（通信与信息系统专业论文）会议电视系统中的数据业务.pdf

摘要 【摘要】 n 侈媒体通信是当今通信发展的一个重要方向，而会议电视系统则是目前多媒体 通信业务中发展最快的热点之一。为使各国各厂商之间的会议电视系统产品能够互 通，i t u t 制定了一系列的视听多媒体终端标准。会议电视系统实际上就是在多媒 体终端之间传送视频、音频和数据等各种媒体信号，目前国内在视频和音频传输方 面的研究比较多，但在开通数据业务方面做得还很不够，所以本文将重点研究如何 、 在会议电视系统中实现数据传输业务j ， 本文首先介绍了基于i s d n 的桌面会议电视系统的一般构成，之后对用于多媒 体会议电视系统中特别是与数据业务相关的协议进行描进，如h ，2 2 1 、h 2 3 0 、h 2 2 4 和t 1 2 0 系列协议等。 论文的第四章在总结前人研究的基础之上，结合我国的具体国情，提出了一 个符合协议标准的数据通信模式，即如何在会议电视系统中建立连接、开通数据信 道、完成数据传输业务以及实现数据通信的管理过程。 论文的第五章是在结合已有的m c u 系统板前提下，提出了实现数据业务的总 体设计方案软硬件相结合方式。它既考虑了与已有的m c u 板上的音频处理单 元、视频处理单元和控制单元相结合，又能保证使软硬件的负担适中，是一种比较 理想的解决方案。 a b s t r a c t 【a b s t r a c t 】 t h em u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o ni so n eo ft h em o s ti m p o r t a n td i r e c t i o n si n t e l e c o m m u n i c a t i o nd e v e l o p m e n tt o d a y , a n dv i d e o c o n f e r e n c es y s t e mi sa h o t p o i n tt h a td e v e l o p sv e r yf a s ti n a l lk i n d so fm u l t i m e d i ac o m m u n i c a t i o n s e r v i c e s i t u te s t a b t i s h e das e r i e so fs t a n d a r d so na u d i o v i s u a lt e r m i n a l st o e n a b l et h ec o m m u n i c a t i o nb e t w e e na u d i o v i s u a ld e v i c e sf r o md i f i e r e n t c o u n t r i e sa n dd i f f e r e n tm a n u f a c t u r e r s a c t u a l l y ，v i d e o c o n f e r e n c es y s t e m c a r r i e sa l lk i n d so f m u l t i m e d i as i g n a l s ，s u c ha sv i d e o ，a u d i oa n dd a t a ，b e t w e e n m u l t i m e d i at e r m i n a l s s of a ri no u rc o u n t r y , t h es t u d yo f v i d e oc o m m u n i c a t i o n a n da u d i oc o m m u n i c a t i o ni sv e r ym u c h ，b u to fd a t as e r v i c ei st o ol i a l e ，t h i s p a p e ri sf o c u so ns t u d y i n gh o wt or e a l i z et h ed a t as e r v i c ei nv i d e o c o n f e r e n c e s y s t e m f i r s t ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e dt h eg e n e r a lc o m p o s eo fd e s kv i d e o c o n f e r e n c e s y s t e mb a s e do ni s d n ，a n dt h e nd e s c r i b e dt h er e c o m m e n d a t i o n su s e di n m u l t i m e d i av i d e o c o n f e r e n c ee s p e c i a l l yi nd a t as e r v i c e t h i sr e c o m m e n d a t i o n s a r eh 2 2 1 ，h 2 3 0 ，h 2 2 4 ，1 2 0s e r i e s ，e t c r e f e r r e dt ot h