信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標準研究所 聶秀英
摘 要：視頻通信在當前作為應急通信系統(tǒng)發(fā)揮了其重要作用。本文從視頻通信入手，介紹了與應急視頻通信的相關技術和應用。
一、概述
俗話說“耳聽為虛，眼見為實”。自電信通信出現(xiàn)以來，人們一直希望能夠通過通信網(wǎng)絡實現(xiàn)遠距離的視頻通信。20世紀60年代開始研究和生產(chǎn)電話網(wǎng)上能傳輸視頻信息的可視電話，80年代研究和生產(chǎn)ISDN上使用的視頻電話和視頻會議系統(tǒng)，90年代開始研制基于ATM的視頻會議系統(tǒng)，上世紀末本世紀初研制基于IP技術的視頻會議系統(tǒng)。雖然這些研究和生產(chǎn)取得了一定的成績并且有了一定的應用，但由于網(wǎng)絡傳輸能力限制造成服務質量問題，以及人們出于對價格因素和個人隱私問題的考慮等原因，可視電話并沒有像預測的那樣很快進入尋常百姓的生活。而會議電視作為人們遠距離面對面的通信方式，緣于其可以節(jié)省差旅費和減少路途勞累而被一些大公司和一些政府部門所使用。
視頻通信是進行面對面交流的一種手段，它除了提供人們遠距離的面對面交流外，還可以應用于由于某些因素（如一些需要隔離或密封的場所與公共場所之間）造成近距離需要面對面，但又不能實現(xiàn)真正的面對面交流時進行面對面交流的一種手段。例如，今年在我國突如其來的SARS，我們借助于視頻通信設施解決了患者與其親屬、醫(yī)護人員與其親屬、現(xiàn)場醫(yī)護人員與場外醫(yī)護人員面對面的交流問題。同時，為減少人員出差，流動遠程會議電視系統(tǒng)為不同地區(qū)之間的信息交流提供了很好的手段。目前，應急視頻通信又成為通信界討論的一個熱點問題。本文將從談論視頻通信固有的特點和應用入手，介紹視頻通信的特點及其在應急通信中的應用。
二、視頻通信的應用
視頻通信與其他通信（如話音通信）的不同之處在于：在通信過程中它所傳遞的信息包含視頻信息，其通信方式應包括話音通信和數(shù)據(jù)通信的各種通信方式—實時交互式通信、檢索式通信和廣播式通信。
1.交互式視頻通信
交互式視頻通信是指在通信過程中,通信雙方的通信是交互進行、對時延要求較高。這類通信包括視頻會議、可視電話、遠程醫(yī)療、遠程教學等。
（1）視頻會議：是指在兩點或多點之間通過會議系統(tǒng)進行的“面對面”的會議或討論。根據(jù)不同的會議控制方式，位于任何一點的與會者可以看到所有或部分其它地點的與會者，同時，可以聽到由會議控制者所選定的與會者的發(fā)言。同時根據(jù)會議系統(tǒng)的配置和功能，在實時會議進行過程中還可以進行會議文件的發(fā)送和歷史資料的查找。
�。�2）可視電話：通常是在兩點之間進行，其主要目的是進行電話通信，同時可以看到對方的表情�？梢曤娫捊K端所采用的技術和標準通常與會議電視終端設備所采用的相應技術和標準一致。因此，通常情況下與會者可以利用自身所擁有的可視電話終端與視頻會議系統(tǒng)互通從而加入視頻會議中。
�。�3）遠程醫(yī)療：從技術和實現(xiàn)方式來講遠程醫(yī)療是視頻會議系統(tǒng)在醫(yī)療領域的一種應用。根據(jù)所討論的不同病情，對視頻圖像的質量要求有些許的不同。通常情況下，在進行醫(yī)療討論和診斷過程中需要附以X-光片或病人的影像和病歷。因而遠程醫(yī)療系統(tǒng)除了配備較會議系統(tǒng)分辨率高的顯示系統(tǒng)外還需要有檢索系統(tǒng)來配合。另外，考慮到病人在發(fā)病期間出現(xiàn)暫時無法控制情緒而做出一些非常舉動，因而所放置的設備應以病人無法直接接觸為好。
