基于無線通信技術的多班組協同作業會議系統分析

基于無線通信技術的多班組協同作業會議系統分析

文/李莉　王冰　邵海濤

電力生產大都為野外多工種多班組作業，相互間的溝通協調非常重要。基于無線通信技術的多班組協同作業會議系統主要研究的是野外工作環境下如何通過無線便攜式終端設備實現音視頻信號的采集和傳輸，從而解決調度臺與作業班組之間以及各班組相互之間的實時溝通交流的問題。

【關鍵詞】無線通信技術 多班組協同作業會議系統

如今電子信息技術、計算機技術和通信技術正飛速發展，這為音視頻會議系統的發展提供了技術保證。視頻技術在工業、軍事和民用領域正發揮著不可忽視的作用。相對單一的圖像來說，連續的圖像序列——視頻具有表達客觀事物更加直觀、生動、形象，信息內容更加豐富等優點。

1 音視頻會議系統的發展

音視頻會議系統大致經歷了以下幾個發展階段：  

（1）最早的音視頻會議系統是采用模擬方式傳輸的，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，因此其商業推廣應用受到很大的限制。 

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

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

（4）1998 年 9 月，ITU(International Telecommunications Union) 在 H.323 的基礎上制定了松禍合擴展協議 H.332，該協議在網絡層使用坤組播技術，采用分布式松耦合的系統結構，較好地解決視頻會議系統的規模擴展問題。  

（5）近年來，流媒體廣播技術越來越多的應用于視頻會議系統。大部分廣播會議，如網上路演、采訪、現場會等，能夠為用戶傳輸多媒體信息，是對傳統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量的圖像傳輸，對網絡傳輸有更好地支持。具體講，與MPEG-4相比，在相同視頻質量下，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的授權費用更加合理，受到廣泛的重視和歡迎，具有廣闊的應用前景，比如實時視頻通信、Intemet 視頻傳輸、視頻流媒體服務等，它被認為是最具發展潛力的新一代視頻壓縮編碼技術。

2 音視頻會議系統現狀分析

隨著科技的發展和社會的進步，音視頻會議系統不斷應用到社會的各行各業，日益受到人們的關注。在我國從事軟件視頻會議系統研發的公司主要有瑞福特、V2、網動、山大聯潤等。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一的、完整的網絡多媒體通信應用解決方案。V2 在多路混音以及消除背景噪音方面做得非常出色，V2 擁有專利技術的“基于前向糾錯的網絡音頻抗丟包算法”使得在網絡丟包率達到 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商開發性能穩定的設備，并且有利于不同的供應商之間消除互操作性中出現的問題，并在市場上推出各種支持 H.323 標準的設備。缺點是當客戶端增加時，由于服務器CPU 處理能力、內存、網絡帶寬的限制，會使會議質量明顯下降。      

SIP 基于現有的 IP 網絡協議提供多媒體業務的協議，是一個分散式協議，它將網絡設備的復雜性推向網絡邊緣，需要相對智能的終端，協議也比較簡單。優點包括：該協議具有可擴展特性，可以輕松定義并迅速實現新功能；缺點是問世不久，大多數應用處于原型階段，該協議單獨應用的范圍較窄。  

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

隨著無線技術的發展，數字音視頻會議系統在原有的以太網監控系統的基礎上，拋棄了網絡電纜，用無線方式進行數據傳輸，降低了布線的成本，增強了會議系統的靈活性和可擴充性。采用 3G/4G 無線數據通信方式，無線網絡帶寬得到了改善，克服了傳統系統只能用于固定會場的會議，可以在有 3G/4G 服務的任何地方召開音視頻會議。

3 總結

電力生產大多是多班組野外作業，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作幫助，這勢必對作業的質量和效率產生影響。采用 H.264 視頻編解碼技術、3G/4G 無線通信技術、嵌入式技術等設計和開發應用于作業現場的無線音視頻終端設備，通過管理平臺既能實現調度臺與各班組之間協調互動、統一調度，又能使電力生產的各班組相互間能夠使用終端設備進行溝通交流，實現協同作業。

參考文獻 

[1]紀鵬之,梁篤國.網絡視頻監控的發展和應用 [J]. 人民公安 ,2008(03):56-57．

作者單位

國網新疆電力公司信息通信公司　新疆維吾爾族自治區烏魯木齊市　830002