視頻通信發(fā)展方興未艾 3G的來臨將推波助瀾
2004/04/07
視頻通信(簡稱視訊)將成為未來的通信潮流，視頻通信應(yīng)如何發(fā)展是當(dāng)前通信領(lǐng)域大家談?wù)摰臒狳c話題之一。的確如此，也僅限如此，視頻通信始終是談?wù)摰摹盁狳c”，而不是通信發(fā)展的“熱點”，更不是業(yè)務(wù)收入的“熱點”。是否如此，你只要留心一下你周圍有幾個人真正使用過視頻通信系統(tǒng)就可以知道了。除了一些大型企業(yè)和機關(guān)單位的個別人之外，真正用過視頻通信的人卻很少，視頻通信的收入在運營商的業(yè)務(wù)中所占比例則更小。顯然，這里存在一系列發(fā)人深思的潛在問題：視頻通信應(yīng)該“熱”，但實際上并不“熱”，原因何在？是否正常？視訊產(chǎn)業(yè)將如何發(fā)展？
視頻通信難掀熱潮
視頻通信發(fā)展緩慢，難掀熱潮的由來已久。如果1865年的法國巴黎到里昂之間的最原始的傳真通信可以算作最早的圖像通信的話，那么可以說圖像通信和語音通信(1876年貝爾發(fā)明電話)同時起步。到了100年以后的1964年，美國紐約國際博覽會的第一部“可視電話”的展出，它標志現(xiàn)代圖像通信的開始，然而此時的作為語音通信工具的電話已在世界范圍內(nèi)十分普及并已開始向數(shù)字化邁進。
隨后而至的通信數(shù)字化使人們預(yù)期在上個世紀70年代將會有一個圖像通信發(fā)展的高潮。然而，這一“高潮”始終只是停留在字里行間，并沒有能夠真正實現(xiàn)。又過了十幾年，隨著人們對視頻處理、視頻壓縮編碼研究的節(jié)節(jié)突破，尤其是標志著視頻通信走出實驗室的H.261標準的制定，人們再一次以為數(shù)字化的視頻通信高潮即將在上一世紀80年代末90年代初出現(xiàn)。然而，在此期間視頻通信雖然獲得了長足的進展，但是離人們所期望的“高潮”仍相去甚遠。在這一時期，在通信領(lǐng)域真正可以稱得上發(fā)展高潮的卻是移動通信。
我們將圖像通信和語音通信相比較就會發(fā)現(xiàn)，圖像信息(主要指自然圖像)比較“原始”，人人都可一看即懂；相對而言，語音和文本信息比較“高級”，需要依靠某種“規(guī)則”才能理解其意。因而，長期以來，人們將語音和文本作為關(guān)鍵的信息交流的載體，而圖像往往只起輔助和觀賞作用，處于“沒有它也行，有它當(dāng)然更好”這樣一種地位。通俗地說，語音、文本信息量小，可起“要害”的作用，而圖像信息量大、傳輸困難，并不起“要害”作用。這種由圖像信息本身的特點所決定的狀態(tài)是難以突破的，因此圖像通信長期以來進展緩慢，即“熱”不起來，這應(yīng)該屬于完全正常。
技術(shù)仍然是關(guān)鍵
通信業(yè)務(wù)的“冷”和“熱”雖說是由市場決定的，但市場又是由什么決定的呢？不外乎是由技術(shù)和需求兩個因素。毫無疑問，需求是自古以來就有，人們以實現(xiàn)“千里眼”為代表的愿望從未消失過，一直存在。因此，話說回頭，關(guān)鍵的因素仍然在于技術(shù)，在于現(xiàn)今的技術(shù)能否廉價、方便地提供高質(zhì)量的視頻傳輸。
一般說來，圖像信息量要大于語音一個數(shù)量級、大于數(shù)據(jù)兩個數(shù)量級，今天的數(shù)字通信系統(tǒng)如果不傳輸圖像，則其容量和速度綽綽有余。但是，面對圖像，尤其是面對視頻信息的傳輸，其能耐就顯得十分尷尬。相信每一個體驗過網(wǎng)絡(luò)視頻通信的人都會遇到這樣的情形：畫面上的圖像時而流暢，時而停頓，這些都是因線路不暢、網(wǎng)絡(luò)擁塞而造成的。網(wǎng)絡(luò)不能保證視頻信息的暢通。
對于早期的模擬網(wǎng)絡(luò)，模擬視頻通信因技術(shù)和成本根本無法做到實用和普及。數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和數(shù)字視頻處理技術(shù)的進步為視頻通信的實用和普及打開了一條可行之路。但是，現(xiàn)階段數(shù)字視頻只是數(shù)字通信系統(tǒng)中的一種業(yè)務(wù)，在整個通信過程中，視頻的特點基本上只體現(xiàn)在終端設(shè)備上。而實際上視頻信息的傳輸對通信網(wǎng)絡(luò)的要求很高，現(xiàn)在所有普及的通信網(wǎng)絡(luò)，無論是電話網(wǎng)絡(luò)還是IP網(wǎng)絡(luò)，都不是專為視頻而設(shè)計，甚至連最起碼的考慮也沒有。而是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上作了種種的修改和彌補，例如制定多種有利于實時傳輸?shù)膮f(xié)議、增加具有多點寬帶交換功能的設(shè)備等等。因此，在視頻傳輸中出現(xiàn)這樣和那樣的問題也是不足為怪的。