er e s e a r c ho ff o r m e r sa n da c c o r d i n gt ot h er e a ls i t u a t i o no fo u r c o u n t r y , i nc h a p t e r4 ，w es u b j e c t e dad a t ac o m m u n i c a t i o nm o d ew h i c hm e e t s t h ei t u tr e c o m m e n d a t i o n s t h a ti sh o wt oe s t a b l i s hc o n n e c l s o p e nd a t a c h a n n e l s ，f i n i s hd a t at r a n s p o r ta n dr e a l i z et h em o n i t o ro fd a t ac o m m u n i c a t i o n i nc h a p t e r5 ，w eb a s e do nt h em c u s y s t e mb o a r dw h i c hh a db e e nd e v e l o p e d ， a n dp r o p o s e dag e n e r a lp r o j e c t - - - - c o m b i n i n gh a r d w a r ew i t hs o f t w a r e - - t o r e a l i z ed a t as e r v i c e ，i tn o to n l yc o n s i d e r e da b o u tc o m b i n i n gt h ed a t ap r o c e s s u n i tw i 血t h ea u d i op r o c e s su n i t v i d e op r o c e s su n i ta n dc o n t r o lu n i to nm c u b o a r d ，b u ta l s oi n s u r e dt h eh a r d w a r ea n ds o f t w a r ew o r k i n gp r o p e r l y i ti sa l l i d e ap r o j e c t 1 1 第一章 绪论 第一章绪论 第一节什么是多媒体会议电视系统 多媒体会议电视系统是近几年刚刚兴起的一种全新的通信方式，它通过多媒体 信息( 如：音频、视频、文本数据等) 和计算机进行通信。这种通信具有实时性和 交互性。尤为重要的是可使双方或多方依靠信息进行“面对面”的通信，使传统的 通信方式产生新的飞跃。 目前的会议电视系统大多是基于i t u - th 3 2 0 标准的一种视听多媒体会议电视 系统，是以传送活动图象( 人物) 、语音、应用数据( 电子自板、图形) 信息形式 的会议业务。它是一个将会议电视与个人计算机融为一体的个人计算机会议电视桌 面系统。在个人计算机上装配相应的插卡、软件和摄像机，通过综合业务数字网 i s d n ，跨越空间距离，举行电视电话会议，与会人员可发表意见，观察对方形象 和有关信息，同时双方还可共享应用程序，利用电子白板进行书面交流。在多个地 点进行多方会议时，需设置一台m c u 用以进行图像、数据和语音信息的切换与控 制。通过对数字化视频、音频、文本、图表和数据等多种信息进行综合处理，利用 通信网的区域广泛性进行综合业务实时传输，为四面八方的与会者提供一个信息共 享空间，并利用计算机系统对共享材料进行交互、讨论，实现虚拟的人与人之间“面 对面”的会议环境。这些功能体现了个人计算机的优越性，使得交流的范围更广泛， 交流的内容更深刻。 可见，多媒体会议电视系统实质上是多媒体计算机技术与通信技术结合的产 物。通过多媒体技术和网络通信技术的支持，多媒体会议电视系统为身处异地的人 们提供了一个相互讨论问题和协同工作的环境。它集计算机的交互性、通信的分布 性、电视的真实性与一体，具有明显的优越性，因而它很快就成为当今计算机通信 领域的一个研究热点，并随着波及全球的信息高速公路的兴起而飞速发展起来。 第一章绪论 第二节会议电视系统的发展史 会议电视系统的历史可追溯到本世纪6 0 年代初，美国的a t & t 公司曾推出模 拟会议电视系统。到了7 0 年代，由于相关技术领域的长足进步，传统的会议电视 系统得到了极大的改善。8 0 年代中期，c l i 公司与p i c t u r et e l 公司在数据压缩方面 取得了巨大的进步。直到1 9 9 2 年，c l i 公司推出了一个基于a p p l e 公司的m a c i n t o s h i i 平台的桌面视频会议电视系统，c o d e c 做成计算机插卡的模板，并具有相当的 处理能力，该产品的出现宣告了基于p c 的会议电视系统时代的开始。特别是压缩 解压缩芯片、其它大规模集成电路等微电子技术的高速发展大大加快了会议电视系 统的前进步伐。 第三节多点会议电视系统的一般构成 会议电视系统主要由终端设备、多点控制单元( m c u ) 和包括传输媒介在内的 数字通信网络组成。