基于無線通信技術(shù)的多班組協(xié)同作業(yè)會議系統(tǒng)分析

基于無線通信技術(shù)的多班組協(xié)同作業(yè)會議系統(tǒng)分析

文/李莉　王冰　邵海濤

電力生產(chǎn)大都為野外多工種多班組作業(yè)，相互間的溝通協(xié)調(diào)非常重要。基于無線通信技術(shù)的多班組協(xié)同作業(yè)會議系統(tǒng)主要研究的是野外工作環(huán)境下如何通過無線便攜式終端設(shè)備實現(xiàn)音視頻信號的采集和傳輸，從而解決調(diào)度臺與作業(yè)班組之間以及各班組相互之間的實時溝通交流的問題。

【關(guān)鍵詞】無線通信技術(shù) 多班組協(xié)同作業(yè)會議系統(tǒng)

如今電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)正飛速發(fā)展，這為音視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展提供了技術(shù)保證。視頻技術(shù)在工業(yè)、軍事和民用領(lǐng)域正發(fā)揮著不可忽視的作用。相對單一的圖像來說，連續(xù)的圖像序列——視頻具有表達客觀事物更加直觀、生動、形象，信息內(nèi)容更加豐富等優(yōu)點。

1 音視頻會議系統(tǒng)的發(fā)展

音視頻會議系統(tǒng)大致經(jīng)歷了以下幾個發(fā)展階段：  

（1）最早的音視頻會議系統(tǒng)是采用模擬方式傳輸?shù)模�但由于在模擬微波（或同軸電纜等）線路上傳輸一路模擬視頻會議信號所需帶寬為 6MHz，相當于占用 960 個電話線路的帶寬，在運營成本上是較昂貴的，因此其商業(yè)推廣應(yīng)用受到很大的限制。 

（2）1990年11U—T發(fā)布了用于ISDN、El、T1 上的群視頻會議標準協(xié)議 H.320，H.320 協(xié)議是應(yīng)用最早、最為成熟的協(xié)議，為視頻會議領(lǐng)域的標準化發(fā)揮了巨大的作用。  

（3）1996 年 5 月Ⅱ U-T 制定了在分組交換網(wǎng)絡(luò)上工作的視頻會議的標準 H.323，支持 H.323 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)視頻會議系統(tǒng)是一種集中式、緊耦合會議系統(tǒng)，其顯著特點是引入了多點控制單元 MCU(Multipoint Control Unit)，由MCU 將一個發(fā)送者的音視頻分別獨立地以 IP單播 (Unicast) 方式轉(zhuǎn)發(fā)給多個接收者來實現(xiàn)多點交互，其好處是對會議成員的管理方便，但這將導(dǎo)致系統(tǒng)開銷和網(wǎng)絡(luò)負擔隨用戶數(shù)的增加而迅速增大，令系統(tǒng)無法進行大規(guī)模擴展。  

（4）1998 年 9 月，ITU(International Telecommunications Union) 在 H.323 的基礎(chǔ)上制定了松禍合擴展協(xié)議 H.332，該協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層使用坤組播技術(shù)，采用分布式松耦合的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，較好地解決視頻會議系統(tǒng)的規(guī)模擴展問題。  

（5）近年來，流媒體廣播技術(shù)越來越多的應(yīng)用于視頻會議系統(tǒng)。大部分廣播會議，如網(wǎng)上路演、采訪、現(xiàn)場會等，能夠為用戶傳輸多媒體信息，是對傳統(tǒng)視頻會議功能的擴展。  2003 年 3 月，ITU-T 視 頻 編 碼 專 家 組（VCEG） 和 ISO/IEC MPEG(Motion Pieture Expert Group) 組成的聯(lián)合視頻專家組正式公布了 H.264 視頻壓縮標準。H.264 是新一代低比特率視頻標準，與現(xiàn)有的任何標準相比，它有著更高的壓縮性能，能夠在較低帶寬提供高質(zhì)量的圖像傳輸，對網(wǎng)絡(luò)傳輸有更好地支持。具體講，與MPEG-4相比，在相同視頻質(zhì)量下，采用 H.264 標準能降低碼率 50% 左右；在相同碼率下，其信噪比明顯提高。而且，H.264的授權(quán)費用更加合理，受到廣泛的重視和歡迎，具有廣闊的應(yīng)用前景，比如實時視頻通信、Intemet 視頻傳輸、視頻流媒體服務(wù)等，它被認為是最具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮�視頻壓縮編碼技術(shù)。

