视频会议
视频会议系统是通过网络通信技术来实现的虚拟会议，使在地理上分散的用户可以共聚一处，通过图形、声音等多种方式交流信息，支持人们远距离进行实时信息交流与共享、开展协同工作的应用系统。视频会议极大的方便了协作成员之间真实、直观的交流，对于远程教学和会议也有着举足轻重的作用。
网络视频会议直到最近一直是昂贵的工具,但低价格组件(如摄像机)、多媒体PC以及对因特网和内联网上协作的日益增加的需求,都促进了该技术的发展。
网络视频会议的吸引力源自它所提供的交互范围,用户可以看到和听见另一端的个人或组成员。低端视频会议系统甚至提供有趣的功能,如通过电子会议链路运行的文档/应用程序共享和白板工具。这些工具和应用程序使协作简单易行并减少旅行费用。
其他增加对视频会议的兴趣的因素包括更好的压缩技术、鼓励互用性的成熟标准、支持视频数据要求的高速LAN和WAN以及高性能多媒体计算机。此外,操作系统可使用多媒体。Microsoft Windows提供包括称为NetMeeting的视频会议程序包。视频会议的新用途也有助于推动其发展。在工作环境中,它被用于技术支持、远距离学习、远程医疗、招聘面试、推销、法律事务、远程办公和制造业。它还可以削减旅行费用。
当选择视频会议系统时,应该对如何使用系统有一个清楚的想法,因为要在价格和功能之间进行平衡。通常的功能包括缩放、摇拍全景、话音检测(于是摄像机可以跟随话音)、噪声消除和协作功能(如白板软件)。大多数视频会议软件设计得具有动态增加压缩比并当网络上发生拥塞时降低帧速率功能。即使在这些情况下,大多数系统甚至在视频质量下降时,还维持可接受的话音质量。
视频会议系统包括视频会议终端、多点会议控制器MCU、网络管理软件和传输网络四部分。而用户可以根据自身已有的网络状况、硬件设施对系统中视频会议终端系统、多点会议控制器MCU、网络管理软件等部分提出进一步的要求。
视频会议系统可按几种方法分类。有高端专业系统和为家庭和小办公室设计的低端“发言者特写头像”系统。另一区分方法是所使用的通信技术和协议:
•ITU H.320系统这些系统往往是专业质量的视频会议系统,通过点对点线路,如ISDN和T1链路(交换或专用)进行操作。
•ITU H.323系统这些系统的设计是在服务质量无法保证的数据分组交换网络(如因特网)上工作。它们基本上是“IP视频”系统,往往在因特网上质量较差,但在LAN环境下运转良好。然而,随着因特网上的带宽和服务质量的提高,这些系统将提供较好的服务。
H.323提供设备之间、高层应用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络结构，独立于操作系统和硬件平台，支持多点功能、组播和带宽管理。H.323具备相当的灵活性，支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。H.323建议的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。信息流采用H.225.0建议方式来打包和传送。H.323为基于网络的通信协议定义了4个主要的组件：终端(Terminal)、网关(Gateway)、网守(Gatekeeper)和多点控制单元(MCU)。
•IETF的基于协议的系统 IETF的SIP(会话启动协议)和相关协议(RTP. RTCP和SDP)面向更为广泛的因特网多媒体。这些协议以后讨论。
•专用系统 很多供应商有其自己的非标准视频传送系统,这些系统在电路、帧中继网络或ATM网络上工作。
视频会议终端的类型
主要的视频会议终端有三种：桌面型，机顶盒型，会议室型 。
（1）桌面型终端
桌面型终端是强大的桌面型或者膝上型电脑与高质量的摄像机（内置或外置），ISDN卡或网卡和视频会议软件的精巧组合。它能有效地使在办公桌旁的人或者正在旅行的人加入到你的会议中，与你进行面对面的交流。桌面型视频会议终端通常配给办公室里特殊的个人或者在外出差工作的人，多数用于点对点会议（例如一人与另外一人的会议）。
（2）机顶盒型终端
机顶盒型终端是以简洁著称。在一个单元内包含了所有的硬件和软件，放置于电视机上。安装简便，设备轻巧。开通视频会议只需要一台普通的电视机和一条ISDN BRI线或局域网连接。视频会议终端还可以加载一些外围设备例如文档投影仪和白板设备来增强功能。适用于从跨国公司到小企业等各种规模的机构。也往往是公司购买的第一种“会议室型终端”。
