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东方有线专栏
基于NGB 网络开展视频通讯
应用开发及展望*
夏晓燕 王明敏 东方有线网络有限公司
邓 勇 杨启程 上海下一代广播电视网应用实验室有限公司
栏
专*本文由国家广播电影电视总局国家科技支持计划项目课题No.2012BAH02B01经费资助。
项目名称：NGB 总体技术和
标准体系及业务系统关键技术研究
1 引 言
人们对通信的需求已经由单一语音需求转变为对视频、图像、信息的融合通信需求，以传送语音、视频、数据为一体的视频通讯业务已成为网络发展的热点，以点对点或多点视音频通信为主要形式的视频会议、远程医疗、远程教育等服务已得到越来越多的使用。
随着数字电视的快速发展，视频通讯技术的成熟，NGB 网络的改造提高了网络的带宽和质量，使得基于机顶盒与电视机为广大家庭用户提供视频通讯甚至是高清视频通讯成为了可能。
东方有线作为有线运营商，拥有
优质的网络资源，丰富的数字电视及终端设备的运营和应用经验，基于这些优势，整合资源和最新技术实现提供多业务融合的视频通讯平台，结合教育、医疗等场景，提供更丰富的视频通讯手段和应用，将极大拓展视频通讯业务在NGB 网络的发展。
2 视频通讯应用发展的
网络基础
随着东方有线NGB 网络的改造以及互动高清业务的推广，广电进入以100M 独享入户和语音业务准入为典型特征的全业务运营NGB2.0时代。
在有线数字电视的DVB 与IP 结合形
成双模架构之后，NGB 接入网能满足非对称宽带数据、交互电视回传、对称宽带数据、实时多媒体等业务的需求，广电运营商能提供高清晰度电视、高速数据接入、视频互动、语音视频通讯类服务等三网融合业务。
东方有线是从2010年起在中心城区进行NGB 网络试点建设，2011
年开始在上海全市开展大规模的NGB 网络建设，持续到2013年年底东方有线全市的用户总数是在650万户左右，NGB 网络建设覆盖用户数将达到536万户，按照公司的“十二五规划”，2014年NGB 网络将实现600万户的覆盖。
NGB 网络的建成实现了千兆到用户端百兆的接入，有效提升了有线
摘要：NGB 网络和智能终端的迅速发展，为视频通讯业务面向公众广泛运营已经准备好技术条件。
本文基于有线电视的网络发展情况，结合当前通信领域和计算机领域出现的技术，对如何构建视频通讯系统及开展应用进行初步探讨。
关键词：NGB 视频通讯 多终端跨屏
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《有线电视技术》 2014年第2期 总第290期
电视网络承载能力和传输质量。
根据NGB 的用户接入带宽要求和业务发展情况，东方有线目前提供的每个终端用户有效数据平均带宽为10Mbps，最大数据带宽可以达到100Mbps。
全网性能指标能设计达到（所有的网络性能是在包大小为1k 的情况下评估）：全网丢包率（指NGB 网络内部）小于10-3；端到端平均延时（指从NGB 的业务服务器到用户终端）小于60ms；端到端抖动（指从NGB 的业务服务器到用户终端）小于50ms。
能充分满足视频通讯业务对网络的要求。
选取了NGB 网络中两个典型的用户点，在网络高峰期进行了网络测试，测试环境如图1所示。
针对视频通讯应用最重要的两个指标——网络延时和网络抖动进行了测试。
（1）网络延时测试
用Chariot 软件选用response
脚本测量系统延时，包长分别为128、256、512、1024、1280字节。
网络
延时的综合测试结果如表1所示。
（2）网络抖动测试
用Chariot 模拟VoIP 节点使用正反向双线程，网络抖动的测试结果为26ms。
整体网络质量MOS 指标>4，级别优，语音清晰，延迟很小，交流流畅。
