統(tǒng)一通信的五大技術熱點

2008/04/21

　　據市場咨詢公司Winter Green Research預測，統(tǒng)一通信市場發(fā)展周期即將步入健康成長和快速應用階段。2008年這個市場可能會實現15%的增長，2009年將增長30%。而視頻在企業(yè)級統(tǒng)一通信部署中將成為不折不扣的黑馬。

　　傳統(tǒng)的企業(yè)視頻技術包括：MCU、H.323、幀中繼等，而基于IP承載網的視頻應用，將把更豐富的功能推到用戶的面前。但要順利使用這些功能，用戶需要對一些新的技術熱點給與更多的關注。

一 LPR：獲得穩(wěn)定的視頻流

　　統(tǒng)一通信使企業(yè)的視頻應用和語音、數據同步承載在IP網絡上，以視頻數據包的形式傳輸，這不可避免地會遇到網絡丟包的問題。丟包會造成視頻圖像馬賽克；圖像局部變形、屏幕頻繁刷新或閃爍；視音頻不同步；幀率下降和圖像靜止等問題。而在統(tǒng)一通信的環(huán)境下，由于視頻、語音和數據流是同步傳輸的，因此丟包還會造成總體音頻失真、間斷或間歇噪音，以及對內容演示質量的下降，如模糊變形的幻燈片或者翻頁速度變慢等。這些問題將在很大程度上影響使用者的應用感受。如果網絡丟包率過大或者過于頻繁，還將會使視頻通信過度延遲，甚至造成通信中斷。

　　丟包是由企業(yè)內部網絡擁塞或外部網絡優(yōu)先級流量沖突等原因引起的。要避免丟包，首先要確定承載網的丟包率、丟包隨時間的分布情況，以及視頻通話中各個終端和設備的性能。

　　LPR (丟包恢復)技術是當前解決視頻傳輸丟包問題最有效的方法之一，該技術基于寶利通公司開發(fā)的一種新算法，其目的是保護IP視頻通話免受網絡丟包的影響。事實上，LPR是一種采用前向糾錯(FEC)方法對丟失數據包實施覆蓋的機制。由發(fā)送方系統(tǒng)為發(fā)出的數據流添加冗余數據，使接收方系統(tǒng)可以偵測并糾正錯誤，而無須請求發(fā)送方系統(tǒng)重新傳送丟失的信息。這種無須等待網絡傳送就有了進行糾錯的能力，使得FEC非常適合于實時通信，如電視廣播，IP電話以及IP視頻會議。

　　LPR的工作原理是通過視頻終端監(jiān)控所有正在進行的通話呼入丟包信息。一但檢測到丟包，終端就會采用三種手段來保證通話質量：丟包恢復(LPR)，動態(tài)帶寬分配(DBA)，以及在不支持LPR的情況下，采用傳統(tǒng)的視頻差錯隱消(PVEC)技術。

　　不同于大多數差錯隱消或規(guī)避算法只介入接收丟包信息系統(tǒng)的方式，LPR會介入到視頻通話中的各級系統(tǒng)中，通過臨時將一部分通話帶寬分配給一個數據通道，從而用于發(fā)送FEC數據給接收系統(tǒng)來發(fā)揮作用。在網絡傳輸發(fā)生丟包時，通過上述的一個循環(huán)處理，LPR就會增加或減少FEC數據通道的大小，直到找到必須分配給FEC數據通道的最小帶寬，從而使得接收系統(tǒng)能夠恢復所有丟失的數據包。

　　當FEC數據通道的大小超過標準值時，系統(tǒng)將反復檢測是否可以減少FEC數據通道的大小，從而為音頻、視頻和內容數據提供更多可用的通話帶寬。由于LPR只在檢測到丟包時才會占用帶寬，這一特點使得LPR非常適合隨機的或突發(fā)性的丟包環(huán)境。

　　而針對丟包率相對固定的網絡環(huán)境，動態(tài)帶寬分配(DBA)功能可以與LPR相配合。DBA也是一種算法，可以在視頻通話過程中自動且動態(tài)地調整視頻碼率，以消除或避免丟包。例如，在一個384 kbps的視頻通話中檢測到一個穩(wěn)定在10%的丟包率，DBA就會降低約10%視頻碼率，由320kbps降到288kbps左右，然后重新采樣信號，觀察是否還存在丟包現象。如果有必要，DBA可以進一步降低視頻碼率，直到在數秒內不再出現丟包為止。