（4）遠程教學：遠程教學是視頻會議系統(tǒng)在教育系統(tǒng)的一種應用，其主要目的是充分利用優(yōu)秀的師資資源，讓更多的人在不受地域限制的情況下獲得更好教育。尤其是對分布在不同地點的人員需要掌握特定技能的情況下，遠程教育系統(tǒng)將是一種很好的手段。教學通常是以教師為中心的，因此教師對學生的通道可以用類似與廣播的方式，而學生的反饋信息可以對帶寬要求較低的通道傳送，沒特別需要可不傳送學生的視頻圖像。
�。�5）交互式視頻游戲：該類應用是為用戶提供一種可以由用戶選擇視頻游戲機會。在以往的試驗中發(fā)現(xiàn)，人們對游戲的需求高于對其它應用的需求。
2．檢索式視頻通信
檢索式視頻通信通常是在用戶與存儲視頻信息之間進行的。在通信開始時，用戶允許有一定的延時。根據(jù)不同應用的特點，用戶在使用所檢索到的視頻信息時可以是一邊檢索一邊使用，也可以是先將所檢索到的視頻信息下載到用戶自身的存儲器然后使用。該類應用包括視頻點播、數(shù)字圖書館、視頻電子郵件等。
（1）視頻點播：根據(jù)用戶的選擇在視頻信息存儲服務器中點播用戶所選擇的電影、電視節(jié)目、 MTV等視頻信息。
（2）數(shù)字圖書館：該應用可以看作是遠程教學的一部分，供用戶查找資料信息，這些資料信息可包含視頻信息。
（3）視頻電子郵件：在用戶接收視頻電子郵件時，可將其看作是從郵件服務器中下載，其目的地址是用戶電子郵件地址的視頻信息。
3．廣播式視頻通信
廣播式視頻通信是指由視頻信息源以廣播（或組播）的方式發(fā)送視頻信息。它允許用戶接入到由一個信息源或多個信息源提供信息的信道。
三、視頻通信的相關技術及其標準
1．視頻通信的相關技術
顧名思義，視頻通信是在通信過程中傳遞視頻信息。若按人們所獲取信息中有多于80%是通過人眼睛獲得的來講，信息量大是視頻信息的最大特點。因而，進行視頻通信需要解決的問題應是擴大網(wǎng)絡傳輸帶寬和壓縮視頻信息的數(shù)據(jù)量。
通信網(wǎng)是由通信終端、接入網(wǎng)、骨干網(wǎng)（含城域網(wǎng)）組成的。在進行通信時需要網(wǎng)絡提供端到端的通信環(huán)境，因而，與視頻通信相關的網(wǎng)絡技術包括寬帶接入技術（如ADSL 、HFC、FTTC 、FTTH等）、能夠處理大帶寬的交換或路由技術（包括ATM技術和IP技術）、高速傳輸網(wǎng)絡（SDH等光纖網(wǎng)）以及與使用這些技術相關的QoS、安全、網(wǎng)絡管理等方面的技術。
信息大多是來自信息源，因而信息壓縮功能當由終端設備來完成。這些技術主要是靜止圖像和動態(tài)圖像編碼技術（包括JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263等圖像壓縮編碼技術）。在進行多點視頻會議等涉及多個參與者的通信中還需要與其相互配合的多點控制、多點視頻信息處理等方面的技術。對于信息點播類的視頻通信應用，還需有信息存儲技術、信息分配技術等。
視頻通信應用包含與家庭娛樂相關的一些應用，這需要有能將家庭設備與公用網(wǎng)絡相互連接的家庭網(wǎng)絡作為基礎，這將涉及與家庭網(wǎng)絡相關的一些家庭網(wǎng)絡技術（包括有線組網(wǎng)技術和無線組網(wǎng)技術）。
2．視頻通信的相關標準
通信本身包含距離的含義，為實現(xiàn)任何地點間的通信無論是通信網(wǎng)絡還是通信終端，需要有統(tǒng)一的協(xié)議和規(guī)程。因而，通信標準由國際標準化部門來制定。最初往往由世界各國統(tǒng)一協(xié)調制訂或者由某個國家或地區(qū)制定之后推向國際。國際上制定相關視頻通信領域標準的部門主要包括ITU、ISO、IEC和ISO/IEC JTC1。
