(huà)音和圖像等實(shí)時(shí)性要求極高的業(yè)務(wù)享有最高優(yōu)先權(quán)，即當(dāng)這類(lèi)用戶(hù)申請(qǐng)傳輸帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)將予以?xún)?yōu)先考慮，并保證為其分配所需要的帶寬。因此，ATM網(wǎng)將會(huì)議電視系統(tǒng)中繼通道設(shè)定為具有最高業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí)的恒定比特率業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)各會(huì)議電視終端與多點(diǎn)控制單元的連接。由于ATM網(wǎng)絡(luò)采用信元交換技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，具有動(dòng)態(tài)帶寬分配和自動(dòng)路由等功能，故采用此方案進(jìn)行組網(wǎng)時(shí)，可以大大降低會(huì)議電視系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)成本并提高業(yè)務(wù)質(zhì)量。
目前，通過(guò)ATM網(wǎng)組網(wǎng)采用較多的有以下兩種方式：
�。�1）采用H.321協(xié)議
H.321協(xié)議是一種新的視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，是H.320標(biāo)準(zhǔn)的會(huì)議電視終端應(yīng)用于ATM網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)。事實(shí)上，H.321終端是由H.320終端與寬帶適配器（STA）（在ATM網(wǎng)絡(luò)中25Mbit/s ATM UNI接口就是一種寬帶適配器）組成，因此，H.321標(biāo)準(zhǔn)完全可與H.320標(biāo)準(zhǔn)的視頻會(huì)議兼容。
�。�2）采用H.320協(xié)議
采用H.320協(xié)議的ATM交換網(wǎng)方式是指利用ATM交換機(jī)上的E1仿真接口（CES）來(lái)提供直連專(zhuān)線(xiàn)進(jìn)行組網(wǎng)。
3.3通過(guò)包交換網(wǎng)（IP）組網(wǎng)
基于包交換網(wǎng)絡(luò)的會(huì)議電視系統(tǒng)（H.323系統(tǒng)），其協(xié)議的實(shí)質(zhì)內(nèi)容是將話(huà)音和圖像等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)打成IP包，并在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上利用TCP協(xié)議的傳輸控制功能和IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)選路功能進(jìn)行傳輸。雖然在技術(shù)細(xì)節(jié)上還有不少問(wèn)題需要解決，但隨著Internet/Intranet技術(shù)的發(fā)展，作為下一代多媒體通信網(wǎng)平臺(tái)的H.323技術(shù)因期優(yōu)秀靈活的生命力逐步得到廣泛的關(guān)注。
隨著IP網(wǎng)上多媒體通信業(yè)務(wù)需求的日益增加，采用特殊的業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí)或是實(shí)時(shí)服務(wù)，并對(duì)數(shù)據(jù)包發(fā)送的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行控制、資源預(yù)留協(xié)議及實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議等新技術(shù)，使會(huì)議電視業(yè)務(wù)所需要的實(shí)時(shí)性和充足的傳輸帶寬的要求將在日益完善的IP包交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下逐步得以滿(mǎn)足。
4會(huì)議電視業(yè)務(wù)在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳輸
4.1傳輸電路的選擇
