视频通信基础知识(技术篇)课件

Cisco Confidential1 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Telepresence 初级班 基础知识培训王宇 Cisco Telepresence 初级班 基础知识培训 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential2目 录u视频会会议概述概述u视频会会议组成成u视频会会议技技术术语目 录视频会议概述 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential3通过网络使身处不同地点的人们实现面对面的沟通目前95%以上的视频通信应用基于IP网络目前视频通讯主要基于H.323和SIP协议Cisco的视频通信产品线统称为“网真视频（Telepresence video)什么是视频通讯？通过网络使身处不同地点的人们实现面对面的沟 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential4u业务管理业务管理u经营决策经营决策u财务管理财务管理u客户关系管理客户关系管理u供应链管理供应链管理u库存管理库存管理u办公自动化办公自动化u宣传宣传适用于各种组织活动的各个领域适用于各种组织活动的各个领域！u业务培训业务培训u售后培训售后培训u售后支持售后支持u远程商务远程商务u远程谈判远程谈判u远程招聘远程招聘u远程交流远程交流u其它其它u行政会议行政会议u远程法庭远程法庭u远程教育远程教育u远程医疗远程医疗u远程金融远程金融u应急通信应急通信u远程生产调度远程生产调度u政府办公信息政府办公信息化化视频会议的适用领域业务管理适用于各种组织活动的各个领域！业 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential5u视频会会议（会（会议电视）u商用用商用用质量量,高高压缩率率,最少最少1:100(H.263、H.264)u采用低采用低带宽传输(128 384 768 1920 Kbps)u双向交互，双向交互，实时性要求高，延性要求高，延时非常小。非常小。u广播广播电视u广播广播级高高质量量,无无压缩或或压缩比比较低低u占用占用传输带宽大（模大（模拟电视每套每套节目的目的频宽是是8MHz,数字数字电视是是 30Mbps)u传输延延时大大(单向向3秒左右秒左右)视频会议与广播电视视频会议（会议电视）广播电视 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential6视频会会议产品是跨越多个行品是跨越多个行业的的产品！品！u广播广播电视u声学，声学，扩声技声技术u图像和声音的数字化技像和声音的数字化技术,编码压缩技技术(CODEC)u通信网通信网络(LAN,WAN,ISDN)u摄像，像，摄影影u电影影u灯光灯光u会会议室装修，布景室装修，布景视频会议系统涉及的知识 视频会议产品是跨越多个行业的产品！广 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential7u国国际电信信联盟盟(ITU)uH.320，H.323uH.263，H.264，H.239，H.XXXu互互联网工程任网工程任务组（IETF）uSIP，RTP，SRVPu国国际标准化准化组织（ISO）uMPEG1，MPEG2，MPEG4u国国际标准的重要性准的重要性解决不同厂商解决不同厂商产品的互通和兼容性品的互通和兼容性问题保保护用用户的利益的利益视频会议系统的国际标准 国际电信联盟(ITU)2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential81996年有ITU-T提出的，设计严谨但结构复杂标准涵盖了包交换网络上的音频、视频、数据通信解决了点对点以及多点视讯会议中诸如呼叫与会话控制、多媒体与带宽控制等问题几乎所有的视频通信厂商都支持该标准多媒体通信协议 H.3231996年有ITU-T提出的，设计 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential91999年有IETF提出，结构简单并扩展性强一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话与H.323相比较，更加适合下一代互联网及软交换平台已经成为公认的统一通信的协议标准多媒体通信协议 SIP1999年有IETF提出，结构简单并扩 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential10思科倡导的网真互通协议主要针对多屏系统之间的互联互通，并开发了标准的开发代码思科TX系列和CTS系列，以及思科网真服务器(TPS)都已经支持TIP协议目前主流视频通信供应商都加入了TIPTIP（Telepresence Interoperabil 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential11视频编码协议用于定义设备间的视频信号数字化、压缩和编码，H.26X是ITU为视频通讯提出的标准H.261支持的带宽在64Kbps到2Mbps，支持的图像分辨率最高的CIF（352288）；H.263可以提供更高的压缩比和更高的分辨率，最高可以到达16CIF，即14081152，而且更加流畅，可达30帧/秒；H.264是最新的ITU的视频压缩协议，图像质量优于H.263，而带宽消耗为H.263的一半，所以是当前视频通信的主流视频协议，支持720p/1080p视频编码协议视频编码协议用于定义设备间的视频信号数字化、压缩 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential12各公司专用系统H.320H.3231960SIP2004目前目前目前目前H.323H.323是主流协议，是主流协议，是主流协议，是主流协议，下一代主流协议是下一代主流协议是下一代主流协议是下一代主流协议是SIPSIP！