　　在降低碼率后，如果DBA測定丟包為暫時現象，DBA將會逐步增加視頻碼率。相反，如果DBA持續(xù)檢測到丟包現象，它就不再調整視頻碼率，而是將通話繼續(xù)進行下去。因此DBA適用于由網絡過度使用或吞吐量問題引起的丟包環(huán)境。

　　在參與通話的各方系統(tǒng)都不支持LPR的情況下，可以使用視頻差錯隱消 (PVEC) 功能。PVEC是一種用于IP視頻服務質量（QoS）的算法，它可以對由丟包所造成的影響進行補償。它通過利用相鄰的宏塊、前幀和后幀來估算出當前視頻幀的內容。與LPR恢復丟失的數據包和DBA的避免丟包技術不同，PVEC的作用是掩蓋丟包造成的影響。

　　在此基礎上，LPR使用戶可以在誤碼率較高的IP網絡上(DSL、有線、衛(wèi)星、高沖突LAN/WAN等)進行高質量的視頻通話，而無須忍受丟包帶來的影響。通過對正在進行通話的碼率進行臨時調整，LPR可以保護視頻通話免受短時間網絡問題的影響。一旦網絡問題解決，LPR會根據發(fā)起通話速率或當前的帶寬可用性，自動將碼率回調到最高水平。這就使網絡的帶寬可以得到充分的利用，實現丟失數據包的恢復和傳輸的實時重建，使音視頻數據流通暢，排除等待、斷續(xù)、噪音或信息混亂等問題，更能夠減少動態(tài)抖動緩沖區(qū)空間以及相關的延時。

　　但使用LPR會生成FEC通道帶寬，這使用于視頻通話自身的可用帶寬減小。在低連接速率的情況下，可能會引

二還原現場：面對面的體驗

　　使用者對于視頻影像的清晰、真實要求是沒有上限的，這直接導致了以思科網真、北電
遠真和惠普Halo的誕生，以這些產品為代表，企業(yè)視頻應用將利用超高清技術，實現還原現場的體驗效果。

　　與傳統(tǒng)的視頻會議系統(tǒng)相比，這些產品最明顯的特點是其超高清的分辨率。據介紹，網真系統(tǒng)采用三塊高清等離子顯示器，每屏的分辨率可以達到1080×1080p，比現行國際標準的高清分辨率(1280×720p)高一倍，是普通電視機分辨率的10倍。能提供6人同時“虛擬會議”的網真3000，每個等離子屏所需的帶寬在2～4Mbps之間，3屏共需要10Mbps左右的帶寬，普通的ADSL已經不可能承載，因此需要專門的專線接入或光纖接入。超高的圖像表現能力配合高保真音響，以及符合人體工學的環(huán)境設計，使思科網真會議系統(tǒng)能夠真實表現交流中的每個細節(jié)，如“清晰的眼白，皮膚上的汗毛，以及溝通中對方略帶羞澀的神情”等。據悉網真的售價是7.9～29.9萬美元，目前已在AMD、百事、GE等大型企業(yè)中得到應用。

　　惠普的Halo工作室系統(tǒng)強調可用于企業(yè)遠程模擬面對面業(yè)務會議。通過Halo連接，每個Halo工作室可支持會議桌前排六人，第二排三至六人，最多12人的會議規(guī)模。每個工作室有三臺等離子顯示器，參會人員能夠看到與本人同樣大小的圖像。另外，參會者還可使用一個安裝在等離子顯示器上方的50英寸的協(xié)作屏幕，與其他Halo工作室中的人員共享其筆記本電腦中的文件與數據。工作室還包括一個高清圖文攝像機，可用于拍攝桌上的物品并顯示在協(xié)作顯示器上，真實呈現色彩、陰影與細微之處。同時配備的電話讓與會者可以與Halo工作室外的人員聯系。工作室配備了廣播質量的音頻與照明設施，參會者可以使用屏幕上簡便的用戶界面，通過點擊鼠標開始協(xié)作。一個復雜的軟件控制系統(tǒng)將確保各個Halo工作室輕松、無縫地協(xié)同工作。