某地區(qū)目前已建成了以SDH及ATM為主干的傳輸電路，且均覆蓋需開(kāi)通會(huì)議電視系統(tǒng)的站點(diǎn)，因而，會(huì)議電視業(yè)務(wù)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(shè)備支路側(cè)的E1口提供直連通道，并選擇H.320協(xié)議的會(huì)議電視系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)。H.320協(xié)議技術(shù)上比較成熟，由于速率可高達(dá)2Mbit/s，圖像質(zhì)量相當(dāng)好，是目前使用最廣泛的會(huì)議電視系統(tǒng)之一。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是能充分滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)通道安全可靠的要求，缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的利用率較低，通道代價(jià)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(shè)備的E1仿真接口（CES）提供直連專(zhuān)線(xiàn)通道，組成一個(gè)純H.320的會(huì)議電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；可以利用ATM交換設(shè)備提供的25Mbit/s ATM uni接口，組成一個(gè)純H.321的會(huì)議電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；也可以利用ATM交換設(shè)備提供的以太網(wǎng)口，組成一個(gè)純H.323的會(huì)議電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)；還可以利用以上兩種或三種接口，選擇H.320、H.321、H.323協(xié)議的會(huì)議電視系統(tǒng)進(jìn)行混合組網(wǎng)，靈活性大大增強(qiáng)，并為將來(lái)的系統(tǒng)擴(kuò)容提供了便利。但是，若考慮采用H.321協(xié)議，則需在ATM交換機(jī)側(cè)增配25Mbit/s ATM UNI卡板，由于該接口板在實(shí)際電路中應(yīng)用較少，因而除非傳輸平臺(tái)已有該接口板，否則采用此協(xié)議進(jìn)行會(huì)議電視組網(wǎng)代價(jià)太大，所以一般不推薦采用H.321協(xié)議。
ATM設(shè)備作為一種多業(yè)務(wù)交換平臺(tái)，有著多種類(lèi)型的接口，有組成H.320的會(huì)議電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的E1仿真接口（CES），又有組成H.323會(huì)議電視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)口，這樣，就可以根據(jù)電力系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用和已有的傳輸網(wǎng)絡(luò)來(lái)選擇協(xié)議。因此采用ATM作為傳輸電路能在充分考慮本期的會(huì)議電視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同時(shí)，還為將來(lái)擴(kuò)容時(shí)對(duì)站點(diǎn)、協(xié)議和終端設(shè)備的選擇提供較大的靈活性和可選性。
據(jù)此，根據(jù)該地區(qū)現(xiàn)有的傳輸電路，以及對(duì)會(huì)議電視系統(tǒng)質(zhì)量的要求，決定采用以ATM數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)傳輸電路的H.320、H.323協(xié)議混合組網(wǎng)的方式。
4.2設(shè)備配置
對(duì)通信質(zhì)量要求較高的站點(diǎn)的會(huì)議室里配置了大型會(huì)議室終端系統(tǒng)，采用H.320協(xié)議，通過(guò)提供直連專(zhuān)線(xiàn)來(lái)保證其對(duì)通道的要求。在一些特殊的辦公場(chǎng)所，如局長(zhǎng)辦公室、總工辦公室等，配置了桌面終端設(shè)備，采用H.323協(xié)議，通過(guò)辦公室內(nèi)的局域網(wǎng)口匯入多點(diǎn)控制單元。
由于H.323協(xié)議是基于包交換網(wǎng)絡(luò)（IP）組網(wǎng)的，而IP廣播本身在協(xié)議上就是可以方便有效地在網(wǎng)上建立一個(gè)廣播頻道，從而對(duì)頻道的享用者（用戶(hù)）數(shù)目沒(méi)有限制，又不增加廣域網(wǎng)上的帶寬負(fù)擔(dān)，而H.323正是利用了這一IP協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地在企業(yè)多媒體信息網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)大用戶(hù)量、大范圍的多點(diǎn)廣播型業(yè)務(wù)，而無(wú)須增加成本，并在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上具備很強(qiáng)的健壯性，不會(huì)因?yàn)槟硞�(gè)端點(diǎn)的臨時(shí)突發(fā)故障而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)議。因此采用H.323協(xié)議的桌面系統(tǒng)具有小型、靈活方便、即插即用、成本較低的特點(diǎn)，特別適用于領(lǐng)導(dǎo)之間的交流或現(xiàn)場(chǎng)辦公。
