软硬件结合的新型视频会议系统的组网研究

雷王微 王晶

摘  要：视频会议系统分为硬件视频会议系统和软件视频会议系统，在两种系统兼具优缺点的情况下，如何最大化地用好自有视频会议系统，使其在新冠疫情的当下发挥更加积极主动的作用，是当前技术面临的一个新挑战。文章在对比硬件视频会议系统和软件视频会议系统之后，对软硬件结合的新型视频会议系统进行了组网研究并解决了关键技术。

关键词：视频会议系统;软件;硬件;组网

中图分类号：TP393          文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）03-0084-04

Research on Combined Network of a New Video Conference System Combined with Hardware and Software

LEI Wangwei， WANG Jing

（Troops No.31612， Fuzhou  350200， China）

Abstract： Video conference system is divided into hardware video conference system and software video conference system. In the case of both advantages and disadvantages of the two systems， how to make the best use of owned video conference systems to make it play a more active and positive role in the current COVID-19 epidemic situation is a new challenge faced by the current technology. After comparing hardware and software video conference systems， this paper studies the combined network of the new video conference system combined with hardware and software， and solves the key technologies.

Keywords： video conference system; software; hardware; combined network

0  引  言

视频会议系统是一项互交式的多媒体信息业务系统，能够在图像、声音、数据等多个方面满足不同区域之间人们的沟通交互。对比传统会议模式，视频会议缩短了与会人员的距离、提高了与会人员的工作效率、降低了开会成本、还能够满足在特定情况下的开会需求。由于新冠疫情的长期存在，使得視频会议系统在各行各业应用十分广泛。通常视频会议系统会由终端、传输信道、多点控制单元及相应周边等组成，分为软件视频会议系统和硬件视频会议系统。视频会议系统发展初期，硬件视频会议系统虽成本较高，但在操作性、稳定性等方面占有绝对的优势。随着计算机技术的发展，软件视频会议系统逐渐优化，使得其具备了极好的发展前景。

新冠疫情肆虐的当下，视频会议系统的发展也在不断面临新的挑战。本文在对比硬件视频会议系统和软件视频会议系统的优缺点后，提出一种软硬件结合的新型视频会议系统，并对组网方案中涉及的关键技术给出解决思路。通过实践，该组网方案已经在单位内部运行稳定并且应用十分广泛。

1  硬件视频会议系统以及软件视频会议系统的优缺点

1.1  硬件视频会议系统

典型的基于MCU（多点控制单元）的硬件视频会议系统组网方案如图1所示，MCU是多点视频会议系统的关键设备，它的作用相当于一个交换机的作用，其主要功能是对视频、语音及数据信号进行切换。例如它会把连接到MCU的某个分会场发言者的音视频信号切换给所有参会者。各个会场的核心设备视频会议硬终端通过专线（E1）或者网络（IP）经传输站实现与MCU的连接，分会场的数量N由MCU的带载能力决定。

配件方面，各个分会场配备基本的视频输入（摄像头等）、输出（投影仪等）设备，音频输入（话筒等）、输出（音响等）设备。主会场配置要求相对较高，还会搭配调音台、高清矩阵、视频分配器等以达到相应的视频会议目的，必要时增加硬盘刻录机、录播服务器、 电视墙服务器等。

硬件视频会议系统现如今大多使用在中高端会议之中，但由于其建设成本较高，正在逐渐被软件视频会议系统代替。大体上来说，硬件视频会议系统有以下几个特点：

（1）成本较高，MCU的造价不菲，一台硬终端往往从上万到数十万不等，涉及的线路架设在人工以及耗材上也是开销不小。

（2）可靠性好、稳定性强，由于硬件视频会议系统的线路通常为E1专线或者网络专线，所以它可以有效地保持会议中音视频的传输稳定性。

（3）使用空间具有局限性，硬件视频会议系统一般体积较大，故在搭建系统前需要特意指定操作间或者其他具备足够空间的房间。

（4）功能单一，数据处理能力不够灵活，大部分硬件视频会议系统还停留在只实现核心功能音视频信号的交互上。虽然现在大部分设备具备了双流功能，但还是不能完全满足当前形势下对视频会议系统多种数据交互的需求。

（5）对后台管理员的故障解决能力要求高但是操作能力要求低，一般在硬件设备初装后，操作者只需简单维护即可保证系统的正常运行。但在系统出故障时，往往需要专业人员在场才能迅速排除故障。

1.2  软件视频会议系统

典型的基于服务器的软件视频会议系统组网方案如图2所示，服务器实现的功能与MCU类似，但其是基于一台主机以及数据库经软件运行实现。各个会场的核心设备计算机主机运行视频会议软件通过网络（IP）经Internet或者内部网（Lan）实现与服务器的连接，分会场的数量N由服务器的运行能力决定。

主会场以及分会场的配置与硬件视频会议系统组网方案类似，唯一不同的是取代视频会议硬终端的为计算机主机，只要在主机运行相应的视频会议软件即可。

虽然软件视频会议系统的稳定性以及可靠性等方面相比硬件视频会议系统做得还不够完善，但随着近些年计算机技术的高速发展以及公共网络的建设不断增强，软件视频会议系统的缺点在逐步完善。大体上来说，软件视频会议系统有如下几个特点：

（1）成本较低，可以利用单位内已存在的普遍资源（计算机以及网络）进行建设，除了购买会议与会者数目外，无须再投入多余资金。

（2）性能一般、稳定性较差，系统整体性能受到网络带宽水平的限制，开会效果极大程度依赖网络是否流畅;容易受病毒入侵，操作系统有漏洞、会议中传输的文件带病毒等，都有可能导致视频会议系统染毒。