　　惠普Halo采用高帶寬、獨立連接的專門視頻交換網絡HVEN提供全動視頻體驗，這使得全球的Halo工作室之間的音頻或視頻延遲不會被人們感知。為了確保全天候24×7連接，惠普提供了包括：網絡運行與管理、遠程故障診斷與排除、安全保護、設備保修與后續(xù)維護及維修等服務。用戶無須管理Halo工作室的運行和維護，

　　目前惠普已在全球18個國家建立了60多個這樣的工作室。

　　據介紹，惠普Halo協(xié)同工作室整套房間的售價是39.9萬美金，外加每月2.4萬～2.5萬美元的服務費用。而目前，Halo的用戶已經包括夢工廠、諾華、AIG金融產品、必和必拓(BHP　Billiton)、佳能等著名公司。

　　北電的極致遠真（Telepresence）系統(tǒng)則充分體現了通信“呈現”的意味，真人大小的屏幕、高清的無縫視頻效果和StereoSurround音效、多媒體內容協(xié)同展現、視頻多點控制技術（MCU）錄制、存檔、流媒體以及高清支持服務。更為優(yōu)化的是這種體驗可以按需定制，從兩個人的小型會議，到能夠容納28人的大型會議室，用戶可實現高清視頻通信并同時無縫地展現膠片、數據表格和其他格式文檔內容的協(xié)同，相當于完全虛擬了人們在會議室中能夠完成所有活動。而整個過程完全基于異地的遠真會議環(huán)境實現。

　　極致遠真系統(tǒng)的設計突出體現了模塊化特點；演播室級燈光；專業(yè)的聲學處理；沒有遙控器和人機交互控制；隱藏式攝像頭；麥克風和擴音系統(tǒng)。每一個元素都被設計集成在一起，充分體現了技術的無縫透明以及與物理環(huán)境有機融合，形成一個統(tǒng)一的音視頻專業(yè)會議環(huán)境。除了不能握手，幾乎和面對面地召開會議已經沒有什么區(qū)別。

　　北電遠真是標準的交鑰匙工程，北電提供了整套的服務。包括現場勘查、網絡評估、項目管理、開通服務、7×24小時支持，以及專門針對高清系統(tǒng)的MNOC多媒體服務，既全天候會議預約、主動遠程監(jiān)控、會議建立、確認和月度遠程報告等服務。

三 QoS：高品質傳輸保障

　　在網絡中應用QoS并非新技術，但要在視頻承載網上實現流媒體QoS卻是一個新的技術熱點。

　　企業(yè)對視頻技術的創(chuàng)新追求是流媒體技術成為應用的主流。流媒體的播放有嚴格的實時性要求，要求在特定的時間間隔內將特定的數據單元解碼顯示。而目前流媒體業(yè)務開展中存在一些問題，如媒體文件播放中的停頓，馬賽克等現象，還有大量用戶突發(fā)訪問一個熱門內容時服務器處理困難等等，這些問題都涉及到流媒體的QoS保證。

　　企業(yè)視頻由于大多應用于關鍵業(yè)務，而且與語音、數據同步傳輸，因此對網絡傳輸品質有更高要求。流媒體QoS需要解決兩個方面的問題，帶寬占用及延遲抖動。

　　眾所周知，視頻和語音等統(tǒng)一通信是網絡中最耗用帶寬的應用之一。帶寬的限制一方面會影響到視頻播放的質量；另一方面，由于流媒體應用消耗帶寬大，會與網絡中的其他業(yè)務爭用帶寬，從而對這些業(yè)務的正常操作造成影響。

　　另外，IP網絡對視頻數據的分組存儲轉發(fā)機制決定了延遲和抖動是不可避免的，所以對流媒體傳輸而言，端到端的延遲應該控制在一定范圍之內。流媒體QoS采用了先進的視頻編碼方案，在提高視頻數據壓縮效率的同時，盡可能消除視頻中的冗余信息，使得信源編碼輸出的數據量盡可能少，從而適應網絡最低傳輸帶寬的情況。同時，可以提供靈活的視頻質量分級來最大限度地適應網絡的動態(tài)特性，盡可能為用戶提供好的視頻質量。

　　可擴展性編碼技術增加了編碼輸出碼流，適應網絡帶寬動態(tài)變化的靈活性，將多媒體數據壓縮編碼成多個碼流。其中一個可以獨立解碼，稱為基本層碼流，其他的碼流稱為增強層。它們不可以單獨解碼，而只能與基本層和它以前的增強層聯合在一起解碼，用來提高觀看效果。