采用H.320、H.323協(xié)議混合組網(wǎng)的方式，對(duì)多點(diǎn)控制設(shè)備亦提出了較高的要求，因?yàn)椴捎貌煌膮f(xié)議、或采用相同協(xié)議的不同類(lèi)型的終端設(shè)備所需的通道帶寬亦不相同，因此，在選擇MCU產(chǎn)品時(shí)，需考慮能否滿(mǎn)足或通過(guò)外加硬件設(shè)備來(lái)滿(mǎn)足混協(xié)議、混速率的組網(wǎng)要求。
4.3網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)溥B接。
4.4同步方式
由于會(huì)議電視的圖像、話(huà)音、控制和指示等信號(hào)都是通過(guò)壓縮編碼后相互傳送的，因此，同步時(shí)鐘信號(hào)源精度的高低將會(huì)直接影響到傳送信號(hào)的準(zhǔn)確性，必須采取必要的措施實(shí)現(xiàn)會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)同步。
多點(diǎn)會(huì)議電視的同步有準(zhǔn)同步、主從同步和互同步3種方式。
準(zhǔn)同步方式需要每個(gè)會(huì)議電視終端有一高精度的時(shí)鐘，它的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)無(wú)需傳送同步時(shí)鐘，網(wǎng)絡(luò)同步的可靠性高，缺陷是高精度時(shí)鐘投資太高，存在固有周期性滑動(dòng)，而一般會(huì)議電視系統(tǒng)站點(diǎn)較多，時(shí)鐘占工程投資的比例相當(dāng)大，故一般不采用準(zhǔn)同步方式。
互同步工作時(shí)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)基準(zhǔn)時(shí)鐘，每個(gè)終端的時(shí)鐘是它收到的其他終端的時(shí)鐘相互同步而產(chǎn)生的時(shí)鐘，這種方式無(wú)需高精度時(shí)鐘，且受傳輸網(wǎng)的影響小，但由于它的同步容易受到擾動(dòng)而引起同步不穩(wěn)定，通信網(wǎng)中基本不采用互同步方式。
主從同步方式，在會(huì)議電視系統(tǒng)中規(guī)定一個(gè)終端的時(shí)鐘作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，其他終端的定時(shí)時(shí)鐘都通過(guò)本地振蕩器的鎖相環(huán)鎖定到接收到的基準(zhǔn)時(shí)鐘，其優(yōu)點(diǎn)是避免了準(zhǔn)同步時(shí)的固有周期性滑動(dòng)，鎖相環(huán)壓控振蕩器要求較低的頻率精度，費(fèi)用大大降低，控制簡(jiǎn)單，特別適用于星形網(wǎng)和樹(shù)形網(wǎng)。
為獲得較高的圖像質(zhì)量，該地區(qū)會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步采用如下方式：
（1）定時(shí)鐘采用外接高等級(jí)時(shí)鐘源設(shè)備作為會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò)的一級(jí)時(shí)鐘（主時(shí)鐘）接入MCU。
（2）從傳輸信道提取時(shí)鐘：可從MCU連接于傳輸設(shè)備的一個(gè)E1線(xiàn)路的數(shù)據(jù)碼流中提取時(shí)鐘，作為會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò)的二級(jí)備用時(shí)鐘（從時(shí)鐘）。
�。�3）內(nèi)時(shí)鐘：把MCU的內(nèi)時(shí)鐘作為三級(jí)備用時(shí)鐘。
�。�4）各會(huì)場(chǎng)的會(huì)議電視終端時(shí)鐘從其相連的MCU送出的數(shù)據(jù)碼流中提取。
MCU設(shè)備內(nèi)部的PLD電路檢測(cè)外部時(shí)鐘電路的穩(wěn)定性，確定一級(jí)時(shí)鐘是否滿(mǎn)足時(shí)鐘的要求，如果不滿(mǎn)足，那么使用二級(jí)時(shí)鐘。如果二級(jí)時(shí)鐘也不滿(mǎn)足要求，那么系統(tǒng)將自動(dòng)使用內(nèi)時(shí)鐘。
5 結(jié)束語(yǔ)
自20世紀(jì)80年代初期，電力系統(tǒng)通信進(jìn)入數(shù)字通信時(shí)代，為會(huì)議電視系統(tǒng)的順利開(kāi)通提供了有利的條件。利用電力行業(yè)本身已具有的豐富的傳輸通道，采用H.320協(xié)議的會(huì)議電視系統(tǒng)無(wú)疑是最為安全可靠的一種方式。同時(shí)，鑒于H.323系統(tǒng)的高靈活性、高擴(kuò)展性、高性?xún)r(jià)比，在具備TCP/IP網(wǎng)絡(luò)資源的地區(qū)，采用H.323協(xié)議的會(huì)議電視系統(tǒng)也是一種比較理想的方案。
中國(guó)通信網(wǎng)(www.c114.net)—摘自《電力系統(tǒng)通信》
相關(guān)鏈接: