视频通信的未来趋势

摘  要  本文讨论视频通信的发展现状及今后的发展方向。

关键词 视频通信 IP H.323 H.320

1 前言

——20年前，世界首台商用数字会议电视系统问世，此后，电路交换技术始终是此类产品发展的基础。尽管科学家和供应商们早就开始研究使用分组交换网的可能性，但直到最近两年，相关技术才渐渐地应用到实践中来。

——今天，应用分组交换技术进行连接的选择迅猛增长，而Internet从其中脱颖而出。同时，传统的电话业务供应商也推出了新的服务，ATM就是一个很好的例子。这些新的连接方式使数字视频通信增添了两个新的领域——一个以Internet为基础，而另一个则以宽带传输为基础。

——第二个大趋势就是国际化标准的角色和影响。1992年会议电视设备供应商们根据H.320协议完善了各自的专用会议电视通信协议，这标志着会议电视设备供应商之间具备了互操作能力，与此同时市场对于此技术的接受能力也上升到了一个新水平。

——我们将在以下三大技术领域中，讨论视频通信产业的发展现状及其在未来十年的走向：（1）基于传统的电路交换网的电视会议；（2）基于宽带传输的广泛应用于日常工作的视讯手段；（3）基于Internet的大众通信工具。在可预见的将来，这三个技术发展阶段将同时存在于数字视频通信领域。

2 H.320和传统会议电视

——传统会议电视是利用以E1和T1网为代表的直联数字线路连接终端会议电视设备进行实时音频、视频和数据信息的传送。而多点控制器的应用，使一块控制板就具备了所有主席会场的操作功能。当数字交换网络业务诞生后（如在欧洲、日本、美国、中国和其它地区应用的窄带ISDN BRI），点对点和多点呼叫开始实际应用。

——虽然会议电视厂家最初以各自专用的压缩和通信算法进行生产，但他们还是很快采用了ITU-T关于H.320的建议，不过厂家还是多多少少地保留了一些自己的专用算法。

——H.320是同步电路交换网（如ISDN）上视频传输的标准。这些网络适用于实时应用，如长时间和具有确定延迟的音频和视频信号传递。它们依赖于带外信令、集中的路由控制和昂贵的交换设备。如果以128kbit／s的速率进行传输，数据就可以以相同的速率根据呼叫的具体时间流向不同的方向，并在可预见的时间，按既定的顺序到达。这对于那些对延迟非常敏感的信息如音频和视频的信息传递十分重要。

——在H.320协议下，交换网络环境中商用呼叫的最理想带宽是384 kbit／s。这一速率可以以合理的成本提供高质量的音频和视频信号。在专用的E1和T1网上与其它装置或其它数字业务共享剩余带宽的情况下达到384 kbit／s的速率是简单且可靠的，而在6B信道呼叫的ISDN网络环境下则会稍显复杂和缺乏可靠性。

——电路交换网络最初是为语音业务所设计，因此每一个B信道呼叫都被单独发送，并且通过连接两个终端的网络上的不同信道传输。当一个电视会议开始时，捆绑6个信道（使用一个外置或内置的IMUX）建立会议电视意味着需确定这6个信道间的同步关系，并将这一关系在整个呼叫过程中保持下去。MUX把6个连续的比特位分散到6个信道的数据流中。如果由于某个比特位使这种信道中的任何一个滑落，整个呼叫将失败，而B信道必须进行同步调整。通常情况下，这就需要切断和重新启动呼叫。因此交换网络上的会议电视呼叫较之那些基于永久电路的呼叫可靠性要差。在多点呼叫中，这一效应会由于与各个终端端口的连接而累积增加。VIEL与国际多媒体远程会议联盟（IMTC）于1997年底共同进行了一项关于会议电视可靠性的研究，这项于1998年结束的研究向业界提出了若干改进措施的建议。

——这些建议直接影响到终端设备供应商、桥接设备供应商、网络接入设备生产商及网络服务供应商，是为了迎合以下几方面发展趋势而提出的：（1）所有企业对局域网的应用；（2）H.323协议的出台；（3）Internet的快速发展；（4）即将实现的宽带传输构架。这些发展趋势更加突出了在独立交换网络环境下的会议电视应用的高昂费用和孤立性。

——但是，这并不说明适用于H.320的会议电视就此将被淘汰。电路交换网络如ISDN、专用E1／T1网、ATM等网络仍将在一定时间内继续存在，与IP网络并存。如果说我们从过去的30多年的企业网络发展中学到了什么，那就是新技术很少会直接取代旧技术，反而会在很长时间内促进旧技术的发展。

