ljxandmmz 发表于 2009-5-19 11:22:00

视频会议基础教程

 
<p align="left">视频会议术语解释<br/>1.完成功能 即视频会议产品在系统的支持下所能完成的功能。如配备专业级摄像机,通过外接显示器轻松构建小型化视频会议,是公司企业快速组建视频会议的最佳选择,多画面,视频电话,广播会议,讨论会议,两点会议,录像回放,电子白板,会议讲稿共享,文字交流,会议控制与管理,会议加密,多服务器级联,为用户提供高清晰度、电视效果的图像。 </p>
<p align="left">2.图像传感器是组成数字摄像头的重要组成部分,根据元件不同分为CCD和CMOS。 <br/>CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)是应用在摄影摄像方面的高端技术元件,CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)则应用于较低影像品质的产品中,它的优点是制造成本较CCD更低,功耗也低得多,这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源且价格便宜的原因。尽管在技术上有较大的不同,但CCD和CMOS两者性能差距不是很大,只是CMOS摄像头对光源的要求要高一些,但现在该问题已经基本得到解决。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸,在相同的分辨率下,宜选择元件尺寸较大的为好。 </p>
<p align="left">3.速率是视频会议产品内置的数字摄像头在图像传输时1秒钟时间能传输多少帧的图像,由于用在视频会议系中的摄像头传感器的像素不会很高,所以目前速率集中在15帧/秒—30帧/秒之间,而且这个速率足以满足视频会议产品的需要。 </p>
<p align="left">4.视频分辨率是指视频会议产品所成图像的大小或尺寸,单位为dpi。常见的视像分辨率有352×288,176×144,640 x 480,1024 x 768。在成像的两组数字中,前者为图片长度,后者为图片的宽度,两者相乘得出的是图片的像素,长宽比一般为4:3。 </p>
<p align="left">5.输出接口是指视频会议产品与外接设备相连的接口。一般的接口有:USB接口、S-Video接口、RS-232接口。大部分产品提供PRI、V.35和以太网接口支持各种共用网络和专网。有些产品内置10/100M以太网Hub以及可选的V.35和PRI接口。 </p>
<p align="left"><br/>6.带宽要求即视频会议产品在图像和声音传输时,所需要的最小的带宽。一般产品大致会议带宽 64KB~2MB。在512Kbps及以上带宽时最高可以达到60场/秒(NTSC)或50场/秒(PAL)。 </p>
<p>7.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。 <br/>视频会议的发展及标准 <br/>  (一)ITU-T(国际电信联盟标准化部门)制定的适用于视频会议的标准有: <br/>   1、H.320协议(用于ISDN上的群视会议): <br/>   1990年提出并通过,是第一套国际标准协议。H.320获得通过,使其成为广泛接受的关于ISDN会议电视的标准。 <br/>   2、H.323协议(实现于IP网络的视频会议): <br/>   1997年3月提出的H.323,为现有的分组网络PBN(如IP网络)提供多媒体通信标准,是目前应用最广泛的协议。 <br/>   基于硬件的视频会议系统,基本上都是采用这个技术标准,这保证了所有厂商生产的终端和MCU都可以互联互通。各厂商设备相当部分都兼容两个标准,而最新设备则采用H.323标准。 <br/>   (二)MPEG-4标准: <br/>   MPEG是运动图像专家组(Moving Pictures Experts Group)的英文缩写。这个专家组是由ISO(国际标准化组织)与IEC(国际电子委员会)于1988年联合成立的,致力于运动图像及其伴音编码的标准化工作。 <br/>   和其它标准相比,MPEG-4的压缩比更高,节省存储空间,图像质量更好,特别适合在低带宽等条件下传输视频,并能保持图像的质量。 <br/>   基于软件的视频会议系统,基本上都是采用这一技术标准。 <br/>   (三)H.264标准: <br/>   它结合了H.323协议中的H.263协议和MPEG-4协议,解决了目前基于软件视频会议MPEG-4标准无法与H.323协议的终端兼容问题,这使之成为目前最好的视频压缩协议。 <br/>当前视频会议领域分为以下几类 <br/>   ①基于硬件的视频会议系统:现在最常用的实现手段。特点是使用专用的设备来实现视频会议,系统造价较高,使用简单,维护方便,视频的质量非常好,对网络要求高,需要专线来保证。 <br/>   ②基于软件的视频会议系统:完全使用软件来完成硬件的功能,主要借助于高性能的计算机来实现硬件解码功能。特点是充分利用已有的计算机设备,总体造价较低。 <br/>   ③网络视频会议系统:完全基于互联网而实现的。特点是可以实现非常强大的数据共享和协同办公,对网络要求极低,完全基于电信公共网络的运营,客户使用非常方便,不需要购买软件和硬件设备,只需交费即可,视频效果一般。 <br/>基于硬件的视频会议系统 <br/>   硬件视频会议产品由视频终端、MCU(多点控制器)、网络平台通讯系统、管理工具和配件等组成。 <br/>   (一)视频终端: <br/>   1)集团会议终端产品大中小型会议室的终端产品是经过专门设计、功能完善,提供给用户的会议室使用的产品。一般会议室设备具有SONY的专用摄像头,可以接受遥控键盘的指令进行全方位旋转,从而使其覆盖到会议室的每一个角落;显示设备可以通过电视机或者是SVGA显示器来完成。注:用户在购买时,可以根据会场的大小选择不同的设备。 <br/>   2)桌面型(PC)终端产品桌面会议是直接在电脑上进行的视频会议,一般配置档次相对较低的PC摄像头,常规情况下只能供1-3人使用,是实现会议、数据传输等综合应用的平台。 <br/>   (二)MCU(多点控制器): <br/>   MCU是整个会议系统的“心脏”,它为用户提供群组会议、多组会议的连接服务。 <br/>   客户在购买设备时,如果会议点比较少,如只有4个左右,可以考虑采用与终端一体的设备;如果会议点超过4个,则必须购买专用MCU设备以保证会议质量。</p><br/>
<p><b>如何选择视频会议的摄像头</b></p>
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<p>如何选择视频会议的摄像头<br/>   答: 摄像头作为一种数字视频设备,如今已广泛运用于视频会议等多方面,随着视频会议的不断发展,摄像头也正逐渐得到许多个人及企业用户的青睐。但由于摄像头品牌多,产品性能也是参差不齐,因此如何选择好的摄像头成了视频会议使用效果很关键的一个因素。 <br/><br/>一、镜头  <br/><br/>   镜头是摄像头的重要组成部分,摄像头的感光元件可分为CCD和CMOS。CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合元件)是应用于摄影摄像方面的高端技术元件,CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,金属氧化物半导体元件)则应用于较低影像品质的产品中,它的优点是制造成本较CCD低,功耗也低得多,这也是市场很多采用USB接口的产品无须外接电源的原因。目前CCD元件的尺寸多为1/3英寸或者1/4英寸,在相同的分辨率下,宜选择元件尺寸较大的为好。由于模拟摄像头的视频流效果与CCD的摄像头相比存在较大的差距,因而切莫贪图便宜选择模拟摄像头。  <br/><br/>二、像素 <br/><br/>   像素值是影响摄像头质量的重要指标,也是判断其优劣的比较重要的标志。早期推出的产品像素值一般在10万左右,由于技术含量不高,其现在以处于淘汰的边缘。现在主流产品其像素值一般在35万左右。一味的考虑像素值也是不必要的。因为像素值越高的产品其的解析图象的能力也就越强,这样,在摄像头进行工作的时候,计算机进行数据处理的能力也要求较高,否则会造成画面的延迟,从而影响了视频会议的传输。 <br/><br/>三、分辨率 <br/><br/>   分辨率就是摄像头解析辨别图象的能力。当然,其和CCD/CMOS的好坏是有直接关系的。一般可分为照像解析度和视频解析度两种,就是静态画面捕捉时的分辨率和动态画面捕捉时的分辨率。在视频会议的实际应用中,一般是照像解析度高于视频解析度。市面上摄像头所能给出的分辨率的种类也是不相同的,所以你在选购的时候要注意,有些分辨率的标识是指这些产品利用软件所能达到的插值分辨率,但和硬件分辨率相比还是有着一定的差距的。  <br/><br/>四、传输速度 <br/><br/>   摄像头的视频捕获能力是摄像头核心功能之一。 目前摄像头的视频捕获都是通过软件来实现的,因而对CPU的处理能力要求也较高,因为对画面要求与捕获能力是成正比的。现在一般摄像头捕获画面的最大分辨率为640×480,在这种分辨下没有任何摄像头能达到30帧/秒的捕获效果,因而画面会产生跳动现象。比较现实的是在320×240分辨率下依靠硬件与软件的结合有可能达到标准速率的捕获指标,所以对于完全的视频捕获速度,只是一种理论指标。因而用户应该根据自己需要,选择合适的产品以达到视频会议预期的效果。  <br/>  五、接口 <br/><br/>   高的数据传输量,没有USB接口是不能胜任的。USB端口产品一向以即插即用、使用方便而乐于被广大电脑用户接受。采用USB接口,不仅使得摄像头的硬件检测、安装比较方便,更主要的是由于USB数据传输的高速度决定了摄像头的应用,较好地打破了影像文件大量数据传输的瓶颈,使得电脑接收数据更迅速,使动态影像的播映效果更平滑、流畅。 <br/><br/>   通过以上的介绍,是帮助你在选择视频会议的摄像头的一些帮助。</p><br/>
