視頻通信的未來(lái)趨勢(shì)

摘  要  本文討論視頻通信的發(fā)展現(xiàn)狀及今后的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 視頻通信 IP H.323 H.320

1 前言

——20年前，世界首臺(tái)商用數(shù)字會(huì)議電視系統(tǒng)問(wèn)世，此后，電路交換技術(shù)始終是此類(lèi)產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)。盡管科學(xué)家和供應(yīng)商們?cè)缇烷_(kāi)始研究使用分組交換網(wǎng)的可能性，但直到最近兩年，相關(guān)技術(shù)才漸漸地應(yīng)用到實(shí)踐中來(lái)。

——今天，應(yīng)用分組交換技術(shù)進(jìn)行連接的選擇迅猛增長(zhǎng)，而Internet從其中脫穎而出。同時(shí)，傳統(tǒng)的電話業(yè)務(wù)供應(yīng)商也推出了新的服務(wù)，ATM就是一個(gè)很好的例子。這些新的連接方式使數(shù)字視頻通信增添了兩個(gè)新的領(lǐng)域——一個(gè)以Internet為基礎(chǔ)，而另一個(gè)則以寬帶傳輸為基礎(chǔ)。

——第二個(gè)大趨勢(shì)就是國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的角色和影響。1992年會(huì)議電視設(shè)備供應(yīng)商們根據(jù)H.320協(xié)議完善了各自的專(zhuān)用會(huì)議電視通信協(xié)議，這標(biāo)志著會(huì)議電視設(shè)備供應(yīng)商之間具備了互操作能力，與此同時(shí)市場(chǎng)對(duì)于此技術(shù)的接受能力也上升到了一個(gè)新水平。

——我們將在以下三大技術(shù)領(lǐng)域中，討論視頻通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在未來(lái)十年的走向：（1）基于傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)的電視會(huì)議；（2）基于寬帶傳輸?shù)膹V泛應(yīng)用于日常工作的視訊手段；（3）基于Internet的大眾通信工具。在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，這三個(gè)技術(shù)發(fā)展階段將同時(shí)存在于數(shù)字視頻通信領(lǐng)域。

2 H.320和傳統(tǒng)會(huì)議電視

——傳統(tǒng)會(huì)議電視是利用以E1和T1網(wǎng)為代表的直聯(lián)數(shù)字線路連接終端會(huì)議電視設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)音頻、視頻和數(shù)據(jù)信息的傳送。而多點(diǎn)控制器的應(yīng)用，使一塊控制板就具備了所有主席會(huì)場(chǎng)的操作功能。當(dāng)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)誕生后（如在歐洲、日本、美國(guó)、中國(guó)和其它地區(qū)應(yīng)用的窄帶ISDN BRI），點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和多點(diǎn)呼叫開(kāi)始實(shí)際應(yīng)用。

——雖然會(huì)議電視廠家最初以各自專(zhuān)用的壓縮和通信算法進(jìn)行生產(chǎn)，但他們還是很快采用了ITU-T關(guān)于H.320的建議，不過(guò)廠家還是多多少少地保留了一些自己的專(zhuān)用算法。

——H.320是同步電路交換網(wǎng)（如ISDN）上視頻傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。這些網(wǎng)絡(luò)適用于實(shí)時(shí)應(yīng)用，如長(zhǎng)時(shí)間和具有確定延遲的音頻和視頻信號(hào)傳遞。它們依賴(lài)于帶外信令、集中的路由控制和昂貴的交換設(shè)備。如果以128kbit／s的速率進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)就可以以相同的速率根據(jù)呼叫的具體時(shí)間流向不同的方向，并在可預(yù)見(jiàn)的時(shí)間，按既定的順序到達(dá)。這對(duì)于那些對(duì)延遲非常敏感的信息如音頻和視頻的信息傳遞十分重要。

——在H.320協(xié)議下，交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中商用呼叫的最理想帶寬是384 kbit／s。這一速率可以以合理的成本提供高質(zhì)量的音頻和視頻信號(hào)。在專(zhuān)用的E1和T1網(wǎng)上與其它裝置或其它數(shù)字業(yè)務(wù)共享剩余帶寬的情況下達(dá)到384 kbit／s的速率是簡(jiǎn)單且可靠的，而在6B信道呼叫的ISDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下則會(huì)稍顯復(fù)雜和缺乏可靠性。