软交换承载网应满足媒体流对承载网的以下要求：IAD、智能终端等外网区设备间承载网应满足丢包率≤2%，网络抖动≤30ms，单向时延≤200ms。
东方有线通过NGB 网络改造，实
现了更高的带宽与更方便的线路部署。
在配备先进的网络设备后，利用高速的网络与通讯系统的结合，基于高可用的网络服务，最终为高清视频通讯提供了有效的链路保障。
3 视频通讯系统构建
东方有线在进行NGB 网络改造的同时，已经发展了大量NGB 机顶盒用户，提供家庭娱乐服务。
在网络带宽已可满足承载视频通讯业务要求的
基础上，充分利用现有机顶盒的功能，构建视频通讯应用系统。
同时考虑到智能终端的发展趋势，开发PC 桌面、智能手机、Pad 屏上的视频通讯软件
终端，实现基于NGB 网络的多屏视频通讯功能以及基于MCU 多点控制实
现多方视频通讯功能。
东方有线视频通讯系统拓扑图如图2所示。
视频通讯应用系统的构建主要考虑以下几个方面：
（1）以IMS 系统为核心
结合东方有线三网融合业务的语音业务发展规划，采用统一的IMS 系统构建整体平台。
通过IMS 系统可以快速搭建一个稳定、可靠、低成本的视频通讯系统，未来也可具备灵活的
外部系统扩展能力。
考虑到有线网络公司大多数内部并未有传统的分组语音交换网络，支持SIP 协议设备逐渐增多，SIP 协议构建的视频通讯平台，也能方便后续诸如PC 终端等的扩展，因此选择SIP 协议而非H.323协议作为视频通讯的基
础协议是必然选择。
（2）多终端跨屏
随着终端性能的提升和智能移动终端的普及，各类终端普遍具有承载
视频通讯的能力，视频通讯由单一终
端之间互通向多终端之间跨屏的、融合的视频互通发展。
因此东方有线视
频通讯系统支持更多的视频终端接入，
包括基于Pad、Phone 的视频通讯软件，
Tandberg EX 系列等专业桌面视频终
端，标准SIP 终端话机等。
对于已发展的存量机顶盒，不具备视音频编码能力，我们考虑外置视
包长（字节）12825651210241280平均响应时间（秒）
0.016
0.017
0.019
0.024
0.026
表 1
图1 网络测试环境示意图
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东
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频通讯扩展模块采用网络连接方式与机顶盒连接，有如下好处：由外置视频通讯模块来进行SIP 建立，可独立于机顶盒，在机顶盒关机状态也可保证语音通讯的正常使用；可通过后台下发配置来确定机顶盒与本地视频通
讯终端的关系，实现远程配置服务，而机顶盒本地可支持多个视频通讯终端；机顶盒只需开发简单的SIP 协议来与本地视频通讯终端进行通讯及控制，不需要维护大的SIP 协议集。
BYOD 是近来出现的一种趋势，移动设备进行视频通讯可以使人们在任何地方和任何时间更为容易地进行沟通和协作，提供基于移动智能终端接入方式已成为视频通讯系统必须具备的能力。
而针对企业用户的小型视频会议需求，不仅需要通过视频会议系统进行交流，而且需要基于视频的合作和协同，因此会议室型视频会议终端和桌面型视频会议终端产品比较占据优势。
支持诸如Tandberg EX 系列等专业桌面视频终端，能满足企业用户对视频通讯应用的需求。
多终端视频通
讯示意图如图3所示。
然而多终端的处理性能和应用场景的不同，融合也带来了新的问题需要处理。
①不同高清产品间的互通性以及高清和标清终端的兼容性，在移动终端
软件开发中强化适配能力和兼容测试。
②需要考虑大屏幕高分辨率设备与小屏幕低分辨率设备互联时的屏幕大小适配问题。
③通讯过程中移动设备终
端的前后摄像头的切换以及横竖屏的切换带来的分辨率或帧率的变化。
④需要考虑移动视频通讯终端设备的跨网互联的需求。