<p><b>视频会议系统价格怎样计算的</b></p>
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<p align="left">视频会议系统价格怎样计算的<br/>答:构建一套视频会议,需要预算的费用比较多,这要看客户目前已经做了哪些相关投资,并要根据客户  的实际需求状况来计算,一般而言,分为以下几块费用: <br/>1.基础条件的投资预算: </p>
<p align="left">   所谓基础条件,主要是指两方面:其一是网络环境,比如大家都在会议室中利用视频会议系统进行远程开会,那么需要的带宽可能比较高;如果使用电脑进行远程会议,那么需要的带宽可能低一些。瑞福特的产品在带宽适应性方面做了一些特殊处理,在ADSL下系统就可以运行,并且视音频质量效果都不错; <br/>其二是会议室环境,如果视频会议系统在会议室中使用(特别是多人情况下),那么会议室的装修费用、音响费用、视频输出设备(如投影仪、等离子屏等)也应该计算在内。 <br/>2.系统本身的投资预算: </p>
<p align="left">  视频会议系统根据客户的需求不同,预算也相差很大,特别是在硬件级别和软件级别方面差异更大。一般而言,系统本身的投资费用分为: </p>
<p align="left">(1)视频会议服务器的采购费用: </p>
<p align="left">   视频会议服务器,在行业领域中称为多点控制单元(MCU),用来处理两方以上远程会议进行音视频 <br/>   及其他数据传输的。这个设备的价格是根据并发用户的数量而定的,如4用户、8用户、16用户等。 </p>
<p align="left">(2)视频会议终端设备的费用: </p>
<p align="left">   视频会议终端类型各异,有会议室的产品(一般是硬件),PC桌面的产品(一般是软件),这个费用 <br/>   是按照设备数量和所选的设备价格决定的。比如北京、上海、深圳、广州四个地点选用会议室产品, <br/>   假设每个产品4万元,即16万。 <br/>上述两者相加就是系统的费用 <br/>3.工程和维护费用: </p>
<p align="left">  系统会议系统由于在工程中涉及安装等问题,需收取一部分工程费用,一般而言,全国范围内上门安装,费用为系统费用的12-15%;全省范围上门安装,费用为系统费用的8-12%;全市上门安装,费用为系统费用的5-8%。服务费用按照年来计算,一般而言,第一年是免费的。 <br/>   综上所述,我们可以得出一个视频会议系统的投资预算计算公式: </p>
<p align="left">◆一次性投资: </p>
<p>项目总投资=网络环境搭建费用+会议室装修费用+系统设备费用*工程费用百分比 <br/>◆日常投资(也可能是已经投资过): <br/><br/> 网络环境的月租费</p><br/><br/>
<p><b>H.320</b><b>协议和H.323协议的差别在哪里</b></p>
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<p align="left">H.320协议和H.323协议的差别在哪里<br/>答: 1997年3月是视频会议领域的发展过程中的重要时刻之一,ITU-T(国际电联电信委员会)发布了用于局域网上的视频会议标准协议——H.323,为那些与Internet和Intranet相连的视频会议系统提供了互通的标准,各厂商纷纷推出符合该标准的视频会议产品。在此以前,用于ISDN上的群视频会议标准协议——H.320一直主导着视频会议领域的技术和产品发展。两者的不同点主要在于以下几方面: <br/><br/>1.组网结构 <br/><br/>   H.323总线型网络结构不会因为某一个终端出现临时故障而影响整个会议和网络。H.320主从星形汇接结构可能因为单点临时故障,而又没有重要节点上的容错备份机制导致许多网络会议出现运行不正常的现象。    <br/>2.业务发展 <br/><br/>   H.320仅仅是对基于电路交换的电视会议系统进行了定义,因此,仅能在传输网络平台上开展标准的电视会议应用,而不能扩展为一个多媒体、多应用平台。 <br/>   H.323技术在网络上可以开发出许多与底层网络传输无关的多媒体应用,如多媒体视讯会议、多媒体监控、多媒体生产调度指挥、远程企业培训和教育、多媒体呼叫中心、网上IP电话、网上IP传真、网上视频点播和广播等,可以利用H.323 技术将多种应用和业务迭加到同一个传输网络平台上,电视会议仅仅是它的应用之一。   <br/><br/>3.性能价格比 <br/><br/>   H.320由于受传统电视系统会议技术体制的限制,不具备灵活性和丰富的功能,而且,无论是H.320的终端还是H.320 MCU,它的用户单机成本和用户线路使用费用都较高。 <br/>H.323采用了先进的TCP/IP技术,在提供相同性能和更多功能的同时,大大降低了用户终端的成本以及用户线路使用费用,具有很高的性能价格比。   <br/><br/>4.数据功能 </p>
<p>  H.320系统运用T.120标准来实现数据会议功能(如电子白板、文件传送、应用共享),其数据应用是包含在H.320/H.221复用信道中的。H.320系统的T.120数据信道最高达到64Kbps。在传送大容量文件、高质量图文时,由于视频信道被抢占,会出现图像表现质量下降和图像短暂停现象。  <br/>   H.323标准沿用T.120体系下的数据会议标准来实现数据应用功能(如电子白板、文件传输、应用共享)。但它的数据应用是独立于H.323会话进程的,其数据信道不需要经过复用过程,直接在TCP或UDP(广播时)开立单独的T.120数据信道,此信道带宽可以从几KBPS到数MBPS或数10MBPS可调,表现了很大的优越性和灵活性。 <br/><br/>5.多点广播 <br/><br/>   H.323是基于TCP/IP协议之上的,而IP协议具备多点广播功能IP Multicast(RFC1112)。从而在网上轻松实现多媒体广播业务,如视频广播。 <br/>   H.320本身不具备多点广播功能,而且没有有效的下层协议进行支持。所以,H.320系统不具备多点广播功能——也就是建立广播频道。它可能会借助MCU来用交互多点实现准广播功能,而非广播频道。    <br/>   尽管H.320和H.323系统采用的是同一种图像和语音的编解码技术,在图像和声音的表现质量和还原上本质是相同的,但从以上的诸多优势对比使我们不难看出,H.323协议标准才是代表未来多媒体视讯会议以及其它网上多媒体应用的发展方向和潮流。H.320作为传统的技术标准,由于新技术的出现,以及本身固有的局限性和高成本,已经开始逐渐退出历史舞台</p><br/><br/>
<p><b>会议室视频终端和桌面型视频终端的本质区别在哪里</b></p>
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<p align="left">会议室视频终端和桌面型视频终端的本质区别在哪里<br/>   答:这个问题问得好,会议室视频终端和桌面型视频终端的区别还是非常多的。 </p>
<p>  比如在产品形态上,会议室视频终端一般都是硬件级别的专用设备,产品集成化程度较高,具有多种外接接口,可以直接与会议室音像系统相连接,比如混音器、分屏器、投影仪、多媒体音箱、电视机等,正是因为能够在会议室中连接电视机使用,视频会议系统在早期又称为电视会议系统或者会议电视系统。而所谓桌面型视频终端,就是指视频会议系统软件安装在电脑上使用,图像输出一般只能在显示器上。 <br/>   还有比如在系统输出的图像效果方面,会议室视频终端能够达到电视机全屏的尺寸(分辨率352*288),而桌面型终端的图像在电脑显示器上只能位居一角(分辨率);在价位方面,会议室视频终端一般是桌面型视频终端的8-10倍;在带宽需求方面,会议室视频终端如果要求好一些的视音频效果,一般需要带宽达到上下型速率512K,而桌面型视频终端在384K左右的带宽上就可以了;在应用功能方面,会议室视频终端一般强调会议功能,对视音频效果要求很高,而桌面型终端一般强调数据功能,比如共享程序、电子白板、协同浏览、电子投票等等。 <br/>   两类产品在底层技术方面并没有本质的区别,但因为性能要求的差别,会议室终端产品的研发技术要求更高一些。如果真的需要问到本质区别,那么应该是客户的需求差别是选择产品的本质问题。</p><br/>
<p><b>桌面型视频终端如何选择视频采集配件</b></p>
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<p align="left">桌面型视频终端如何选择视频采集配件<br/>答:通常来讲,用PCI捕捉设备可以为视频会议系统提供更快的图像速度和较好的图像质量,并且占用的系统资源更低,如果再配置好的AV摄像头时可以获得很高的清晰度。 </p>