——虽然H.320通信成本相对于现有的其它方式稍显昂贵，但其市场仍将在未来数年里继续成掩一尽管其成长是缓慢的，其可靠性会继续影响市场，大量用户已安装使用了此类设备，产品的性能
已得到充分发展，并且确立了有服务质量（QoS)保证的网络基础。

3 H.323和宽带网络

——H.323是由H.320发展而成的，应用于分组交换网络。为什么这一标准会发展起来呢？

——在现代社会中，多数会议室都能连接到局域网上，办公室里的每个台式机也是企业局域网中的一部分。如果可以通过局域网的连接进行同一企业，校园或全球范围内两人之间的视频会议，何必还要花钱请网络供应商提供ISDN BRI业务呢？以网络为基础进行运作的企业总是不断寻找最大可能的方式以利用其现有的网络和支持资源，这通常意味着把视频和数据（甚至还有音频）网络合并在一个企业数字网络中。

——局域网是分组交换网络，以包的形式在网络上传输，包有可能丢失，这样就需要重发，这也是导致延迟的原因。分组交换不保障有序性和定时性。实际上，信息传输量的大小是在不断上下
浮动的，稳定而持久的带宽并不存在。在分组交换网上128kbit／s速率下的呼叫并不代表能有持续的128kbit／s速率的数据流。另外，在分组交换网上的数据交换是单向的(即半双工）。如果在以太网上以128kbit／s的速率连接另一个终端，实际上占用了256kbit／s的带宽:128kbit／s用来发送，另外128kbit／s用来接收。

——分组交换网是为传递突发性数据业务设计的，如果它们在传递对时间要求很高的信息的缺陷可以克服，将能够提供比电路交换网更多的会议功能。例如，在分组交换网上更易于实施多点视频会议、广播和组播。

——H.323是国际电信联盟制定的局域网上的多媒体通信系列标准，且专门为不提供服务质量（QoS)保证的局域网技术制定，譬如运行于以太网，快速以太网和令牌环网（Token Ring）上的
TCP／IP和IPX。尽管该协议特别为局域网制定，它还支持在本地网、城域网、地区网以及广域网上实时视频、音频、数据传输。IP是H.323产品应用最普遍的网络技术。

——1997年5月，国际电信联盟第15研究小组重新定义了H.323，它成为在“不保证服务质量的分组交换网上传递信息的多媒体通信系统”的标准。

——H.323是在H.320众多的要素上建立起来，同时又有所扩展。增加了的某些功能正是由分组交换网络的运行方式所带来的。其它功能的增加则是由压缩和信令技术不断发展创造的。这一协议在规定了与H.320相同的视音频压缩算法的同时，又补充了一些新的算法，如新的H.263标准视频压缩算法。H.263基于H.261，但又优化了低比特率。在给定的比特率下，H.263能提供比H.261更好的图像质量。

——所有H.323终端都必须拥有对音频的支持，而视频功能是可供选择的。兼容H.323标准的产品在不具备视频编码／解码能力的情况下就可应用。数据共享也是H.323的一个选项，但是如果数据共享被选用，则必须符合T.120标准。显然，H.323的制定者们期望使它成为Internet上多媒体传输的标准。

——这一标准事实上包含了非常广泛的特性和功能。其中一部分是必须的，而另一部分则是可选的。H.323定义了终端之外的更多的内容，以下是其定义的四个主要部分：终端、网关、网闸、多点控制单元。

——正在到来的H.323会议电视潮流正发展成为会议电视技术的主流，同时也面临着来自Internet世界的严峻挑战。但是正如电子商务领域，尽管人们大多关注消费者对Internet的使用，视频通信最主要的使用还是在商用点对点的交易上。根据2000年1月4日的电子商务时报(E-Commerce Times）的报道，1998年电子商务总收入的84％源于企事业机构间的商务往来，价值达430亿美金。

——我们仍以H.323来预测这一趋势，数字视频通信与其它IP网上的数据传输相比，对于带宽有很高的要求，同时对服务质量要求也很高。如上所述，384 kbit／s的传输速率是保证可被接受的商用会议电视质量的理想速率，而远程教学通常对带宽要求更高些。

——随着网络服务供应商新的宽带业务的增加以及保证网络服务质量的情况下对核心宽带骨干网技术的应用，我们可以预见各种企事业机构内部解决方案，如视频会议，视频点播和用于教学。培训和技术支持活动的数字视频传输的提供能力会得到迅速提高。

——所有这些业务都是基于H.323标准的，事实上这一标准已经为实践所证明，并将继续得到各会议电视厂商的普遍支持。其它支持宽带应用扩展的技术是流媒体视频技术和IP环境下的组播应用。

