视频通信基础知识(技术篇).ppt

CiscoTelepresence初级班基础知识培训 王宇 目录 视频会议概述视频会议组成视频会议技术术语 什么是视频通讯 通过网络使身处不同地点的人们实现面对面的沟通目前95 以上的视频通信应用基于IP网络目前视频通讯主要基于H 323和SIP协议Cisco的视频通信产品线统称为 网真视频 Telepresencevideo 视频会议的适用领域 业务管理经营决策财务管理客户关系管理供应链管理库存管理办公自动化宣传 适用于各种组织活动的各个领域 业务培训售后培训售后支持远程商务远程谈判远程招聘远程交流其它 行政会议远程法庭远程教育远程医疗远程金融应急通信远程生产调度政府办公信息化 视频会议与广播电视 视频会议 会议电视 商用用质量 高压缩率 最少1 100 H 263 H 264 采用低带宽传输 128 384 768 1920Kbps 双向交互 实时性要求高 延时非常小 广播电视广播级高质量 无压缩或压缩比较低占用传输带宽大 模拟电视每套节目的频宽是8MHz 数字电视是30Mbps 传输延时大 单向3秒左右 视频会议系统涉及的知识 视频会议产品是跨越多个行业的产品 广播电视声学 扩声技术图像和声音的数字化技术 编码压缩技术 CODEC 通信网络 LAN WAN ISDN 摄像 摄影电影灯光会议室装修 布景 视频会议系统的国际标准 国际电信联盟 ITU H 320 H 323H 263 H 264 H 239 H XXX互联网工程任务组 IETF SIP RTP SRVP国际标准化组织 ISO MPEG1 MPEG2 MPEG4国际标准的重要性解决不同厂商产品的互通和兼容性问题保护用户的利益 多媒体通信协议H 323 1996年有ITU T提出的 设计严谨但结构复杂标准涵盖了包交换网络上的音频 视频 数据通信解决了点对点以及多点视讯会议中诸如呼叫与会话控制 多媒体与带宽控制等问题几乎所有的视频通信厂商都支持该标准 多媒体通信协议SIP 1999年有IETF提出 结构简单并扩展性强一个基于文本的应用层控制协议 独立于底层协议 用于建立 修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话与H 323相比较 更加适合下一代互联网及软交换平台已经成为公认的统一通信的协议标准 TIP TelepresenceInteroperabilityProtocol 思科倡导的网真互通协议主要针对多屏系统之间的互联互通 并开发了标准的开发代码思科TX系列和CTS系列 以及思科网真服务器 TPS 都已经支持TIP协议目前主流视频通信供应商都加入了TIP 视频编码协议 视频编码协议用于定义设备间的视频信号数字化 压缩和编码 H 26X是ITU为视频通讯提出的标准H 261支持的带宽在64Kbps到2Mbps 支持的图像分辨率最高的CIF 352 288 H 263可以提供更高的压缩比和更高的分辨率 最高可以到达16CIF 即1408 1152 而且更加流畅 可达30帧 秒 H 264是最新的ITU的视频压缩协议 图像质量优于H 263 而带宽消耗为H 263的一半 所以是当前视频通信的主流视频协议 支持720p 1080p 视频会议协议发展趋势 各公司专用系统 H 320 H 323 1960 SIP 2004 目前H 323是主流协议 下一代主流协议是SIP 1996 1990 基于ISDN的视频通信标准 基于IP的视频通信标准H 323 基于IP的视频通信标准SIP IETF SIPHTTPSMTP ITU H 323ISDNPSTN SIPvsH 323 SIP由IETF开发 H 323由ITU开发SIP为Internet优化 H 323为LAN优化SIP支持Presence 状态呈现 H 323不支持SIP支持IM 即时消息 H 323不支持SIP支持原生支持DNS和URL应用 H 323不支持SIP获得更多应用平台支持 SIPvsH 323 2009CiscoSystems Inc Allrightsreserved CiscoConfidential Presentation ID 6 TIP TelepresenceInteroperabilityProtocol 思科倡导的网真互通协议主要针对多屏系统之间的互联互通 并开发了标准的开发代码思科TX系列和CTS系列 以及思科网真服务器 TPS 都已经支持TIP协议目前主流视频通信供应商都加入了TIP 视频会议组成 视频会议系统的基本组成 IP广域网 电路交换网H 320 网闸Gatekeeper Router 网关Gateway H 323终端 以太网 多点控制单元MCU H320MCU H320终端 视频会议组件 网络终端 Terminal MCU 多点控制单元 网关 Gateway 网闸 关守 Gatekeeper 典型的视频通讯网络 呼叫控制 主会场 分会场 视频通信网管 MCU 会议录制 分会场 分会场 分会场 Internet 视频会议终端 功能图像 声音采集和重现图象 声音压缩音视频输入输出网络协议和接口实时控制产品形态基于windows的软终端可视电话桌面终端 会议室终端一体式终端 分体式终端硬终端 嵌入式系统 多点控制单元MCU 功能终端接入声音混合视频交换编码转换会议管理产品形态终端内置MCU独立MCU 网闸功能管理H 323终端 MCU 网关地址翻译带宽管理接入控制H323协议可选组件 网闸Gatekeeper 网关功能实现不同协议终端之间的互通H 320和H 323SIP和H 323完成通信协议转换视频 H 264 H 263 H 261 音频 G 722 1C G 722 G 711 等的转换 网关Gateway 视频会议常用网络 数字数据网 DDN 综合业务数字网 ISDN SDH 同步数字 帧中继网 FR 异步传输网 ATM 卫星网 