MyPowerVC8200IP协同服务器技术手册(共38页).doc

1、MyPower VC8200 IP 协同服务器技术协同服务器技术手册手册本手册著作权属迈普通信技术有限公司所有，未经著作权人书面许可，任何单位或个本手册著作权属迈普通信技术有限公司所有，未经著作权人书面许可，任何单位或个人不得以任何方式摘录、复制或翻译。人不得以任何方式摘录、复制或翻译。侵权必究。侵权必究。策 划： 研究院 资料服务处 * * *迈普通信技术有限公司地址：成都市高新区九兴大道 16 号迈普大厦技术支持热线：400-886-8669传真：（+8628）85148948E-mail：网址：http:/邮编：610041* * *版本：2009 年 1 月第 1.0 版编号：MP/D

2、C-RD-CPSJ-113前言前言用户指南用户指南本书介绍了 MyPower VC8200 IP 协同服务器的功能特性、实现方案以及所采用的关键技术等。本书分为 5 部分：第一部分：产品概述第二部分：功能特性第三部分：服务器架构第四部分：通信协议第五部分：关键技术读者对象读者对象网络工程师技术推广人员网络管理人员刚接触 MyPower VC8200 IP 协同服务器及其操作的人，但应对服务器、通信协议和音视频编码等概念有一定了解。本书约定本书约定方括号“【】 ”表示括号中的内容需要用户注意； “ 注意注意”表示需要读者注意的事项，是配置系统的关键之处，希望用户能认真阅读。“ 注注”表示对前面内

3、容的注解；“ 图解图解”表示对图例的文字解释。声明声明由于产品版本升级或其它原因，本手册内容会不定期进行更新。除非另有约定，本手册仅作为使用指导，本手册中的所有陈述、信息和建议不构成任何明示或暗示的担保目录目录第第 1 章章产品概述产品概述.41.1产品概述.4第第 2 章章功能特性功能特性.62.1系统架构.62.2音视频功能.82.3数据功能.102.4会议的管理和控制.112.5网络适应性.12第第 3 章章服务器架构服务器架构.143.1JABBERD.143.2MCU .153.3媒体服务器 MULTIMEDIA SERVER.153.4文件服务器 FILE SERVER.153.5

4、白板服务器 WHITEBOARD SERVER.153.6程序共享服务器 APPSHARING SERVER.153.7会议管理系统 CONFERENCE MANAGEMENT SERVER.163.8客户端/服务器连接模块 C2S MODULE（可选）.16第第 4 章章通信协议通信协议.184.1信令协议：IETF XMPP .18C/S 的结构.18分布式的网络.18模块化的服务器.19XML 数据格式.194.2音视频传输协议：RTP.204.3音视频传输协议：HTTP.20第第 5 章章关键技术关键技术.225.1视频编码 MPEG4 .22MPEG4 与 MPEG1、MPEG2 的

5、比较.22H.263、H.264 系列标准介绍.22为什么使用 MPEG4 标准用作视频压缩 .23视频压缩算法的发展方向.235.2音频编码.24国际电信联盟 G 系列典型语音压缩标准的参数比较.24G.723.1 压缩后的语音质量.24为什么使用标准用作音频压缩.245.3多媒体抗网络丢包算法.255.4自适应带宽.265.5视频多码率.265.6视频多通道复用技术.275.7桌面共享/程序共享的带宽自适应功能 .275.8宽带环境下的高质量音视频.275.9硬件设备的选择.28桌面型终端.28会议室型终端.285.10与硬件视频会议系统的互连互通.285.11H.323 路由.295.1

6、2VOIP 功能.305.13SIP 电话.305.14GIPS 语音技术.30附录附录服务器相关端口记录服务器相关端口记录.1第第 1 章章 产品概述产品概述1.1产品概述产品概述MyPower VC8200 IP 协同服务器(以下简称 VC8200)使用户可以利用普通的 PC 机、标准的视频采集设备、耳机和麦克风，实现基于 Internet 的虚拟会议。VC8200 是纯软件解决方案，与传统的基于硬件的解决方案相比，用户无需投入高昂的成本，就能够实现高质量、高可靠性的音视频通讯、协同工作、文档共享、远程会议管理等多项会议功能，有效地节约时间和经费，提高企业的工作效率。VC8200 由服务器

7、软件 VC8200 Server、会议管理组件和客户端软件组成。VC8200 需要配置一台或多台服务器安装 VC8200 服务器软件，服务器需要有公共的IP 地址。视频会议服务器的系统需求如下表所示。最低配置最低配置推荐配置推荐配置CPUPentium 800Pentium IV 3.0G 以上双至强 CPU硬盘1G 可用空间1G 可用空间或更高内存256M1G 或更高支持配置支持配置推荐配置推荐配置操作系统Windows 2000Windows 2003Windows XPWindows VistaWindows 2000 Server此外，还需要在所有参加会议的用户机器上安装 VC8200

8、 客户端软件。视频会议客户端的系统需求如下表所示。最低配置最低配置推荐配置推荐配置CPUPentium 800Pentium 2.0G 或更高硬盘100M 可用空间1G 可用空间或更高内存256M512M 或更高支持配置支持配置推荐配置推荐配置操作系统Windows 2000Windows 2000Windows 2003Windows XPWindows VistaWindows XP多媒体设备视频采集设备(USB 摄像头/模拟摄像头+视频采集卡)，声卡，耳麦/麦克风+音箱，投影仪(可选)，手写板(可选)VC8200 应用示意图如下。图一-1第第 2 章章 功能特性功能特性2.1系统架构系统