（3）使用灵活，软件视频会议系统可以应用在所有电脑以及网络的地方，大大增强了便利性。

（4）数据处理能力强，由于该系统基于服务器和计算机主机运行，故在传输各项数据的时候更加灵活，例如在会议过程中可以轻松实现同时传输会场画面以及播放课件，还可以组群聊天。

（5）对后台管理员的维护能力要求低但是操作能力要求高，需要熟知软件的使用流程以及各项操作。

对比了两种视频会议系统的优缺点之后，不难发现，在不考虑成本的前提下，硬件视频会议系统适应用于内部网络不发达，需要建设视频专线的单位，例如某机关极其偏远的下挂单位。软件视频会议系统适用于内部网络建设发达的单位，例如某机关及其距离较近的下挂单位。在考虑成本的情况下，就需要综合权衡架设专线以及购买设备的开销。

2  硬件视频会议系统与软件视频会议系统的组网研究

对于机关单位来说，层级多，会议也多，传统会议模式每年支出占据大量预算，而且效率低、耗时长，已经越来越跟不上时代。在近年新冠疫情的影响下，线下会议被迫纷纷转为线上会议，各单位各层级对视频会议系统的需求呈井喷式发展，而要求单位间视频会议互动性的增强也变得尤为迫切。单位内部的视频会议系统基本都是使用同系列视频会议系统，有的整体采用软件视频会议系统，有的整体使用硬件视频会议系统，这时候如何能够更好地节约成本、充分利用各自有视频会议系统，结合软硬件的新型视频会议系统的组网研究以及关键技术的解决便显得尤为重要。

现有机关1采用了如图1的硬件视频会议系统，而机关2采用了如图2的软件视频会议系统，如何实现机关1以及机关2的交互视频会议，本文提出了分别如图3以及图4所示的软硬件结合的新型视频会议系统的组网方案。

图3组网方案一：在机关1主会场增设一台计算机主机运行软件视频系统与视频会议硬终端进行音视频信号交互，并以机关2分会场的模式通过网络加入机关2的会议中去。

图4组网方案二：在机关2主会场增设一台视频会议硬终端与计算机主机进行音视频信号交互，并以机关1分会场的模式通过专网加入机关1的会议中去。

对比图3以及图4的软硬件结合的视频会议系统组网方案不难发现，不管采用哪种方案，关键在于要解决视频会议硬终端与计算机主机之间的音视频信号交互。至于采用何种方案主要取决于两个机关之间哪种通信链路（专线或者网络）更稳定。下面就针对视频会议硬终端与计算机主机之间如何进行音视频信号交互提出解决方案。

3  关键技术

音视频信号交互涉及的就是硬终端、软终端（计算机主机）之间的音频信号的输入、输出，以及视频信号的输入、输出。如图5所示，下面针对不同信号的交互给出解决方案。

3.1  視频信号的交互

硬终端至软终端：由于计算机主机基本不带视频输入接口，所以需要在主机上增加一块嵌入式或者外置（高清）采集卡，并安装采集卡驱动，运行视频会议软件时，视频源要选择“采集卡”。即可成功实现视频信号从硬终端传输至软终端。

软终端至硬终端：视频会议硬终端都配置有相应端口数的视频源输入口，所以只要使用正确的视频数据线，以及选对硬终端的视频源输入口，视频信号便可从软终端传输至视频会议硬终端。

一般情况下，主会场会增设视频矩阵，那么在除了上述增加的采集卡之外，还尤为需要注意对视频矩阵的切换操作使用，如图6所示。

3.2  音频信号的交互

硬终端至软终端：常规计算机主机都配置有音频输入接口，一般分为MIC以及LINE输入口。MIC口主要用来连接专用麦克风，而在接收硬终端的输出音频需要使用LINE口。或者也可以在主机上增加一块嵌入式或者外置声卡来增强声音效果，此时需要注意软件运行时音频源的选择。

软终端至硬终端：视频会议硬终端都配置不同类型的音频源输入口，所以只要使用正确的音频数据线以及选对硬终端的音频源输入口，音频信号便可从软终端传输至硬终端。

但需要注意的是，以上的常规操作会导致软终端的声源要么工作在line模式，只能收听硬终端的声音，要么工作在MIC模式，只收听本地会场麦克风的声音。这显然不能灵活实现双方单位视频会议互动的目的。所以建议主会场增设调音台如图7所示。

该线路需要操作者熟悉调音台并操作熟练，尤其在各分组输出上要有非常清晰的认识，否则会导致视频会议过程产生回音，具体内容有：

（1）Main口（输出至本地音箱）：需组合本地音频源、视频会议硬终端音频输出以及计算机音频输出。

（2）Group1口/AUX1口：需组合本地音频源以及视频会议硬终端音频输出。

（3）Group2口/AUX2口：需组合本地音频源以及计算机音频输出。

4  结  论

在新冠疫情持续影响全球发展的情况下，线上视频会议系统为实现人与人之间在非物理接触情况下的正常沟通，提供了一种稳定且可靠的保障。如何能够节约成本更好地利用目前各单位自有的视频会议系统，实现与其他单位的互动视频会议，是本文的核心思想。同时也给需要新建视频会议系统的单位提供了更好的思路，对于选择硬件视频会议系统还是软件视频会议系统有了一个更清晰的认识;而对于软硬件结合的新型视频会议系统的组网研究以及关键技术的解决，使得人们能够在现有视频会议系统的基础上实现了更兼容的视频会议系统。

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[5] 雷志翔.视频会议系统建设与实现 [J].中国新通信，2016，18（4）：16-17.

作者简介：雷王微（1986—），女，畲族，福建福安人，助理工程师，硕士，研究方向：视频会议;王晶（1982—），男，汉族，福建南平人，工程师，本科，研究方向：系统运维。