<p align="left">  但另一方面PCI的视频捕捉卡安装起来比较困难,厂家配套的驱动程序又五花八门,兼容性比较差,大大的增加了安装调试的难度。而目前质量比较好的USB摄像头,通常都采用CCD或者是CMOS类型的感光器件,可以提供10-100万像素的分辨率。 </p>
<p align="left">  通常CCD类型的摄像头色彩效果会好一些,但随着目前技术的不断提高CCD和CMOS之间的差距越来越小。视频会使用的分辨率一般为CIF(352x288)和QCIF(176x144),所以理论上只需要10万像素以下的摄像头就可以,但为了获得稳定的质量,建议购买30万像素以上的产品。 </p>
<p>  USB摄像头的品种很多,并不一定品牌好的、价格高的就一定好,需要有实际测试的效果,注重的是清晰的画面、标准的颜色、高帧速率、低CPU占用率。有些USB摄像头的设计上有缺陷,可能会造成极高的CPU占用率,很大的影响系统的正常使用。USB摄像头安装、调试简单,在应用要求不是很严格的情况下,比如桌面应用、移动应用中还是相当适合的。</p><br/><br/>
<p><b>会议室型视频会议终端的形态不同和性能有关系吗</b></p>
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<p>会议室型视频会议终端的形态不同和性能有关系吗<br/>答:这个问题涉及到会议室型视频会议终端的产品形态。目前来看,硬件级别终端产品的形态共有两类,一类是以宝利、华为等厂商为主的DSP结构,摄像头和终端单元是一体化的;另一类是以VCON、瑞福特等厂商为主的X86结构,摄像头和终端单元是分离式的。 <br/>   两种形态的产品各有优势,在设备携带方面,DSP结构的较为方便,可以双手移动,而分离式的产品需要装箱移动;在扩展性方面,分离式终端可以外接数字录像机,先放现场录像,然后进行会议讨论,而一体化结构的产品则无法更换摄像头;一体化设备可以方便的放置在一般电视机上面,但无法放置在背投彩电上,而分离式设备则可以把摄像头放置在各显示设备上,甚至吊置在天花板上。 <br/>   产品形态的不同并不影响音视频质量和流畅度,因为系统性能是由于编解码技术决定的,当然在实际运行中还受到网络环境的影响。</p><br/>
<p><b>构建视频会议系统后会议室的装修应该注意哪些方面</b></p><br/>
<p align="left">构建视频会议系统后会议室的装修应该注意哪些方面<br/>答:视频会议与普通会议不同,因为使用摄影装置,会场的灯光、色彩背景等对视频图像的质量影响非常大。摄影学是一门专业学问,建议在进行会场装修时,请具有专业摄影知识的装修公司进行设计与装修。现将会议室装修的原则性要求罗列如下: <br/>色彩与光线 <br/>.避免阳光直射到物体、背景及镜头上,这会导致刺眼的强对比情况; <br/>.光线弱时建议采用辅助灯光,但如上所述,避免直射。 <br/>.使用辅助灯光,建议使用日光型灯光。禁止使用彩灯,避免使用频闪光源。 <br/>.避免从顶部或窗外来的顶光、侧光直接照射,此种照射会直接导致阴影。 <br/>.建议使用间接光源或从平整的墙体反射的较为柔和的光线。 <br/>.建议采用浅色色调桌布,以反射散光让参会人员脸部(下巴)光线充足。 <br/>背景 <br/>.背景可进行单独设置(如单位名称等),禁止使用强烈对比混乱色彩。 <br/>.在会议进行中,避免背景持续抖动、移动物体或人在背景前走动。 <br/>.镜头对门口是背景设置的大忌。 <br/>.被摄物体背后绝对禁止有强光源(如窗户),否则镜头将对背后光源曝光。 </p>
<p>其他要求 <br/>.如果终端设备的供电不很稳定,建议采用交流稳压电源或UPS。 <br/>.电源要求有较好接地,接地电阻为0.15~0.3欧姆。 <br/>.建议采用地毯等吸音材料装修会场,以免产生回响。</p><br/>
<p><b>搭建一个视频会议体验中心需要哪些设备</b></p>
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<p align="left">搭建一个视频会议体验中心需要哪些设备<br/>答:在搭建视频会议系统客户体验中心时,首先应确定体验中心的类型,与实际项目客户的应用状况相符,体验中心也分为两类,一种是建立在会议室中,另一种是建立在计算机桌面上。 <br/><br/>   在会议室构建视频会议体验中心,要分析系统演示的目的,如果是希望让客户全面了解视频会议的性能和功能,那么应该备有各类系统设备,包括大中小型会议室终端、预装软件版本的计算机、IP可视电话、语音会议网关等,这样就可以为客户进行各类产品的介绍,但一般而言,客户还是希望看到产品实际运行的效果,所以应该在互联网上架设一台MCU,会议室的各类型终端可以通过外网的MCU达到同在一室却实为远程的效果。 </p>
<p> 另外如果考虑充分发挥会议室终端的性能,则需要采购各类高端视音频配件,比如摄像头方面采用SONY或CANON的会议室专用产品、全向式麦克风、高清晰电视机等。同时还要考虑到会议室的装修事宜,我们已经在前几期网刊中专门描述过这个问题,所以在此不再多讲。 <br/>   在计算机桌面上搭建视频会议体验中心相对而言就简单许多,只需要选择一台配置较高的计算机(如CPU PIII 750/内存256M/显卡32M相关配置),然后购买中高档的USB摄像头和麦克风,就可以利用视频会议软件与客户进行网络会议的实际体验了。</p><br/>
<p><b>视频会议协议</b></p>
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<p>视频会议协议<br/>H.221――ITU-T关于会议电视系统中通信帧结构的协议。它主要定义了音频、视频、数据、控制信令等如何复接成帧传输的格式。 <br/>H.230――ITU-T关于会议电视系统帧同步控制和指示信号协议。 <br/>H.231――ITU-T关于会议电视系统多点控制协议。 <br/>H.242――ITU-T关于会议电视系统终端间通信规程。 <br/>H.224――ITU-T关于会议电视系统利用H.221的LSD/HSD/MLP的信道控制协议。 <br/>H.233――ITU-T关于会议电视系统的加密协议。 <br/>H.331――ITU-T关于会议电视系统单向接收的通讯规程。 <br/>H.243――会议电视系统中关于3个或者3个以上会议电视终端建立通信的协议。实际为多个终端与MCU建立通信的规程。 <br/>H.281――ITU-T 关于会议电视远端摄像机控制协议。~~~~~~~~~~~~~~!!! <br/>H.225――ITU-T关于H.323会议电视系统分组解分组的通信规程。 <br/>H.245――ITU-T关于H.323会议电视系统的控制协议。</p><br/><br/>
<p><b>视频技术的最新发展</b></p><br/>
<p align="left">视频技术的最新发展<br/>动态图像传输在电信领域被称为视频业务或视讯业务,在计算机界常常称为多媒体通信、流媒体通信等。视频通信技术是实现和完成视频业务的主要技术,本文从信源和信道角度,来阐述其最新发展。 </p>
<p align="center">视频编码压缩方面<br/><br/>   ISO/IEC的标准主要制定了MPEG系列标准,最新发展是MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21。MPEG-4目前已应用于Internet,并开始支持目前标准尚未全面支持的那些应用,例如移动通信和个人通信中的声像业务,以及各种基于无线网络环境的手持式电子产品。今后MPEG-4可能应用于多媒体电脑、掌上电脑、网络电视、远程视频监控、视频会议和可视电话等。MPEG-7并不兼容以前的标准,而是以前标准的扩展和延伸,主要描述各种类型的视听材料,如静止图像、图形、3D模型、音频、视频等,以及关于这些视听材料在一个多媒体表达中是如何结合的等信息。MPEG-21的目标是定义一个交互式多媒体框架,跨越大范围内不同的网络和设备,使用户能够透明地使用多媒体资源,存取、使用并交互多媒体对象,实现多种业务模型,包括在价值链中对版权和支付交易的自动管理,以及对内容使用者隐私的尊重等等。 <br/><br/>   ITU-T的标准已颁发的视频压缩标准有H.261、H.262、H.263。与之相关的会议电视标准分别有:基于电路交换网络H320、基于有QoS的分组交换网络H.322、基于IP网络的H.323v1~H.323v4、基于PSTN模拟电话网的H.324、H.320系统通过适配进入ATM网络的技术标准H.321以及基于ATM网络的H.310标准。 <br/><br/>   目前正在制定H.264标准是ITU-T的VCEG(视频编码专家组)和ISO/IEC的MPEG(活动图像编码专家组)的联合视频组(JVT:Joint Video Team)开发的标准。在相同的重建图像质量下,H.264能够比H.263节约50%左右的码率。H.264虽至今尚未通过标准,但因其更高的压缩比、更好的IP和无线网络信道适应性,必将在数字视频通信或存储领域得到越来越广泛的应用。同时也要注意,H.264获得优越性能的代价是计算复杂度的增加,据估计,编码的计算复杂度大约相当于H.263的三倍,解码复杂度大约相当于H.263的两倍。 </p>