9、架构VC8200 基于先进的 IETF XMPP 标准协议，整合了公司在多媒体通讯领域领先的开发技术和丰富的产品经验，是一款分布式、模块化、大容量的纯软件网络视频会议平台。该系统充分考虑了系统的扩展性和对未来功能的延伸能力，提供给用户从即时通信、在线感知到即时会议、预约会议、会议通知等全方位的服务，为用户提供了一个统一的、完整的网络多媒体通讯应用解决方案。音视频传输对网络的巨额消耗将在级联模式下获得优化和均衡，延时和抖动等不可抵抗的指标也会得到最大程度地缓解，从而使用户获得较好的音视频感观体验。健壮的级联效果可以让子服务器无障碍地接入系统，最大程度减小用户负担，同样，无障碍地脱离系统也不影响系

10、统的整体效果。无缝的音视频级联模式将与电信系统终端和硬件视频会议终端进行多媒体直连，不仅消除了不同系统之间的异构性，使用户获得优秀的互通效果，减小了费用开支和维护代价，而且替用户保留了以往投资的有效性。支持双机热备功能，使用镜像模拟软件来实现共享存储功能，要求主备机必须有大小一样，盘符一致的分区做为镜像区。工作时主备机之间按照设定的时间间隔进行检测通讯（应用服务器或数据库服务器有一个变为非运行状态）来判断主机是否宕机。当一台工作主机宕机后，另一台备机会切换为工作机，原之前工作机将自动重新启动，启动后成为备机。主机和备机只需要一个加密锁，加密锁插主机上。支持多会议室结构。在同一个系统中可以并发进

11、行多个不同资源需求的会议，而且各自独立、互不干扰。系统以稳健的架构和卓越的性能保证了长时间召开会议的稳定性。服务器端支持在 Windows、Linux 和 Unix 等系统上的跨平台应用。管理系统采用标准的 ODBC 数据库接口，支持 My SQL 和 ORACLE 等数据库，并可根据需求进行扩展定制。VC8200 Server 支持与 SIP 的互通。考虑到对传统视频会议系统和未来系统互通性的支持，VC8200 Server 将通过 XMPP/SIP 网关实现与已有系统的互通互联。XMPP 协议的良好扩展能力也为 Conference 系统的开放性提供了强大的支持。支持完全基于 WEB 的应

12、用。用户参加会议时，如果系统检测出尚未安装客户端程序，会自动提示用户安装。基于 WEB 的安装软件是通过专业的数字签名公司 VeriSign 签名认可的。通过这种方式可以保证用户使用软件的安全性，而不会被病毒或恶意软件所利用。系统提供智能升级技术。当用户进入会议系统时，智能升级模块能够自动判断用户端的哪些模块需要更新，哪些模块不需要更新，这样，通过减少网络传输的数据量，简化用户升级系统操作，提高系统的友好性。智能升级功能支持重传，即如果某一次升级未完成，下次升级时，系统会自动利用上次传输的文件，继续未完成的升级任务。系统提供一个测试会议室，用户在此会议室中可以听到自己的声音看到自己的视频（本地

13、及远端） ，查看网络状况及更改音视频设置。该会议室是在Master MCU 启动时创建，始终存在，且不占用加密锁资源。服务器的整合拆分功能是为了满足多个会议系统整合到一起成为一个更大的会议系统的需要而设计的。主要原理是原来的主服务器可以转换成一个从服务器，在注册到中心主服务器上后，需要把本地的加密锁信息报告给中心主服务器；而中心主服务器统一管理汇总上来的加密锁资源，形成一个支持更多人员更多会议室的会议系统；在必要的时候，从服务器还可以转换成一个主服务器，从原来的会议系统中脱离开来，形成一个独立的会议系统。目前视频会议系统的应用越来越广泛，对多个会议系统的资源共享的要求逐步提上日程，通过整合拆分

14、功能，可以有效地管理多个会议系统的资源，实现资源的共享。2.2音视频功能音视频功能采用 G.723.1、ILBC 和 ISAC 等音频压缩算法和先进的网络自适应算法，使得在各种网络带宽条件下均能保持声音的清晰连贯。专利技术的音频优化算法，使得在网络状况极其恶劣的情况下仍能保持较好的音频效果。采用 GIPS 国际标准的软件回音消除(AEC)技术，有效消除回音现象。采用 GIPS 国际标准的自动增益控制(AGC)算法，使通话更加轻松自然。采用业界领先的多路混音技术，可以灵活地控制话筒切换。采用先进的噪声消除技术，实现比电话更清晰的语音效果。系统引入了 H.263 及 H.264 视频技术，可实现标

15、准客户端与 H.323 视频终端间基于 H.263 的视频通讯。标准客户端与 H.323 视频终端互通时，使用H.263 与使用 H.261 相比,，原则上只需要一半的带宽就可取得与 H.261 同样的视频质量。H.263 以其灵活性以及节省带宽和存储空间的特性为用户提供了高质量视频体验的同时，扩展了带宽利用率，保护了用户的既有投资。标准客户端之间互通时，视频还可以工作在 H.264 模式。H.264 算法具有很高编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比 H.263 节约 50左右的码率。H.264 的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应 IP 和无线网络的应用。包括H.2

