視頻通信的未來趨勢

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，世界首臺商用數(shù)字會議電視系統(tǒng)問世，此后，電路交換技術(shù)始終是此類產(chǎn)品發(fā)展的基礎(chǔ)。盡管科學(xué)家和供應(yīng)商們早就開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)用到實踐中來。

——今天，應(yīng)用分組交換技術(shù)進(jìn)行連接的選擇迅猛增長，而Internet從其中脫穎而出。同時，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新的領(lǐng)域——一個以Internet為基礎(chǔ)，而另一個則以寬帶傳輸為基礎(chǔ)。

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

——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)狀及其在未來十年的走向：（1）基于傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)的電視會議；（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)見的將來，這三個技術(shù)發(fā)展階段將同時存在于數(shù)字視頻通信領(lǐng)域。

2 H.320和傳統(tǒng)會議電視

——傳統(tǒng)會議電視是利用以E1和T1網(wǎng)為代表的直聯(lián)數(shù)字線路連接終端會議電視設(shè)備進(jìn)行實時音頻、視頻和數(shù)據(jù)信息的傳送。而多點控制器的應(yīng)用，使一塊控制板就具備了所有主席會場的操作功能。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、中國和其它地區(qū)應(yīng)用的窄帶ISDN BRI），點對點和多點呼叫開始實際應(yīng)用。

——雖然會議電視廠家最初以各自專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，不過廠家還是多多少少地保留了一些自己的專用算法。

——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)適用于實時應(yīng)用，如長時間和具有確定延遲的音頻和視頻信號傳遞。它們依賴于帶外信令、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)呼叫的具體時間流向不同的方向，并在可預(yù)見的時間，按既定的順序到達(dá)。這對于那些對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。在專用的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的速率是簡單且可靠的，而在6B信道呼叫的ISDN網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下則會稍顯復(fù)雜和缺乏可靠性。

——電路交換網(wǎng)絡(luò)最初是為語音業(yè)務(wù)所設(shè)計，因此每一個B信道呼叫都被單獨發(fā)送，并且通過連接兩個終端的網(wǎng)絡(luò)上的不同信道傳輸。當(dāng)一個電視會議開始時，捆綁6個信道（使用一個外置或內(nèi)置的IMUX）建立會議電視意味著需確定這6個信道間的同步關(guān)系，并將這一關(guān)系在整個呼叫過程中保持下去。MUX把6個連續(xù)的比特位分散到6個信道的數(shù)據(jù)流中。如果由于某個比特位使這種信道中的任何一個滑落，整個呼叫將失敗，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呼叫。因此交換網(wǎng)絡(luò)上的會議電視呼叫較之那些基于永久電路的呼叫可靠性要差。在多點呼叫中，這一效應(yīng)會由于與各個終端端口的連接而累積增加。VIEL與國際多媒體遠(yuǎn)程會議聯(lián)盟（IMTC）于1997年底共同進(jìn)行了一項關(guān)于會議電視可靠性的研究，這項于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)展趨勢而提出的：（1）所有企業(yè)對局域網(wǎng)的應(yīng)用；（2）H.323協(xié)議的出臺；（3）Internet的快速發(fā)展；（4）即將實現(xiàn)的寬帶傳輸構(gòu)架。這些發(fā)展趨勢更加突出了在獨立交換網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的會議電視應(yīng)用的高昂費用和孤立性。

——但是，這并不說明適用于H.320的會議電視就此將被淘汰。電路交換網(wǎng)絡(luò)如ISDN、專用E1／T1網(wǎng)、ATM等網(wǎng)絡(luò)仍將在一定時間內(nèi)繼續(xù)存在，與IP網(wǎng)絡(luò)并存。如果說我們從過去的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)很少會直接取代舊技術(shù)，反而會在很長時間內(nèi)促進(jìn)舊技術(shù)的發(fā)展。

——雖然H.320通信成本相對于現(xiàn)有的其它方式稍顯昂貴，但其市場仍將在未來數(shù)年里繼續(xù)成掩一盡管其成長是緩慢的，其可靠性會繼續(xù)影響市場，大量用戶已安裝使用了此類設(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)會發(fā)展起來呢？

——在現(xiàn)代社會中，多數(shù)會議室都能連接到局域網(wǎng)上，辦公室里的每個臺式機也是企業(yè)局域網(wǎng)中的一部分。如果可以通過局域網(wǎng)的連接進(jìn)行同一企業(yè)，校園或全球范圍內(nèi)兩人之間的視頻會議，何必還要花錢請網(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性。實際上，信息傳輸量的大小是在不斷上下
浮動的，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的速率連接另一個終端，實際上占用了256kbit／s的帶寬:128kbit／s用來發(fā)送，另外128kbit／s用來接收。

——分組交換網(wǎng)是為傳遞突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)計的，如果它們在傳遞對時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)更多的會議功能。例如，在分組交換網(wǎng)上更易于實施多點視頻會議、廣播和組播。