点对点会议电视系统无需m c u 的介入，电路交换的网络上多点 会议则必须通过m c u 才能实现，而包交换网络上则需要通过会议服务器实现多方会 议。根据应用的通信网络不同，会议电视系统的终端和多点控制单元k l c u 也不尽相 同。终端设备可以是专用的多媒体会议终端，也可以是安装了必要的音频、视频 硬件和软件的普通电脑，还可以是电话等。 图1 1 是一个多点会议电视系统的简单拓扑图，主要包括视听多媒体会议终端 t 。t n ，多点控制单元m c u 。m c u 。，和通信网络三部分。 终端t ，t n 可以不必用标号区分，也不必有相同的容量，它们相互独立地通 过对称的双向数字线路连接入网。从理论上讲，对接入会议电视网的终端数n 是 没有限制的。另外，某个终端可能是一个串接的多点控制单元m c u ，但在硬件实 现时不必特意考虑这种特珠情况，i t u ，t 的h 2 3 】建议中将会议电视网中串接的 m c u 和单个的视昕终端同样对待。 多点控制单元m c u 是多点会议电视系统中必不可少的核心部分，因为多点会 第一章绪论 议系统只有通过控制单元才能实现多方会议，有的系统甚至还需要用多个m c u 进 行级联。m c u 的具体组成和功能将在下一章中得到详细讨论。 图1 1 会议电视网络拓扑 通信网络可以是专用网、局域网或诸如i s d n 的公用网。采用公用网来通信， 在网中只需设几个m c u 即可满足要求，而不必过多考虑网络管理。而使用专用网 就不能很好地推动多点会议电视系统的推广，因为它只能将多点多媒体会议电视系 统局限于某些小范围内。要想在全社会推广，就必须要建许多专用网，这是不现实 的，它涉及到资金和兼容性的问题。所以，在公众应用时，多点会议电视系统必须 建立在公众网络上，p s t n 、p s d n 、i s d n 和将来的b - - i s d n 的发展都能满足多 媒体会议电视的需要，它们必将成为未来会议电视系统应用的主流。 第四节多媒体会议电视网络的一般业务要求 多媒体会议电视参加者对实时业务有严格的要求，他们可能要相互观看图像， 或选择某个子网。他们或许麸享或编辑文件、电子白板或静态图像：或许都要从远 端服务器接收同一种视频或音频信息；或许还要借助指示器和话音切换生成视频或 第一章绪论 静态图像，并传送给其他与会者。 这些工作方式对连接多媒体终端的网络提出如下的严格要求： 在与会者之间远程交换信息时，不能使他们感到有明显的端到端时延或 不可忍受的时延： 视频必须与音频同步，例如网球场上的视频运动图像不能与声音失谐； 数据务必不能丢失，尤其是在采用压缩技术时丢失数据会造成严重的后 果： 对于某些应用来说，要求端到端时延不得大于1 5 0 毫秒，同样的多媒体 连接的视频和音频之间的通道时延差异不得超过5 0 毫秒。为满足端到端 时延要求，终端之间的网络时延必须最小。 第五节多媒体会议电视系统中的数据业务 数据业务包括文件合作与电子自板。 文件合作是指以软件为基础使工作组内的各个用户各自建立和编辑文件。例 如，处于不同地点的工程师能共同研究设计图、外地雇员能和公司职员共事而不必 拴在办公室里等。文件合作不仅有利于工作组成员的参与，而且还能节约旅行时间 和费用。 文件合作包括两个不同的方面：文件共享和应用共享。文件共享能使与会成员 利用同一个文件，例如：不同的销售人员可以同时观看下一季度的销售计划，并轮 流编辑对照表的内容。应用菇享能使你与你呼叫的用户一起共享软件应用，使原先 没有此应用软件的用户可以操作共享的文件，例如：公司经理可以在家里或公司里 呼叫职员，使用项目管理软件审查职员开发项目的计划时间，公司经理与职员可共 享同一文件，并且双方均可对文件进行修改和编辑。 电子白板的取名大概来源于随处可见的可擦写黑板，在大多数会议室中都是一 个重要的装置。有人称电子白板只是软件，经过各种网络进行联系，并在p c 机上 显示图像。电子自板同样可以用作文件合作软件，但它们显示的是位映像图。共享 白板主要涉及的问题是实时修改信息的传输和同步更新问题，即在同时修改白板时 4 第一章绪论 如何同时协调信息的传输、修改信息的显示等操作。此外，电子白板功能的完善， 以及其它应用程序的连接，d d e 、o l e 功能的实现，都是在设计共享白板系统时 应考虑解决的问题。 一个完整的多媒体会议电视系统必须开通数据业务，目前国内外现有的会议电 视系统在这方面做得还很不够，有的系统甚至根本就没有这种业务。本文在总结前 人研究的基础之上，结合本教研室的8 6 3 项目多级多点视听多媒体会议电视系 统，提出了一个既具有我国会议特色，叉符合i t u t 标准的数据业务实现方案。 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 第二章基于i s d n 的桌面会议 电视系统综述 第一节基于i s d n 桌面会议电视系统的一般描述 一、i s d n 的一般特点 i s d n 是一套国际数据传输标准，该标准在过去大约十几年的时间里从现有的 电话业务系统发展变化而来的。使用i s d n ，所有的信息声音、数字、静止图 象和活动图像都是以数字形式在公共交换网上进行高速侍输。管理i s d n 呼叫 的基础设施与普通的p o t s ( p l a i no l dt e l e p h o n es e r v i c e ，普通老式电话业务) 电 话所使用的基础设施很相似。