16、64 VBR 可变带宽和 H.264 CBR 平稳带宽。系统提供了一整套旨在提高音视频质量的解决方案：在视频编解码方面，系统采用了 H.264 编解码算法；在视频处理方面，系统集成了自主研发的视频预处理、后处理及显示算法，这些算法与视频编解码算法相整合，不但有效地去除了视频采集及编解码环节引入的视频失真，极大的提高了视频质量，还明显的降低了视频占用带宽；在唇音同步方面，系统在整合全球顶尖的 GIPS 音频技术及最新视频技术的基础上，引入了自主研发的唇音同步算法，可以在因特网环境下提供优质的唇音同步效果。 在加密锁支持的情况下，可提供分辨率高达 1920X1080 的高清视频，适合从 56Kbp

17、s 拨号直至宽带的网络环境，专利技术的码流控制机制和带宽自适应机制保证了在网络状况较差时系统仍能提供较理想的视频效果。视频图像的采集帧率随着视频图像采集码率的增加而增加，具体数值请参考下表的数据。带宽带宽图像分辨率图像分辨率帧率（帧帧率（帧/秒）秒）1920X108010151024K4096K1280X720101572057610151024K 以上640480256404801525512K1024K352288253522881525384K512K176144253522881525128K384K176144152564K12817614446系统支持同时

18、显示多路远端视频，与会者可以灵活选择、任意切换。视频大小和布局由系统自适应调整或用户手工调整，可实现重点突出、全屏放大、多路分屏等生动实用的显示布局。系统为用户提供两种视频显示效果，分别为 16：9 和 4：3。用户可以根据使用需要在 2 种显示比例中自由切换，使视频窗口与视频源的比例相匹配，达到最佳显示效果。系统支持视频窗口的横幅字幕功能。用户可以在自己的视频窗口中添加横幅和字幕，对会议主题和会议内容进行说明。主席拥有是否启用横幅字幕功能的控制权限。用户可根据网络带宽条件和实际需求，自行设定会议的视频模式和最大终端应用带宽，实现从低到高各种级别的视频会议方案。支持会议过程中视频内容和数据内容

19、的双屏显示，支持摄像头的远程遥控和参数调整等。2.3数据功能数据功能用户在白板上可以自由绘制、书写信息。电子白板支持多人同时操作，方便所有的会议成员进行交流，荧光笔、激光笔等增强工具使操作更加灵活和方便。VC8200 提供的文件共享功能包括普通文档共享功能、PPT 动画文档共享功能和基于浏览器的文件共享功能。文档共享功能可以将可打印的文档在白板页上共享，供所有与会人员观看，并支持多人同时进行标注、勾画等操作。文件共享功能可将 IE 浏览器支持的多种格式文件和音视频文件共享。系统支持同时共享多个文档，充分保证了数据共享的应用效率。协同浏览功能可以使所有与会人员在控制者的操作下，同步浏览网页，并支

20、持同时打开多个网页。用户可以将本地媒体文件作为虚拟设备源，将媒体文件中的音、视频播放给会议中的其他用户。系统支持电视墙功能。通过安装专用解码卡，用户可以将多路视频信号输出到不同的电视屏幕显示，方便地从电视上看到各视频窗口的图像并可以自由切换显示频道。系统支持桌面共享功能，数据控制人可以方便地将桌面操作情况和应用操作步骤共享给全体与会人员，使协同工作、应用培训变得轻松而方便。而通过切换操作权，用户可将自己桌面的操作权交给其他远程用户，实现远程控制。桌面共享功能提供给用户灵活的远程控制、共享应用的新感受。用户可以对屏幕中的任意矩形区域进行截图，并将所抓的静态图片显示在一个新建的白板页上。系统提供文

21、字交流和文件传输功能。所有与会人员都可以利用公共文字交流平台进行文字交流，也可发起与某个与会人员之间的点对点文字沟通。在会议过程中，利用文件传输功能，可以方便地将某个文件实时传送给某个与会人员或全体与会人员，在“文件传输管理”页面，可以对本地用户上传的文件与下载的文件进行管理，主席用户可以及时清除会议中的传输文件。系统提供会议录制功能，用户可以选择需要录制的会议内容，并将录制结果保存在本地硬盘。主席可以创建会议议程，主席申请为数据控制人以后可以执行会议议程。会议进入某议程后会在数据操作区显示添加的附件。2.4会议的管理和控制会议的管理和控制VC8200 提供基于 WEB 的会议管理手段，远程会

22、议管理功能包括用户管理、会议预约管理、会议配置管理、会议通知、会议中止、会议延长和服务器资源统计维护等。系统支持多级用户管理，整个组织结构在管理系统中用目录树的结构表示。各部门的管理员是唯一的，他可以管理本级及下级的部门及用户。最高级别的管理员即是 Admin 用户，他还可以实现系统的配置及启动功能。多种级别的会议权限验证功能。根据用户对会议密级的要求不同，在预约会议时，可对以下几个属性进行设置：1.是否允许直播用户；2.是否允许监控；3.是否需要会议密码；4.参会者是否为系统注册用户；5.会议号是否可见；6.会议数据是否加密。通过这几个属性的多种组合，为用户提供了各种级别的会议权限验证。主席

23、可将会议模式设置为自由会议模式或主席控制模式。在自由会议模式下，发言、控制的权限均按照排队机制进行处理。而在主席控制模式中，主席拥有集中控制的权限，可对整个会议的进程安排进行控制管理。系统可结合监控系统，如果服务器支持监控转接服务，系统管理员可以设置监控相关功能。在会议进行时主席呼叫监控用户可将监控点的视频接入会议室。监控用户没有普通用户的其他会议权限。会议中用户列表可与管理系统中部门结构相对应按照树状显示,也可平板显示，并根据是否置顶、会议功能优先级、部门次序、用户职务级别以及用户次序进行排序。会议支持直播用户身份，加密锁控制是否提供直播用户，直播用户不上传音视频，只能被动地接受会议的信息，