（3）会议室型终端
会议室型终端几乎提供了任何视频会议所需的解决方案，一般集成在一个会议室。会议室型终端通常组合大量的附件，例如音频系统，附加摄像机，文档投影仪，和PC协同文件通讯。双屏显示、丰富的通讯接口、图文流选择使终端成为高档的、综合性的产品。
如果没有足够的带宽,则丢失或丢弃数据分组并且视频看来有些跳动。电视以约30帧/秒的速度工作,图像显示没有跳动和模糊。最快的室内系统的工作速度为24到30帧/秒。低于10帧/秒的任何景物出现一系列周期性变化的静态图片。可以接受的低带宽网络的速度是15帧/秒,但视频看起来仍然不太自然。若要实现20到22帧/秒的帧速率,需要384到512 kbit/s的带宽。然而,除非在进行单向显示,否则将需要该带宽的两倍来支持双向音频和视频流。
明显地,设计为直接在因特网上工作的系统更经济并且易于支持多点会话(到多个位置的连接)。因为这些系统在桌面计算机上通过数据分组交换网络运行,所以它们支持协作和白板工具等应用程序。
很多家庭和小企业用户可能对基于因特网的视频会议系统,如CuSeeMe和Microsoft NetMeeting,感到满意,这些系统的设计是在数据分组交换网络上以低数据率运行。某些系统支持多电话连接的聚合以改进性能。这些系统以3到10帧/秒的速度运行,使得觉察不到快速移动。这些系统最适用于发言者特写头像会议,其中,人们把目光投向所讨论的图像中的某些内容或者景物的某些部分。事实上,音频通常是视频会议中主要考虑的对象,如果音频效果很好,用户会容忍视频没有达到电视标准。
CUSeeMe Networks的CUSeeMe已经建立了庞大的用户基础。它使用专门为TCP/IP网络和因特网开发的特殊协议来管理、接收和转播视频和音频数据。专用的只有软件的算法减少了在线路上传输的数据量,并使系统能在拨号线路上很好地工作。
Microsoft NetShow是用于传送交互内容,包括音频和图示音频(图像和声音)的多媒体平台。它建立在因特网标准的基础上,包括IP多播和RTP,并包括客户机和服务器组件以向HTTP增加传统广播系统的能力(音频和视频)。它支持多播,所以多个用户可以“调谐到”单个广播。NetShow支持很多通用格式,包括图示音频(图像与音频声道同步)。WAV、AVI、QuickTime、PowerPoint、JPEG. GIF、PNG和URL格式的文件都可以用于生成图示音频。
视频会议标准
新的视频会议标准已经使制造商脱离专有系统,朝着互用性的方向发展。ITU已经为音频和视频会议开发了一系列标准。H系列建议是定义视听和多媒体系统的ITU标准。ITU G.700系列建议是关于数字传输系统，特别是模拟信号到数字信号的编码的。 特别是，H.320标准(1990)是支持数字交换电话线路(尤其是ISDN)上不同供应商的视频会议设备间的互用性的保护伞标准。H.320是为线路而不是为数据分组交换因特网所设计的。
更新的H.323标准(1996)支持LAN和数据分组交换网络。H.323是建立在H.320标准上的视频会议标准。在LAN上,H.323允许管理员更严格地控制视频会议对网络资源的使用方法。
类似于Microsoft NetMeeting和CUSeeME的产品建立在H.323标准上。H.323支持各种性能等级,并且H.323/H.320网关将H.320ISDN和H.323视频会议系统链接在一起。然而,另一新标准有望改进拨号视频会议的性能。H.324标准允许H.324兼容设备通过标准电话线路连接。
“音像远程会议”用的T.120系列标准在1996年末由ITU批准。这些标准定义传输、控制和显示多媒体会议信息的协议。
• SDP(会话描述协议) 是一个分布和描述因特网远程会议会话的协议。会话目录用于协助多媒体会议的通告，并为会话参与者传送相关设置信息。SDP 即用于将这种信息传输到接收端。SDP 完全是一种会话描述格式 ― 它不属于传输协议 ― 它只使用不同的适当的传输协议，包括会话通知协议（SAP）、会话初始协议（SIP）、实时流协议（RTSP）、MIME 扩展协议的电子邮件以及超文本传输协议（HTTP）。
• SAP(会话通知协议) 是一个通知因特网远程会议会话的协议，用于协助组播多媒体会议通告以及其它组播会话过程，并为会话参与者传送相关设置信息。