——電路交換網(wǎng)絡(luò)最初是為語(yǔ)音業(yè)務(wù)所設(shè)計(jì)，因此每一個(gè)B信道呼叫都被單獨(dú)發(fā)送，并且通過(guò)連接兩個(gè)終端的網(wǎng)絡(luò)上的不同信道傳輸。當(dāng)一個(gè)電視會(huì)議開(kāi)始時(shí)，捆綁6個(gè)信道（使用一個(gè)外置或內(nèi)置的IMUX）建立會(huì)議電視意味著需確定這6個(gè)信道間的同步關(guān)系，并將這一關(guān)系在整個(gè)呼叫過(guò)程中保持下去。MUX把6個(gè)連續(xù)的比特位分散到6個(gè)信道的數(shù)據(jù)流中。如果由于某個(gè)比特位使這種信道中的任何一個(gè)滑落，整個(gè)呼叫將失敗，而B信道必須進(jìn)行同步調(diào)整。通常情況下，這就需要切斷和重新啟動(dòng)呼叫。因此交換網(wǎng)絡(luò)上的會(huì)議電視呼叫較之那些基于永久電路的呼叫可靠性要差。在多點(diǎn)呼叫中，這一效應(yīng)會(huì)由于與各個(gè)終端端口的連接而累積增加。VIEL與國(guó)際多媒體遠(yuǎn)程會(huì)議聯(lián)盟（IMTC）于1997年底共同進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于會(huì)議電視可靠性的研究，這項(xiàng)于1998年結(jié)束的研究向業(yè)界提出了若干改進(jìn)措施的建議。

——這些建議直接影響到終端設(shè)備供應(yīng)商、橋接設(shè)備供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備生產(chǎn)商及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商，是為了迎合以下幾方面發(fā)展趨勢(shì)而提出的：（1）所有企業(yè)對(duì)局域網(wǎng)的應(yīng)用；（2）H.323協(xié)議的出臺(tái)；（3）Internet的快速發(fā)展；（4）即將實(shí)現(xiàn)的寬帶傳輸構(gòu)架。這些發(fā)展趨勢(shì)更加突出了在獨(dú)立交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的會(huì)議電視應(yīng)用的高昂費(fèi)用和孤立性。

——但是，這并不說(shuō)明適用于H.320的會(huì)議電視就此將被淘汰。電路交換網(wǎng)絡(luò)如ISDN、專(zhuān)用E1／T1網(wǎng)、ATM等網(wǎng)絡(luò)仍將在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)存在，與IP網(wǎng)絡(luò)并存。如果說(shuō)我們從過(guò)去的30多年的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中學(xué)到了什么，那就是新技術(shù)很少會(huì)直接取代舊技術(shù)，反而會(huì)在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)促進(jìn)舊技術(shù)的發(fā)展。

——雖然H.320通信成本相對(duì)于現(xiàn)有的其它方式稍顯昂貴，但其市場(chǎng)仍將在未來(lái)數(shù)年里繼續(xù)成掩一盡管其成長(zhǎng)是緩慢的，其可靠性會(huì)繼續(xù)影響市場(chǎng)，大量用戶已安裝使用了此類(lèi)設(shè)備，產(chǎn)品的性能
已得到充分發(fā)展，并且確立了有服務(wù)質(zhì)量（QoS)保證的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

3 H.323和寬帶網(wǎng)絡(luò)

——H.323是由H.320發(fā)展而成的，應(yīng)用于分組交換網(wǎng)絡(luò)。為什么這一標(biāo)準(zhǔn)會(huì)發(fā)展起來(lái)呢？

——在現(xiàn)代社會(huì)中，多數(shù)會(huì)議室都能連接到局域網(wǎng)上，辦公室里的每個(gè)臺(tái)式機(jī)也是企業(yè)局域網(wǎng)中的一部分。如果可以通過(guò)局域網(wǎng)的連接進(jìn)行同一企業(yè)，校園或全球范圍內(nèi)兩人之間的視頻會(huì)議，何必還要花錢(qián)請(qǐng)網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商提供ISDN BRI業(yè)務(wù)呢？以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)進(jìn)行運(yùn)作的企業(yè)總是不斷尋找最大可能的方式以利用其現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和支持資源，這通常意味著把視頻和數(shù)據(jù)（甚至還有音頻）網(wǎng)絡(luò)合并在一個(gè)企業(yè)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中。