24、预定会议时设置直播用户可以看到哪些数据操作。在进行会议预约时，需要对相应资源信息进行配置，包括会议时间、参加人数、会议带宽、视频数目等。这种对会议资源统一管理的方式使得视频会议所占用的网络带宽资源成为可控的，避免了因使用视频会议消耗带宽而给网络资源应用所带来的影响。系统支持电子邮件形式的会议通知，参会者只需点击电子邮件中的链接就可直接进入会议室。系统支持短信形式的会议通知，会议预定人可以发送会议通知给企业组织机构中预留手机号码的联系人。会议系统提供管理系统 API 接口，可以将客户自身的用户管理系统信息导入到 VC8200 的管理系统中，并提供安全机制保证接口不能被其他系统任意调用。支持管理系

25、统用户信息的备份与恢复功能。2.5网络适应性网络适应性系统对于 NAT、代理服务器及各种防火墙提供多种机制的解决方案，并可提供基于 HTTP 的多媒体传输模式，能够最大程度地解决防火墙所带来的通信障碍，使得大多数企业在应用时无需更改任何网络配置，便可方便地将系统部署到现有网络环境中。VC8200 支持实时传输协议（RTP）进行多媒体数据传输，最大限度减少了因网络不稳定而产生的延时。此外通过消抖动算法、抗丢包机制、网络自适应算法和专利技术的码流控制机制使网络环境因素对通讯应用的影响减至最小，保证了系统在复杂的网络情况下具有理想的效果。系统采用带宽资源集中管理策略，保证在视频会议应用中对网络资源的

26、利用是有效的、可控的，避免因大量或无序的带宽占用给用户网络带来的资源危机。VC8200 的 QoS 策略支持 IPLR 和 DiffServ 等机制。用户可以以多种接入方式参加到视频会议中，包括电话拨号、ISDN、ADSL、LAN、HFC、DDN 等不同形式的宽窄带接入。在分布式的服务器架构中，不同地域的服务器之间的网络可能出现短暂的中断，而这种中断，对于视频会议这种交互式的应用来说后果是严重的。在VC8200 系统中，断掉的子服务器会自动尝试与主服务器恢复网络连接，在此期间，用户可以选择从其他子服务器进入会议，也可以选择等待。如果选择等待，待子服务器功能恢复后，用户会被自动请回会议中。在多服

27、务器的系统中，用户可以选择从各个服务器接入。因此，VC8200系统提供智能路由功能，对各服务器的接入性能相比较做出排名。一般情况下，用户选择性能最佳的接入服务器，能够保证最佳的会议体验。客户端与服务器的通讯数据采用加密传输，保护用户敏感信息的网络传输安全。针对不同的数据类型，系统分别采用了以下算法：密钥交换算法：RSA 1024 位；加密算法：RC4 128 位；摘要算法：MD5 128 位。第第 3 章章 服务器架构服务器架构VC8200 支持分布式的服务器部署方式，通过服务器集群，将 CPU 和网络处理的瓶颈分散到多台服务器上，使系统能够支持几千人同时在线开会。VC8200 的级联采用星型

28、连接，即一台中心服务器下属若干台子服务器，用户只要保证子服务器到中心服务器的网络性能即可，这样的组织形式很适合我国目前宽带网络的拓扑结构，能够充分利用网络带宽。级联的服务器采用中心统一的配置和管理方式，通过在中心服务器进行配置和管理，能够动态监控和管理所有下属子服务器每一个功能模块的工作状态。具备故障实时监控和远程管理的能力，达到无人值守机房的要求。VC8200 的级联子服务器充分考虑到中小规模办公场所的特殊情况，允许子服务器采用 NAT等方式接入 Internet，这就意味着 IP 资源紧缺的小型分支机构，即使没有单独的公网 IP，也能够安装子服务器，享受级联带来的优势。VC8200 的服务

29、器结构如下图所示。图 3-13.1JabberdVC8200 的所有信令都是采用 IETF XMPP 协议来实现的，所以服务器的核心模块是 XMPP 路由器，又名为 Jabberd。Jabberd 相当于一个通信的中转站，所有从客户端发往服务器的信令以及服务器各模块之间的消息传输全部通过 Jabberd 来完成。由于设计时就考虑到了大容量并发用户的连接，所以单台 Jabberd 服务器可以支持上万名用户同时在线。而通过为系统配置多个 C2S（Client-to-Server）模块，可以支持更大规模的用户连接数。3.2MCUMCU，又称多点控制单元（Multipoint Control Unit

30、） ，主要起到会议的管理以及对会议中的信令进行处理的作用。所有用户的加入会议、离开会议，包括会议中对用户的各种权限管理都是由MCU 来实现的。3.3媒体服务器媒体服务器 Multimedia Server媒体服务器的功能是对会议中的音视频实时数据作接收、处理和转发。音视频是视频会议用户非常关心的内容，而且数据量巨大，所以多媒体服务器所需要的带宽资源以及计算资源都相对较多。3.4文件服务器文件服务器 File Server文档共享、文件共享是 VC8200 中的重要数据协作功能，通过文件服务器，用户可以将本地的文件通过虚拟打印的方式或者浏览器共享的方式，让所有参会者都能立即看到。通过文件服务器还