i s d n 连接使数据管理能力有了很大的提高，而成本 只比p o t s 稍微高一些。 i s d n 是一种带宽比较高( 1 2 8 k b p s ) 的端点用户电话连接，它比较适合于多 媒体会议电视系统。它支持等时数据传输，而且连接一旦建立以后带宽就有了保 证。尽管i s d n 的带宽并不足以符合电视质量的视频信号要求，但图象的清晰度和 光滑程度对于大多数会议电视系统的应用程序来说，都是适合的。 i s d n 业务将在全球范围内得到广泛的使用并且迅速地扩展到以前不具备这种 能力的地区，促使能够广泛使用i s d n 的因素是： 远程l a n 访问、i n t e m e t 连接和桌面会议系统之类的应用程序的数目不断 增加； p o t s 的性能提高了5 1 0 倍，但造价却没怎么增加。涌现出的工业标准 令人瞩目； 电话业务的提供者正在努力用数字技术进行更新换代。 我们之所以选择i s d n 网络来开发会议电视系统除了上面这些理由外，还出于 以下几点考虑： 在i s d n 网络上实现多媒体会议电视通信，存在两种信令的管理：一种是 6 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 未来连接信令，另一种是多媒体会议系统的信令。未来连接信令基本接入 ( 2 b + d ) 中是在d 信道中发出的，包括路由选择、网中组帧格式、连接、 拆线等，这在会议电视系统中称为带外信令( o u t b a n ds i g n a l i n g ) ：会议 电视的信令包括多种信息业务的速率选择、会议召开和结束等，称带内信 令( i n b a n ds i g n a l i n g ) ，它由m c u 与终端共同完成。 i s d n 网络中m c u 可以设在任意位置，多个终端可先经m c u 再与网络联系， 也可先经网络交换机后通过m c u 通信。 i s d n 网提供了两种接口：一种是2 b + d 基本速率接口( b r i ) ；另一种是 基群p c m 接口( p r i ) 。使用p r i 传送多媒体信息可以得到很好的图像质量， 而在条件不允许的情况下，使用b r i 接口或多个b 接口可以节约信道，节 省资源。 二、基于i s d n 的桌面型会议电视系统组网 桌面型会议电视系统与现有的会议室型会议电视系统相比，具有以下优点： 会议室型系统要求与会者必须置身固定的会议室中，要求会议室有较好 的灯光条件；桌面型会议电视系统仅需要一台个人电脑及一个小型摄像 头，能够灵活设置安放，开会位置不受局限，办公室及家庭均可，开会地 点设置更加方便。 会议室型系统要求铺设专线，线路费用十分昂贵；桌面型会议电视系统 通过i s d n 交换机接入，对用户而言，开会费用仅相当于几个用户电话通 话费用，并且一般来说，覆盖范围更加广泛，因此，开会费用更加便宜， 开会区域更加广泛。 会议室型系统要求铺设专线，要求固定的会议室，开会地点固定不变；桌面型 会议系统可以同世界上任何地点，任何人进行开会，其灵活性和广泛性是会议室型 系统所无法比拟的。 桌面型会议电视系统的组网方式有两种：点对点连接方式与多点连接方式，它 们分别如图2 1 和2 2 所示。 在图2 1 和2 2 中，终端指的是会议电视终端，它通过n t 及b r i ( 2 b + d ) 接入i s d n 交换机。n t l 指的是网络终端，它为会议电视终端提供标准的s 接口。 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 而m c u 则负责图象切换、语声混合、数据分发及会议控制，通过p r i ( 3 0 b f d ) 接入i s d n 交换机。 图2 1 点对点会议电视景统简图 图2 2 多点会议电视系统简图 三、基于i s d n 桌面会议电视系统的一般描述 i 、接口 计算机是通过简单的标准化接口同i s d n 连接起来的，在将i s d n 同计算机连 接起来之前，必须搞清楚你需要哪种接口，这两种可供使用的接口分别是b r i ( b a s i c r a t ei n t e r f a c e ，基本速率接口) 和p r i ( p r i m a r yr a t ei n t e r f a c e ，主要速率接1 2 1 ) 。 b r i 接口 b r i 是端点用户的桌面会议电视系统设备通常所需要的 s d n 端点接口， 从电话公司拉过来的电话线在此同计算机上的i s d n 板相连接，b r i 在美国是 8 第二章 基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 最常用的i s d n 接口，它提供两个6 4 k b p s 的b 通道和个1 6 k b p s 的d 通道。 从总机室将一条双绞线拉到墙壁上以供终端用户使用，这条线最好被接在 一个普通的小插孔上，如同调制解调器上使用的那种插孔。在电话公司提供的 r j 1 1 连接器同计算机后面的i s d n 连接器之间，需要一个n t - 1 接口，其作 用是对交换机发出的信号进行终止和功能转换处理。 i s d n 的其它来源是p b x ( p r i v a t eb r a n c he x c h a n g e s ，专用分组交换机) 或i s d n 集线器。