迷你倉企業級別視頻會議系統五大熱門技術詳解自存倉

迷你倉企業級別視頻會議系統五大熱門技術詳解自存倉
2009-12-12 11:02:53 - 儲存
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　　統一通信發展到今天，技術熱點已不再局限在語音方面，視頻在2008年北京奧運會的帶動下，將成為整個市場最強勁的一次脈動。 　　據市場咨詢公司Winter Green Research預測，統一通信市場發展週期即將步入健康成長和快速應用階段。2008年這個市場可能會實現15%的增長，2009年將增長30%。而視頻在企業級統一通信部署中將成為不折不扣的黑馬。 　　傳統的企業視頻技術包括：MCU、H.323、幀中繼等，而基於IP承載網的視頻應用，將把更豐富的功能推到用戶的面前。但要順利使用這些功能，用戶需要對一些新的技術熱點給與更多的關注。 　　一 LPR：獲得穩定的視頻流 　　統一通信使企業的視頻應用和語音、數據同步承載在IP網絡上，以視頻數據包的形式傳輸，這不可避免地會遇到網絡丟包的問題。丟包會造成視頻圖像馬賽克;圖像局部變形、屏幕頻繁刷新或閃爍;視音頻不同步;幀率下降和圖像靜止等問題。而在統一通信的環境下，由於視頻、語音和數據流是同步傳輸的，因此丟包還會造成總體音頻失真、間斷或間歇噪音，以及對內容演示質量的下降，如模糊變形的幻燈片或者翻頁速度變慢等。這些問題將在很大程度上影響使用者的應用感受。如果網絡丟包率過大或者過於頻繁，還將會使視頻通信過度延遲，甚至造成通信中斷。 　　丟包是由企業內部網絡擁塞或外部網絡優先級流量衝突等原因引起的。要避免丟包，首先要確定承載網的丟包率、丟包隨時間的分佈情況，以及視頻通話中各個終端和設備的性能。 　　LPR (丟包恢復)技術是當前解決視頻傳輸丟包問題最有效的方法之一，該技術基於寶利通公司開發的一種新算法，其目的是保護IP視頻通話免受網絡丟包的影響。事實上，LPR是一種採用前向糾錯(FEC)方法對丟失數據包實施覆蓋的機制。由發送方系統為發出的數據流添加冗餘數據，使接收方系統可以偵測並糾正錯誤，而無須請求發送方系統重新傳送丟失的信息。這種無須等待網絡傳送就有了進行糾錯的能力，使得FEC非常適合於實時通信，如電視廣播，IP電話以及IP視頻會議。 　　LPR的工作原理是通過視頻終端監控所有正在進行的通話呼入丟包信息。一但檢測到丟包，終端就會採用三種手段來保證通話質量：丟包恢復(LPR)，動態帶寬分配(DBA)，以及在不支持LPR的情況下，採用傳統的視頻差錯隱消(PVEC)技術。 　　不同於大多數差錯隱消或規避算法只介入接收丟包信息系統的方式，LPR會介入到視頻通話中的各級系統中，通過臨時將一部分通話帶寬分配給一個數據通道，從而用於發送FEC數據給接收系統來發揮作用。在網絡傳輸發生丟包時，通過上述的一個循環處理，LPR就會增加或減少FEC數據通道的大小，直到找到必須分配給FEC數據通道的最小帶寬，從而使得接收系統能夠恢復所有丟失的數據包。 　　當FEC數據通道的大小超過標準值時，系統將反覆檢測是否可以減少FEC數據通道的大小，從而為音頻、視頻和內容數據提供更多可用的通話帶寬。由於LPR只在檢測到丟包時才會佔用帶寬，這一特點使得LPR非常適合隨機的或突發性的丟包環境。 　　而針對丟包率相對固定的網絡環境，動態帶寬分配(DBA)功能可以與LPR相配合。