31、可以实现参会者之间的文件实时传送。3.5白板服务器白板服务器 Whiteboard Server白板服务器用来实现对白板操作内容的处理、验证和转发。通过白板功能及文档共享功能的结合，用户可以在一个已经共享的文档上做标记，从而方便地实现数据协作。3.6程序共享服务器程序共享服务器 AppSharing Server在某些视频会议应用中，用户需要将一个应用程序甚至是整个计算机桌面共享给参会者，甚至让其他参会者远程操作桌面或应用程序。这些数据都是通过程序共享服务器实现接收、计算并转发的。3.7会议管理系统会议管理系统 Conference Management Server管理系统提供了数据库配置、

32、服务器的配置启动以及监控的功能，数据库配置主要包括数据库的初始化，以及对现有数据库的升级。服务器配置包括本地以及远程服务器的添加设置，以及生成配置文件，配置文件生成后就可以通过 WEB 启动本地或者远程的服务器服务，并且监测服务启动的状态。在多数应用场合下，多方会议都有一个预约过程。而会议管理系统可以为用户方便地实现会议的预定、管理和查询。系统管理员也可以通过该系统对所有的用户和会议进行管理。会议管理系统是基于 JSP、数据库以及 Web 服务器实现的，使用者只要通过浏览器打开相应的网页，输入用户名和密码即可。3.8客户端客户端/服务器连接模块服务器连接模块 C2S Module（可选）（可选

33、）配置多个 C2S 模块，可以将在线用户的连接均匀地分担到各个模块上，每个 C2S 模块所支持的最大在线用户数是 1 万，5 台 C2S 模块就可以支撑一个 5 万名用户在线的系统。所有的服务器模块都可以根据需要配置在同一台计算机或者是不同的计算机上，并且可以根据需要在一个系统配置多个相同的服务器模块。一般来说，多媒体服务器和应用程序共享服务器所需要的带宽和计算资源都比较多，所以可以优先考虑增加这两种服务器，并分布到不同的计算机上，从而保证系统的稳定性和性能。下图是一个分布式配置的案例，系统配置了两台多媒体服务器，分别运行在不同的服务器上；两台程序共享服务器，也分别运行在不同的服务器上；一台服

34、务器运行了会议管理系统和数据库；一台服务器运行了 MCU、文件服务器、白板服务器和 Jabberd。图 3-2第第 4 章章 通信协议通信协议4.1信令协议：信令协议：IETF XMPPIETF XMPP 的全称是 Extensible Messaging & Presence Protocol，即可扩展消息及在线协议。XMPP 最初起源于 Jabber 技术，而 Jabber 技术作为一种即时通信系统解决方案，是由 Internet 上的开放源码团体开发并推广开来，相对于其它即时通信系统协议而言，XMPP 协议具有四大特色：基于 XML 的协议格式、分布式的网络体系、开放的协议、高度

35、模块化和可扩展结构。由于 XMPP 在设计上广泛采用了 E-mail 技术的特点，因此，与 Internet 上最成功的通信系统电子邮件系统一样，各种不同的 XMPP 系统通过 XMPP 协议，可以自发地组成一个分布式的系统，通过这个系统，各种不同的用户端程序能够自由地给其他用户端传送消息，而不需要关心双方是否属于同一个服务器。然而，与电子邮件系统的存储/转发模式不同的是，XMPP 能以一种近乎实时的方式传递消息，这是由于服务器能够知道某一个用户是否在线，这在 XMPP 系统中称为 Presence。XMPP 还有两个独一无二的特性，从而使它领先于其他的通信系统协议。首先是它基于开放协议，能够

36、成为各种不同的通信系统的互连桥梁；其次是 XMPP 严格遵守 XML 规范，高度结构化、智能化的信息传递不仅实现了用户之间的沟通，而且使得不同应用程序之间的信息传递成为可能。4.1.1C/S 的结构的结构XMPP 采用用户端/服务器的架构。所有 XMPP 数据和消息必须通过服务器才能到达其他用户端。尽管用户端程序之间可以直接建立某些数据传输通道，但是，这些方案都是与具体的应用相关的，而且这些连接的协商过程最初也是通过 XMPP 服务器完成的。4.1.2分布式的网络分布式的网络XMPP 的网络拓扑结构与电子邮件系统类似，每一个用户都需要有一个本地服务器用来接收和发送消息。而服务器之间可以互相传递

37、消息和在线信息。因此，在互联网上，可以同时存在任意多个服务器，而各个服务器之间独立工作，并且拥有自己的用户列表。任意两个服务器只要能够互相访问，就可以互相通信。由于用户账号与服务器相关，因此用户的 ID 形式与电子邮件地址类似，比如：。图 4-14.1.3模块化的服务器模块化的服务器XMPP 服务器有两个主要的作用：接受用户端的连接请求并且直接与用户端程序通信、与其它XMPP 服务器通信。XMPP 服务器的设计充分利用了模块化的思想，不同的代码库分别处理各种不同的功能，比如用户验证、数据存储等。同时，服务器可以通过添加服务的方式进行功能扩展，比如集成的安全管理、服务器端外部模块的动态加载等。以

38、互通模块为例，XMPP 系统与其它系统的互通是通过传输（Transport）模块完成的。该模块负责将 XMPP 的 XML 消息转换为其他相应系统的协议。这些模块不是 XMPP 核心模块的一部分，而是服务器的外挂模块，通过动态加载的方式为用户提供额外的功能。4.1.4XML 数据格式数据格式XML 强大的灵活性和可扩展性，使它能够表示任何结构化的信息，因此它也成为 XMPP 系统的核心。事实上，在 XMPP 系统中，无论是用户端到服务器的连接、服务器之间的连接以及服务器的配置文件，XML 无处不在。协议举例：Wherefore art thou, Romeo?4.2音视频传输协议：音视频传输协

