任务视频会议系统基于IP网络的应用

【摘要】试验训练IP网作为靶场内部通用的信息传输平台，完成靶场各接入节点之间的连接，保障数据通信传输通道的通畅。任务视频会议系统作为任务保障的重要指挥通信手段，地位不可替代。如何...

摘 要： 针对单位试验训练IP网的建设，对任务视频会议系统的组成及现有组网方式进行分析，在此基础上对基于ip网络的视频会议的系统模式和任务保障用视频会议系统在IP网中的构建进行研究，最后对该系统在IP网中的功能拓展进行了探讨。

关键词： IP网络； 视频会议； MCU； 电视墙服务器

中图分类号： TN911?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）17?0030?03

0 引 言

随着单位的发展和职能任务拓展，单位承担的试验训练任务规模、技术领域以及地域范围进一步拓展，多任务多场区交叉并行逐渐成为常态。在任务的执行过程中，指挥模式更加灵活、组织实施更加复杂，对靶场试验训练信息系统的传输带宽、安全保密、灵活扩展等要求更高。为满足上述要求，试验训练IP网正在逐步建设。

试验训练IP网作为靶场内部通用的信息传输平台，完成靶场各接入节点之间的连接，保障数据通信传输通道的通畅。任务视频会议系统作为任务保障的重要指挥通信手段，地位不可替代。如何在试验训练IP网中构建视频会议系统，使其在任务中发挥最大的作用，已成为急需探讨的问题。

1 任务视频会议系统概述

1.1 视频会议简介

视频会议（Video Conference）亦称会议电视、视讯会议，是一种现代化的办公系统。它是利用通信设备并结合计算机技术通过传输信道在两点或多个地点之间建立可视通信，实现语音、图像及数据交流的一种会议形式。与会者既能听到对方的声音，也能看到对方发言人和会场场景，并可根据会议需要辅以电子白板、传真机、书写电话等通信设备，从而实现与其他会场的与会人员进行研讨或磋商，使各方入会用户产生“面对面”交谈的感觉。随着社会的发展，视频会议的应用越来越广泛，使用者对其视频音频质量、数据共享能力、灵活性、易用性、可靠性和易管理性的要求也越来越严格。

1.2 任务视频会议系统的组成及组网方式

典型的视频会议系统由会议终端、通信链路、视频会议多点控制单元MCU、会议管理平台及相应软件组成。任务视频会议系统由会场和通信链路组成，具有支持同时召开多个会议的功能。会场又分为主会场和分会场，通信链路通常采用光纤、微波、电缆或卫星信道。主会场为会议系统的控制中心，主要配备有MCU、会议管理平台、会议终端及其他音视频采集、输出设备。MCU是视频会议系统的核心设备，通常设置在网络节点处，其主要功能是进行图像与语音信号的合成、分配、切换及会议共享数据的交换等一系列控制功能。分会场配备有视频终端和音视频采集、输出设备，受主会场管理。

任务视频会议系统现采用E1专线组网方式，一般设定导演部为主会场，其他指挥所及阵地为分会场。分会场在主会场的授权下可升级为主会场。在视频会议系统进行会议时，各分会场接受导演部主会场的控制信息及相关数据信息，并对信息进行解码，在得到主会场对分会场的控制命令后，由命令系统的控制器执行相应操作。分会场本身也可以进行本地控制，但主会场控制优先。如果主会场设定主席控制命令，那么分会场的所有的本地控制就会失效，一切控制权（包括一些设备的操作等）均交由主会场。在主会场发出释放主席的命令后，本地控制才能有效。任务视频会议系统连接关系图如图1所示。

由于历次任务分会场位置不固定，且在任务保障期间，分会场较多，专业保障人员有限，导致大部分分会场无专业人员进行保障。在调试和会议期间，会出现因人员误操作更改终端设置，影响会议的正常召开。而E1组网方式，使主会场会议管理平台无法登录分会场终端，无法在第一时间掌握设备状态，从而难以在最短时间内进行故障恢复，为会议保障带来了一定困难。

基于IP网络的视频会议系统，可通过会议管理平台登录各分会场终端，保障人员只需正确连接线缆，一切操作包括终端设置均可交由主会场专业人员进行，避免了因操作不当或误操作而引起的会议故障。

2 在试验训练IP网中的应用研究

随着试验训练IP网的建设，业务IP化成为下一步的发展方向，如何使任务视频会议系统在IP网中充分发挥其作用，满足任务需求，是必须思考的问题。

2.1 基于IP网络的视频会议的系统模式

基于IP网络的视频会议系统中，通常使用SIP或者H.323协议来进行信令控制，而使用RTP协议来传送实时的多媒体流。因此参与会议的各与会方之间的系统连接实际上包含了信令和媒体两个方面。根据信息的不同传播方式，可将基于IP网络的视频会议的组网方式分为集中式、分散式和混合式三种。

集中式视频会议系统必须配备MCU，MCU由多点控制器（MC）和多点处理器（MP）组成。MCU与所有与会终端以点对点的方式进行信息交互，并由MCU对会议进行控制。各与会终端将语音、视频、数据及控制信息发往MCU，MC对会议进行集中管理与控制，MP将接收到的多媒体流进行混合和切换，并将控制信息和处理后的多媒体流传送至各与会终端。在此方式中，终端只处理一组多媒体信号，对终端和网络的要求较低。组网结构如图2所示。

分散式视频会议系统中MCU只有MC，而不需MP。所有与会终端以多点广播方式直接将语音和视频流传送给其他与会终端，而不通过MCU，与会终端可根据会议需要对多媒体流进行选择性的接收，从而实现各终端间媒体流的交互。MC负责接收各与会终端以点对点的方式发送来的会议控制信息，并完成对整个会议的控制功能。此方式要求网络支持多播技术，对终端的处理能力要求较高，但对MCU要求较低。组网结构如图3所示。