19961990视频会议协议发展趋势各公司专用系统H.320H.323196 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential13H.320H.320AudioVideoDataControlG.711G.722AAC-LDH.261H.263H.264T.120H.221BONDing基于ISDN的视频通信标准H.320AudioVideoDa 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential14H.323H.323AudioVideoDataControlG.711G.722AAC-LDH.261H.263H.264H.239 H.225RASQ.931H.245基于IP的视频通信标准H.323H.323AudioVide 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential15SIPSIPAudioVideoDataControlG.711G.722AAC-LDH.261H.263H.264BFCP SIP基于IP的视频通信标准SIPSIPAudioVideoDat 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential16IETFSIPHTTPSMTPITUH.323ISDNPSTNIETFSIPITUH.323SIP vs H.323 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential17 SIP由IETF开发，H.323由ITU开发 SIP为Internet优化，H.323为LAN优化 SIP支持Presence（状态呈现），H.323不支持 SIP支持IM（即时消息），H.323不支持 SIP支持原生支持DNS和URL应用，H.323不支持 SIP获得更多应用平台支持 SIP由IETF开发，H.323由ITU开发SIP vs 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential18 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID6）u 思科倡导的网真互通协议u 主要针对多屏系统之间的互联互通，并开发了标准的开 发代码u 思科TX系列和CTS系列，以及思科网真服务 器(TPS)都已经支持TIP协议u 目前主流视频通信供应商都加入了TIP 2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential19视频会议组成 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential20IP广域网广域网电路交路交换网网H.320 网网闸GatekeeperRouter网关网关 GatewayH.323 终端端以太网以太网多点控制多点控制单元元MCUH320 MCUH320 终端端视频会议系统的基本组成IP广域网电路交换网 网闸Ga 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential21u网网络u终端端(Terminal)uMCU(多点控制多点控制单元元)u网关网关(Gateway)u网网闸/关守关守(Gatekeeper)视频会议组件网络 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential22呼叫控制呼叫控制主会主会场分会分会场视频通信网管通信网管MCU会会议录制制分会分会场分会分会场分会分会场Internet典型的视频通讯网络呼叫控制主会场分会场视频通信网管MCU会议 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential23视频会议终端u功能功能图像，声音采集和重现图像，声音采集和重现图象，声音压缩图象，声音压缩音视频输入输出音视频输入输出网络协议和接口网络协议和接口实时控制实时控制u产品形态产品形态基于基于windows的软终端的软终端可视电话可视电话桌面终端桌面终端/会议室终端会议室终端一体式终端一体式终端/分体式终端分体式终端硬终端硬终端/嵌入式系统嵌入式系统视频会议终端功能 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential24u功能功能终端接入端接入声音混合声音混合视频交交换编码转换会会议管理管理u产品形品形态终端内置端内置MCU独立独立MCU多点控制单元 MCU功能 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential25u网网闸功能功能u管理管理H.323终端，端，MCU，网关，网关u地址翻地址翻译u带宽管理管理u接入控制接入控制uH323协议可可选组件件网闸功能网闸 Gatekeeper 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential26u网关功能网关功能u实现不同不同协议终端之端之间的互通的互通uH.320和和H.323uSIP和和H.323u完成通信完成通信协议转换u视频H.264/H.263/H.261u音音频G.722.1C/G.722/G.711等的等的转换网关功能网关 Gateway 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential27视频会议常用网络u数字数据网数字数据网(DDN)u综合业务数字网综合业务数字网(ISDN)uSDH（同步数字）（同步数字）u帧中继网帧中继网(FR)u异步传输网异步传输网(ATM)u卫星网卫星网(VSAT)uIP网网(LAN)-目前应用最广泛的网络目前应用最广泛的网络uMPLS VPN视频会议常用网络数字数据网(DDN)2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential28IP网络的特点u包交换网络包交换网络u可在同一物理网络上进行数据，视频，音频多种应用可在同一物理网络上进行数据，视频，音频多种应用u主干网络通过部署主干网络通过部署QoS可保障服务质量可保障服务质量u分支网络可能存在如下问题分支网络可能存在如下问题u丢包丢包u延迟延迟u抖动抖动u乱序乱序IP网络的特点包交换网络 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential29以上要求以上要求为国国标对视频会会议网网络的基本要求，的基本要求，各厂商各厂商产品可以在以上网品可以在以上网络条件下正常工作条件下正常工作u带宽：为视频呼叫的呼叫的1.2倍倍u基本要求在基本要求在256K以上可以以上可以实现可接受的效果可接受的效果u延延迟：小于：小于300msu抖抖动：小于：小于25msu丢包率：小于包率：小于1u针对视频应用启用用启用 QoS视频会议对IP网络的基本要求以上要求为国标对视频会议网络的基 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential30输入格式化编码/压缩发送输出重格式化解码/解压接收NetworkCodec=Codec=COder/DECoderCOder/DECoder难易IP网络视频通信传输过程输入格式化编码/压缩发送输出重格式化解码/解 