这些信号源通常都提供四线( i l i - 4 5 ) 线路，桌面会议电视 系统使用的就是这种连线。p b x 内的卡或集线器提供与n t - 1 完全相同的业务 功能，因此拉到你办公桌上的线路可直接连到你的桌面会议系统上。 p r i 接口 p r i 是允许作用i s d n 的p b d 和便携式i s d n 集线器的接口选件，该接口 能提供多个通道，并同时建立多个呼叫。这种选件比b r i 更适合用在一些不 同时呼叫所有机器的大公司，正如现有的p b x 电话系统一样，在i s d n 集线 器内，设备与设备之间的音频和视频呼叫是不受限制的，但同一个集线器上挂 的所有设备要为呼叫的进出而竞争对p 1 l i 的访问。随着对容量要求的增加， 需要再加个p r i 才能处理增加了的数据传输量。 在不能使用p r 的避区，可将t - l 接到p b x 或便携式i s d n 集线器。要 求使用的p b x 同目前正在使用的商业电话交换机相类似，但必须同i s d n 相 兼容还需要另加一块i s d n 线路卡，以支持终端点的b r i 线路。p b x 或i s d n 集线器还将为桌面会议设备提供b r i 。然而，由于t 1 的数据速率是每个通道 5 6 k b p s ，性能可能会有所降低。 2 、i s d n 上的多点会议系统 正如前面所提到的，你可以在i s d n 线路上或通过l a n 连接实现多点桌面会 议系统为了在i s d n 上实现多点视频、音频、数据会议，与会者需要能够拨通到 网桥上，再到m c u 。m c u 可以安放在全世界任何地方，该m c u 可以安在你自己 的设备中，也可以安放在提供服务者的网络中。 m c u 的功能是确认与会者止在使用的戍用程序是否符合桌面会议系统的t 业 标准。j 千| 此应用程序建立连接，然后，再将此应川程序同另一个调心该应川样序的 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 端点连接起来。 m c u 很象当前正在使用的音频网桥。在音频网桥的呼叫中，音频网桥为某天 某个时间段安排一个呼叫，这次呼的所有参与者都分配给一个用户标识和口令。在 适合的时候，任何人发出呼叫，都要经过确认之后，才能加入会议。而且，一旦加 入会议，就能听到会议中发言者的声音。与这种方式完全相同，基于m c u 的音频、 视频和数据会议呼叫允许所有的与会者听到、看到并同其他与会者麸享数据。当桌 面会议系统中的一个端点拨通进入m c u 时( 或在大多数情况下，由m c u 拨通) ， 每个端点都使用一组名为h 2 4 2 2 4 3 的标准同m c u 进行容量交换。 3 、基于m c u 的呼叫中的多点特性 基于m c u 的呼叫，其容量将根据m c u 设备和桌面会议系统中所支持的特性 而变化，对于基于m c u 的呼叫，应考虑的一些关键能力包括由声音启动的交换系 统、呼叫连续出现和拨入，拨出。可参与进会议的人数和场地根据服务的提供者和 m c u 生产商而变化。就传统的没有数据的桌面会议系统而言，一般最多只支持到 2 4 个端点。加入进了t 1 2 0 之后，可以参与会议的人数更少。 4 、由声音启动的交换系统 在由声音启动的交换系统呼叫中，你会在“本地”的窗口中看到自己的形象， 在“远程”窗口中看到的是同你进行谈话的人的面孔。一旦这个停止讲话，另一个 人开始讲话时，远程窗口的焦点将切换到新的发言者。在有两个以上的人同时讲话 的情况下，m c u 会将远程窗口切换到声音最大的发言者。 5 、呼叫连续出现 在连续出现的呼叫中，你会同时看到并听到所有的与会者。因此，将有若干 个远程窗口处于活动状态。 让我们先来看一个例子，如果在一次呼叫中有五个与会者，你将会在“本地” 窗口中看到自己的形象，“远程”窗口将被划分成四个小窗口，每个窗口分别代表 本次呼叫中的一个与会者。 如果在n 乎叫中只有其它三个与会者山现，你的远稃窗口中将有一个小窗口是 0 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 空着的，如果在呼叫中有八个人参与进来，你将看到在视频窗口中讲话的最后四个 与会者，无论那种情况，你都能够听到所有人的声音。 6 、拨入和拨出 大多数的m c u 都提供“拨出”的功能，拨出意味着多点会议中所有的与会者 都要等待m c u 在适当的时间对其进行呼叫。一些服务机构都提供“拨出”功能， 主要是因为这种功能在安全方面比较容易控制。 许多m c u 还提供“拨入“功能，该功能允许端点拨入到m c u 中。一旦验证 了端点的用户标识符合口令之后，与会者便被允许参加会议。 由于m c u 和多媒体终端是会议电视系统的两大重要组成部分，所以本文另辟 章节来分别对它们进行简单讨论。 第二节m c u 多点控制单元( m c u ) 是会议电视系统中的关键组成部分，它是一种多端口 控制设备，类似于交换机，主要完成视频切换、数据分发、语音混合和会议进程控 制等功能。通过它可以使得多个视听终端在同一个会议中通信。如果没有自己的 m c u ，就没有自己独立的组网能力。 组网能力是m c u 最重要的特征，其表现在网络容量、异种网络互连、不同能 力的终端互通、不同厂商设备互通等几个方面。