<p>网络传输技术方面<br/><br/>   对于视频业务应用而言,主要是宽带网络技术。宽带网络技术的最新发展有以下几个方面: <br/><br/>   利用电话线传输视频信息。利用电话线传输视频信息主要是各种数字用户线路xDSL技术。ADSL的关键技术在于高速信道的调制技术,可选用的调制技术有三种:正交幅度调制(QAM)、无载波幅度相位调制(CAP)和离散多频(DMT)调制。目前已经发展到第二代ADSL,其技术标准G.992.3 (ADSL2)和G.992.4 (Splitterless ADSL2)已经获得通过。此建议规定的第二代ADSL至少支持下行8Mb/s、上行800kb/s净数据速率,支持Data+POTS、Data+ISDN、Voice over Data三种应用环境,可支持STM、ATM、PTM三种传送模式,具有多延迟通道、多承载信道,具备快速初始化、无缝速率适配等能力。在ADSL2(G.992.3)的基础上,又提出了ADSL+,目前正在研究之中。 <br/><br/>   相比而言,VDSL能够提供更高的传输速率。VDSL的线路编码(调制技术)有两种:QAM(正交幅度调制)和DMT(离散多音频)。VDSL的传送模式包括ATM、PTM(分组传送模式)、STM(同步传送模式)三种。 <br/><br/>   为规范和推动VDSL技术在我国的应用和推广,传送网与接入网标准组于2002年初开始研究制订我国VDSL的行业标准。目前,此标准已经完成并于2002年底发布。 <br/><br/>   利用自由空间光通信(FSO) 传输视频信息。目前,能传输视频业务的宽带无线接入技术有多种,如VSAT宽带卫星广域接入、以IEEE 802.16为代表的宽带无线接入系统(BWA,包括MMDS、LMDS)、中距离的无线本地环路技术、以IEEE802.11系列和HiperLAN为代表的无线局域网接入、以IEEE 802.15无线个人域网WPAN,包括蓝牙、红外、超宽频以及HomeRF为代表的短距离无线互连技术。最近,作为一种解决“最后一公里”瓶颈的解决方案,自由空间光通信(Free Space Optical Communication)技术也浮出水面。 <br/><br/>   自由空间光通信是光纤通信与无线通信相结合后的创新产物,它以大气为媒质,通过激光或光脉冲来传送数据信号。FSO网络有点到点、点到多点和网状三种组网方式。目前,当采用点到点的组网方式,传输距离在2~4公里之间时,FSO能支持155Mbps~10Gbps的传输速率;当采用点到多点的组网方式,传输距离为1~2公里时,FSO同样能支持155Mbps~10Gbps的传输速率;当采用网状的组网方式时,传输距离为200~400米时,FSO支持622Mbps的传输速率。其缺点是传输质量受飞物遮挡、大气环境等影响。FSO主要用于无线宽带接入,还可作为光纤通信系统的备份、城域网的扩展,FSO还非常适用于企业网、校园网等局域网,实现各局域网网段之间的互联。 <br/><br/>   采用无源光网络(PON)传输视频信息。PON技术是实现FTTx最理想的宽带接入方式。PON包括ATM-PON(APON)和Ethernet-PON(EPON)两种形式。ATM-PON代表了宽带接入技术的最新发展方向,被认为是实现FTTB/C 和FTTH的一种较好方法,并可以实现宽带数据业务与CATV业务的共网传送。EPON不仅能综合现有的有线电视、数据和话音业务,还能兼容未来业务如数字电视、VoIP、电视会议和VOD等等,实现综合业务接入。随着多协议标签交换(MPLS)等新的IP服务质量(QoS)技术的采用,高层协议与EPON MAC协议相配合,EPON已完全可能以相对较低的成本提供足够的QoS保证。加之EPON的价格优势明显,因而被认为是解决电信接入瓶颈问题,最终实现光纤到家的优秀过渡方案。 <br/><br/>   采用Fibre Channel技术传输视频信息。Fibre Channel技术的最大特点是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开,这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。FC传输速度快,它可以提供接近于设备处理速度的吞吐量,提供从266Mbps到4Gbps的传输带宽,支持超过10公里的传输距离;FC是一种通用传输机制,支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协议。FC技术对于视频图像和海量数据的存储及传输极为理想,能提供实时的广播级视音频数据访问能力,现已成为视频传输与存储领域具有强大生命力的新技术。目前,FC技术已被许多计算机厂家推荐为电视节目制作设备的数据存储连接标准,同时得到了诸多生产厂商的广泛支持。</p><br/><br/><br/>
<p><b>H.264</b><b>:视频压缩编码的新发展</b></p>
<p><b>&nbsp;</b></p>
<p align="left">H.264:视频压缩编码的新发展<br/>JVT ( Joint Video Team ,视频联合工作组)于 2001 年 12 月在泰国 Pattaya 成立。它由 ITU-T 和 ISO 两个国际标准化组织的有关视频编码的专家联合组成。 JVT 的工作目标是制定一个新的视频编码标准,以实现视频的高压缩比、高图像质量、良好的网络适应性等目标。目前 JVT 的工作已被 ITU-T 接纳,新的视频压缩编码标准称为 H.264 标准,该标准也被 ISO 接纳,称为 AVC ( Advanced Video Coding )标准,是 MPEG-4 的第 10 部分。 <br/>H.264 标准可分为三档: <br/>基本档次(其简单版本,应用面广); <br/>主要档次(采用了多项提高图像质量和增加压缩比的技术措施,可用于 SDTV 、 HDTV 和 DVD 等); <br/>扩展档次(可用于各种网络的视频流传输)。 <br/>H.264 不仅比 H.263 和 MPEG-4 节约了 50 %的码率,而且对网络传输具有更好的支持功能。它引入了面向 IP 包的编码机制,有利于网络中的分组传输,支持网络中视频的流媒体传输。 H.264 具有较强的抗误码特性,可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。 H.264 支持不同网络资源下的分级编码传输,从而获得平稳的图像质量。 H.264 能适应于不同网络中的视频传输,网络亲和性好。 <br/><br/>一、 H.264 视频压缩系统 <br/>H.264 标准压缩系统由视频编码层( VCL )和网络提取层( Network Abstraction Layer , NAL )两部分组成。 VCL 中包括 VCL 编码器与 VCL 解码器,主要功能是视频数据压缩编码和解码,它包括运动补偿、变换编码、熵编码等压缩单元。 NAL 则用于为 VCL 提供一个与网络无关的统一接口,它负责对视频数据进行封装打包后使其在网络中传送,它采用统一的数据格式,包括单个字节的包头信息、多个字节的视频数据与组帧、逻辑信道信令、定时信息、序列结束信号等。包头中包含存储标志和类型标志。存储标志用于指示当前数据不属于被参考的帧。类型标志用于指示图像数据的类型。 <br/>VCL 可以传输按当前的网络情况调整的编码参数。 <br/><br/>二、 H.264 的特点 <br/>H.264 和 H.261 、 H.263 一样,也是采用 DCT 变换编码加 DPCM 的差分编码,即混合编码结构。同时, H.264 在混合编码的框架下引入了新的编码方式,提高了编码效率,更贴近实际应用。 <br/>H.264 没有繁琐的选项,而是力求简洁的 “ 回归基本 ” ,它具有比 H.263++ 更好的压缩性能,又具有适应多种信道的能力。 <br/>H.264 的应用目标广泛,可满足各种不同速率、不同场合的视频应用,具有较好的抗误码和抗丢包的处理能力。 <br/>H.264 的基本系统无需使用版权,具有开放的性质,能很好地适应 IP 和无线网络的使用,这对目前因特网传输多媒体信息、移动网中传输宽带信息等都具有重要意义。 <br/>尽管 H.264 编码基本结构与 H.261 、 H.263 是类似的,但它在很多环节做了改进,现列举如下。 <br/>1 .多种更好的运动估计 <br/>高精度估计 <br/>在 H.263 中采用了半像素估计,在 H.264 中则进一步采用 1/4 像素甚至 1/8 像素的运动估计。即真正的运动矢量的位移可能是以 1/4 甚至 1/8 像素为基本单位的。显然,运动矢量位移的精度越高,则帧间剩余误差越小,传输码率越低,即压缩比越高。 <br/>在 H.264 中采用了 6 阶 FIR 滤波器的内插获得 1/2 像素位置的值。当 1/2 像素值获得后, 1/4 像素值可通过线性内插获得, <br/>对于 4:1:1 的视频格式,亮度信号的 1/4 像素精度对应于色度部分的 1/8 像素的运动矢量,因此需要对色度信号进行 1/8 像素的内插运算。 <br/>理论上,如果将运动补偿的精度增加一倍(例如从整像素精度提高到 1/2 像素精度),可有 0.5bit/Sample 的编码增益,但实际验证发现在运动矢量精度超过 1/8 像素后,系统基本上就没有明显增益了,因此,在 H.264 中,只采用了 1/4 像素精度的运动矢量模式,而不是采用 1/8 像素的精度。 <br/>多宏块划分模式估计 <br/>在 H.264 的预测模式中,一个宏块( MB )可划分成 7 种不同模式的尺寸,这种多模式的灵活、细微的宏块划分,更切合图像中的实际运动物体的形状,于是,在每个宏块中可包含有 1 、 2 、 4 、 8 或 16 个运动矢量。 <br/>多参数帧估计 <br/>在 H.264 中,可采用多个参数帧的运动估计,即在编码器的缓存中存有多个刚刚编码好的参数帧,编码器从其中选择一个给出更好的编码效果的作为参数帧,并指出是哪个帧被用于预测,这样就可获得比只用上一个刚编码好的帧作为预测帧的更好的编码效果。 <br/>4 的整数变换 ′ 2 .小尺寸 4 <br/>4 块,由于变换块的尺寸变小了,运动物体的划分就更为精确。这种情况下,图像变换过程中的计算量小了,而且在运动物体边缘的衔接误差也大为减少。 ′ 8 块。在 H.264 中却采用小尺寸的 4 ′ 视频压缩编码中以往的常用单位为 8 <br/>2 块的变换。 ′ 4 块的 DC 系数(每个小块一个,共 4 个 DC 系数)进行 2 ′ 4 块的变换,对色度数据的 4 个 4 ′ 4 块的 DCT 系数进行第二次 4 ′ 当图像中有较大面积的平滑区域时,为了不产生因小尺寸变换带来的块间灰度差异, H.264 可对帧内宏块亮度数据的 16 个 4 <br/>H.263 不仅使图像变换块尺寸变小,而且这个变换是整数操作,而不是实数运算,即编码器和解码器的变换和反变换的精度相同,没有 “ 反变换误差 ” 。 <br/>3 .更精确的帧内预测 <br/>4 块中的每个像素都可用 17 个最接近先前已编码的像素的不同加权和来进行帧内预测。 ′ 在 H.264 中,每个 4 <br/>4 .统一的 VLC <br/>H.264 中关于熵编码有两种方法。 <br/>统一的 VLC (即 UVLC : Universal VLC )。 UVLC 使用一个相同的码表进行编码,而解码器很容易识别码字的前缀, UVLC 在发生比特错误时能快速获得重同步。 <br/>内容自适应二进制算术编码( CABAC : Context Adaptive Binary Arithmetic Coding )。其编码性能比 UVLC 稍好,但复杂度较高。 <br/><br/>三、性能优势 <br/>H.264 与 MPEG-4 、 H.263++ 编码性能对比采用了以下 6 个测试速率: 32kbit/s 、 10F /s 和 QCIF ; 64kbit/s 、 15F /s 和 QCIF ; 128kbit/s 、 15F /s 和 CIF ; 256kbit/s 、 15F /s 和 QCIF ; 512kbit/s 、 30F /s 和 CIF ; 1024kbit/s 、 30F /s 和 CIF 。测试结果标明, H.264 具有比 MPEG 和 H.263++ 更优秀的 PSNR 性能。 <br/>H.264 的 PSNR 比 MPEG-4 平均要高 2dB ,比 H.263++ 平均要高 3dB 。 </p>
<p align="left">四、新的快速运动估值算法 <br/>新的快速运动估值算法 UMHexagonS (中国专利)是一种运算量相对于 H.264 中原有的快速全搜索算法可节约 90 %以上的新算法,全名叫 “ 非对称十字型多层次六边形格点搜索算法 ” ( Unsymmetrical-Cross Muti-Hexagon Search ) ” ,这是一种整像素运动估值算法。由于它在高码率大运动图像序列编码时,在保持较好率失真性能的条件下,运算量十分低,已被 H.264 标准正式采纳。 </p>
<p>ITU 和 ISO 合作发展的 H.264 ( MPEG-4 Part 10 )有可能被广播、通信和存储媒体( CD DVD )接受成为统一的标准,最有可能成为宽带交互新媒体的标准。我国的信源编码标准尚未制定,密切关注 H.264 的发展,制定我国的信源编码标准的工作正在加紧进行。 <br/>H264 标准使运动图像压缩技术上升到了一个更高的阶段,在较低带宽上提供高质量的图像传输是 H.264 的应用亮点。 H.264 的推广应用对视频终端、网守、网关、 MCU 等系统的要求较高,将有力地推动视频会议软、硬件设备在各个方面的不断完善。</p><br/><br/><br/>
<p><b>IP</b><b>组播技术在视频中的应用(1)</b></p>
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<p align="left">IP组播技术在视频中的应用<br/>摘要:随着流媒体、视频等业务在 Internet 上的相继开展, IP 组播技术和应用开始快速发展。本文主要分析 IP 组播技术的产生、概念和特点,以及相关技术,最后介绍了 IP 组播技术在视频业务中的应用。 </p>
<p align="left">关键词: IP 组播 视频 协议 </p>
<p align="left">一、引言 </p>
<p align="left">随着网络的发展,人们在网络平台上开发了各种业务,如 E-mail 、 TELNET 、 FTP 、 WWW 等业务,这些都是点到点的数据传输;而人们更希望在 Internet 上开视频会议、听现场音乐会、看实况转播等,这些是点到多点或多点到多点的数据传输,需要采用 IP 组播( IP multicast )通信技术。目前,这种技术已成为国外各种研究团体和科研机构研究的热点,许多网络厂商纷纷提供能支持 IP 组播技术的产品,一些网络提供服务商 (ISP) 也逐渐提供这种高级服务,许多提供大规模网络应用和服务的大公司开始使用组播通信。 </p>
<p align="left">二、 IP 组播技术的产生 </p>
<p align="left">IP 组播的概念最早在 1988 年出现在 Steve deering 的博士论文中,并在 1989 年 Steve deering 对标准 IP 网络层协议进行了扩展,提出了 IP 组播规范; 1992 年 3 月第一次建立组播主干网 MBone , IETF 并成功地在组播网上举行了一次会议,才引起了人们的广泛关注。而第一个 WWW 浏览器出现在 1990 年,到 1993 年已发展到 100 个 WWW 站点,所以组播和 WWW 虽处于同一时期,但组播的发展远远慢于 WWW ,主要原因是 IP 组播通信模式需要状态相当复杂的路由器,要求路由器能提供每个群组和每个源的信息状态,并且随着 Internet 的越来越复杂给组播的进一步发展带来了困难。后来,出现的一些设计精巧的组播路由协议(如 PIM-DM 、 PIM-SM 等),使组播 IP 包能正确而又迅速地发送给成千上万的接收者, IP 组播的技术和应用开始快速发展。 </p>
<p align="left">目前, IP 组播可以运行在任意体系结构的网络之上,包括因特网、 ATM 、帧中继、 SMDS 和卫星,并许多应用领域,能应用在视频会议、多媒体、新闻发布和来自太空的远程实况广播。 </p>
<p align="left">三、 IP 组播的概念 </p>
<p align="left">IP 组播是利用一种协议将 IP 数据包从一个源传送到多个目的地,将信息的拷贝发送到一组地址,到达所有想要接收它的接收者处。 IP 组播是将 IP 数据包 “ 尽最大努力 ” 传输到一个构成组播群组的主机集合,群组的各个成员可以分布于各个独立的物理网络上。 IP 组播群组中成员的关系是动态的,主机可以随时加入和退出群组,群组的成员关系决定了主机是否接收送给该群组的组播数据包,不是某群组的成员主机也能向该群组发送组播数据包。 </p>
<p align="left">同单播( unicast )和广播( broadcast )相比,组播效率非常高,因为任何给定的链路至多用一次,可以节省网络带宽和资源。举一个例子来说明,如图 1 所示,建立一个视频服务器和远端网络的通信,网络中有 n 个用户,对于一个全动全屏图像,一个视频信息流需占用 1.5Mbit/s 的带宽。 </p>
<p align="left">在一个单播( unicast )环境里,视频服务器依次送出 n 个信息流,由网络中的用户接收,共需要 nx1.5Mbit/s 的带宽;如果服务器处于 10Mbit/s 的以太网内, 6~7 个信息流就占满了带宽;若在一个高速的以太网里,最多只能容纳 250~300 个 1.5Mbit/s 的视频流,所以服务器与主机接口间的容量是一个巨大的瓶颈。 </p>
<p align="left">在一个组播( multicast )环境里,不论网络中的用户数目有多少,服务器发出的一个视频流,由网络中的路由器或交换器同时复制出 n 个视频流,广播到每个用户,仅需 1.5Mbit/s 的带宽。 </p>
<p>可见, IP 组播能够有效地节省网络带宽和资源,管理网络的增容和控制开销,大大减轻发送服务器的负荷,从而高性能地发送信息。 <br/>另外,组播传送的信息能同时到达用户端,时延小,且网络中的服务器不需要知道每个客户机的地址。所有的接收者使用一个网络组播地址,可实现匿名服务,并且 IP 组播具有可升级性,与新的 IP 和业务能相兼容。</p><br/>
<p><b>IP</b><b>组播技术在视频中的应用(2)</b></p>
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<p align="left">IP组播技术在视频中的应用<br/>四、 IP 组播技术的特点<br/><br/>IP 组播技术具有以下特点。 </p>