四狀態(tài)呈現：實現透明通信

　　提到狀態(tài)呈現（Presence），首先想到的是QQ、MSN等即時通信（IM）應用。視頻已經實現了通信雙方的面對面溝通，還需要預先了解其狀態(tài)信息嗎？

　　答案是肯定的。特別是在與企業(yè)業(yè)務流程實現融合的視頻通信中，Presence技術與視頻的結合將成為一個新的重點技術。事實上，在企業(yè)運營中，各個業(yè)務流程基于統(tǒng)一通信發(fā)起和執(zhí)行的過程，可以很好地利用狀態(tài)服務實現對話雙方的透明通信。

　　Presence用以傳達用戶狀態(tài)以及用戶通過一組設備進行通信的能力，如：聯機、忙碌、離開、脫機等狀態(tài)。這些狀態(tài)信息反映出與該用戶與其他用戶實現通信的可能性。

　　一個最簡單的Presence過程（如圖2所示）如下：一個用戶（Watcher）訂閱（SUBSCRIBE）他感興趣的另一用戶（Presentity）的Presence狀態(tài)，Presentity接受訂閱請求。以后當Presentity的狀態(tài)發(fā)生變化之后，他會發(fā)布（PUBLISH）自己的新狀態(tài)，這個新狀態(tài)會通知（NOTIFY）給Watcher。

　　從系統(tǒng)的角度來看，視頻前端設備與IM系統(tǒng)中的用戶有很多相似之處。比如，系統(tǒng)應時刻了解各前端設備是否已登錄到系統(tǒng)；是否正在被用戶訪問，以及被哪些用戶訪問等等。

五協(xié)議兼容：在混合中統(tǒng)一

　　除了視頻應用本身的技術熱點外，在企業(yè)中，除了應用和部署一套IP視頻系統(tǒng)，并要實現
與語音、數據通信平臺的“統(tǒng)一”，以及與企業(yè)經營決策的各個業(yè)務流程相互融合與嵌入，還要面對跨網絡互通、跨功能互操作和跨設備通信的諸多問題。

　　理論上，視頻可以為企業(yè)運營各個環(huán)節(jié)提供多種多樣豐富的服務，從最常見的會議、監(jiān)控到播放、通信、移動等端到端的交互功能。以視頻為帶動，在統(tǒng)一通信的架構下，企業(yè)可以構建自己開放的、性能完善且功能強大的信息交流系統(tǒng)。但這也帶來了另一個問題，就是針對于不同的應用，可能有不同的協(xié)議和標準，這些標準、協(xié)議如何在同一個基于IP的統(tǒng)一通信承載網上實現兼容。再加上企業(yè)在部署自己的視頻通信系統(tǒng)時，對硬件設備和軟件系統(tǒng)有不同選擇，那么能夠構建一個支持豐富的協(xié)議和兼容多種標準，以實現在單一網絡環(huán)境中提供更多應用功能的綜合性平臺，就成為企業(yè)在視頻部署中最常面對的技術難點之一。

　　視頻應用具有非常豐富的底層標準和協(xié)議，大致可以分為硬件設備的協(xié)議和軟件視頻應用協(xié)議兩大類型。硬件協(xié)議最基本的是國際電信聯盟ITU建立的H.320標準。幾乎全球的硬件視頻設備廠家都遵循這一標準，并推出了基于H.320標準的視頻會議系統(tǒng)，如華為、Polycom，Vcon，Vtel，RADVISION等廠家。而軟件視頻會議系統(tǒng)的視頻編碼則多采用互聯網標準化組織ISO的MPEG4標準規(guī)范。MPEG4的帶寬適應范圍廣，支持碼率從9.6Kbps到8Mbps，壓縮率更高。在相同的網絡帶寬情況下具有更好的視頻圖像效果。目前硬件協(xié)議和軟件協(xié)議之間已經開始出現融合和兼容的態(tài)勢，在硬件視頻協(xié)議中，H.323協(xié)議族的H.264編碼就采用了MPEG4的技術規(guī)范。

　　在實際應用中，用戶在使用視頻會議或者監(jiān)控、通信等服務時，構建一個統(tǒng)一的通信平臺，使得各種應用能夠融合統(tǒng)一。避免設備、應用間不能互通、協(xié)作的問題是實現企業(yè)統(tǒng)一通信非常重要的門檻。例如，同時支持 3G、H.323、SIP和Wi-Fi、WiMAX等協(xié)議之間的互通等，用戶可以根據自己需求靈活組合。