SAP广播员周期性地向已知的组播地址和端口传送通知数据包。通知传送范围与会话范围相同，以确保通知接收端即为会话接收端。这对于协议的可扩展性来说也是很重要的，即确保本地会话通知在本地传送。SAP收听方（通过组播范围区域通知协议或其它协议）知道其所在的组播范围，并监听那些范围内的SAP地址和端口。如此，收听方最终会知道所有被通知会话，并允许那些会话加入。
•SIP(会话启动协议) 是一个启动会话和邀请用户的协议。SIP是由IETF提出的VoIP信令协议。它借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，有其突出的优点。首先，它是基于文本的协议，因此消息的词法和语法分析就比较简单。其次，SIP会话请求过程和媒体协商过程等是一起进行的，因此呼叫建立时间短。再次，SIP只要充分利用已定义的头域，必要时对头域进行简单扩展就能很方便地支持补充业务或智能业务。最后，而SIP类似于其他的Internet协议，设计上就为分布式的呼叫模型服务的，易于实现大系统。
•RTP(实时传输协议) 是一个通过UDP和IP多播来实时传输音频和视频的协议。RTP为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在UDP上运行RTP以便使用其多路结点和校验服务；这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是RTP可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么RTP可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
•RTSP(实时流控协议) 是一个控制实时数据按需传送的协议。RTSP是应用级协议，提供了一个可扩展框架，使实时数据（如音频与视频）的受控、点播成为可能。数据源包括现场数据与存储在剪辑中的数据。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、组播UDP与TCP，提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。
•SCCP(简单会议控制协议) 是一个严格管理受控制会话的协议。
因特网工作组和RFC
以下IETF工作组正在开发在因特网上传送多媒体的建议和规范:
•多方多媒体会话控制(mmusic) 工作组正在开发支持因特网远程会议会话的协议。该小组的研究焦点是支持在MBone(多播主干网)上很普遍的松散控制会议。该小组正在致力于会话描述分布、会话通知安全和实时数据按需传送控制的协议。
•Audio/Video Transport(avt)(音频/视频传输)工作组正在致力于通过IDP和IP多播进行音频和视频实时传输的协议。特别是,该小组集中研究RTP(实时传输协议)。
•Session Initiation Protocol(SIP)(会话启动协议)工作组正在开发SIP,它是一种基于文本的协议,类似于HTTP或者SMTP,用于启动用户之间的交互通信会话。这些会话包括话音、视频、聊天、交互游戏和虚拟现实。
下列因特网RFC提供附加信息。注意,与本主题相关的RFC有很多,下列最有用。
•RFC1193 (Client Requirements for Real-Time Communication Services, November 1990)
•RFC1324 (A Discussion on Computer Network Conferencing, May 1992)
•RFC1453 (A Comment on Packet Video Remote Conferencing and the Transport/Network Layers, April 1993)
•RFC1819 (Internet Stream Protocol Version 2 Protocol Specification, August 1995)
•RFC1889 (RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, January 1996)
•RFC2326 (Real-Time Streaming Protocol, April l998)