<p align="left">1. 群地址 </p>
<p align="left">在组播网中,每个组播群组拥有惟一的组播地址( D 类地址),一部分 IP 组播地址是由 Internet 管理机构分配的,其他的组播地址作为暂时地址被用户使用;组播数据包可以送到标识目的组机的组地址,发送者不必知道有哪些组成员,它自己不必是组成员,对组成员中主机的数目和位置也没有限制。主机不需要和组成员以及发送者商量,可以任意加入和离开组播组;使用组地址,不必知道主机指定的位置,可以找到具有此组播地址的任何资源和服务器,在动态变化的信息提供者中搜寻到需要的信息,或者发布信息到任意大小的可选用户群。 </p>
<p align="left">2. 规模可扩展性 </p>
<p align="left">如果网络速率提高,广域组播网络的容量需要扩大,后来产生的组播路由算法和协议如 PIM-DM 、 PIM-SM 、 CBT 等都支持网络规模的扩展,而上述的群地址和动态性也是适应规模可扩展性的另一方面。 </p>
<p align="left">3. 健壮性 </p>
<p align="left">IP 组播网络使用的路由协议和算法能适应网络路由动态变化,它采用软件状态刷新机制,制作路由备份等方法,来维护群组成员之间的连接,加强网络的健壮性。 </p>
<p align="left">4. 路由算法的独立性 </p>
<p align="left">组播路由算法和协议独立于单播路由使用的协议,但又依靠现存的单播路由表,在域内适应网络拓扑的变化,动态生成组播树。 </p>
<p align="left">5. 组播生成树的灵活性 </p>
<p align="left">组播生成树的形成与发送者和接收者的分布、网络的流量状况以及组成员的动态性有关,且组播生成树也反映了不同的组播路由算法和组播应用。灵活的组播生成树有利于数据包的传送,不容易造成网络的拥塞。 </p>
<p align="left">五、 IP 组播技术 </p>
<p align="left">1.IP 组播地址分配 </p>
<p align="left">在组播网内,一个组播群组指定为一个 D 类地址。使用点分十进制表示发来描述组播地址的范围是: 224.0.0.0 到 239.255.255.255 ,但是地址 224.0.0.0 是保留的,它不能赋给任何群组。 </p>
<p align="left">在组播通信模型中,需要两种新型地址:一个 IP 组播地址和一个 Ethernet 组播地址, IP 组播地址表示一组接收者,它们要接收发给整个组的数据;由于 IP 包封装在 Ethernet 帧内,所以还需要一个 Ethernet 组播地址。为使组播模型正常工作,主机应能同时接收单播和组播数据,主机需要多个 IP 地址和 Ethernet 地址,其中单播 IP 和 Ethernet 地址用于单播通信,而 Ethernet 组播地址用于组播通信。如果主机不准备接收组播地址,就设置为零组播地址。所以,单播和组播地址之间的主要差异在于每个主机都有一个惟一的单播地址,组播地址则不然。 </p>
<p align="left">将 D 类 IP 地址映射为 Ethernet MAC 地址是由数据链路层完成的。从组播映射到令牌环网络第 2 层地址的过程,是 CISCO 路由器采取的工作程序,而 Ethernet 及 FDDI 网络从组播到第 2 层的映射相当直接。 </p>
<p align="left">在映射过程中,组播 IP 地址中共有 9 位不参与替换,包括高位字节 8 位以及紧接在该字节后面的一个标志位,其中最开始的 4 位 1110 表示属于 D 类 IP 地址,剩下 23 位进行替换,将 IP 组播地址中的低 23 位取代 Ethernet 组播地址 01 : 00 : 5E : 00 : 00 : 00 的低 23 位。因此,有 5 位真正不参与映射,无论这些位的值是什么,组播 Ethernet 地址都是相同的。由于 5 个位共可以有 32 种不同的组合,所以映射并不具有惟一性。 </p>
<p align="left">2.IGMP </p>
<p align="left">在一个组播路由器建立路由,传送其组播群组成员关系信息之前,它必须确定在本地网络上有一个或多个主机是否加入了某个组播群组。为此,组播路由器和实现组播的主机必须使用互连网组管理协议 (IGMP , Internet Group Management Protocol) 来进行群组成员关系信息的通信。利用 IGMP ,组播路由器可判断在与自己连接的任何一个网络上,是否存在组播组的一些成员,如存在组成员,组播路由器便可加入一个特定的组播组,并将组播数据转发给加入该组的主机。因此, IGMP 被主机用来通知直连的路由器,令其加入一个组播组,使组播网具有动态性和灵活性。 </p>
<p align="left">最初的 IGMP 规范是在 RFC 1112 文件里详细定义的,我们通常将这套规范称为 “IGMP 版本 1” ,由斯坦福大学的 S.Deering 成文于 1989 年 8 月。后来又由施乐 PARC 公司的 W.Fenner 对最早的 IGMP 版本 1 进行了大幅更新,更新的结果就是 RFC 2236 文件即 IGMP 版本 2 。两个版本的 IGMP 相互间可进行少许操作。在 IGMP 版本 2 临近正式批准时。 IDMR 已经开始 IGMP 版本 3 的研究工作,现在已有的 draft 为 draft-ietf-idmr-igmp-v3-05.txt 。 IGMPv1 中定义了基本的组成员查询和报告过程, IGMPv2 在此基础上添加了组成员快速离开的机制, IGMPv3 中增加的主要功能是成员可以指定接收或指定不接收某些组播源的报文。 </p>
<p align="left">3. 二层组播相关协议 </p>
<p align="left">IP 网络的二层组播相关协议包括 IGMP Snooping 和 CGMP 。 </p>
<p align="left">IGMP Snooping 通过交换机去侦听主机发向路由器的 IGMP 成员报告消息的方式,形成组成员和交换机接口的对应关系,放在组播 CAM 表项中。交换机根据该对应关系将收到组播数据包只转给具有组成员的接口。 </p>
<p align="left">CGMP(Cisco Group Management Protocol) 是 Cisco 基于客户机 / 服务器模型开发的私有协议,它将运行在路由器和交换机上,允许成员关系信息从路由器到交换机进行通信。在 CGMP 的支持下,组播路由器能够根据接收到的 IGMP 数据包通知交换机哪些主机何时加入和脱离组播组,交换机利用由这些信息所构建的转发表来确定将组播数据包向哪些接口转发。 GMRP 是主机到以太网交换机的标准协议,它使组播用户可以在第二层交换机上对组播成员进行注册。 </p>
<p align="left">4.IP 组播路由协议 </p>
<p align="left">在路由式网络中,对于传递组播信息流,一个至关重要的问题是 IP 组播路由协议,它克服了利用单播通信模型传递组播信息带来的带宽瓶颈,减少了发送相同数据信息到多个接收者的通信费用,这也是 IP 组播应用得到发展的主要原因。组播网内数据的流动必须根据组播路由协议建立生成树,使发送源和组播组成员之间形成一条单独的转发路径,确保每个数据包都能转发到目的地。 </p>
<p align="left">IP 组播路由协议分为域内协议和域间协议。域内协议包括 PIM-SM 、 PIM-DM 、 DVMRP 、 CBT 等。域间协议包括 MBGP 、 MSDP 、 BGMP 等。 </p>
<p align="left">根据网络中主机的分布,上述的 IP 组播域内路由协议一般可以分为两类。第一类称为密集型模式,这种模式指组播成员在网络中密集分布,有足够的带宽,所以密集协议通过扩散技术传播信息至整个网络,它包括 DVMRP 、 MOSPF 和 PIM-DM ,属于数据驱动型;第二类称为松散型模式,这种模式指组播成员在网络中分散分布,没有足够的带宽,例如广域网或用户使用 ISDN 线上网,但松散型模式并不意味群组有很少的成员,只不过它们是分散分布的,它包括 CBT 和 PIM-SM 。此时,使用扩散技术将浪费带宽,通过发出加入请求申请,在含有集中点或核心点的空生成树上添加树枝形成组播生成树,属于接收者驱动型。使用 DVMRP 、 MOSPF 组播路由协议时,单播路由协议相应必须使用 RIP 、 OSPF ,这就造成了一定的局限性, DVMRP 使用距离向量路由协议建立生成树, MOSPF 使用链路状态数据库建立生成树; PIM 和 CBT 独立于单播路由协议,但依赖于单播路由表,其中 PIM-SM 和 CBT 有一个集中点或核心,连接源和接收者之间的各个路由器而形成路由。 </p>
<p align="left">针对域间组播路由有两类解决方案:短期方案和长期方案。短期方案包括三个协议 MBGP / MSDP / PIM-SM : MBGP (组播边缘网关协议),用于在自治域间交换组播路由信息; MSDP (组播信源发现协议),用于在 ISP 之间交换组播信源信息;以及域内组播路由协议 PIM-SM 。长期方案目前讨论最多的是 MASC / MBGP / BGMP ,它建立在现有的组播业务模型上,其中 MASC 实现域间组播地址的分配、 MBGP 在域间传递组播路由信息、 BGMP 完成域间路由树的构造。此外还有一些组播路由策略,如 PIM-SSM( 特定信源协议无关组播 ) 等,建立在其他的组播业务模型上。目前只有短期方案 MBGP / MSDP / PIM-SM 是成熟的,并在许多的运营商中广泛使用。其他方案的标准还在研究中。 </p>