VSAT IP网 LAN 目前应用最广泛的网络MPLSVPN IP网络的特点 包交换网络可在同一物理网络上进行数据 视频 音频多种应用主干网络通过部署QoS可保障服务质量分支网络可能存在如下问题丢包延迟抖动乱序 视频会议对IP网络的基本要求 以上要求为国标对视频会议网络的基本要求 各厂商产品可以在以上网络条件下正常工作 带宽 为视频呼叫的1 2倍基本要求在256K以上可以实现可接受的效果延迟 小于300ms抖动 小于25ms丢包率 小于1 针对视频应用启用QoS 视频通信传输过程 输入 格式化 编码 压缩 发送 输出 重格式化 解码 解压 接收 Network Codec COder DECoder 难 易 IP网络 点对点视频通信 通过MCU实现多方视频会议 MultipointControlUnit MCU 视频会议技术术语 视频分辨率 帧率 逐行 隔行扫描编码算法加密带宽音频唇音同步回声消除视频会议技术双流双显 视频会议技术术语 视频分辨率的业界标准 2009CiscoSystems Inc Allrightsreserved CiscoConfidential Presentation ID 8 常见视频分辨率CIF 352 288 相当于VCD质量 SD4 3 4CIF 704 576 相当于DVD质量 SD4 3 W288p 512 288 OD16 9 W448p 768 448 OD16 9 W576p 1024 576 OD16 9 720p 1280 720 HD16 9 1080p 1920 1080 HD16 9 SD标清 OD优化 HD高清 P代表逐行扫描 是视频通讯通用的技术 Cisco支持所有主流视频分辨率 2009CiscoSystems Inc Allrightsreserved CiscoConfidential Presentation ID 9 不同分辨率下的实际显示尺寸 帧 帧 Frame 代表一个画面当接收到每秒22幅以上的画面时 人就会认为画面是连续的 这个速度称为帧率电影的帧率是24帧 秒视频通讯的帧率与视频算法 设备处理能力和呼叫带宽有关视频通信最高帧率是60帧 秒 NTSC PAL是隔行扫描 奇数行先扫 偶数行后扫 非同时 扫描频率由系统类型决定NTSC 30fps 60场PAL 25fps 50场1帧 2场 隔行扫描 视频格式 宽屏的16 9要比传统的N制式或PAL制式多显示30 的内容 16 9的可视角度为30度 通过对比4 3的可视角为10度 带宽 视频编码算法 视频图像数据有极强相关性 存在大量的冗余信息空域冗余每帧画面内相邻像素之间相关性很大时域冗余相邻帧之间存在很大的信息冗余量编码技术就是去除数据之间的相关性帧内编码技术帧间编码技术 加密技术 什么是加密对明文的数据按某种算法进行处理 使其成为不可读的一段代码 保护数据不被非法窃取 阅读常见的加密技术DES56位加密算法AES128位加密算法 具有更强的安全性和效率目前国际视频会议加密标准为H235V3AES128位动态加密算法 声音 声音是视频会议最重要的部分正常情况下 声音的重要性高于图像 没有声音的会议将无法进行声音的传输使用很低的比特率 码流 因此声音能够在很低的带宽下传输 音频协议 人类听力范围 20 20 000Hz语音信息通常集中于100 7 000Hz其它音频范围 CD 20Hz 20kHzFM广播 15kHzAM广播 7kHz普通电话 3 4kHz 视频会议中的音频编码 国际标准音频接口 XLR卡隆头 RCA莲花头 3 5mmPC头 国际标准模拟视频接口 RCA莲花头 S端子 BNC同轴电缆接头 VGA 国际标准数字视频接口 DVI HDMI HD SDI 数字信号与模拟信号 Analogue Digital 数字信号还原难度小数字信号经过不易被监听数字信号适合长距离传输 麦克风的类型 全向和非全向 全向麦克风 定向麦克风 拾音范围 唇音同步 图像输入 输出设备 声音输入 输出设备 图像编码 声音编码 延时 唇音同步 声音的数据量小 处理速度快 因此需要和图像作同步处理 同步处理机制 Network 回声抑制 远程终端 动态摄像机图像 动态双流数据 双流技术实现两路媒体流的传输 视频终端组成部分 Displays Cameras Microphones SoundMixersandSpeakers UserInterfaces Codecs Cables 几种需要避免的光线条件 优化后的光线条件 背灯源 光线优化 背景灯 辅助灯源 Yes 主灯源 视频的其他主要事项 拉上窗帘 打开屋内的主灯光 尽可能保证背景光 巧妙运用摄像头的预置位 不要覆盖摄像头 保持显示屏洁净 关闭窗户 避免打扰 2009CiscoSystems Inc Allrightsreserved CiscoConfidential Presentation ID 22 融入式网真和普通视频会议系统的区别 2009CiscoSystems Inc Allrightsreserved CiscoConfidential Presentation ID 23 融入式网真和普通视频会议系统的区别一般为三屏以上系统 使用最高端的编解码器 实现最高端清晰度融入式环境 一般要求各会场使用同样的颜色和装修布置真实还原面对面体验身临其境的感觉 强调真人大小和与会者的眼神交流私密性强一键式发起会议屏幕上不出现控制菜单 不使用遥控器控制 2009CiscoSystems Inc Allrightsreserved CiscoConfidential Presentation ID 24 国内视频项目招标常见写法终端部分分体式支持协议H 323 SIP1080p 30帧 720p 30帧最高呼叫带宽达到xM高清视频输入 输出接口x个 要求HDMI DVI音频输入 输出接口x个支持双流 第二路流达到xxx 1080p 720p VGA