混合式视频会议是集中式和分散式视频会议的综合。与会终端一部分采用集中式会议模式，一部分采用分散式会议模式，MCU就是两类会议融合的桥梁。组网结构如图4所示。

2.2 任务视频会议系统基于IP网络的构建

H.323为基于网络的通信系统定义了四个关键组件：终端（Terminal）、网关（Gateway）、关守（Gatekeeper）、多点控制单元（MCU）。

终端是视频会议系统的重要组成部分，能够在会议中提供语音、视频和数据的实时、双向通信，依据不同组网方式可分别和网关、MCU通信。网关是跨接在两个不同网络之间的设备，可为电路交换网络和包交换网络的连接提供途径，能够将不同网络上的会议终端连接起来，实现在不同网络上建立会议，并对会议进行控制。关守是系统中的可选组件，通过地址转换、访问控制和带宽管理来保护数据网络完整性。对于三个以上用户的视频会议，需要MCU的控制。MCU支持多个用户之间的网络会议，其中MP为可选单元。MC确定所有与会终端的多媒体流处理能力，并对会议资源进行控制。在集中处理方式或混合处理方式下，MP用于对多媒体数据流如视频、音频和数据进行处理。

任务视频会议系统采用集中式组网结构。集中式多点会议必须配备MCU，所有的会议终端将音频、视频、数据和控制流以点对点的方式向MCU发送。会议的集中管理交由MC负责，MP负责多媒体流的混合和数据分发，并将处理过的多媒体流回送给参加会议的各终端。集中式多点会议允许所有来自不同厂商的H.323终端加入会议，这也为任务中参训单位自带的视频会议设备接入系统提供了方便。

任务视频会议系统设立导演部为一级中心会场，各指挥所和阵地为二级分会场。组织会议既可由MCU向每个终端发起邀请，也可由每个终端向MCU进行申请。系统支持多个会场以不同的速率不同的网络接入，召开混网混速会议，这样使得任务中参训单位的会议设备以级联方式作为三级分会场接入系统成为可能。系统结构如图5所示。

在任务过程中，参训单位可根据训练需要，将指挥所作为二级中心会场，在任务视频会议系统中级联接入本单位的MCU和视频终端。这样，就可以实现对上与导演部建立会议，对下与参训部队建立会议，并可根据导演部需要上传参训部队会场画面。

2.3 任务视频会议系统功能拓展

在任务视频会议系统中，用户只能观看一个会场，如果需要观看所有会场，则需要采取轮询观看的方式。在任务保障过程中，导演部往往需要同时观看多个会场的图像，为满足这一需求，只能在各分会场同时架设视频会议设备和图像传输设备，以满足多会场同时观看的需求。这样一来，不但造成设备资源、网络资源、人力资源的浪费，也会出现会议音频与传输图像不同步的现象，使得会议感受下降。为解决这一问题，可在视频会议系统中增加电视墙服务器，解决视频会议多画面输出问题。

电视墙服务器兼容了符合H.323、SIP通信协议标准的视频系统，支持H.264和MPEG编码的视频系统，无需修改原有系统的设置即可实现高质量多画面的高清视频输出。该设备不会占用额外的网络带宽资源，对原有视频系统不会产生任何影响。在不需要多画面输出时，即使关闭电视墙服务器，也不会对视频会议造成影响。

如果电视墙服务器安装会场与MCU距离比较近，可直接将MCU所在交换机的镜像口接至电视墙服务器；如果电视墙服务器安装会场与MCU距离较远（跨楼层，跨楼宇，跨地域），则需要将一台转发服务器接入到MCU与网络之间，转发服务器可将数据包传输给远端的电视墙服务器。加入电视墙服务器后的系统框架图如图6所示。

电视墙服务器的使用，既能彻底解决多画面同时显示的问题，使用户在低带宽、大点数会议中仍然可以观看到高清晰度的多画面显示，全面提升视觉感受；又能减少视频图像的传输，节约设备资源、网络资源和人力资源。

3 结 语

在试验训练IP中构建视频会议系统，组网方便、灵活，能够突破现有E1组网的局限，非常方便地完成E1组网所不能完成的视频会议系统中的某些功能；实现了媒体信息传输与业务控制的分离，系统具有良好的兼容性与扩充性。随着试验训练IP网的建成，相信基于IP的任务视频会议系统会在任务保障过程中发挥更加重要的作用。

参考文献

[1] Telecommunications Standardization Sector of International Telecommunication Union. Visual telephone systems and terminal equipment for local area networks which provide a non?guaranteed quality of service [M]. International Telecommunication Union， 1997.

[2] 华为技术有限公司.ViewPoint 8660&8650 MCU使用说明书[M].深圳：华为技术有限公司，2008.

[3] 于占江.基于IP网络视频会议系统设计与实现[D].长春：吉林大学，2008.

[4] 郑家翔.IP网络下构建视频会议系统技术探析[J].软件导刊，2006，8（9）：23?24.

[5] 杨刚.视频会议系统MCU的研究[D].北京：北京邮电大学，2011.

[6] 杨晓鲁.会议电视技术及应用[J].能源技术与管理，2010（3）：134?135.

[7] 吴博.基于H.323协议的视频会议的研究与实现[D].武汉：武汉理工大学，2009.

[8] 雷建锋，钟东，李林.基于VoIP技术视频会议系统研究与设计[J].现代电子技术，2011，34（18）：110?113.