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential31点对点视频通信 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential32Multipoint Control Unit(MCU)通过MCU实现多方视频会议 Multipoint Contr 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential33视频会议技术术语 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential34u视频视频u分辨率、帧率、逐行分辨率、帧率、逐行/隔行扫描隔行扫描u编码算法编码算法u加密加密u带宽带宽u音频音频u唇音同步唇音同步u回声消除回声消除u视频会议技术视频会议技术u双流双流u双显双显视频视频会议技术术语 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential35视频分辨率的业界标准 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential36 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID8u CIF:352*288(相当于VCD质量）(SD 4:3)u 4CIF:704*576(相当于DVD质量）(SD 4:3)u W288p:512*288(OD 16:9)uW448p:768*448(OD 16:9)u W576p:1024*576(OD 16:9)u720p:1280*720(HD 16:9)u1080p:1920*1080(HD 16:9)SD 标清，OD 优化,HD 高清，P代表逐行扫描，是视频通讯通用的技术 Cisco支持所有主流视频分辨率 2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential37 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID9 2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential38WH2424Pixel帧(Frame)代表一个画面当接收到每秒22幅以上的画面时，人就会认为画面是连续的，这个速度称为帧率电影的帧率是24帧/秒视频通讯的帧率与视频算法、设备处理能力和呼叫带宽有关视频通信最高帧率是60帧/秒帧WH2424Pixel帧(Frame)代表一个画面 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential39NTSC&PAL 是隔行扫描；奇数行先扫，偶数行后扫，非同时；扫描频率由系统类型决定NTSC=30 fps=60 场PAL=25 fps=50 场1 帧=2 场NTSC&PAL 是隔行扫描；隔行扫描 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential40宽屏的16：9要比传统的N制式或PAL制式多显示30%的内容16：9的可的可视角度角度为30度；度；通通过对比比4：3的可的可视角角为10度；度；Additional Picture Area16943视频格式宽屏的16：9要比传统的N制式或PAL制式多显示30 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential41分辨率分辨率帧率帧率带宽带宽4CIF30128K-512K720P30768K720P601M-1.5M1080P301M-1.5M1080P602M-2.5M带 宽分辨率帧率带宽4CIF30128K-512K720P3 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential42u视频图像数据有极像数据有极强相关性，存在大量的冗余信息相关性，存在大量的冗余信息u空域冗余空域冗余u每每帧画面内相画面内相邻像素之像素之间相关性很大相关性很大u时域冗余域冗余u相相邻帧之之间存在很大的信息冗余量存在很大的信息冗余量u编码技技术就是去除数据之就是去除数据之间的相关性的相关性u帧内内编码技技术u帧间编码技技术视频编码算法视频图像数据有极强相关性，存在大量的冗余信息 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential43u什么是加密什么是加密u对明文的数据按某种算法明文的数据按某种算法进行行处理，使其成理，使其成为不可不可读的一段代的一段代码，保，保护数据不被非法窃取、数据不被非法窃取、阅读u常常见的加密技的加密技术uDES 56位加密算法位加密算法uAES128位加密算法，具有更位加密算法，具有更强的安全性和效率的安全性和效率 u目前国目前国际视频会会议加密加密标准准为H235V3uAES 128位位动态加密算法加密算法加密技术什么是加密 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential44u声音是声音是视频会会议最重要的部分最重要的部分u正常情况下，声音的重要性高于正常情况下，声音的重要性高于图像，没有声音的会像，没有声音的会议将无法将无法进行行u声音的声音的传输使用很低的比特率（使用很低的比特率（码流），因此声音能流），因此声音能够在在很低的很低的带宽下下传输声 音声音是视频会议最重要的部分 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential45u人类听力范围：人类听力范围：20-20,000Hzu语音信息通常集中于语音信息通常集中于100-7,000Hzu其它音频范围：其它音频范围：uCD：20Hz-20kHzuFM广播：广播：15kHzuAM广播：广播：7kHzu普通电话：普通电话：3.4kHz音频协议人类听力范围：20-20,000Hz 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential46ProtocolBit Rate(Kbs)Audio LimitsDelayQualityAAC-LDG.728G.722.1G.722G.7116464564848322416to481288Kbs 128Kbs4 kHz40 msFair7 kHz40 msGood7 kHz40 msGood4 kHz625 sFair20 kHz20 msExcellentProtocolBit Rate(Kbs)Audio Li 