•RFC2327 (SDP: Session Description Protocol,April 1998)
•RFC2543 (SIP: Session Initiation Protocol,March 1999)
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网络视频会议直到最近一直是昂贵的工具,但低价格组件(如摄像机)、多媒体PC以及对因特网和内联网上协作的日益增加的需求,都促进了该技术的发展。
网络视频会议的吸引力源自它所提供的交互范围,用户可以看到和听见另一端的个人或组成员。低端视频会议系统甚至提供有趣的功能,如通过电子会议链路运行的文档/应用程序共享和白板工具。这些工具和应用程序使协作简单易行并减少旅行费用。
其他增加对视频会议的兴趣的因素包括更好的压缩技术、鼓励互用性的成熟标准、支持视频数据要求的高速LAN和WAN以及高性能多媒体计算机。此外,操作系统可使用多媒体。Microsoft Windows提供包括称为NetMeeting的视频会议程序包。视频会议的新用途也有助于推动其发展。在工作环境中,它被用于技术支持、远距离学习、远程医疗、招聘面试、推销、法律事务、远程办公和制造业。它还可以削减旅行费用。
当选择视频会议系统时,应该对如何使用系统有一个清楚的想法,因为要在价格和功能之间进行平衡。通常的功能包括缩放、摇拍全景、话音检测(于是摄像机可以跟随话音)、噪声消除和协作功能(如白板软件)。大多数视频会议软件设计得具有动态增加压缩比并当网络上发生拥塞时降低帧速率功能。即使在这些情况下,大多数系统甚至在视频质量下降时,还维持可接受的话音质量。
视频会议系统包括视频会议终端、多点会议控制器MCU、网络管理软件和传输网络四部分。而用户可以根据自身已有的网络状况、硬件设施对系统中视频会议终端系统、多点会议控制器MCU、网络管理软件等部分提出进一步的要求。
视频会议系统可按几种方法分类。有高端专业系统和为家庭和小办公室设计的低端“发言者特写头像”系统。另一区分方法是所使用的通信技术和协议:
•ITU H.320系统这些系统往往是专业质量的视频会议系统,通过点对点线路,如ISDN和T1链路(交换或专用)进行操作。
•ITU H.323系统这些系统的设计是在服务质量无法保证的数据分组交换网络(如因特网)上工作。它们基本上是“IP视频”系统,往往在因特网上质量较差,但在LAN环境下运转良好。然而,随着因特网上的带宽和服务质量的提高,这些系统将提供较好的服务。
H.323提供设备之间、高层应用之间和提供商之间的互操作性。它不依赖于网络结构，独立于操作系统和硬件平台，支持多点功能、组播和带宽管理。H.323具备相当的灵活性，支持包含不同功能的节点之间的会议和不同网络之间的会议。H.323建议的多媒体会议系统中的信息流包括音频、视频、数据和控制信息。信息流采用H.225.0建议方式来打包和传送。H.323为基于网络的通信协议定义了4个主要的组件：终端(Terminal)、网关(Gateway)、网守(Gatekeeper)和多点控制单元(MCU)。
•IETF的基于协议的系统 IETF的SIP(会话启动协议)和相关协议(RTP. RTCP和SDP)面向更为广泛的因特网多媒体。这些协议以后讨论。
•专用系统 很多供应商有其自己的非标准视频传送系统,这些系统在电路、帧中继网络或ATM网络上工作。
视频会议终端的类型
主要的视频会议终端有三种：桌面型，机顶盒型，会议室型 。
（1）桌面型终端
桌面型终端是强大的桌面型或者膝上型电脑与高质量的摄像机（内置或外置），ISDN卡或网卡和视频会议软件的精巧组合。它能有效地使在办公桌旁的人或者正在旅行的人加入到你的会议中，与你进行面对面的交流。桌面型视频会议终端通常配给办公室里特殊的个人或者在外出差工作的人，多数用于点对点会议（例如一人与另外一人的会议）。
（2）机顶盒型终端
机顶盒型终端是以简洁著称。在一个单元内包含了所有的硬件和软件，放置于电视机上。安装简便，设备轻巧。开通视频会议只需要一台普通的电视机和一条ISDN BRI线或局域网连接。视频会议终端还可以加载一些外围设备例如文档投影仪和白板设备来增强功能。适用于从跨国公司到小企业等各种规模的机构。也往往是公司购买的第一种“会议室型终端”。
（3）会议室型终端
