IP網絡視頻構建淺析

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摘要:根據ip網絡的主要特點,重點從網絡帶寬、壓縮技術、多播技術、傳輸協議、QOS等五個方面論述了基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求。

關鍵詞:多媒體通信;IP;視頻會議

1前言

隨著多媒體計算機技術和通信技術的發展,產生了一種新的技術——多媒體通信技術,它是多媒體、通信、計算機和網絡等相互滲透和發展的產物,兼收了計算機的交互性、多媒體的復合性、通信的分布性以及電視的真實性等特點,具有明顯的優越性。目前,如何在IP網絡中更好、更快地實現視頻、音頻的傳送已成為當今的研究熱點之一。

2基于IP網絡構建視頻會議系統的技術要求

隨著IP網絡的速率越來越高,從窄帶走向寬帶,承載業務從非實時走向實時,IP技術已成為實現視頻、音頻、數據等綜合業務的最佳選擇。在IP網絡上建立視頻會議系統需要多種技術支持,是比較復雜、完整的多媒體應用系統。

2.1要有足夠高的帶寬

要傳送視頻,必須要有足夠的網絡帶寬,就像大車要有足夠寬的馬路才能通行一樣,否則,視頻數據無法通過網絡。以一幀1024×768像素的圖像為例,如果用12bit表示每個像素,則共需要9.4Mb,如果按照25幀/秒的傳輸速率,則1秒內需要傳輸的數據量就是235Mb。在現有的網絡條件下,傳輸這么大的數據是無法接受的。

2.2要有好的壓縮技術

只有采用高壓縮比的壓縮算法,有效地降低數據量,才能使視頻、音頻數據在IP網上傳輸成為可能。例如:在H.323會議系統中,圖像編碼主要采用H.261和H.263標準,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壓縮比更高的標準,節約了50%的編碼率,而且對網絡傳輸具有更好的支持,可獲得HDTV、DVD的圖像質量。

2.3要有基于IP網絡的多播技術

多播是一種多地址廣播,發送與接收是一對多的關系。在傳輸過程中,發送端只需發送一次數據包,位于多播組內的各個用戶就可以共享這一數據包。在視頻會議系統應用中,將一個節點信號傳送到各個節點時,無論是重復采用點對點通信,還是采用廣播的方式,都會嚴重浪費網絡帶寬,而多播技術將數據傳送分布到網絡節點中,減少了網絡中的數據總量。

2.4要有相適應的傳輸協議

TCP、UDP協議均不能很好地支持視頻會議系統,這就需要與之相適應的協議,如RTP、RTCP、RSVP等。RTP運行在UDP之上,音頻、視頻等數據被封裝在RTP數據包中,每個RTP數據包被封裝在UDP包中,然后再封裝到IP包中進行傳輸。在底層網絡支持多播的情況下,RTP還可以使用多播向多個目的端點發送數據。RTCP是RTP的控制協議,負責反饋控制、檢測QoS和傳遞相關信息,對RTP的數據收發做相應調整,使之最大限度地利用網絡資源。2.5要提供服務質量保證

網絡服務質量是網絡與用戶之間以及網絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質量約定。第一,在任何網絡中,時延總是存在的。視頻會議系統具有較高的實時性和可靠性要求,為了獲得各會場的真實的現場感,音頻、視頻的時延都要小于0.25s,最大時延抖動應小于10ms。其次,在視頻會議系統中,還要求唇音同步,只有達到時間上的同步,才能自然有效地表達關于會場的完整信息。第三,允許一定的丟包率。因為人的感知能力有限,在一個視頻會議系統中,個別分組丟失,人眼是感覺不到的,因此可以允許一定的傳輸誤碼,丟包率應控制在人能接受的范圍內。

3基于IP網絡構建視頻會議系統的協議

基于IP網絡構建視頻會議系統的標準主要有:H.323和SIP。

H.323沿用了傳統的電話信令模式,比較成熟,已經出現了很多產品,形成了比較成熟的應用體系和市場體系。SIP協議將音、視頻傳輸作為Internet上的一個應用,增加了信令和QoS要求,借鑒了其它Internet標準和協議的設計思想,遵循簡練、開放、兼容和可擴展等原則,比較簡單,但其推出時間不長,協議并不是很成熟,應用也不是很多。

4結束語

隨著網絡、多媒體、通信技術的飛速發展和性能的提升,基于IP網絡構建視頻會議系統技術會不斷被發展和完善,必將以其獨特的優勢廣泛應用到Internet、Extranet、Intranet上,為政府機關、商業集團、科研院所、醫療機構及普通個人等進行異地交流提供方便條件,成為工作、學習、生活中不可或缺的工具。

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