DBA也是一種算法，可以在視頻通話過程中自動且動態地調整視頻碼率，以消除或避免丟包。例如，在一個384 kbps的視頻通話中檢測到一個穩定在10%的丟包率，DBA就會降低約10%視頻碼率，由320kbps降到288kbps左右，然後重新採樣信號，觀察是否還存在丟包現象。如果有必要，DBA可以進一步降低視頻碼率，直到在數秒內不再出現丟包為止。 　　在降低碼率後，如果DBA測定丟包為暫時現象，DBA將會逐步增加視頻碼率。相反，如果DBA持續檢測到丟包現象，它就不再調整視頻碼率，而是將通話繼續進行下去。因此DBA適用於由網絡過度使用或吞吐量問題引起的丟包環境。 　　在參與通話的各方系統都不支持LPR的情況下，可以使用視頻差錯隱消 (PVEC) 功能。PVEC是一種用於IP視頻服務質量(QOS)的算法，它可以對由丟包所造成的影響進行補償。它通過利用相鄰的宏塊、前幀和後幀來估算出當前視頻幀的內容。與LPR恢復丟失的數據包和DBA的避免丟包技術不同，PVEC的作用是掩蓋丟包造成的影響。 　　在此基礎上，LPR使用戶可以在誤碼率較高的IP網絡上(DSL、有線、衛星、高衝突LAN/WAN等)進行高質量的視頻通話，而無須忍受丟包帶來的影響。通過對正在進行通話的碼率進行臨時調整，LPR可以保護視頻通話免受短時間網絡問題的影響。一旦網絡問題解決，LPR會根據發起通話速率或當前的帶寬可用性，自動將碼率回調到最高水平。這就使網絡的帶寬可以得到充分的利用，實現丟失數據包的恢復和傳輸的實時重建，使音視頻數據流通暢，排除等待、斷續、噪音或信息混亂等問題，更能夠減少動態抖動緩衝區空間以及相關的延時。 　　但使用LPR會生成FEC通道帶寬，這使用於視頻通話自身的可用帶寬減小。在低連接速率的情況下，可能會引起暫時性幀率降低或分辨率的降低。　　二 還原現場：面對面的體驗 　　使用者對於視頻影像的清晰、真實要求是沒有上限的，這直接導致了以思科網真、北電遠真和惠普Halo的誕生，以這些產品為代表，企業視頻應用將利用超高清技術，實現還原現場的體驗效果。 　　與傳統的視頻會議系統相比，這些產品最明顯的特點是其超高清的分辨率。據介紹，網真系統採用三塊高清等離子顯示器，每屏的分辨率可以達到1080×1080p，比現行國際標準的高清分辨率(1280×720p)高一倍，是普通電視機分辨率的10倍。能提供6人同時「虛擬會議」的網真3000，每個等離子屏所需的帶寬在2～4Mbps之間，3屏共需要10Mbps左右的帶寬，普通的ADSL已經不可能承載，因此需要專門的專線接入或光纖接入。超高的圖像表現能力配合高保真音響，以及符合人體工學的環境設計，使思科網真會議系統能夠真實表現交流中的每個細節，如「清晰的眼白，皮膚上的汗毛，以及溝通中對方略帶羞澀的神情」等。據悉網真的售價是7.9～29.9萬美元，目前已在AMD、百事、GE等大型企業中得到應用。 　　惠普的Halo工作室系統強調可用於企業遠程模擬面對面業務會議。通過Halo連接，每個Halo工作室可支持會議桌前排六人，第二排三至六人，最多12人的會議規模。每個工作室有三台等離子顯示器，參會人員能夠看到與本人同樣大小的圖像。另外，參會者還可使用一個安裝在等離子顯示器上方的50英吋的協作屏幕，與其他Halo工作室中的人員共享其筆記本電腦中的文件與數據。工作室還包括一個高清圖文攝像機，可用於拍攝桌上的物品並顯示在協作顯示器上，真實呈現色彩、陰影與細微之處。同時配備的電話讓與會者可以與Halo工作室外的人員聯繫。