摘要:根据IP网络的主要特点,重点从网络带宽、压缩技术、多播技术、传输协议、QOS等五个方面论述了基于IP网络构建视频会议系统的技术要求。
关键词:多媒体通信;IP;视频会议
1 前言
随着多媒体计算机技术和通信技术的发展,产生了一种新的技术——多媒体通信技术,它是多媒体、通信、计算机和网络等相互渗透和发展的产物,兼收了计算机的交互性、多媒体的复合性、通信的分布性以及电视的真实性等特点,具有明显的优越性。目前,如何在IP网络中更好、更快地实现视频、音频的传送已成为当今的研究热点之一。
2 基于IP网络构建视频会议系统的技术要求
随着IP网络的速率越来越高,从窄带走向宽带,承载业务从非实时走向实时,IP技术已成为实现视频、音频、数据等综合业务的最佳选择。在IP网络上建立视频会议系统需要多种技术支持,是比较复杂、完整的多媒体应用系统。
2.1 要有足够高的带宽
要传送视频,必须要有足够的网络带宽,就像大车要有足够宽的马路才能通行一样,否则,视频数据无法通过网络。以一帧1024×768像素的图像为例,如果用12bit表示每个像素,则共需要9.4Mb,如果按照25帧/秒的传输速率,则1秒内需要传输的数据量就是235Mb。在现有的网络条件下,传输这么大的数据是无法接受的。
2.2 要有好的压缩技术
只有采用高压缩比的压缩算法,有效地降低数据量,才能使视频、音频数据在IP网上传输成为可能。例如:在H.323会议系统中,图像编码主要采用H.261和H.263标准,支持CIF、QCIF的分辨率,而正在完善之中的H.264是比H.263和MPEG-IV压缩比更高的标准,节约了50%的编码率,而且对网络传输具有更好的支持,可获得HDTV、DVD的图像质量。
2.3 要有基于IP网络的多播技术
多播是一种多地址广播,发送与接收是一对多的关系。在传输过程中,发送端只需发送一次数据包,位于多播组内的各个用户就可以共享这一数据包。在视频会议系统应用中,将一个节点信号传送到各个节点时,无论是重复采用点对点通信,还是采用广播的方式,都会严重浪费网络带宽,而多播技术将数据传送分布到网络节点中,减少了网络中的数据总量。
2.4 要有相适应的传输协议
TCP、UDP协议均不能很好地支持视频会议系统,这就需要与之相适应的协议,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP运行在UDP之上,音频、视频等数据被封装在RTP数据包中,每个RTP数据包被封装在UDP包中,然后再封装到IP包中进行传输。在底层网络支持多播的情况下,RTP还可以使用多播向多个目的端点发送数据。RTCP是RTP的控制协议,负责反馈控制、检测QoS和传递相关信息,对RTP的数据收发做相应调整,使之最大限度地利用网络资源。
2.5 要提供服务质量保证
网络服务质量是网络与用户之间以及网络上互相通信的用户之间关于信息传输与共享的质量约定。第一,在任何网络中,时延总是存在的。视频会议系统具有较高的实时性和可靠性要求,为了获得各会场的真实的现场感,音频、视频的时延都要小于0.25s,最大时延抖动应小于10ms。其次,在视频会议系统中,还要求唇音同步,只有达到时间上的同步,才能自然有效地表达关于会场的完整信息。第三,允许一定的丢包率。因为人的感知能力有限,在一个视频会议系统中,个别分组丢失,人眼是感觉不到的,因此可以允许一定的传输误码,丢包率应控制在人能接受的范围内。
3 基于IP网络构建视频会议系统的协议
基于IP网络构建视频会议系统的标准主要有:H.323和SIP。
H.323沿用了传统的电话信令模式,比较成熟,已经出现了很多产品,形成了比较成熟的应用体系和市场体系。SIP协议将音、视频传输作为Internet上的一个应用,增加了信令和QoS要求,借鉴了其它Internet标准和协议的设计思想,遵循简练、开放、兼容和可扩展等原则,比较简单,但其推出时间不长,协议并不是很成熟,应用也不是很多。
4 结束语
随着网络、多媒体、通信技术的飞速发展和性能的提升,基于IP网络构建视频会议系统技术会不断被发展和完善,必将以其独特的优势广泛应用到Internet、Extranet、Intranet上,为政府机关、商业集团、科研院所、医疗机构及普通个人等进行异地交流提供方便条件,成为工作、学习、生活中不可或缺的工具。
参考文献
[1] 张智江,张云勇,刘韵洁.SIP协议及其应用[M].北京:电子工业出版社,2006.
[2] 沈鑫剡,等.多媒体传输网络与VoIP系统设计[M].北京:人民邮电出版社,2005.
[3] Douglas E.Comer. Internetworking With TCP/IP Vol I:Principles,Protocols,and Architectures Fourth Edition[M].北京:电子工业出版社,2004.02.
[4] 王军.多媒体网络传输的研究与实现〔D〕.长沙:国防科技大学硕士论文,2002.
[5] ITU-T Recommendations H.323v5, Packed-based multimedia communications systems, 2003.