——局域網(wǎng)是分組交換網(wǎng)絡(luò)，以包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，包有可能丟失，這樣就需要重發(fā)，這也是導(dǎo)致延遲的原因。分組交換不保障有序性和定時(shí)性。實(shí)際上，信息傳輸量的大小是在不斷上下
浮動(dòng)的，穩(wěn)定而持久的帶寬并不存在。在分組交換網(wǎng)上128kbit／s速率下的呼叫并不代表能有持續(xù)的128kbit／s速率的數(shù)據(jù)流。另外，在分組交換網(wǎng)上的數(shù)據(jù)交換是單向的(即半雙工）。如果在以太網(wǎng)上以128kbit／s的速率連接另一個(gè)終端，實(shí)際上占用了256kbit／s的帶寬:128kbit／s用來(lái)發(fā)送，另外128kbit／s用來(lái)接收。

——分組交換網(wǎng)是為傳遞突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的，如果它們?cè)趥鬟f對(duì)時(shí)間要求很高的信息的缺陷可以克服，將能夠提供比電路交換網(wǎng)更多的會(huì)議功能。例如，在分組交換網(wǎng)上更易于實(shí)施多點(diǎn)視頻會(huì)議、廣播和組播。

——H.323是國(guó)際電信聯(lián)盟制定的局域網(wǎng)上的多媒體通信系列標(biāo)準(zhǔn)，且專(zhuān)門(mén)為不提供服務(wù)質(zhì)量（QoS)保證的局域網(wǎng)技術(shù)制定，譬如運(yùn)行于以太網(wǎng)，快速以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）上的
TCP／IP和IPX。盡管該協(xié)議特別為局域網(wǎng)制定，它還支持在本地網(wǎng)、城域網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)以及廣域網(wǎng)上實(shí)時(shí)視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸。IP是H.323產(chǎn)品應(yīng)用最普遍的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

——1997年5月，國(guó)際電信聯(lián)盟第15研究小組重新定義了H.323，它成為在“不保證服務(wù)質(zhì)量的分組交換網(wǎng)上傳遞信息的多媒體通信系統(tǒng)”的標(biāo)準(zhǔn)。

——H.323是在H.320眾多的要素上建立起來(lái)，同時(shí)又有所擴(kuò)展。增加了的某些功能正是由分組交換網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式所帶來(lái)的。其它功能的增加則是由壓縮和信令技術(shù)不斷發(fā)展創(chuàng)造的。這一協(xié)議在規(guī)定了與H.320相同的視音頻壓縮算法的同時(shí)，又補(bǔ)充了一些新的算法，如新的H.263標(biāo)準(zhǔn)視頻壓縮算法。H.263基于H.261，但又優(yōu)化了低比特率。在給定的比特率下，H.263能提供比H.261更好的圖像質(zhì)量。

——所有H.323終端都必須擁有對(duì)音頻的支持，而視頻功能是可供選擇的。兼容H.323標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品在不具備視頻編碼／解碼能力的情況下就可應(yīng)用。數(shù)據(jù)共享也是H.323的一個(gè)選項(xiàng)，但是如果數(shù)據(jù)共享被選用，則必須符合T.120標(biāo)準(zhǔn)。顯然，H.323的制定者們期望使它成為Internet上多媒體傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。

——這一標(biāo)準(zhǔn)事實(shí)上包含了非常廣泛的特性和功能。其中一部分是必須的，而另一部分則是可選的。H.323定義了終端之外的更多的內(nèi)容，以下是其定義的四個(gè)主要部分：終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)閘、多點(diǎn)控制單元。

——正在到來(lái)的H.323會(huì)議電視潮流正發(fā)展成為會(huì)議電視技術(shù)的主流，同時(shí)也面臨著來(lái)自Internet世界的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。但是正如電子商務(wù)領(lǐng)域，盡管人們大多關(guān)注消費(fèi)者對(duì)Internet的使用，視頻通信最主要的使用還是在商用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交易上。根據(jù)2000年1月4日的電子商務(wù)時(shí)報(bào)(E-Commerce Times）的報(bào)道，1998年電子商務(wù)總收入的84％源于企事業(yè)機(jī)構(gòu)間的商務(wù)往來(lái)，價(jià)值達(dá)430億美金。