工作室配備了廣播質量的音頻與照明設施，參會者可以使用屏幕上簡便的用戶界面，通過點擊鼠標開始協作。一個複雜的軟件控制系統將確保各個Halo工作室輕鬆、無縫地協同工作。 　　惠普Halo採用高帶寬、獨立連接的專門視頻交換網絡HVEN提供全動視頻體驗，這使得全球的Halo工作室之間的音頻或視頻延遲不會被人們感知。為了確保全天候24×7連接，惠普提供了包括：網絡運行與管理、遠程故障診斷與排除、安全保護、設備保修與後續維護及維修等服務。用戶無須管理Halo工作室的運行和維護， 　　目前惠普已在全球18個國家建立了60多個這樣的工作室。 　　據介紹，惠普Halo協同工作室整套房間的售價是39.9萬美金，外加每月2.4萬～2.5萬美元的服務費用。而目前，Halo的用戶已經包括夢工廠、諾華、AIG金融產品、必和必拓(BHP　Billiton)、佳能等著名公司。 　　北電的極致遠真(Telepresence)系統則充分體現了通信「呈現」的意味，真人大小的屏幕、高清的無縫視頻效果和StereoSurround音效、多媒體內容協同展現、視頻多點控制技術(MCU)錄製、存檔、流媒體以及高清支持服務。更為優化的是這種體驗可以按需定制，從兩個人的小型會議，到能夠容納28人的大型會議室，用戶可實現高清視頻通信並同時無縫地展現膠片、數據表格和其他格式文檔內容的協同，相當於完全虛擬了人們在會議室中能夠完成所有活動。而整個過程完全基於異地的遠真會議環境實現。 　　極致遠真系統的設計突出體現了模塊化特點;演播室級燈光;專業的聲學處理;沒有遙控器和人機交互控制;隱藏式攝像頭;麥克風和擴音系統。每一個元素都被設計集成在一起，充分體現了技術的無縫透明以及與物理環境有機融合，形成一個統一的音視頻專業會議環境。除了不能握手，幾乎和面對面地召開會議已經沒有什麼區別。 　　北電遠真是標準的交鑰匙工程，北電提供了整套的服務。包括現場勘查、網絡評估、項目管理、開通服務、7×24小時支持，以及專門針對高清系統的MNOC多媒體服務，既全天候會議預約、主動遠程監控、會議建立、確認和月度遠程報告等服務。　　　　三 QoS：高品質傳輸保障 　　在網絡中應用QoS並非新技術，但要在視頻承載網上實現流媒體QoS卻是一個新的技術熱點。 　　企業對視頻技術的創新追求是流媒體技術成為應用的主流。流媒體的播放有嚴格的實時性要求，要求在特定的時間間隔內將特定的數據單元解碼顯示。而目前流媒體業務開展中存在一些問題，如媒體文件播放中的停頓，馬賽克等現象，還有大量用戶突發訪問一個熱門內容時服務器處理困難等等，這些問題都涉及到流媒體的QoS保證。 　　企業視頻由於大多應用於關鍵業務，而且與語音、數據同步傳輸，因此對網絡傳輸品質有更高要求。流媒體QoS需要解決兩個方面的問題，帶寬佔用及延遲抖動。 　　眾所周知，視頻和語音等統一通信是網絡中最耗用帶寬的應用之一。帶寬的限制一方面會影響到視頻播放的質量;另一方面，由於流媒體應用消耗帶寬大，會與網絡中的其他業務爭用帶寬，從而對這些業務的正常操作造成影響。 　　另外，IP網絡對視頻數據的分組存儲轉發機制決定了延遲和抖動是不可避免的，所以對流媒體傳輸而言，端到端的延遲應該控制在一定範圍之內。流媒體QoS採用了先進的視頻編碼方案，在提高視頻數據壓縮效率的同時，盡可能消除視頻中的冗余信息，使得信源編碼輸出的數據量盡可能少，從而適應網絡最低傳輸帶寬的情況。同時，可以提供靈活的視頻質量分級來最大限度地適應網絡的動態特性，盡可能為用戶提供好的視頻質量。 　　