與網(wǎng)絡相關的標準主要由歸屬于聯(lián)合國的國際電聯(lián)（ITU）分別在它的各個研究組制定，包括網(wǎng)絡整體結構（ITU-T SG13）、 信令（ITU-T SG11）、傳輸網(wǎng)（ITU-T SG15）、業(yè)務定義（ITU-T SG2）、網(wǎng)絡管理（ITU-T SG4）等，由于這些研究組所制定的標準眾多，本文不一一介紹。
與視頻通信系統(tǒng)、設備和編碼相關的標準主要在 ITU-T SG 16中制訂。該研究組已經(jīng)制訂和發(fā)布了基于ATM、ISDN、分組網(wǎng)、PSTN 的會議電視系統(tǒng)和設備，以及與其相應控制和管理的H.200、H.300系列標準和進行圖像編碼的H.260系列標準。目前，正在制定與移動性相關的H.500 系列標準。
圖1中示出了H.323終端設備框圖及所采用的標準情況。
數(shù)字聲像國際標準化協(xié)會（DAVIC）制定了視頻點播系統(tǒng)的相關標準，發(fā)布了DAVIC 1.0至 DAVIC 1.5一系列標準。主要規(guī)定了基于ATM網(wǎng)絡提供視頻點播業(yè)務的技術規(guī)范。
四、應急視頻通信的特點及其相關要求
據(jù)國內外電信運營商提供的數(shù)據(jù)顯示，一旦在某個國家或地區(qū)出現(xiàn)自然或人為災難時，該國家或地區(qū)的通信網(wǎng)業(yè)務會出現(xiàn)較平日高得多的業(yè)務量甚至網(wǎng)絡擁塞。目前，ITU-T SG 16 也在考慮對應急通信進行專門的研究并制定相應的技術規(guī)范。視頻通信身具有特定的優(yōu)勢，在應急通信中它會起到其它通信方式所不具有的優(yōu)勢。
1．應急視頻通信的特點
應急通信主要是在應急狀態(tài)下提供通信服務。應急狀態(tài)主要包括水災、火災、地震、傳染性疾病等無法控制的自然災害。在這種狀態(tài)下，可以通過視頻通信系統(tǒng)了解出現(xiàn)災害地區(qū)受災情況，以便于指揮搶險的人員及時下達正確的指揮命令。在傳染性疾病發(fā)生時，可以通過視頻通信系統(tǒng)在隔離區(qū)與未隔離區(qū)間進行類似與面對面的交流。應急視頻通信的特點如下。
（1）在緊急狀態(tài)下，能夠及時準確地傳遞處于緊急狀態(tài)下的實際情況；
（2）及時提供處理災難所需要的必要信息；
（3）系統(tǒng)組建時需要速度快；
（4）在非正常的情況下仍可工作。
2．應急視頻通信系統(tǒng)的相關要求
為實現(xiàn)在緊急狀態(tài)下進行必要的視頻通信服務，應急視頻通信系統(tǒng)應滿足下列要求。
�。�1）按時按需組建視頻通信系統(tǒng)。在緊急狀態(tài)下，需要在確定的時間范圍內，并在一定的地點之間實現(xiàn)視頻通信，如在某一個地區(qū)或某幾個地區(qū)同時發(fā)生險情時，需要多個地點聯(lián)合討論解決辦法，這樣就需要在多個地點之間建立多點視頻通信系統(tǒng)。
（2）應在各種環(huán)境下組建視頻通信系統(tǒng)。通常情況下，災害會發(fā)生在較大的范圍內（如地震或水災）或相對小的范圍內（如發(fā)生在家庭中的火災等）。因而為適應各種不同的場合，應急視頻系統(tǒng)應在移動過程中正常工作并能夠采用無線方式進行通信。所使用的設備應是可攜帶的。
�。�3）從技術和應用的角度來將，應急視頻通信系統(tǒng)所采用的技術和應用方式應與普通的視頻通信系統(tǒng)相同。不同之處在于這類系統(tǒng)應滿足應急的需要，在確定的時間和惡劣的環(huán)境下能獲得足夠網(wǎng)絡資源和較好的通信質量，同時滿足所處環(huán)境中應必備的特性。