<p align="left">5.IP 组播高层协议 </p>
<p align="left">RTP 是用于 Internet 上针对多媒体数据流的一种传输协议,允许应用传送不同类型的实时负载,例如音频、视频和其他具有实时特征的数据。它既可以使用单播,也可以使用组播作为下层传输协议,位于 UDP 之上来传输单播和组播数据流。 RTP 被设计为一对一或一对多的情况下工作,主要提供了时间信息和实现流同步。 </p>
<p align="left">RTCP 属于 RTP 的一部分,它提供了流量控制和拥塞控制服务,主要提供与会话有关的和监视数据传递的信息,使用一些简单的服务质量测量,例如信息包丢失与抖动。 </p>
<p align="left">会话公告协议( SAP )作为组播会议会话的一个公告协议,由 IETF 的 MMUSIC 工作组开发,当前的 SAP 版本在 IETF 的草案中描述。 SAP 的主机通过向熟知的组播地址和端口发送会话信息的 SAP 信息包,定期地宣告会议会话。信息包内的信息使用 SDP , SDP 信息可以选择加密,不允许被未批准的用户浏览。 </p>
<p>会话描述协议( SDP )是 SAP 的伴随协议,用于实际会话信息的编码,也由 IETF 的 MMUSIC 工作组开发,现在被定义在 IETF 的草案中。 <br/>另外,使用视频服务还需要安装相应的视频会议工具。 nv 是由施乐研究中心开发的一个视频会议工具,使用 128kbit/s 的带宽,每秒钟提供 3~5 帧的视频速率; vat 是由伯克利实验室开发的一个发送和接收音频的工具,因为它的视频界面而被称为可见的音频工具,它只能接收音频而不能接收视频; wb 在主机屏幕上创建一个共享、虚拟的白板,可提供标准的绘画工具,也可作为草稿文件工具。会话目录( SDR )工具集成了 nv 、 vat 和 wb 软件工具,用于发布和安排多媒体视频会议,它要在主机上装有 SDR 工具,要在各路由器进行 SDR 设置。 SDR 工具提供了一个 IGMP 直接的界面,用户可随意加入和离开组播组;用户点击窗口中的有关信息(例如时间和日期),双击参加的会议名,用户能看见、听见、参与目前的会议,自动地使用合适的软件工具: nv 、 vat 、 wb 。</p><br/>
<p><b>IP</b><b>组播技术在视频中的应用(3)</b></p>
<p><b>&nbsp;</b></p>
<p align="left">IP组播技术在视频中的应用<br/>六、 IP 组播在视频中的应用 </p>
<p align="left">如果要将组播通信应用在视频网络中,网络里的发送和接收主机、网络路由器以及它们之间的网络结构必须支持组播,防火墙设置成允许组播通过。 </p>
<p align="left">如图 2 所示,每个节点主机需有一个网络接口卡( NIC )要能支持组播,能有效滤出由网络层 IP 组播地址被映射成的数据链路层地址;需装有加入组播组请求的 IGMP 的软件和路由器通信,加入组播群;需有支持 IP 组播传送和接收的 TCP/IP 协议栈;再装上如视频会议这样的组播应用软件,主机就可以进入组播组进行组播通信。若发送音频,主机需要一个麦克风和相应的音频软件;若发送视频,主机需要帧控制卡和摄相机。例如, SUN 工作站需要 VideoPix 卡发送视频流,另外帧控制卡的品牌有 Parallax 和 J300 型。 <br/>如图 3 所示,在视频网络中 IP 组播通信的过程如下。 </p>
<p align="left">(1) 主机送出一条 IGMP 加入消息到相邻路由器,主机的 MAC 地址映射为将要加入的 D 类组地址,并包含在 IGMP 数据报中,路由器知道主机想加入组播组。 <br/>(2) 相邻路由器接收加入消息后,动态跟踪这些组播组,使用组播路由协议,在源端和接收端各个路由器之间建立组播生成树,从每个发送者伸展到所有接收者。 <br/>(3) 在源端和接收端建立组播路由后,源就开始沿着组播路由发送数据给各个接收者。 </p>
<p align="left">主机接收到了源发送来的数据,网络接口卡滤出组播群组的 MAC 地址,网络驱动器对此地址做出反应后,把数据传递到 TCP/IP 协议栈,进入用户的应用层,就可以进行视频通信了。 </p>
<p align="left">七、结束语 </p>
<p>IP 组播技术有效地解决了单点发送到多点、多点发送到多点的问题,实现了 IP 网络中点到多点的高效数据传送,能够有效地节约网络带宽、降低网络负载,基于 IP 组播技术可以很好地开展流媒体、视频等各种宽带增值业务。(完)</p>
<p><b>视频会议之概念攻略</b></p>
<p><b>&nbsp;</b></p>
<p>视频会议之概念攻略<br/>《视频会议Q&amp;A》栏目是面向视频会议用户的长期专栏。本栏目将就视频会议基础知识、应用、选购、售后、行业需求等方面进行深入而又简明实用的剖析,力图帮助产业链上的用户、设备厂商、专家、运营商等各环节建立起有效的沟通途径。 <br/><br/>同时,我们欢迎读者畅谈自己在视频会议选购和应用过程中所遭遇的疑惑和不解,或是指出我们文章中的疏漏之处(请发电子邮件至bai_shuxin@cnw.com.cn),我们将竭力为您找到答案,并将结果及时刊载。 <br/><br/><br/>视频会议之概念攻略 <br/><br/>■ 刘勇 <br/><br/><br/>Q:什么是视频会议?优势何在? <br/><br/>A:视频会议应用看似非常高端,事实上只需要在会议的每个会场安装一套视频会议终端,接上电视机(或投影机)、摄像头、麦克风等附件,再接入相应的宽带网络如IP、ISDN、E1/T1 等,即可实现视频、音频、数据信息的实时传送,从而让我们随时实现天涯共一室的梦想,而更关键的是,应用视频会议可以大幅节约会议或远程沟通的费用和时间。 <br/><br/>对比一下,日本、美国之间开通1小时的国际电视会议,双方总资费不超过50万日元,并能允许10多人直接参会,通过数据流、投影等可以让所有员工旁听,反之这50万日元还远远不够支付1个人的出差费用,更不必说能够节约的往来时间了。 <br/><br/>此外,视频会议应用还可以显著提高会议效率,适应某些交通状况不好(边远地区)或紧急场合(救灾、防汛、战地会议)的沟通需求,以及通过多人多点或组播等视频会议方式增加参会人员和会议覆盖面。 <br/><br/>Q:视频会议有哪些实现方式? <br/><br/>A:当前,视频会议的实现方式主要有三种:(1)广电系统(电视台)常用的电视直播式视频会议;(2)VOD点播形式(基于MPEG1、MPEG2 压缩格式)的视频会议系统;(3)ITU(国际电联)提出的基于H.261/H.263 视频压缩格式的符合H.320/H.323 规范的视频会议系统。 <br/><br/>那么哪一种才是真正意义上的视频会议系统呢? <br/><br/>显然,真正具备商用能力的是基于ITU的H.320、H.323 系列标准以及MPEG4 压缩格式的视频会议系统。现阶段市场上技术成熟并真正占据主导地位的是基于H.320/H.323 标准的视频会议系统,其成本较低(一般在10万元以内就可以实现三个点的应用规模),网络要求也不高(通常仅需要共享数据广域网或使用ISDN 甚至可以使用互联网传输)。 <br/><br/>在H.323 协议(IP)环境中视频会议系统可与其他业务如IP 语音/数据应用共享带宽,用户可以借其将已有的宽带广域数据网改造为视频、音频、数据三网合一的综合性平台。 <br/><br/>另一方面,基于MPEG4标准的视频应用系统也在近年开始崛起(国内代表厂商有中太多媒体等厂商),可以在1.5M的带宽下实现近DVD级的高清画质,只是由于各厂商对于MPEG4标准的理解程度深浅不一,因此用户应当多留意不同厂商产品之间的兼容性能。 <br/><br/>其他诸如电视台直播式视频会议以及基于MPEG1、MPEG2压缩格式的视频会议显然不是大部分商业客户的选择。前者需要租赁专用的卫星信道,传输方式为单向转输,若要双向则必须租用两个信道,成本非常昂贵。另外该会议方式需要专业技术人员操作,还必须通过复杂的审批手续。 <br/><br/>再看MPEG1、MPEG2 压缩格式的视频会议系统,由于MPEG1 的传输需要1.5M的带宽,MPEG2 需要3M 的带宽,并且图像质量将随着网络传输距离的增加而急剧下降,通常只能用于本地的高速网段上。同时,伴随着IP 网络的普及,这种高度浪费带宽资源的视频会议模式势必将逐步被淘汰。 <br/><br/>下期预告:在初步揭去了视频会议系统的神秘面纱后,在下期我们将带领读者接触视频会议系统的工作原理。 ■ <br/><br/><br/>资料链接 <br/><br/>H.323是指基于IP传输网络实现承载的视频会议;H.320是指早先以ISDN、DDN、帧中继等IP以外的其他传输网络进行承载的视频会议。以挪威泰德(TANDBERG)的H.323/H.320视频会议终端T6000型为例,其工作带宽为64kbps~3Mbps,实际应用中建议使用384kbps~768kbps就可达到VCD级的传输效果(352x576分辨率,50帧/秒)。</p>