可擴展性編碼技術增加了編碼輸出碼流，適應網絡帶寬動態變化的靈活性，將多媒體數據壓縮編碼成多個碼流。其中一個可以獨立解碼，稱為基本層碼流，其他的碼流稱為增強層。它們不可以單獨解碼，而只能與基本層和它以前的增強層聯合在一起解碼，用來提高觀看效果。　　　　四 狀態呈現：實現透明通信 　　提到狀態呈現(Presence)，首先想到的是QQ、MSN等即時通信(IM)應用。視頻已經實現了通信雙方的面對面溝通，還需要預先瞭解其狀態信息嗎? 　　答案是肯定的。特別是在與企業業務流程實現融合的視頻通信中，Presence技術與視頻的結合將成為一個新的重點技術。事實上，在企業運營中，各個業務流程基於統一通信發起和執行的過程，可以很好地利用狀態服務實現對話雙方的透明通信。 　　Presence用以傳達用戶狀態以及用戶通過一組設備進行通信的能力，如：聯機、忙碌、離開、脫機等狀態。這些狀態信息反映出與該用戶與其他用戶實現通信的可能性。 　　一個最簡單的Presence過程如下：一個用戶(Watcher)訂閱(SUBSCRIBE)他感興趣的另一用戶(Presentity)的Presence狀態，Presentity接受訂閱請求。以後當Presentity的狀態發生變化之後，他會發佈(PUBLISH)自己的新狀態，這個新狀態會通知(NOTIFY)給Watcher。 　　從系統的角度來看，視頻前端設備與IM系統中的用戶有很多相似之處。比如，系統應時刻瞭解各前端設備是否已登錄到系統;是否正在被用戶訪問，以及被哪些用戶訪問等等。　　五 協議兼容：在混合中統一 　　除了視頻應用本身的技術熱點外，在企業中，除了應用和部署一套IP視頻系統，並要實現與語音、數據通信平台的「統一」，以及與企業經營決策的各個業務流程相互融合與嵌入，還要面對跨網絡互通、跨功能互操作和跨設備通信的諸多問題。 　　理論上，視頻可以為企業運營各個環節提供多種多樣豐富的服務，從最常見的會議、監控到播放、通信、移動等端到端的交互功能。以視頻為帶動，在統一通信的架構下，企業可以構建自己開放的、性能完善且功能強大的信息交流系統。但這也帶來了另一個問題，就是針對於不同的應用，可能有不同的協議和標準，這些標準、協議如何在同一個基於IP的統一通信承載網上實現兼容。再加上企業在部署自己的視頻通信系統時，對硬件設備和軟件系統有不同選擇，那麼能夠構建一個支持豐富的協議和兼容多種標準，以實現在單一網絡環境中提供更多應用功能的綜合性平台，就成為企業在視頻部署中最常面對的技術難點之一。 　　視頻應用具有非常豐富的底層標準和協議，大致可以分為硬件設備的協議和軟件視頻應用協議兩大類型。硬件協議最基本的是國際電信聯盟ITU建立的H.320標準。幾乎全球的硬件視頻設備廠家都遵循這一標準，並推出了基於H.320標準的視頻會議系統，如華為、Polycom，Vcon，Vtel，RADVISION等廠家。而軟件視頻會議系統的視頻編碼則多採用互聯網標準化組織ISO的MPEG4標準規範。MPEG4的帶寬適應範圍廣，支持碼率從9.6Kbps到8Mbps，壓縮率更高。在相同的網絡帶寬情況下具有更好的視頻圖像效果。目前硬件協議和軟件協議之間已經開始出現融合和兼容的態勢，在硬件視頻協議中，H.323協議族的H.264編碼就採用了MPEG4的技術規範。 　　在實際應用中，用戶在使用視頻會議或者監控、通信等服務時，構建一個統一的通信平台，使得各種應用能夠融合統一。