会议室型终端几乎提供了任何视频会议所需的解决方案，一般集成在一个会议室。会议室型终端通常组合大量的附件，例如音频系统，附加摄像机，文档投影仪，和PC协同文件通讯。双屏显示、丰富的通讯接口、图文流选择使终端成为高档的、综合性的产品。
如果没有足够的带宽,则丢失或丢弃数据分组并且视频看来有些跳动。电视以约30帧/秒的速度工作,图像显示没有跳动和模糊。最快的室内系统的工作速度为24到30帧/秒。低于10帧/秒的任何景物出现一系列周期性变化的静态图片。可以接受的低带宽网络的速度是15帧/秒,但视频看起来仍然不太自然。若要实现20到22帧/秒的帧速率,需要384到512 kbit/s的带宽。然而,除非在进行单向显示,否则将需要该带宽的两倍来支持双向音频和视频流。
明显地,设计为直接在因特网上工作的系统更经济并且易于支持多点会话(到多个位置的连接)。因为这些系统在桌面计算机上通过数据分组交换网络运行,所以它们支持协作和白板工具等应用程序。
很多家庭和小企业用户可能对基于因特网的视频会议系统,如CuSeeMe和Microsoft NetMeeting,感到满意,这些系统的设计是在数据分组交换网络上以低数据率运行。某些系统支持多电话连接的聚合以改进性能。这些系统以3到10帧/秒的速度运行,使得觉察不到快速移动。这些系统最适用于发言者特写头像会议,其中,人们把目光投向所讨论的图像中的某些内容或者景物的某些部分。事实上,音频通常是视频会议中主要考虑的对象,如果音频效果很好,用户会容忍视频没有达到电视标准。
CUSeeMe Networks的CUSeeMe已经建立了庞大的用户基础。它使用专门为TCP/IP网络和因特网开发的特殊协议来管理、接收和转播视频和音频数据。专用的只有软件的算法减少了在线路上传输的数据量,并使系统能在拨号线路上很好地工作。
Microsoft NetShow是用于传送交互内容,包括音频和图示音频(图像和声音)的多媒体平台。它建立在因特网标准的基础上,包括IP多播和RTP,并包括客户机和服务器组件以向HTTP增加传统广播系统的能力(音频和视频)。它支持多播,所以多个用户可以“调谐到”单个广播。NetShow支持很多通用格式,包括图示音频(图像与音频声道同步)。WAV、AVI、QuickTime、PowerPoint、JPEG. GIF、PNG和URL格式的文件都可以用于生成图示音频。
视频会议标准
新的视频会议标准已经使制造商脱离专有系统,朝着互用性的方向发展。ITU已经为音频和视频会议开发了一系列标准。H系列建议是定义视听和多媒体系统的ITU标准。ITU G.700系列建议是关于数字传输系统，特别是模拟信号到数字信号的编码的。 特别是，H.320标准(1990)是支持数字交换电话线路(尤其是ISDN)上不同供应商的视频会议设备间的互用性的保护伞标准。H.320是为线路而不是为数据分组交换因特网所设计的。
更新的H.323标准(1996)支持LAN和数据分组交换网络。H.323是建立在H.320标准上的视频会议标准。在LAN上,H.323允许管理员更严格地控制视频会议对网络资源的使用方法。
类似于Microsoft NetMeeting和CUSeeME的产品建立在H.323标准上。H.323支持各种性能等级,并且H.323/H.320网关将H.320ISDN和H.323视频会议系统链接在一起。然而,另一新标准有望改进拨号视频会议的性能。H.324标准允许H.324兼容设备通过标准电话线路连接。
“音像远程会议”用的T.120系列标准在1996年末由ITU批准。这些标准定义传输、控制和显示多媒体会议信息的协议。
• SDP(会话描述协议) 是一个分布和描述因特网远程会议会话的协议。会话目录用于协助多媒体会议的通告，并为会话参与者传送相关设置信息。SDP 即用于将这种信息传输到接收端。SDP 完全是一种会话描述格式 ― 它不属于传输协议 ― 它只使用不同的适当的传输协议，包括会话通知协议（SAP）、会话初始协议（SIP）、实时流协议（RTSP）、MIME 扩展协议的电子邮件以及超文本传输协议（HTTP）。
• SAP(会话通知协议) 是一个通知因特网远程会议会话的协议，用于协助组播多媒体会议通告以及其它组播会话过程，并为会话参与者传送相关设置信息。