（3）电视高清视频通讯QQ 聊天等PC 视频通讯应用已普遍被用户接受，但是随着大屏幕电视的普及，NGB 用户的显示设备均已经大屏化，因此基于NGB 机顶盒的视频通讯应用需逐步向720P 以上高分辨率推进，高清视频通讯将能带给用户全新的沟通体验，
包括语音质量、视频质量和内容共享的能力等。
我们定义的高清视频通讯终端是支持1280×720或更高分辨率，同时达到一定的视频帧率（例如25fps 以上），确保用户感知的视频质量。
高清视频通讯图如图4所示。
（4）服务与功能的分离
东方有线视频通讯系统遵循NGN 网络开放性原则，将控制能力与承载能
图2 东方有线视频通讯系统拓扑图
图3 多终端视频通讯示意图
图4 高清视频通讯图
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力、业务功能与传送能力、用户接入与
业务提供进行分离。
将业务和功能分离
开来，彻底实现了产业分工，保证了产
业的开放性，从而为业务的发展带来更
大的机会。
不同应用对视频通讯能力集
成的需求完全不同，要求视频通讯系统
具有良好的开放性和可定制性，而且要
有分层开放的能力，既可以开放简单的
业务集成接口，也可以开放比较底层的
视频通讯能力接口，满足客户不同层次
的定制化要求，在灵活性和复杂度方面
获得一个较好的平衡。
（5）社交化设计融合
移动设备进行视频通讯的用户希
望在这些设备上能保持工作和个人身
份的独立性。
东方有线以云平台为基础
的社交电视新业务，实现传播方式的多
向交互，让用户之间成为信息传播的主
体，通过典型的社交业务如SNS、超
媒体应用、UGC分享实现个性化的应
用如内容搜索、推送、分享、评论等。
将视频通讯业务与社交电视结合能促
进视频通讯在个人用户的推广。
用户使用视频通讯时，通过登录
前端提供的统一界面，进行用户身份
识别、呼叫对方选择等，为此在前
端部署了应用登录服务器，提供登
录界面、用户好友列表等各类功能，
方便用户使用机顶盒来操控。
机顶
盒视频通讯设计界面如图5所示。
4 视频通讯应用推广
视频通讯存在着广泛的需求，迫
切需要将视频通讯能力作为一种可运
营的业务提供给客户。
当数字机顶盒、
智能移动终端具备视频通讯功能且互
联互通后极大地扩展了NGB的业务
模式，可开展基本语音业务、视频通
讯、视频会议、远程医疗、远程教育、
视频监控、与即时通讯相结合的融合
通讯。
东方有线建立视频通讯系统后，
积极与应用相结合进行业务推广，诸
如视频电话、视频会议和远程教学等
均已涉及，其核心都是数字终端的视
频通讯技术。
（1）医疗资源与视频通讯的结合
东方有线在闵行区进行了智慧医
疗系统的试点建设，除了进行
电视预约挂号、查看科室排队
信息外，还利用电视视频通讯
技术提供了远程门诊、远程探
视服务，用户足不出户就可在
家与医生面对面的沟通，进行
简单的就诊服务。
闵行智慧社
区医疗应用界面如图6所示。
同时利用视频通讯系统构
建了虚拟演播厅，将专家医生
讲座的视频演讲内容发布到客户侧电
视机；导播员可以切换演讲专家或演
讲内容或电脑屏幕显示到用户侧；听
众可与演讲专家进行视频通讯、提问
和讨论；导播员可以邀请外场其他嘉
宾一起参与到视频演讲和讨论中；虚
拟演播厅内容可以实时地被采集并发
布到收看此虚拟视频会议的用户电视
机侧。
智慧社区视频通讯服务应用如
图7所示。
（2）电视商务
东方有线正在打造电视商务平台。
结合视频通讯应用，将为用户及商家提
供更加所见即所得的商品咨询及购买
服务。
同时与金融服务的结合，可以提
供金融机构远程柜台、远程VIP专属
视频通讯服务、金融保险在线互动讲座
等，使上海大力发展金融市场及上海国
际金融中心建设落实到用户的身边。
视
频通讯服务电视商务应用如图8所示。
（3）电视教育
随着社会发展，人们对教育的需图6 闵行智慧社区医疗应用界面
图7 智慧社区视频通讯服务应用