39、议：RTP为了保证多媒体传输的实时性，VC8200 采用了实时传输协议（RTP）来传输音视频数据，从而最大限度地减少了因为网络的不稳定而产生的延时。MAIPU 的消抖动算法可以处理数据包的抖动和错序问题。另外，系统采用了先进的丢包恢复机制，大幅度提高了对网络丢包的抗御能力，即使在网络状况相对恶劣、丢包率较高的情况下，仍能提供高质量的语音服务。此外，系统还采用了静音抑制、舒适噪声、语音增强、回音抑制等国际领先技术，在节省带宽的同时提高了语音质量，使音质比传统电话语音更优秀。4.3音视频传输协议：音视频传输协议：HTTP随着用户对网络安全越来越重视，已经有越来越多的用户在网络上实施了防火墙或者 N

40、AT 等安全机制。这些安全机制在保障企业网络正常工作的同时，也给视频会议系统的实施带来了很多麻烦。标准的 H.323 或 SIP 系统在音视频通信时都采用了 RTP 协议，但是 RTP 协议却与防火墙/NAT 格格不入。标准的 H.323 或 SIP 视频会议系统在有防火墙/NAT 的环境下实施时，一般采取以下几种方法：（1）说服客户不使用防火墙/NAT。这个方法听起来很可笑，但是确实有很多客户因为种种原因最终接受了这个建议。（2）将系统放在非军事化区(Demilitarized Zone)。即将视频会议系统放在企业外网没有防火墙/NAT 等保护的地方，这样，即使受到攻击，公司内网的安全性也不

41、会受到影响。（3）采用隧道、应用层网关或代理服务器等解决方案。这些方案都不是视频会议的标准组件，但是如果需要安全地解决视频会议系统与防火墙的共存，只能采用这些方案。以上 3 种方案，有的是以牺牲系统安全性为代价的，有的是以增加系统复杂度、增加客户投资为代价的。对用户而言，都不是最好的解决方案。VC8200 在支持 RTP 协议的同时，也可以通过标准的 HTTP 协议实现音视频的传输。因为无论多么严格的防火墙，都会将 HTTP 协议作为一个基本的通信协议而打开，否则就几乎相当于将网络与外界完全断开。VC8200 通过 HTTP 协议传输音视频数据，相当于只要能上网就可以使用视频会议系统，用户可以

42、在不增加投资、不牺牲网络安全性的条件下使用视频会议系统，应该说，这才是用户最理想的选择。第第 5 章章 关键技术关键技术5.1视频编码视频编码 MPEG45.1.1MPEG4 与与 MPEG1、MPEG2 的比较的比较MPEG 系列标准的基本参数系列标准的基本参数标准幅面帧率带宽应用领域MPEG-1352x24 或 320 x24024-30 fps1.5 MbpsVideo CD, CD-ROMMPEG-2720 x24 或 640 x48024-30 fps48 MbpsDTV,HDTV,DVD-VideoMPEG-434x48 4096x40961-30+fps10Kbps10Mbps互

43、联网及无线传输，交互式电视从上表可以看出，MPEG1 和 MPEG2 主要应用于固定媒体，比如 VCD 和 DVD ，而对于网络传输，MPEG4 具有无可比拟的优势。5.1.2H.263、H.264 系列标准介绍系列标准介绍H.263 是国际电联 ITU-T 的一个标准草案，是为低码流通信而设计的。但实际上这个标准可用在很宽的码流范围，而非只用于低码流应用，它在许多应用中可以认为被用于取代 H.261。H.263的编码算法与 H.261 一样，但做了一些改善和改变，以提高性能和纠错能力。H.263 标准在低码率下能够提供比 H.261 更好的图像效果，两者的区别有：(1)H.263 的运动补偿

44、使用半象素精度，而H.261 则用全象素精度和循环滤波；(2)数据流层次结构的某些部分在 H.263 中是可选的，使得编解码可以配置成更低的数据率或更好的纠错能力；（3）H.263 包含四个可协商的选项以改善性能；(4)H.263 采用无限制的运动向量以及基于语法的算术编码；(5)采用事先预测和与 MPEG 中的 P-B帧一样的帧预测方法；(6)H.263 支持 5 种分辨率，即除了支持 H.261 中所支持的 QCIF 和 CIF 外，还支持 SQCIF、4CIF 和 16CIF，SQCIF 相当于 QCIF 一半的分辨率，而 4CIF 和 16CIF 分别为 CIF的 4 倍和 16 倍。

45、H.263 已经基本上取代了 H.261。H.264 是 ITU-T 的 VCEG（视频编码专家组）和 ISO/IEC 的 MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT：joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是 ITU-T 的H.264，又是 ISO/IEC 的 MPEG-4 的第 10 部分。H.264 和以前的标准一样，也是 DPCM 加变换编码的混合编码模式。但它采用“回归基本”的简洁设计，不用众多的选项，获得比 H.263+好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用目标范围较宽，以满足

46、不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求。在技术上，H.264 标准中有多个闪光之处，如统一的 VLC 符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于 44 块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得 H.264 算法具有很的高编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比 H.263 节约 50左右的码率。H.264 的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应 IP 和无线网络的应用。5.1.3为什么使用为什么使用 MPEG4 标准用作视频压缩标准用作视频压缩压缩率高：无论是与同族的视频压缩算法 MPEG1 和 MPEG2 相比，或是与 ITU 的 H.261和 H.263