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential47XLR 卡隆头RCA 莲花头3.5mm PC头国际标准音频接口XLR 卡隆头RCA 莲花头3.5mm PC 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential48RCA 莲花头S端子BNC 同轴电缆接头VGA 国际标准模拟视频接口RCA 莲花头S端子BNC 同轴电缆接 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential49DVIHDMIHD-SDI国际标准数字视频接口DVIHDMIHD-SDI 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential50111111 111100 0 00 0 0 000000111111 111100 0 00 0 0 000000AnalogueDigital数字信号还原难度小数字信号经过不易被监听数字信号适合长距离传输数字信号与模拟信号111111111100000000000Cisco Confidential51 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.全向麦克风定向麦克风拾音范围拾音范围麦克风的类型（全向和非全向）全向麦克风定向麦克风拾音范围拾音 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential52图像像输入入/输出出设备声音声音输入入/输出出设备图像像编码声音声音编码延延时唇唇音音同同步步*声音的数据量小，声音的数据量小，处理速度快，因此需要和理速度快，因此需要和图像作同步像作同步处理理同步同步处理机制理机制唇音同步图像输入/输出设备声音输入/输出设备图像编码声音编码Cisco Confidential53 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.NetworkECNetwork回声抑制EC 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential54远程程终端端动态摄像机像机图像像动态双流数据双流数据远程终端动态摄像机图像动态双流数据双流技术实现两路媒体流的 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential55DisplaysCamerasMicrophonesSound Mixers and SpeakersTANDBERGECHOCANCELLERENGINEEchoEcho CancellationISDNInternet/LAN/IP3GNetworksUser InterfacesCodecsCablesPeripherals视频终端组成部分DisplaysCamerasMicrophCisco Confidential56 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.灯光在上面，造成阴影Example 3逆光，阴影Example 1Example 2自然光通过百叶窗几种需要避免的光线条件灯光在上面，造成阴影Example 3Cisco Confidential57 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.主灯源主灯源辅助灯源助灯源背灯源背灯源主灯源优化后的光线条件辅助灯源背灯源Cisco Confidential58 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.+背景灯背景灯+辅助灯源助灯源=Yes!主灯源主灯源光线优化+背景灯+辅助灯源=Yes!主灯源Cisco Confidential59 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.拉上窗帘；打开屋内的主灯光；尽可能保证背景光；巧妙运用摄像头的预置位；不要覆盖摄像头；保持显示屏洁净；关闭窗户，避免打扰；视频的其他主要事项拉上窗帘；2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential60 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID22 2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential61 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID23u一般为三屏以上系统，使用最高端的编解码器，实现最高 端清晰度u融入式环境，一般要求各会场使用同样的颜色和装修布置u真实还原面对面体验u身临其境的感觉，强调真人大小和与会者的眼神交流u 私密性强u一键式发起会议u屏幕上不出现控制菜单，不使用遥控器控制 2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential62 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID24u 终端部分分体式支持协议H.323/SIP1080p/30帧/720p/30帧最高呼叫带宽达到xM高清视频输入/输出接口x个，要求HDMI/DVI音频输入/输出接口x个支持双流，第二路流达到xxx（1080p/720p/VGA).2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential63 2009 Cisco Systems,Inc.All rights reserved.Cisco ConfidentialPresentation_ID25uMCU部分电信级模块化/一体式容量要求xx点呼叫带宽达到xM要求支持H.239双流要求支持xx分屏要求同时支持xx组会议实现MCU级联 2009 Cisco Systems,Inc.Al 2010 Cisco and/or its affiliates.All rights reserved.Cisco Confidential64u是大型会是大型会场，还是小型会是小型会场或个人桌面使用？或个人桌面使用？u共有多少个会共有多少个会场？u开会的开会的带宽是多少？是多少？u用用户的的预算算 是多少？什么是多少？什么时候建候建设？u用用户采用的网采用的网络是什么？是什么？u用用户有什么特殊的功能有什么特殊的功能应用需求？用需求？u主要主要竞争争对手是手是谁？u。建立视频会议系统的几个基本问题是大型会场，还是小型会场或个人Thank you.视频通信基础知识(技术篇)课件