——我們?nèi)砸訦.323來(lái)預(yù)測(cè)這一趨勢(shì)，數(shù)字視頻通信與其它IP網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸相比，對(duì)于帶寬有很高的要求，同時(shí)對(duì)服務(wù)質(zhì)量要求也很高。如上所述，384 kbit／s的傳輸速率是保證可被接受的商用會(huì)議電視質(zhì)量的理想速率，而遠(yuǎn)程教學(xué)通常對(duì)帶寬要求更高些。

——隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商新的寬帶業(yè)務(wù)的增加以及保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的情況下對(duì)核心寬帶骨干網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，我們可以預(yù)見(jiàn)各種企事業(yè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部解決方案，如視頻會(huì)議，視頻點(diǎn)播和用于教學(xué)。培訓(xùn)和技術(shù)支持活動(dòng)的數(shù)字視頻傳輸?shù)奶峁┠芰��?huì)得到迅速提高。

——所有這些業(yè)務(wù)都是基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的，事實(shí)上這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)為實(shí)踐所證明，并將繼續(xù)得到各會(huì)議電視廠商的普遍支持。其它支持寬帶應(yīng)用擴(kuò)展的技術(shù)是流媒體視頻技術(shù)和IP環(huán)境下的組播應(yīng)用。

——那樣，企業(yè)將能夠直接接入寬帶骨干網(wǎng)，而不必購(gòu)買(mǎi)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直聯(lián)，如ATM的虛擬專(zhuān)用電路，他們所要購(gòu)買(mǎi)的只是該項(xiàng)業(yè)務(wù)或帶寬容量而已。

4 Internet視頻通信

——消費(fèi)者、小企業(yè)及其接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商（ISP）驅(qū)動(dòng)Internet市場(chǎng)的發(fā)展。一些人通過(guò)電纜調(diào)制解調(diào)器或ADSL連接ISP，但大多數(shù)用戶仍在使用調(diào)制解調(diào)器和模擬電話線。大企業(yè)的員工們?cè)诠ぷ髦锌梢杂懈�高的訪問(wèn)速度，但許多娛樂(lè)和消費(fèi)發(fā)生在工作時(shí)間之外，其應(yīng)用的速度則會(huì)慢得多。

——迄今為止，Internet視頻應(yīng)用的兩個(gè)動(dòng)力主要是視頻流技術(shù)和IP電話——并不是視頻技術(shù)。

——國(guó)際電信聯(lián)盟關(guān)于H。323的構(gòu)架明確指出H。323作為Internet上所有多媒體應(yīng)用的基礎(chǔ)。IP電話的商業(yè)應(yīng)用就基于這一協(xié)議。但總的來(lái)說(shuō)，這一協(xié)議意味著需要花一定的時(shí)間先去建立一個(gè)會(huì)議。因此，Internet工程組（IETF）已經(jīng)提出一項(xiàng)新標(biāo)準(zhǔn)——預(yù)約會(huì)議協(xié)議（SIP）。一些IP網(wǎng)上音頻的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生，但實(shí)時(shí)的數(shù)字視頻應(yīng)用尚未出現(xiàn)。

——盡管H.323有望在今后幾年內(nèi)成為占主導(dǎo)地位的協(xié)議，SIP也因?yàn)镮P電話和其它Internet產(chǎn)品而可望被大量使用。但現(xiàn)在，H.NT（新終端）正在孕育之中，該協(xié)議可以簡(jiǎn)化H.323，并提供類(lèi)似的SIP會(huì)議電視協(xié)議，SIP也有可能被發(fā)展成為具有視頻功能的協(xié)議。

——視頻流技術(shù)是單向廣播技術(shù)，一大批有競(jìng)爭(zhēng)力的商業(yè)企業(yè)正推動(dòng)著其發(fā)展，VTEL就是其中之一。一般而言，視頻流技術(shù)屬于專(zhuān)用技術(shù)，需要在瀏覽器中安裝一個(gè)插件以利用視頻流。而VTKL的方式是利用標(biāo)準(zhǔn)的Java語(yǔ)言，并不需要任何插件。同時(shí)VTEL TurboCast產(chǎn)品的QCIF分辨率是以H.263為基礎(chǔ)的。

——流技術(shù)是否能成為會(huì)議電視的發(fā)展基礎(chǔ)呢？這種可能性當(dāng)然是存在的，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的會(huì)議中的可能性更是顯而易見(jiàn)。在計(jì)算機(jī)構(gòu)架上得到可行性的同時(shí)，制約流技術(shù)發(fā)展的主要因素就是延遲的可能性和持續(xù)性以及服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題。