這些技術(shù)問題的存在，同時又不像移動通信那樣有強大的外部應(yīng)用壓力，因此，視頻通信的技術(shù)問題的解決必然要假以時日，呈現(xiàn)的是一種漸進的發(fā)展過程。
3G促進視頻通信發(fā)展
人們在文本和語音通信基本得到滿足的情況下，很自然會要求開通直觀、方便的視頻通信，實際上就是要求建立一個豐富多彩的多媒體通信環(huán)境。從目前的發(fā)展趨勢看，移動通信和多媒體通信是整個通信領(lǐng)域發(fā)展的主線。十多年來，移動通信發(fā)展速度非凡，普及率很高。相對而言視頻通信的發(fā)展卻不盡人意，目前整個市場規(guī)模和產(chǎn)業(yè)規(guī)模都很小。
即將來臨的3G(第三代移動通信)其本質(zhì)是將這兩種通信系統(tǒng)有機地結(jié)合起來。我們可以從3G的兩個主要目標，即高速優(yōu)質(zhì)的數(shù)據(jù)傳輸和承載多媒體業(yè)務(wù)就可看出。就視頻通信的質(zhì)量而言，按照這一目標設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，和現(xiàn)在經(jīng)過修補的網(wǎng)絡(luò)相比，它充分考慮到實時媒體流的處理、同步(媒體間、媒體內(nèi))、信道誤碼等環(huán)節(jié)，肯定具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。因此，作為3G業(yè)務(wù)模式中核心內(nèi)容的移動視頻通信，無疑將成為3G業(yè)務(wù)中一個舉足輕重的部分。可以想像，移動視頻的傳輸必定會借助于3G網(wǎng)絡(luò)的普及進入一個新的階段。
盡管3G將會成為一個全新的多媒體通信平臺，但是由于3G本身存在的問題，以及視頻通信的種種技術(shù)、市場等問題，3G并非視頻通信的救世主，只是對視頻通信的發(fā)展起著很大的促進作用。
用平淡務(wù)實的眼光來發(fā)展視頻通信
視頻通信的發(fā)展是從屬于通信網(wǎng)的。通信網(wǎng)今后的主要向IP方向、個人通信方向、無線通信方向、智能方向以及多媒體方向發(fā)展，這也是視頻通信的發(fā)展方向，將來的視頻通信無處不在。現(xiàn)在有越來越多的運營商、制造商認識到這一點，視頻通信正逐漸成為運營商的一個戰(zhàn)略重點。
然而，視頻通信美好的語音前景和市場前景是毋庸置疑的，但要想將理想的藍圖變?yōu)殡S手可觸的實際卻并非易事，難以真正把握。視頻通信業(yè)務(wù)在全世界都是難題，沒有十分成功的先例。指望它和語音通信發(fā)展水平的巨大落差在短短的幾年、十幾年內(nèi)就能得到解決，這顯然是不現(xiàn)實的。但只要和語音通信相比，圖像通信才開始“走出實驗室”，“走進市場”，我們就沒有理由不沉下心來規(guī)劃我們的每一件工作，用一種平常的心態(tài)去對待視頻通信的發(fā)展。
技術(shù)成熟尚待時日，消費者對視頻業(yè)務(wù)的認識有一個過程，用務(wù)實、積極的態(tài)度發(fā)展視訊產(chǎn)業(yè)，不追求令人羨慕高速發(fā)展，也不懼怕長期耐心的耕耘，因為我們看清楚了視頻通信必將普及的趨勢。 鏈接 移動IP網(wǎng)絡(luò)上的實時視頻傳輸。
移動網(wǎng)絡(luò)上的視頻業(yè)務(wù)主要提供圖像交互和對話服務(wù)，這就意味著在GPRS上提供的視頻服務(wù)必須實時運行，每次服務(wù)的單路延遲不超過200ms，而使用重傳和重復(fù)請求的系統(tǒng)就不容易實現(xiàn)此目標。相反地，RLC層(無線鏈接控制)運行在不確認模式下，不涉及任何的重傳情況。在點對點的應(yīng)用層，使用的傳輸層協(xié)議是用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)，與TCP不同，UDP覆蓋IP層并不使用重復(fù)請求機制。