中国地域广阔，要求m c u 具有组 大网的能力。异种网络互连指e l 、v 3 5 终端能够通过一个m c u 互连，这要求m c u 能够同时提供v 3 5 和e 1 接口。为了实现不同能力的终端互通，如传输速率为 3 8 4 k b i t s 的终端与1 9 2 0 k b i t s 终端互通，m c u 要求具备速率匹配功能。为了实现 不同厂商设备互通，m c u 必须严格按i t u t 的建议实现。 m c u 软件是决定m c u 性能的关键冈素之一。由于m c u 需要同时处理多个 终端的数据，并且这些数据都要求实时处理，丽此软件实时性要求很高。m c u 软 一件要求具有高度的标准化。m c u 是涉及互通互控的主要设备，而m c u 软件负责 实现互通互控的通信协议，如果通信协议的实现不太标准，各厂家的设备互连时就 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 会出现配合问题，影响网络的性能。m c u 软件还要求有很好的容错能力，因为m c u 需要同不同厂商的终端互连而各厂商设备的通信协议多少有些不同。如果m c u 不能正确处理，很可能引起整个网络瘫痪。 、m c u 的主要功能 在会议电视系统中。m c u 的作用主要表现在 l 、会议管理 方便与会者加入( 包括邀请、通知其它与会者等) 自动处理与会者的退出： 记录会议讨论结果并存档； 与会议相关资料的查询； 各媒体保持一定的独立性，以便增减媒体种类： 满足多种会议方式的管理要求。 2 、语音汇接 多个用户语音输入到m c u ，m c t 经过复合、切换之后再发给多个用户，其功能 包括 音量控制： 不同语音编码方法间的译码； 关闭空闲信道以降噪； 话音增益控制： 语音混合或语音选大； 多个语音输入的切换、组合。 3 、图像汇接 图像的传送包括图像的广播平l l 图像的切换，由所选控制方式决定。在主会场发 言模式时，备分会场均收看主会场图像，而主会场任意选番分会场幽像：在分会场 发言模式时，除发言的会场收看主会场图像之外，其余会场都收看发言的会场幽像， 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 等等。 4 、数据汇接 一般接收单信号源的数据，m c u 将它广播给多个用户，这里不需要解决竞争和 统一控制。若不是单用户发送数据，则需采用多层规程( m l p ) 或竞争令牌以获取 数据发送资格。 5 、级联 在需要多级多点的m c u 级联时，有一个主m c u ，其余均为从m c u 。m c u 之间的 联系与终端和m c u 的联系一样，m c u 把与之相连的另一个m c u 当作它的一个终端看 待。 二、m c u 的一般构成 i t u t 在h 2 3 1 中给出了m c u 的细节描述，如图2 3 所示。 从图中可以知道，m c u 由两大部分组成：媒体处理器和一致的通信接口。媒体 处理器包括音频处理单元( a p u ) 、视频处理单元( v p u ) 、数据处理单元( d p u ) 和 控制处理单元0 4 p ) 四个模块，它们是m c u 的核心。通信接口部分包括网络接口、 复用分用器、呼叫控制器以及一个总的呼叫控制处理器。 下面分别简要介绍各功能实体。 1 、分用器 流八分用器的信号是终端发出的完全符合h 2 2 1 建议的比特流，分用器需完成 以下功能： 恢复帧定位和复帧定位； 需要时对多个信道进行缓冲、同步和排序； 提取b a s 码并负责与主处理器通信； 需要时提取加密矢量字并进行解密： 提取音频信号并送给音频处理单元； 提取视频信号并送给视频处理单元： 提取数据信号并送给数据处理单元： 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 图2 3m c u 原理框图 2 、音频处理单元 对n 个音频输入信号进行切换、混合或两者的组合处理，从而得到n 个输出音 频信号，一般同时提供语音混合和语音选大两种功能。 3 、视频处理单元 4 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 对输入视频信号进行切换、广播、分割屏幕等处理。视频信号的切换可以是自 动的话音激活方式，即当前的发言者( 音频信号最强者) 自动观看前一发言者的图 像，而其它与会者自动观看当前发言者的图像，并且这一自动切换需有一定延时以 避免由于咳嗽、碰撞话筒等带来的突发声响而使图像频繁切换；或者为主席控制方 式，即由会议主席决定广播某人的图像和语音。 4 、数据处理单元 它可含有数据广播模块和m l p 模块或两者之一。 数据广播功能z 由控制处理器来决定将来自某一终端的数据输出到其它 终端。在广播模式下，数据分为低速率数据( l s d ) 和高速率数据( h s d ) 。 l s d 是6 4 k b ! a s 以下的数据，h s d 是6 4 k b p s 到3 8 4 k b p s 的数据。同时只 能传送二者之一，同时只能有一个端口的输入数据被接收，而同一时刻 其它端口的输入数据将被忽略。 