2 音視頻會議系統(tǒng)現(xiàn)狀分析

隨著科技的發(fā)展和社會的進步，音視頻會議系統(tǒng)不斷應(yīng)用到社會的各行各業(yè)，日益受到人們的關(guān)注。在我國從事軟件視頻會議系統(tǒng)研發(fā)的公司主要有瑞福特、V2、網(wǎng)動、山大聯(lián)潤等。瑞福特公司整合了 H.323 標準，允許H.323 終端參加會議，并且支持手機、電話的接入，為用戶提供了一個統(tǒng)一的、完整的網(wǎng)絡(luò)多媒體通信應(yīng)用解決方案。V2 在多路混音以及消除背景噪音方面做得非常出色，V2 擁有專利技術(shù)的“基于前向糾錯的網(wǎng)絡(luò)音頻抗丟包算法”使得在網(wǎng)絡(luò)丟包率達到 10% 時聲音仍保持清晰連貫而不停頓。 

目前的商業(yè)化的視頻會議大多遵循 H.323標準。這是因為 H.323 標準的成熟性，有助于諸多軟件供應(yīng)商開發(fā)性能穩(wěn)定的設(shè)備，并且有利于不同的供應(yīng)商之間消除互操作性中出現(xiàn)的問題，并在市場上推出各種支持 H.323 標準的設(shè)備。缺點是當客戶端增加時，由于服務(wù)器CPU 處理能力、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，會使會議質(zhì)量明顯下降。      

SIP 基于現(xiàn)有的 IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供多媒體業(yè)務(wù)的協(xié)議，是一個分散式協(xié)議，它將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的復(fù)雜性推向網(wǎng)絡(luò)邊緣，需要相對智能的終端，協(xié)議也比較簡單。優(yōu)點包括：該協(xié)議具有可擴展特性，可以輕松定義并迅速實現(xiàn)新功能；缺點是問世不久，大多數(shù)應(yīng)用處于原型階段，該協(xié)議單獨應(yīng)用的范圍較窄。  

視頻會議系統(tǒng)經(jīng)常采用的架構(gòu)有 C/S(Client/Server 即 客 戶 機 / 服 務(wù) 器 ) 和 B/S(Browser/Server 即瀏覽器 / 服務(wù)器 ) 結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)后者是從前者發(fā)展而來 的，它們的本質(zhì)都是 C/S 而二層結(jié)構(gòu)的 C/S 模式存在諸多問題，例如開發(fā)和維護成本高，服務(wù)器負載重，靈活性差，缺乏開放性，難以與 Internet/Intranet 接軌等，造成系統(tǒng)使用和維護中的許多難題。三層的 B/S 模式雖然開發(fā)和維護較為容易，但服務(wù)器負載重，理論上會議參加者的數(shù)量可以很多，實際效果并不令人滿意，服務(wù)器成為會議系統(tǒng)的瓶頸。在網(wǎng)絡(luò)狀況較好并且與會人員數(shù)量不多的情況下，視頻會議系統(tǒng)能夠提供令人滿意的效果。但是不同與會者的網(wǎng)絡(luò)帶寬質(zhì)量參差不齊，隨著與會者數(shù)量的增加，視頻圖像質(zhì)量就會有所下降，甚至?xí)��?dǎo)致會議無法正常進行。因此，如何提高視頻圖像的傳輸質(zhì)量是視頻會議系統(tǒng)研究的首要任務(wù)。

隨著無線技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字音視頻會議系統(tǒng)在原有的以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，拋棄了網(wǎng)絡(luò)電纜，用無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸，降低了布線的成本，增強了會議系統(tǒng)的靈活性和可擴充性。采用 3G/4G 無線數(shù)據(jù)通信方式，無線網(wǎng)絡(luò)帶寬得到了改善，克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)只能用于固定會場的會議，可以在有 3G/4G 服務(wù)的任何地方召開音視頻會議。

3 總結(jié)

電力生產(chǎn)大多是多班組野外作業(yè)，相互之間缺少有效溝通的手段，遇到問題都是自行解決，很難得到其它班組的協(xié)作幫助，這勢必對作業(yè)的質(zhì)量和效率產(chǎn)生影響。采用 H.264 視頻編解碼技術(shù)、3G/4G 無線通信技術(shù)、嵌入式技術(shù)等設(shè)計和開發(fā)應(yīng)用于作業(yè)現(xiàn)場的無線音視頻終端設(shè)備，通過管理平臺既能實現(xiàn)調(diào)度臺與各班組之間協(xié)調(diào)互動、統(tǒng)一調(diào)度，又能使電力生產(chǎn)的各班組相互間能夠使用終端設(shè)備進行溝通交流，實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。

參考文獻 

[1]紀鵬之,梁篤國.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的發(fā)展和應(yīng)用 [J]. 人民公安 ,2008(03):56-57．

作者單位

國網(wǎng)新疆電力公司信息通信公司　新疆維吾爾族自治區(qū)烏魯木齊市　830002