——H.323是國際電信聯(lián)盟制定的局域網(wǎng)上的多媒體通信系列標(biāo)準(zhǔn)，且專門為不提供服務(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)上實時視頻、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，同時又有所擴展。增加了的某些功能正是由分組交換網(wǎng)絡(luò)的運行方式所帶來的。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，又補充了一些新的算法，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的一個選項，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主要部分：終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)閘、多點控制單元。

——正在到來的H.323會議電視潮流正發(fā)展成為會議電視技術(shù)的主流，同時也面臨著來自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)注消費者對Internet的使用，視頻通信最主要的使用還是在商用點對點的交易上。根據(jù)2000年1月4日的電子商務(wù)時報(E-Commerce Times）的報道，1998年電子商務(wù)總收入的84％源于企事業(yè)機構(gòu)間的商務(wù)往來，價值達(dá)430億美金。

——我們?nèi)砸訦.323來預(yù)測這一趨勢，數(shù)字視頻通信與其它IP網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸相比，對于帶寬有很高的要求，同時對服務(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議電視質(zhì)量的理想速率，而遠(yuǎn)程教學(xué)通常對帶寬要求更高些。

——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)量的情況下對核心寬帶骨干網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，我們可以預(yù)見各種企事業(yè)機構(gòu)內(nèi)部解決方案，如視頻會議，視頻點播和用于教學(xué)。培訓(xùn)和技術(shù)支持活動的數(shù)字視頻傳輸?shù)奶峁┠芰玫窖杆偬岣摺?/P>

——所有這些業(yè)務(wù)都是基于H.323標(biāo)準(zhǔn)的，事實上這一標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)為實踐所證明，并將繼續(xù)得到各會議電視廠商的普遍支持。其它支持寬帶應(yīng)用擴展的技術(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)，而不必購買點對點的直聯(lián)，如ATM的虛擬專用電路，他們所要購買的只是該項業(yè)務(wù)或帶寬容量而已。

4 Internet視頻通信

——消費者、小企業(yè)及其接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供應(yīng)商（ISP）驅(qū)動Internet市場的發(fā)展。一些人通過電纜調(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)的員工們在工作中可以有更高的訪問速度，但許多娛樂和消費發(fā)生在工作時間之外，其應(yīng)用的速度則會慢得多。

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

——國際電信聯(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。但總的來說，這一協(xié)議意味著需要花一定的時間先去建立一個會議。因此，Internet工程組（IETF）已經(jīng)提出一項新標(biāo)準(zhǔn)——預(yù)約會議協(xié)議（SIP）。一些IP網(wǎng)上音頻的應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生，但實時的數(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也因為IP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)議可以簡化H.323，并提供類似的SIP會議電視協(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)，一大批有競爭力的商業(yè)企業(yè)正推動著其發(fā)展，VTEL就是其中之一。一般而言，視頻流技術(shù)屬于專用技術(shù)，需要在瀏覽器中安裝一個插件以利用視頻流。而VTKL的方式是利用標(biāo)準(zhǔn)的Java語言，并不需要任何插件。同時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，在點對點的會議中的可能性更是顯而易見。在計算機構(gòu)架上得到可行性的同時，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)量的問題。

——在漫長的發(fā)展過程中，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)議將成為未來通信的基礎(chǔ)。

——ITU-T在未來終端產(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保留下去。有趣的是，組成國際電信聯(lián)盟的許多電信企業(yè)和權(quán)威機構(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實現(xiàn)，因為這里有大量的消費者會使用這種技術(shù)。但是，這也是出現(xiàn)問題最多的部分：人們?nèi)绾位蚝螘r能普遍快速接入Internet？何時可以采用數(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)及市場的發(fā)展的三個部分。我們也已經(jīng)提出了它們的發(fā)展趨勢和推動其發(fā)展的動力。

——VTEL在這三個領(lǐng)域均有建樹。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)品計劃推出，該公司正成為H.323協(xié)議下的商用點對點寬帶傳輸?shù)募考空摺TEL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)品的計劃。我們相信在未來了特別是在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上將包含若干以上介紹過的技術(shù)。因此，作為一個成功的供應(yīng)商必須為用戶創(chuàng)造出一個廣闊的產(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。

——在強調(diào)了所有這些議題和技術(shù)之后，我們?nèi)匀挥幸粋�重要的問題：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，擁有無以計數(shù)的成功應(yīng)用，而且對運營網(wǎng)絡(luò)的要求卻少得多。

——遠(yuǎn)在Internet、會議電視甚至電子郵件出現(xiàn)之前，人們就在對人類交流的研究中明確了每一個基本交流要素對于整體交流的貢獻(xiàn)。大多數(shù)的研究把人類交流劃分出三個基本要素：（1）內(nèi)容（即我們談話的內(nèi)容）：（2）表述方式（即我們是怎么說的）；（3）視頻（即我們所看到的）。事實上這一領(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)了人類交流的所有信息量的一半以上。

——因此，任何關(guān)于人類交流的應(yīng)用和連接都能由于引入視覺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”來形容視頻應(yīng)用的巨大潛力，而我們大部分的市場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)可能會減緩視頻通信應(yīng)用的實施速度，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，不管占絕對優(yōu)勢的技術(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，視訊都必將在未來通信中扮演重要的角色。

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