避免設備、應用間不能互通、協作的問題是實現企業統一通信非常重要的門檻。例如，同時支持 3G、H.323、SIP和Wi-Fi、WiMAX等協議之間的互通等，用戶可以根據自己需求靈活組合。 　　在這方面，RADVISION提供了一個在統一通信業務平台(UCS)上，實現視頻會議、桌面應用、IP電話、3G移動視頻應用、視頻監控、視頻存儲六方面融合的協同解決方案。UCS的技術核心在於，可以兼容各種網絡協議和媒體控制處理標準。協同各種終端以及Office桌面軟件，實現多協議的轉換和協同的「五混」－－混協議(支持多協議)、混音、混屏(視頻協同)、混網(移動網和互聯網融合)、混終端。RADVISION公司是H.323協議的發明者之一,也是後來眾多協議的主要發起者和標準制定成員。因此，其實現了通過底層協議融合的方式，支持不同網絡協議的混合，實現對多種最終應用簡化的思路。 　　企業希望獲得高品質、高清晰和高度簡化的視頻技術，並將其應用在所有需要交流和溝通的領域，如通話、會議、談判、培訓、監控，甚至遠程醫療。利用這些技術，通信者不再需要地理位置上的「貼近」，因為網絡代替了巨大的物理空間距離。未來我們只需要坐在屏幕前，就能在「虛擬的現實」中享受真實的、所有的溝通方式。　　邊看邊想：不可小看的「狀態」 　　我曾經和很多專家討論過基於狀態服務的應用價值問題，給我的感覺是，他們對這一技術的認同是非常執著和篤定的。這也體現在2008年的VoiceCon大會上。Avaya公司在此次展會上推出的突破性智能在線狀態服務器(Avaya Intelligent Presence Server)，成為第一款專門提供狀態應用的現實產品。 　　智能在線狀態服務器採用多種協議，可整合不同廠商平台的多種在線狀態信息。該服務器彙集了來自Avaya及第三方系統的語音通信、桌面和應用的在線狀態信息。如來自Microsoft、IBM和其他廠商系統的信息，並聯通了包括SIP/SIMPLE和XMPP在內的行業標準協議。這種多廠商、多協議支持可提供最全面的用戶狀態信息。對員工在線狀態瞭解得越全面，員工、客戶、合作夥伴和供應商之間就越可以準確地選擇可通信對象，並最終更有效地支持在線狀態識別應用。 　　通過智能在線狀態服務器，員工可以跨不同廠商平台、以不同的通信方式和通信設備，快速、方便地聯繫到需要聯繫的人，提高與內部和外部人員的互動效率。在線狀態信息嵌入企業應用和流程以後，如果需要某個人來解決一個問題，那麼通過這種信息就能以恰當的通信方式自動聯繫到這個人。該服務器會自動更新在線狀態和人員是否有空的信息，同時員工或企業可以制定多種規則和策略，以控制在線狀態信息的交換。例如，員工可以選擇誰可以與他聯繫，以及通過什麼方式聯繫。 　　這種智能在線狀態服務器支持已有在線狀態和語音通信平台，並提供一個集中式系統來管理和實施在線狀態策略。從而將基於在線狀態的技術實現提高實時通信速度，準確確定可通信對象並提高協作效率的目標。 智能在線狀態服務器通過收集和整合多種來源的在線狀態信息，以便更全面地瞭解員工狀態，並將狀態信息應用於個人和企業，完善協作和業務活動。這將消除企業由於地點、時間、平台、人員、通信方式或通信設備的不同，對響應速度造成的影響。將通信和企業的應用整合在一起，能夠進一步推動統一通信，特別是視頻通信在企業業務流程中的智能化應用。
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