SAP广播员周期性地向已知的组播地址和端口传送通知数据包。通知传送范围与会话范围相同，以确保通知接收端即为会话接收端。这对于协议的可扩展性来说也是很重要的，即确保本地会话通知在本地传送。SAP收听方（通过组播范围区域通知协议或其它协议）知道其所在的组播范围，并监听那些范围内的SAP地址和端口。如此，收听方最终会知道所有被通知会话，并允许那些会话加入。
•SIP(会话启动协议) 是一个启动会话和邀请用户的协议。SIP是由IETF提出的VoIP信令协议。它借鉴了其他Internet标准和协议的设计思想，有其突出的优点。首先，它是基于文本的协议，因此消息的词法和语法分析就比较简单。其次，SIP会话请求过程和媒体协商过程等是一起进行的，因此呼叫建立时间短。再次，SIP只要充分利用已定义的头域，必要时对头域进行简单扩展就能很方便地支持补充业务或智能业务。最后，而SIP类似于其他的Internet协议，设计上就为分布式的呼叫模型服务的，易于实现大系统。
•RTP(实时传输协议) 是一个通过UDP和IP多播来实时传输音频和视频的协议。RTP为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。应用程序通常在UDP上运行RTP以便使用其多路结点和校验服务；这两种协议都提供了传输层协议的功能。但是RTP可以与其它适合的底层网络或传输协议一起使用。如果底层网络提供组播方式，那么RTP可以使用该组播表传输数据到多个目的地。
•RTSP(实时流控协议) 是一个控制实时数据按需传送的协议。RTSP是应用级协议，提供了一个可扩展框架，使实时数据（如音频与视频）的受控、点播成为可能。数据源包括现场数据与存储在剪辑中的数据。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道，如UDP、组播UDP与TCP，提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。
•SCCP(简单会议控制协议) 是一个严格管理受控制会话的协议。
因特网工作组和RFC
以下IETF工作组正在开发在因特网上传送多媒体的建议和规范:
•多方多媒体会话控制(mmusic) 工作组正在开发支持因特网远程会议会话的协议。该小组的研究焦点是支持在MBone(多播主干网)上很普遍的松散控制会议。该小组正在致力于会话描述分布、会话通知安全和实时数据按需传送控制的协议。
•Audio/Video Transport(avt)(音频/视频传输)工作组正在致力于通过IDP和IP多播进行音频和视频实时传输的协议。特别是,该小组集中研究RTP(实时传输协议)。
•Session Initiation Protocol(SIP)(会话启动协议)工作组正在开发SIP,它是一种基于文本的协议,类似于HTTP或者SMTP,用于启动用户之间的交互通信会话。这些会话包括话音、视频、聊天、交互游戏和虚拟现实。
下列因特网RFC提供附加信息。注意,与本主题相关的RFC有很多,下列最有用。
•RFC1193 (Client Requirements for Real-Time Communication Services, November 1990)
•RFC1324 (A Discussion on Computer Network Conferencing, May 1992)
•RFC1453 (A Comment on Packet Video Remote Conferencing and the Transport/Network Layers, April 1993)
•RFC1819 (Internet Stream Protocol Version 2 Protocol Specification, August 1995)
•RFC1889 (RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications, January 1996)
•RFC2326 (Real-Time Streaming Protocol, April l998)
•RFC2327 (SDP: Session Description Protocol,April 1998)
•RFC2543 (SIP: Session Initiation Protocol,March 1999)
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