47、算法相比， MPEG4 算法对视频数据的压缩率都占有明显优势。这对于有效节省视频会议中宝贵的带宽资源具有重要的意义。 对不同带宽的适应能力：MPEG4 不仅可以应用在窄带上（带宽小于 64Kbps ） ，还可以灵活地扩展到高质量、高清晰度的宽带上，以满足不同用户的需求。用户可以根据自己的实际情况，设置相应的带宽，VC8200 可以最大限度地利用带宽资源，从而达到满意的视频会议效果。5.1.4视频压缩算法的发展方向视频压缩算法的发展方向随着网络技术的不断发展，MPEG4 的应用也越来越普遍，MPEG4 已经无可争议地成为了视频产品压缩算法的发展方向。 国际电信联盟国际电信联盟 G

48、 系列典型语音压缩标准的参数比较系列典型语音压缩标准的参数比较算法算法类型类型码率码率(kbit/s)算法延时算法延时(ms)G.711A-Law / -Law640G.722SB-ADPCM64/56/480MP-MLQ/ACELP6.3/5.337.5G.726ADPCM16/24/32/400G.727Embedded ADPCM16/24/32/400G.728LD-CELP16 2G.729CS-ACELP8155.2.2 G.723.1 压缩后的语音质量压缩后的语音质量在国际标准中，统一使用 MOS（Mean Opinion Score）方法评价语音压缩后的质量。在 MOS方法中，

49、电话语音质量的标准定为 4 分。也就是说，如果一种算法将语音压缩后，MOS 值能达到4 分，即说明其语音质量和电话质量等同，用户无法分辨出其中的区别。对于 VC8200 系统，G.723.1 压缩后语音质量的 MOS 评测值是 3.98（Source: DSP Group Inc., http:/ ） ，即非常接近电话质量。 5.2.3为什么使用为什么使用 G.723.1 标准用作音频压缩标准用作音频压缩压缩率高：G.723.1 算法将语音压缩到 6.3Kbps，在同类压缩算法中压缩率是最高的。语音质量好：G.723.1 算法压缩后的语音质量 MOS 值为 3.98 分，对于一般没有受过专门训

50、练的耳朵，已经无法区分出语音是否经过压缩。这样的语音质量完全可以满足网络视频会议的需求。5.3多媒体抗网络丢包算法多媒体抗网络丢包算法影响互联网网络服务质量(QoS)的因素有以下几方面：第一是网络带宽，即网络每秒所能传输的数据量。带宽对网络服务质量的影响是显而易见的，带宽越高，当然就允许传输更多的数据，从而有更好的效果。但是，带宽并不是质量的唯一决定因素。第二是网络排队。网络中存在很多的节点路由器、网关等。这些节点采用排队机制决定数据发放的顺序。如果某节点在瞬间数据排队较长，该节点就会采取丢弃数据包的方式保证节点的正常工作。即使没有被丢弃，经过较长的排队之后，这些数据包往往要花很长的时间才能到

51、达目的地，由此就产生了网络的延时以及延时抖动。丢包、延时、延时抖动都会对视频会议效果产生很大的影响。第三是数据分级。比如通过 RTSP/IPv6 等标准，对数据包进行分级传输。因为这些协议需要对现有的大量路由器进行升级或是重新配置，所以应用很少。MAIPU 公司通过多年来为大量客户在各种网络环境下实施视频会议，对于目前互联网的质量，尤其是中国互联网的质量有着深刻的理解。一方面由于宽带的不断普及，越来越多的客户已经有了比较高的带宽。另一方面，宽带的质量却是严重地参差不齐。很多时候，用户即使拥有较高的带宽，但却同样存在较高的网络丢包率和较大的网络抖动，这些都会对视频会议的质量，尤其是声音质量产生严

52、重影响。VC8200 的目标是让用户能够在现有的网络环境下召开视频会议，这就要求 VC8200 能够很好地适应现在这种参差不齐的网络质量，而不是一味地要求用户提高网络质量。通过多年的研究和试验，公司独创了多媒体抗网络丢包的专利算法。使用该专利算法，VC8200 可以在丢包率高达 10%的网络环境下仍然保证声音的连续性和良好的音质，而声音质量的整体优良是视频会议成功召开的前提。正是因为使用了该专利技术，MAIPU 公司成功地保证了数百家客户在公众互联网召开视频会议并达到良好的效果。5.4自适应带宽自适应带宽在视频会议过程中，经常会出现网络带宽波动的情况。如果带宽的波动幅度使得视频会议本身的音视频

53、数据无法正常传输，就会造成音视频质量的下降。这时候往往会出现以下情形：声音断断续续，视频出现大量马赛克甚至完全模糊不可辨认。这就要求系统对网络带宽的异常波动可以做出相应的处理。经过大量的用户调查我们发现，当网络带宽发生波动的时候，用户可以接受视频质量的些许降低，但要求声音仍能保证连续、清晰。所以，VC8200 设计为：当检测到网络带宽发生变化时，会首先降低视频帧率以保证声音的连续性。帧率变化的机制是：当检测到网络带宽低于系统要求带宽时，则将视频帧率迅速降低为原来帧率的 1/2，比如说：原帧率设定为 20 帧/秒时，系统检测到带宽不够，此时，系统会将帧率降低为 10 帧/秒，如检测带宽仍然不够，