——在漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中，隨著IP技術(shù)自身的發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)向新近應(yīng)用的寬帶骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)換，由Internet產(chǎn)品定義的協(xié)議將成為未來(lái)通信的基礎(chǔ)。

——ITU-T在未來(lái)終端產(chǎn)品中的角色尚未可知，盡管它在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中的角色很可能會(huì)保留下去。有趣的是，組成國(guó)際電信聯(lián)盟的許多電信企業(yè)和權(quán)威機(jī)構(gòu)已轉(zhuǎn)變成為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商。

——在公共Internet上的視頻通信肯定會(huì)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檫@里有大量的消費(fèi)者會(huì)使用這種技術(shù)。但是，這也是出現(xiàn)問(wèn)題最多的部分：人們?nèi)绾位蚝螘r(shí)能普遍快速接入Internet？何時(shí)可以采用數(shù)據(jù)／視頻／音頻呼叫的標(biāo)準(zhǔn)以促進(jìn)協(xié)同工作的能力？Internet上的有保證的服務(wù)質(zhì)量解決方案是什么？

5 結(jié)論：展現(xiàn)視頻的力量

——以上我們討論了視頻通信技術(shù)及市場(chǎng)的發(fā)展的三個(gè)部分。我們也已經(jīng)提出了它們的發(fā)展趨勢(shì)和推動(dòng)其發(fā)展的動(dòng)力。

——VTEL在這三個(gè)領(lǐng)域均有建樹(shù)。VTEL不僅是H.320領(lǐng)域的首要供應(yīng)商，而且隨著銀河系列產(chǎn)品計(jì)劃推出，該公司正成為H.323協(xié)議下的商用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)寬帶傳輸?shù)募考空�。VTEL擁有Internet上的流媒體產(chǎn)品，并于1999年12月宣布了即將在該領(lǐng)域推出若干新產(chǎn)品的計(jì)劃。我們相信在未來(lái)了特別是在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上將包含若干以上介紹過(guò)的技術(shù)。因此，作為一個(gè)成功的供應(yīng)商必須為用戶創(chuàng)造出一個(gè)廣闊的產(chǎn)品和服務(wù)的組合，以提供在混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的綜合解決方案。

——在強(qiáng)調(diào)了所有這些議題和技術(shù)之后，我們?nèi)匀挥幸粋�(gè)重要的問(wèn)題：為什么視頻通信如此重要？標(biāo)準(zhǔn)信息傳遞和音頻通信已經(jīng)普及，擁有無(wú)以計(jì)數(shù)的成功應(yīng)用，而且對(duì)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的要求卻少得多。

——遠(yuǎn)在Internet、會(huì)議電視甚至電子郵件出現(xiàn)之前，人們就在對(duì)人類(lèi)交流的研究中明確了每一個(gè)基本交流要素對(duì)于整體交流的貢獻(xiàn)。大多數(shù)的研究把人類(lèi)交流劃分出三個(gè)基本要素：（1）內(nèi)容（即我們談話的內(nèi)容）：（2）表述方式（即我們是怎么說(shuō)的）；（3）視頻（即我們所看到的）。事實(shí)上這一領(lǐng)域中所有的研究都得出這樣的結(jié)論：視頻因素是最有力的，它占據(jù)了人類(lèi)交流的所有信息量的一半以上。

——因此，任何關(guān)于人類(lèi)交流的應(yīng)用和連接都能由于引入視覺(jué)的因素而使效果大大提高。VTEL正是以“展現(xiàn)視頻力量——The Power of Vision”來(lái)形容視頻應(yīng)用的巨大潛力，而我們大部分的市場(chǎng)研究也是基于這一結(jié)果致力于去尋找最引人注目的視頻應(yīng)用。也許技術(shù)上面臨的挑戰(zhàn)可能會(huì)減緩視頻通信應(yīng)用的實(shí)施速度，但這些困難正在被迅速克服，視頻應(yīng)用的發(fā)展?jié)摿κ遣豢上蘖康摹?/P>

——所以，不管占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)是以電路還是分組交換為基礎(chǔ)，是應(yīng)用H.320、H.323、SIP，還是其它有待制定的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和視頻協(xié)議，視訊都必將在未來(lái)通信中扮演重要的角色。

[作者簡(jiǎn)介]Stephen Von Rump，VTEL美國(guó)視訊公司總裁兼首席執(zhí)行官。