图8 视频通讯服务电视商务应用图5 机顶盒视频通讯设计界面
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感知到，并向DC 管理器发出请求，提出网络配合请求；DC 管理器收到网络配合请求后，向SDN 控制器发送网络配合请求；SDN 控制器实施网络控制，将相应的网络策略下发到虚拟机迁移的目的网络设备，并撤销虚拟机原来所在网络设备对应的网络策略。
从而实现了虚拟机和网络的无缝协同，实现了虚拟机迁移的自动化和智能化。
（4）计算+存储+网络的IaaS 服务
基于SDN 控制器，可实现网络资源的虚拟化，按需提供；同时结合DC 管理器实现了SDN 控制器与VM 管理器的协同，从而实现了计算资源和存储资源与网络资源的无缝协同，向用户提供按需的计算+存储+网络资源的IaaS 服务，从而更加灵活地进行头端系统资源分配。
5 结 论
移动性、服务器虚拟化、云计算以及需要快速响应不断变化的业务环境等趋势，都对网络提出了更高的要求——这些要求不是今天的传统网络架构所能支持的。
而SDN所提供的新型、动态的网络架构则承诺可将传统网络骨干转型为更加智能化的服务交付平台。
SDN 能够简化企业网络的运营和管理。
当企业将越来越多的工作负载虚拟化之后就会出现SDN 和云的交集。
随着私有云部署的增长，网络必须能够自动地与云编排/操作系统进行集成。
而SDN 将会使得向一个安全、虚拟化、多租户、符合云环境的网络的迁移工作变得更容易。
此外，企业需要处理来自视频应用，尤其是远程会议和远程培训所导致的
带宽需求问题。
而移动也产生了新的接入控制和安全方面的挑战。
SDN 架构所提供的灵活性、带宽弹性和智能控制等，都会重新定义功能性与复杂性的平衡。
SDN 可以弥合计算与数据领域之间的空白，可允许网络管理者更快速、更高效地分析海量的数据集。
反过来，这也会改善网络的容量效率和运营自动化，同时也有助于增加营收和业务创新的机会。
SDN 将会帮助运维部门极大地改善其网络运营状况，允许其
针对特殊的应用和IT 需求对网络进行裁剪。
企业可通过为客户提供对其网络上数据更好的在线访问，从而更加密切与客户的关系。
经由企业网络提供直接访问，用户可获得更快速的响
应以及更好的用户体验，同时简化网络接入，降低成本。
求日益增加,作为一种新的教育模式，远程教育将成为知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。
借助先进的通讯技术传递信息,可以实现不同地点实时地、交互地或者有选择地进行学习。
通过电视机的大屏幕可以获得高质量的现场感学习体验，通过移动智能终端可以方便用户随时接受教育学习。
而结
合视频点播等功能，能够很好地获取详细的历史视频学习资源。
视频通讯服务电视教育应用如图9所示。
5 视频通讯应用发展展望
东方有线构建的视频通讯应用系统是三网融合背景下的多媒体通信产
品，同时面向家庭用户、个人用户和企业用户，通过软件方
式在电视、PC、手机、PAD、专业桌面设备等终端上为用户提供点对点及多点的高清视频通讯业务。
且通过与实际应用相结合，拓展了视频通讯的应用生命和收益空间。
但是视频通讯高速发展
后，诸如系统安全、隐私保护、友好的人机交互界面也需要得到重视。
我们下一步将重点研究，诸如与东方有线QoS 业务系统相结合，保证在业务密度不断提高的时候保证业务质量，做好差异化服务与控制：做好视频通讯的内容监管，满足政治和安全方面的需求；考虑用户的隐私问题，确保视频通讯的应用信息安全；降低高清
视频通讯门槛，研发机顶盒与传统电话或智能终端相结合来实现视音频的显示分离与视音同步。
只有这样，东方有线融合视频通讯业务才能真正有效地开展起来，才能为广大用户提供便捷的、智能的、无处不在的视频通讯服务体验。
CATV
56图9 视频通讯服务电视教育应用。