lscaicj 发表于 2009-5-20 11:44:00

lscaicj 发表于 2009-5-20 11:44:00

很详细哦

dqjhkj 发表于 2009-6-9 18:01:00

ww10181018 发表于 2009-6-16 15:00:00

<p>好详细,值得学习</p>
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<p>&nbsp;</p>

lifljl 发表于 2009-6-20 19:07:00

不错的基础资料,值得收藏学习,谢谢楼主!

wangjinwu 发表于 2009-6-20 22:59:00

谢谢

zhongasche 发表于 2009-6-21 09:05:00

很详细,我等未够100分的人泪流满面..

caihonghai 发表于 2009-7-21 18:05:00

谢谢,顶一下!

hzfb119 发表于 2009-7-23 13:16:00

好文章 顶顶

hanxd128 发表于 2009-7-24 11:35:00

这个要学习。。。谢谢

遥远的梦 发表于 2009-7-24 12:24:00

谢谢大侠!

l9e1o1n 发表于 2009-7-24 14:24:00

顶一个,学习一下。。。

longlester 发表于 2009-7-25 08:42:00

学习了,很强大

paddy238 发表于 2009-7-25 13:12:00

<p>真实相当的详细&nbsp; 我正愁找不到学习的资料呢&nbsp; 谢谢楼主的辛勤劳动!</p>

zsqhj 发表于 2009-7-28 15:34:00

<p>好东东,,,</p>

品味拿铁 发表于 2009-7-28 16:31:00

学习中,谢谢楼主。

ordinaryguy 发表于 2009-7-29 09:41:00

study&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;&gt;

xxtxc123456 发表于 2009-7-31 16:50:00

<p>好东西啊!</p>

ftlfxj 发表于 2009-8-1 09:49:00

搬凉席来慢慢学,
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