l p 数据处理功能；这时数据处理器用来完成t 系列建议定义的多层协 议( m l p ) 数据，完成以下全部或部分功能： 1 ) 处理电子字模信息； 2 ) 发送会议控制信号( 请求许可发言权、主席令牌控制、音频视 频切换) 在k i l p 数据处理方式下，数据处理单元功能比较复杂，可以同时几方传送数据， i t u t 为会议电视系统中的m l p 数据传送制订了t 系列建议。 5 、处理器单元 用来确定正确的路由，混合切换，以及经复用器向外发送的音频、视频数据、 控制信号的格式和定时，同时还可以提供会议控制功能等。 处理b a s 命令：根据输入的b a s 信令，控制处理器单元确保将输入比特正 确地分发给音频、视频、数据处理器；确保将正确的语音解码算法运用 到音频混合器的每一输出上；确保将所有输入数据适当地送到数据广播 单元或m l p 处理器。 输出b a s 命令：控制处理器单元确保将正确的语音编码算法运刚到音频澍 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 合器的每一输出上，并且确保始终按用户的要求进行音频切换或合成；确 保对视频处理器单元的每一输出按照用户要求进行视频切换或组合：在切 换视频信号之前的建立时间内，控制处理器单元还需向所有有关终端发送 v c f ( 图像冻结请求视频命令) ，并向提供图像源的终端发送v c u ( 快速更 新请求视频命令) 。另外控制处理器单元还针对接入会议的终端的能力声 明切换不同的输出流模式，以适配不同的音频、视频、数据组合。会议多 点命令m c c 、对称数据发送多点命令m c s 、取消m c s 的多点命令m c n 可用 来控制。 存储终端能力码：存储和管理每个会议所有终端的能力码，并且当终端能 力更新时，重新登记器能力。 发送终端能力码t 根据h 2 4 3 向终端发送能力码。 会议控制处理：会议控制包括选择要发送的视频信号( 本系统采用语音激 活方式) ；选择要发送的音频信号；管理数据令牌和数据发送；给终端和 m c u 分配序号：管理身份标志信息；管理终端的加入与退出等。 第三节多媒体终端 不同的网络环境有着不同的国际标准，目前国内外已研制生产出h 3 2 0 、 h 3 2 3 、h 3 2 4 、h 3 2 1 、h 3 1 0 等多媒体视听终端设备。根据本课题内容的需要， 我们主要研究的是基于i s d n 的h 3 2 0 系列标准。图2 4 就是h 3 2 0 系列标准的终 端结构。 由图可知，终端设备由以下几个功能单元组成： 1 、视频i 0 设备 包括摄像机、录像机、扫描仪、监视器等以及提供如分裂屏幕方案功能的视频 处理单元。 2 、音频i o 设备 包括话筒、喇叭及提供诸如同卢消除功能的音频处理单元。 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 3 、电子字模设备( t e l e m a t i ce q u i p m e n t ) 包括电子白板，静止图象传送设备。用以增强基本的会议电视通信。h3 2 0 标 准对图表、图片、文件的数据部分未做明确规定。为了保证系统互通性，我们借用 t 1 2 0 系列标准。t 1 2 0 系列规定了支持数据通信的网络传输规程支持数据的标准 应用的规程，同时给出了多点通信与会议控制方式的规程。有关t 1 2 0 系列标准详 见下一章。 4 、系统控制单元 用以通过端到网络信令访问网络，通过端到端信令实现端到端控制，建立公共 操作模式和通知终端合适的操作。 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 5 、视频编解码器 完成减少视频信号冗余度的编码和相应的解码。1 1 1 j th 2 6 1 h 2 6 3 规定了会 议电视中活动图像的压缩标准。经过h2 6 1 压缩，图像可以1 5 她p s 左右的速率传 送，其图像质量与家用录象机质量差不多，即使压缩到1 1 2 k b p s 也能有很好的图像 质量。目前已有h 2 6 1 图像编解码的专用芯片和板卡，如c - c u b e 、i n t e l 、c l i 等的h 2 6 1 图像卡。in j th2 6 1 编码速度快、价格合理，适合于会议电视系统 的场景传送。但是在低比特率如p s t n 等环境下应用时，h 2 6 1 标准就难以达到可 接受的视频质量，此时应采用增强型标准h 2 6 3 ，因为它的性能更优于h 2 6 1 的图 像编码技术，尤其在低比特率情况下能显著提高视频质量。由于h 2 6 1 和h 2 6 3 采 用运动补偿等算法，图像质量不如j p e g 、m p e g ，当场景变化很大时，其图像质量 较差。图像处理单元一般还配有m p e g “回放”功能，“回放”只有解码功能，经过 心e g 压缩的录像可传给其它终端，以实时观看录像。 6 、音频编解码器 完成减少音频信号冗余度的编码和相应的解码。音频处理单元包括语声的压缩 编码与解码，必须支持g 7 1 1 建议的p c m 编码，也可选择支持g 7 2 2 子带a d p c m 编 码( 4 8 、5 6 或6 4 k b p s ) 、g 7 2 8 低延迟时 6 k b p s 的编码。 7 、音频通道延迟 补偿视频编码器的延迟以保持唇同步，即对口形，保证所显示人物讲话动作与 其所讲话音同步的感觉。 