——那样，企业将能够直接接入宽带骨干网，而不必购买点对点的直联，如ATM的虚拟专用电路，他们所要购买的只是该项业务或带宽容量而已。

4 Internet视频通信

——消费者、小企业及其接入网络服务供应商（ISP）驱动Internet市场的发展。一些人通过电缆调制解调器或ADSL连接ISP，但大多数用户仍在使用调制解调器和模拟电话线。大企业的员工们在工作中可以有更高的访问速度，但许多娱乐和消费发生在工作时间之外，其应用的速度则会慢得多。

——迄今为止，Internet视频应用的两个动力主要是视频流技术和IP电话——并不是视频技术。

——国际电信联盟关于H。323的构架明确指出H。323作为Internet上所有多媒体应用的基础。IP电话的商业应用就基于这一协议。但总的来说，这一协议意味着需要花一定的时间先去建立一个会议。因此，Internet工程组（IETF）已经提出一项新标准——预约会议协议（SIP）。一些IP网上音频的应用现在已经产生，但实时的数字视频应用尚未出现。

——尽管H.323有望在今后几年内成为占主导地位的协议，SIP也因为IP电话和其它Internet产品而可望被大量使用。但现在，H.NT（新终端）正在孕育之中，该协议可以简化H.323，并提供类似的SIP会议电视协议，SIP也有可能被发展成为具有视频功能的协议。

——视频流技术是单向广播技术，一大批有竞争力的商业企业正推动着其发展，VTEL就是其中之一。一般而言，视频流技术属于专用技术，需要在浏览器中安装一个插件以利用视频流。而VTKL的方式是利用标准的Java语言，并不需要任何插件。同时VTEL TurboCast产品的QCIF分辨率是以H.263为基础的。

——流技术是否能成为会议电视的发展基础呢？这种可能性当然是存在的，在点对点的会议中的可能性更是显而易见。在计算机构架上得到可行性的同时，制约流技术发展的主要因素就是延迟的可能性和持续性以及服务质量的问题。

——在漫长的发展过程中，随着IP技术自身的发展，以及网络向新近应用的宽带骨干网转换，由Internet产品定义的协议将成为未来通信的基础。

——ITU-T在未来终端产品中的角色尚未可知，尽管它在当今网络构架中的角色很可能会保留下去。有趣的是，组成国际电信联盟的许多电信企业和权威机构已转变成为网络服务供应商。

——在公共Internet上的视频通信肯定会实现，因为这里有大量的消费者会使用这种技术。但是，这也是出现问题最多的部分：人们如何或何时能普遍快速接入Internet？何时可以采用数据／视频／音频呼叫的标准以促进协同工作的能力？Internet上的有保证的服务质量解决方案是什么？

5 结论：展现视频的力量

——以上我们讨论了视频通信技术及市场的发展的三个部分。我们也已经提出了它们的发展趋势和推动其发展的动力。

——VTEL在这三个领域均有建树。VTEL不仅是H.320领域的首要供应商，而且随着银河系列产品计划推出，该公司正成为H.323协议下的商用点对点宽带传输的伎伎者。VTEL拥有Internet上的流媒体产品，并于1999年12月宣布了即将在该领域推出若干新产品的计划。我们相信在未来了特别是在企业网络上将包含若干以上介绍过的技术。因此，作为一个成功的供应商必须为用户创造出一个广阔的产品和服务的组合，以提供在混合网络环境下的综合解决方案。

——在强调了所有这些议题和技术之后，我们仍然有一个重要的问题：为什么视频通信如此重要？标准信息传递和音频通信已经普及，拥有无以计数的成功应用，而且对运营网络的要求却少得多。

——远在Internet、会议电视甚至电子邮件出现之前，人们就在对人类交流的研究中明确了每一个基本交流要素对于整体交流的贡献。大多数的研究把人类交流划分出三个基本要素：（1）内容（即我们谈话的内容）：（2）表述方式（即我们是怎么说的）；（3）视频（即我们所看到的）。事实上这一领域中所有的研究都得出这样的结论：视频因素是最有力的，它占据了人类交流的所有信息量的一半以上。

——因此，任何关于人类交流的应用和连接都能由于引入视觉的因素而使效果大大提高。VTEL正是以“展现视频力量——The Power of Vision”来形容视频应用的巨大潜力，而我们大部分的市场研究也是基于这一结果致力于去寻找最引人注目的视频应用。也许技术上面临的挑战可能会减缓视频通信应用的实施速度，但这些困难正在被迅速克服，视频应用的发展潜力是不可限量的。

——所以，不管占绝对优势的技术是以电路还是分组交换为基础，是应用H.320、H.323、SIP，还是其它有待制定的网络标准和视频协议，视讯都必将在未来通信中扮演重要的角色。

[作者简介]Stephen Von Rump，VTEL美国视讯公司总裁兼首席执行官。