54、则继续降低帧率为 5 帧/秒。当系统发现带宽已经表现为充裕时，系统将上调帧率，但上调的速度是缓慢的，从 10 帧/秒提高到 11 帧/秒，12 帧/秒直至稳定在一个适合网络带宽的值附近。在整个过程中，语音的码率是保持不变的。5.5视频多码率视频多码率在一个视频会议中，参加会议的用户带宽可能是不同的。很多视频会议系统遇到这种情况只能按窄带的质量提供会议服务，此时宽带接入的用户也只能看到窄带下的效果。而 VC8200 的系统设计允许多种码率并存于一个会议中。会议开始前，每个客户端会首先检测与服务器连接的带宽情况，并通知服务器。服务器如果发现会议终端的带宽不一致，则会将视频数据分别做出处理，对于宽带

55、用户，服务器将按照宽带的质量发送视频；对于窄带的用户，服务器则会将视频质量做一些降低以适应窄带的需求，然后再发送给窄带用户。正是因为有这种机制的存在，VC8200 可以最大程度地利用网络带宽，让用户体验到最好的视频会议效果。5.6视频多通道复用技术视频多通道复用技术视频的数据量是很大的，在多数情况下，网络带宽资源有限，当视频路数增多到一定程度时，就可能会造成视频的不连续，从而降低了视频流畅度。采用视频多通道复用技术时，多路视频数据会智能地复用已有的视频通道，相互协调传送视频数据，从而使视频数据的传送更加有序，提高了传输效率，节约了网络带宽，改善了流畅度。5.7桌面共享桌面共享/程序共享的带宽自

56、适应功能程序共享的带宽自适应功能桌面共享/程序共享是一个非常实用的功能，使用此功能，用户可以看到甚至控制远端计算机的所有操作。但是有两种因素影响该功能的实用性。一方面，该功能对带宽资源要求比较高；另一方面，在实际使用中，即使在同一个会议室，不同用户的连接带宽也往往不同。如何让用户在窄带下也能使用桌面共享？如何让宽带用户以及窄带用户同时看到符合各自带宽传输能力的共享桌面呢？VC8200 通过独特的带宽自适应机制，可以根据用户的带宽实时地决定发送给用户的桌面共享数据量。当用户带宽不足时，服务器将自动降低发送给该用户的桌面共享刷新频率；而如果用户带宽较充足，服务器则会以较高的刷新频率更迅速地让用户看

57、到远端的桌面。通过这种带宽自适应机制，即使一个 56Kbps 的拨号用户和一个 2Mbps 的专线用户在同一个会议室中，服务器都可以保证在拨号上网用户正常使用的同时，让专线用户看到更高质量的桌面共享。5.8宽带环境下的高质量音视频宽带环境下的高质量音视频随着宽带的不断普及，用户对音视频质量的要求也越来越高。针对这样的需求，VC8200 针对宽带环境专门做了音视频质量的优化。在宽带环境下，用户的视频幅面可以达到 CIF（352x288） ，25 帧/秒，并可放大到全屏，在带宽允许的情况下（每路视频带宽大于 500 Kbps） ，视频质量可以接近甚至超过 VCD 的画质。同时，VC8200 在宽带

58、环境下选择了 G.711 的宽带语音压缩算法，保证声音更清晰、混音效果更好，并且大幅度降低了对用户机器资源的消耗。同时，VC8200 在宽带环境下选择了 ISAC 宽带语音压缩算法。ISAC 压缩算法比同类语音压缩算法频带增高了一倍，因此大大提高了声音清晰度、混音效果更好，配合噪声抑制、回音消除和自动增益控制技术，使音质完全可以比拟传统电话语音效果，并且大幅度降低了对用户机器资源的消耗。5.9 硬件设备的选择硬件设备的选择VC8200 在设计时就考虑到了与各种硬件设备的兼容性。由于系统本身是纯软件系统，通过对外部硬件设备的选择，VC8200 可以实现由低到高各种级别的视频会议方案。5.9.1桌

59、面型终端桌面型终端对于桌面型的终端配置，考虑到价格因素以及携带方便，推荐用户使用 USB 接口的摄像头以及耳麦，用户只要将摄像头和耳麦接到台式计算机或是笔记本电脑上，就可以通过 VC8200 召开视频会议。对于经常出差的用户，这种配置携带起来非常方便。5.9.2会议室型终端会议室型终端会议室型终端要求的音视频质量一般较高，我们推荐用户使用一些相对高档的外接设备。用途用途设备设备视频采集模拟摄像头（如 SONY EVI-D31 ）视频采集卡（如 Osprey 200 ）视频显示计算机显示器、投影仪或电视机（需要显卡支持 S 端子输出）录音定向麦克风放音音箱5.10 与硬件视频会议系统的互连互通与

60、硬件视频会议系统的互连互通有些客户历史上已经建设了视频会议系统，这些系统一般是采用纯硬件的方案，通过ISDN（H.320）或 IP（H.323）召开视频会议。客户对现有视频会议系统做进一步建设时，一般会有以下两个要求：1更低的建设成本。新建的视频会议点数一般会远多于已建设的点数，如果仍然使用硬件的解决方案，成本会非常高。所以必须要有更低成本的方案。2与已经建设好的视频会议系统互连互通。视频会议本来就是用来交流的，所以用户在使用的时候，一定希望所有的视频会议系统都可以互连互通，而不是各自独立，成为一个封闭的系统。针对这些需求，VC8200 设计了与硬件视频会议系统互连互通的解决方案。如下图所示。图 5-