8 、复用分用单元 把要传输的视频、音频、数据和控制信号复合成单一比特流，同时把接收到的 比特流分解成相应的多媒体信号。会议电视要传送多种信息。各种信息的速率也需 按照用户需要动态地改变。 9 、网络接口 在网绺与终端之间按照1 4 0 0 系列定义的用户一网络接口要求进行必要的适 8 第二章基于i s d n 的桌面会议电视系统综述 配。终端所有信息复合后由网络接口单元发到网络，网络接口单元同时接受网络信 息给终端。网络接口单元负责网络的连接、拆线、时钟提取、网络的帧同步等功能。 建立在i s d n 网上的多点会议网络接口主要有两大类：基本接入和基群接入。基本 接入由两条全双工的6 4 k b p s 的b 信道及一条全双工1 6 k b p s 的d 信道构成，总比 特率为1 4 4 k b p s 。然而成帧、同步和其它管理开销比特使基本接入链路的总比特率 达到1 9 2 k b p s 。基本接入可以满足图像质量要求不离的用户需求。基群接入用于具 有更大容量要求的用户，由于不同的国家所采用的数字传输体制不同，不可能达成 完全一致的单一的数据率：美国、加拿大、日本采用基于1 5 4 4 m b i t s 的传输结构； 在我国和欧洲，基群标准速率为2 0 4 8 m b i t s 。典型情况下，这种传输结构用来支 持3 0 个b 信道( 1 9 2 0 k b p s ) 和一个d 信道( 6 4 k b p s ) 。 第四节会议电视业务中的多媒体信号 会议电视中的信号分为视频信号、音频信号、数据信号和控制信号几类。它们 在线路上通常以h 2 2 1 建议的数据帧结构传送。 视频信号和音频信号是连续业务量，要求实时传送。分配给视频信号的比特率 应尽可能高，以便在可用信道容量内使图像质量最佳。 数据信号、静止图像、传真、文书以及其它媒体信号只在要求时偶尔发生，可 以暂时代替所有或部分视听信号内容。数据信号是为了增强基本会议电视系统的功 能而设的可选项，因此需在终端之间协商后确定是否打开携带这种信号的通道，任 务完成之后释放所占资源。 控制信号定义的一些系统控制功能，端到网络的控制由d 信令提供，而网络内 部的信令( c i ，引起接收器状态改变的“控制”和提供诸如系统功能信息的“指 示”) 通常由比特率分配信号b a s 信令提供。 1 9 第三章与数据业务相关的i t u t 标准 第三章与数据业务相关的 i t u t 标准 第一节i t u t 标准总概 总部位于瑞士日内瓦的国际电信联盟( i t u ) ，主要帮助制定通信标准以方便 世界范围内通信的相互操作，i t u 的成员代表了不同的国家和公司。 在8 0 年代，i t u 专门成立了一个小组研究会议电视，从那时起建立了一系列 的体系和标准。 同样位于日内瓦的国际电报电话咨询委员会c c i t t ，长时间以来致力于制定 国际通信标准它的成员包括国家、公司及科学组织。两年前，它改成了国际电信 联盟一通信标准部( i t u t s s 或i n j t ) 。关于会议电视的标准最著名的是h 3 2 0 和 t 1 2 0 系列建议。 一、关于会议电视的h 3 2 0 标准 从1 9 8 3 年开始制定的h 3 2 0 系列标准是会议电视中最重要的标准。这个标准 包括了视频、音频的压缩和解压缩、静止图象、多点、加密及一些更新的特性，它 起初是作为专门为欧洲c o d e c 制定的h 1 2 0 标准，后来被更为完美的h 3 2 0 代替。 h 3 2 0 是描述被i t u 称为h 3 2 0 终端的p x 6 4 会议电视设备。h 3 2 0 ( 以及下 面要讨论的h 2 6 1 ) 通常也称作p x 6 4 ，主要是因为它包括如何压缩及解压在6 4 k b p s 倍数的速率上( 从6 4 k b p s 至2 0 8 4 k b p s ) 的视频信息的建议。 h 3 2 0 系列现在包括1 5 个标准，并且在不断增加，h 3 2 0 主要是用在综合业 务数字网( i s d n ) 及交换线路上。 附加的终端定义包括h 3 2 x 、h 3 2 y 及h 3 2 z ，h 3 2 x 定义了应用于b 1 s d n 通道上的宽带会议电视终端，h 3 2 y 定义了h 3 2 0 终端如何适用于b i s d n 通道， h 3 2 z 定义了l a n 上的会议电视终端。 h 3 2 0 标准可分成五个部分，通用体系、音频、多点会议、加密、数据f e c c 。 第三章与数据业务相关的i t u t 标准 1 、通用体系 h 2 2 1 定义了视听业务中从6 4 k b p s 至1 9 2 k b p s 信道的帧结构，在它制定后将 近五年历史中，又增加了一些新的内容，撮重要的是多点会议和加密标准。 h 2 3 0 被称为视听系统中帧同步控制和指示信号，负责处理基于h 3 2 0 的 c o d e c 之间传送的控制信息。 h 2 4 2 , 用于在直到2 m b p s 的数字信道上的会议电视终端之间建立通信和设 置呼叫的系统，定义了基于h 3 2 0 的设备之间传送压缩视频及音频信号的协议。 h 2 6 1 被称为p x 6 4 k b p s 会议电视中的视频编码器，它主要为了帮助确定不 同国家间不同电视显示制式之间的兼容性，最普通的