　　在這方面，RADVISION提供了一個在統(tǒng)一通信業(yè)務平臺（UCS）上，實現視頻會議、桌面應用、IP電話、3G移動視頻應用、視頻監(jiān)控、視頻存儲六方面融合的協(xié)同解決方案。UCS的技術核心在于，可以兼容各種網絡協(xié)議和媒體控制處理標準。協(xié)同各種終端以及Office桌面軟件，實現多協(xié)議的轉換和協(xié)同的“五混”——混協(xié)議（支持多協(xié)議）、混音、混屏（視頻協(xié)同）、混網（移動網和互聯網融合）、混終端。RADVISION公司是H.323協(xié)議的發(fā)明者之一,也是后來眾多協(xié)議的主要發(fā)起者和標準制定成員。因此，其實現了通過底層協(xié)議融合的方式，支持不同網絡協(xié)議的混合，實現對多種最終應用簡化的思路。

　　企業(yè)希望獲得高品質、高清晰和高度簡化的視頻技術，并將其應用在所有需要交流和溝通的領域，如通話、會議、談判、培訓、監(jiān)控，甚至遠程醫(yī)療。利用這些技術，通信者不再需要地理位置上的“貼近”，因為網絡代替了巨大的物理空間距離。未來我們只需要坐在屏幕前，就能在“虛擬的現實”中享受真實的、所有的溝通方式。

編看編想：不可小看的“狀態(tài)”

　　我曾經和很多專家討論過基于狀態(tài)服務的應用價值問題，給我的感覺是，他們對這一技術的認同是非常執(zhí)著和篤定的。這也體現在2008年的VoiceCon大會上。Avaya公司在此次展會上推出的突破性智能在線狀態(tài)服務器（Avaya Intelligent Presence Server），成為第一款專門提供狀態(tài)應用的現實產品。

　　智能在線狀態(tài)服務器采用多種協(xié)議，可整合不同廠商平臺的多種在線狀態(tài)信息。該服務器匯集了來自Avaya及第三方系統(tǒng)的語音通信、桌面和應用的在線狀態(tài)信息。如來自Microsoft、IBM和其他廠商系統(tǒng)的信息，并聯通了包括SIP/SIMPLE和XMPP在內的行業(yè)標準協(xié)議。這種多廠商、多協(xié)議支持可提供最全面的用戶狀態(tài)信息。對員工在線狀態(tài)了解得越全面，員工、客戶、合作伙伴和供應商之間就越可以準確地選擇可通信對象，并最終更有效地支持在線狀態(tài)識別應用。

　　通過智能在線狀態(tài)服務器，員工可以跨不同廠商平臺、以不同的通信方式和通信設備，快速、方便地聯系到需要聯系的人，提高與內部和外部人員的互動效率。在線狀態(tài)信息嵌入企業(yè)應用和流程以后，如果需要某個人來解決一個問題，那么通過這種信息就能以恰當的通信方式自動聯系到這個人。該服務器會自動更新在線狀態(tài)和人員是否有空的信息，同時員工或企業(yè)可以制定多種規(guī)則和策略，以控制在線狀態(tài)信息的交換。例如，員工可以選擇誰可以與他聯系，以及通過什么方式聯系。

　　這種智能在線狀態(tài)服務器支持已有在線狀態(tài)和語音通信平臺，并提供一個集中式系統(tǒng)來管理和實施在線狀態(tài)策略。從而將基于在線狀態(tài)的技術實現提高實時通信速度，準確確定可通信對象并提高協(xié)作效率的目標。

　　智能在線狀態(tài)服務器通過收集和整合多種來源的在線狀態(tài)信息，以便更全面地了解員工狀態(tài)，并將狀態(tài)信息應用于個人和企業(yè)，完善協(xié)作和業(yè)務活動。這將消除企業(yè)由于地點、時間、平臺、人員、通信方式或通信設備的不同，對響應速度造成的影響。將通信和企業(yè)的應用整合在一起，能夠進一步推動統(tǒng)一通信，特別是視頻通信在企業(yè)業(yè)務流程中的智能化應用。

計算機世界網(www.ccw.com.cn)

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