視頻數(shù)據(jù)的細化打包可以保證信道使用和差錯健壯性之間的最優(yōu)化關(guān)系。研究人員曾經(jīng)試圖改進優(yōu)化技術(shù)，將壓縮的視頻數(shù)據(jù)打包成RTP分組，實現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)上的實時傳輸。他們工作的主要重點是將MPEG-4數(shù)據(jù)流與其他的RTP載荷實現(xiàn)同步，在反向信道上使用RTP控制協(xié)議監(jiān)視MPEG-4傳送性能，以及依靠RTP的混合，將MPEG-4和其他實時數(shù)據(jù)流組合到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)流中。然而，這些打包器技術(shù)并不是針對分組視頻的差錯健壯性的，視頻載荷的大小以及每個分組中的視頻序列直接影響著差錯健壯性和視頻應(yīng)用的信道利用，因此，為實現(xiàn)最佳服務(wù)質(zhì)量，打包器機制中的差錯恢復(fù)問題需要著重考慮，同時，由于移動信道條件的時變特性，打包器技術(shù)應(yīng)具備自適應(yīng)性，以使網(wǎng)絡(luò)在任何時刻都維持吞吐量和差錯恢復(fù)間的最優(yōu)化關(guān)系。
分層視頻編碼除了在傳輸過程中有很多優(yōu)點外，其固有的差錯恢復(fù)性也是一大特點。分層視頻編碼通常伴隨著UEP(不平等的差錯保護)的使用，使高優(yōu)先級基本層獲得一個可保證的服務(wù)質(zhì)量并使之細化。這種方法被稱為帶傳輸優(yōu)先級的分層編碼，在視頻傳輸系統(tǒng)中專門用來使差錯恢復(fù)變得更加容易。
為實現(xiàn)視頻傳輸質(zhì)量的提高還可以通過將視頻數(shù)據(jù)作為兩個獨立的數(shù)據(jù)流發(fā)送，來實現(xiàn)視頻比特流不同部分的優(yōu)化。這種情況下編碼器要求網(wǎng)絡(luò)通過不同優(yōu)先級的信道來發(fā)送數(shù)據(jù)，將更重要的和差錯敏感的數(shù)據(jù)分配給更可靠更安全的信道。因此，運動和報頭數(shù)據(jù)流被設(shè)定為更高的差錯保護等級，再經(jīng)比紋理數(shù)據(jù)流更可靠的載體來傳送。在MPEG-4壓縮標準系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分割是將關(guān)鍵數(shù)據(jù)放在每個視頻分組的開始，從而在第二部分中低敏感性的紋理數(shù)據(jù)出錯時，抑制丟失視頻分組的可能性。
優(yōu)先級傳輸方法的應(yīng)用范圍包括視頻分層、視頻數(shù)據(jù)分割、UEP和分優(yōu)先級的多重載體的視頻傳輸，然而在移動無線網(wǎng)絡(luò)中，在應(yīng)用層優(yōu)先級機制的應(yīng)用將使得所有網(wǎng)絡(luò)和傳輸層報頭失去保護，高差錯比特率也會導(dǎo)致分組附件重要部分的損壞，例如敏感載荷數(shù)據(jù)的報頭等。而且，在應(yīng)用層使用優(yōu)先級機制會對各種應(yīng)用的共同運行產(chǎn)生限制，這意味著系統(tǒng)提高服務(wù)質(zhì)量需要修改所有運行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。為了在移動網(wǎng)絡(luò)上高效地使用數(shù)據(jù)優(yōu)先級方案，就必須完善視頻傳輸機制，由于視頻信息被設(shè)計成不同的數(shù)據(jù)流，高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流包含著敏感視頻信息，每個數(shù)據(jù)流在不同的移動載體信道上傳輸，由所運行的網(wǎng)絡(luò)來提供傳輸載體，因此在該網(wǎng)絡(luò)上，每個信道需要滿足不同的QoS等級，從而實現(xiàn)視頻通信的傳輸質(zhì)量優(yōu)化。
ChinaByte(e.chinabyte.com)—通信產(chǎn)業(yè)報
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