五、應急視頻通信的發(fā)展趨勢
目前大多數(shù)視頻通信系統(tǒng)是建立在保證服務質量的有線網(wǎng)絡環(huán)境中。受目前網(wǎng)絡條件和技術水平的限制，移動視頻通信系統(tǒng)和基于IP網(wǎng)絡的視頻應用系統(tǒng)所能提供的業(yè)務質量還不能完全滿足用戶的需要。為完全滿足應急視頻通信的需求，具有移動功能的視頻通信系統(tǒng)和采用IP技術的視頻通信系統(tǒng)將是未來發(fā)展的方向。些技術相關的QoS、安全、網(wǎng)絡管理等方面的技術。
信息大多是來自信息源，因而信息壓縮功能當由終端設備來完成。這些技術主要是靜止圖像和動態(tài)圖像編碼技術（包括JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263等圖像壓縮編碼技術）。在進行多點視頻會議等涉及多個參與者的通信中還需要與其相互配合的多點控制、多點視頻信息處理等方面的技術。對于信息點播類的視頻通信應用，還需有信息存儲技術、信息分配技術等。
視頻通信應用包含與家庭娛樂相關的一些應用，這需要有能將家庭設備與公用網(wǎng)絡相互連接的家庭網(wǎng)絡作為基礎，這將涉及與家庭網(wǎng)絡相關的一些家庭網(wǎng)絡技術（包括有線組網(wǎng)技術和無線組網(wǎng)技術）。
2．視頻通信的相關標準
通信本身包含距離的含義，為實現(xiàn)任何地點間的通信無論是通信網(wǎng)絡還是通信終端，需要有統(tǒng)一的協(xié)議和規(guī)程。因而，通信標準由國際標準化部門來制定。最初往往由世界各國統(tǒng)一協(xié)調制訂或者由某個國家或地區(qū)制定之后推向國際。國際上制定相關視頻通信領域標準的部門主要包括ITU、ISO、IEC和ISO/IEC JTC1。
與網(wǎng)絡相關的標準主要由歸屬于聯(lián)合國的國際電聯(lián)（ITU）分別在它的各個研究組制定，包括網(wǎng)絡整體結構（ITU-T SG13）、 信令（ITU-T SG11）、傳輸網(wǎng)（ITU-T SG15）、業(yè)務定義（ITU-T SG2）、網(wǎng)絡管理（ITU-T SG4）等，由于這些研究組所制定的標準眾多，本文不一一介紹。
與視頻通信系統(tǒng)、設備和編碼相關的標準主要在 ITU-T SG 16中制訂。該研究組已經(jīng)制訂和發(fā)布了基于ATM、ISDN、分組網(wǎng)、PSTN 的會議電視系統(tǒng)和設備，以及與其相應控制和管理的H.200、H.300系列標準和進行圖像編碼的H.260系列標準。目前，正在制定與移動性相關的H.500 系列標準。
圖1中示出了H.323終端設備框圖及所采用的標準情況。
數(shù)字聲像國際標準化協(xié)會（DAVIC）制定了視頻點播系統(tǒng)的相關標準，發(fā)布了DAVIC 1.0至 DAVIC 1.5一系列標準。主要規(guī)定了基于ATM網(wǎng)絡提供視頻點播業(yè)務的技術規(guī)范。
四、應急視頻通信的特點及其相關要求
據(jù)國內外電信運營商提供的數(shù)據(jù)顯示，一旦在某個國家或地區(qū)出現(xiàn)自然或人為災難時，該國家或地區(qū)的通信網(wǎng)業(yè)務會出現(xiàn)較平日高得多的業(yè)務量甚至網(wǎng)絡擁塞。目前，ITU-T SG 16 也在考慮對應急通信進行專門的研究并制定相應的技術規(guī)范。視頻通信身具有特定的優(yōu)勢，在應急通信中它會起到其它通信方式所不具有的優(yōu)勢。
