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視頻會議系統的新技術應用與發展趨勢

發布時間：2017-12-21 14:18:24

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視頻會議系統的新技術應用與發展趨勢

隨著電子會議系統的技術一直隨著基礎技術的發展而不斷更新，社會的應用面也在不斷擴大。每隔一段時間，新的功能和新的產品一直在產生。新技術、新產品、新應用需求之間彼此牽引，一起發展，也存在螺旋上升的現象。但若僅從一些細節來判斷這個產業的走向和規律，難免出現盲人摸象一般的結論。因此，我們需要從更大的維度來看待這些技術進步的現象背后的原因。然后才可能窺探這個行業的發展規律。

各個不同廠家的產品各有不同，接口數量或局部特點之所以不能得到廣大的普及，就是因為它只解決了個案的需求而不能成為共性。我覺得首先應該看到的是模擬——數字——網絡這個大方向，它們最重要的體現就是系統的組成架構的不同；其次我們還應該看到的是使用者的需求目標隨著時代和應用目標的改變而有所調整。
    簡而言之，會議系統已經經歷了一下幾個大的發展階段：

音頻技術發展的架構形式

第一代：純模擬架構。在80年代——90年代之間的音響設備，無論是高音喇叭，還是進口音箱調音臺，都是純模擬架構。模擬處理、模擬連接、模擬傳輸。這樣的技術真正幫助人們在確保聲音品質的同時，完成了擴大音量的作用。主要是應用在演講型會議和娛樂、演出的應用上。

第一代純模擬架構。單一功能設備組合，線路復雜

第二代：數模結合架構。第一代架構的設備功能旋鈕全開放，操作直觀便利，但對操作人員的專業性有非常高的要求，并且調試好的數據難以保存和復制。因此，第二代技術中引入了數字化的產品，比如數字調音臺、數字處理器等等。它們可以將調試參數進行保存和復制，并且通常一套擴聲系統的周邊設備集中在一臺數字設備上，使系統得到了很大的簡化。同時，它仍然采用模擬連接和模塊傳輸的架構。因此，稱之為數模結合架構。

第二代架構設備。數字調音臺和周邊設備

第三代：純數字架構。在第一代和第二代音頻架構中一般都需要配置的調音臺的功效非常強大，有時甚至強大到非專業人士無法操作的“牽一發而動全身”的境地。同時，隨著社會化的發展，人力成本的提升，專門的“音響師”崗位無法滿足社會的需求。同時，討論型會議室的大量出現，調音臺的作用無法滿足其現場操作的需求。同時，復雜的模擬連接方案也不適應現在會議系統的需求。因此，出現了全數字架構的音頻矩陣技術。從話筒輸入，到最后全部處理完成的音頻信號輸出，全部音頻信號的處理、復制、傳輸等環節都在一臺或多臺數字設備的數字技術內完成，僅有一次AD/DA轉換，因此稱之為第三代音頻架構：全數字化架構。特別是全開放結構的數字化產品，系統的核心價值已經由完全的硬件采購部分轉移到了軟件拓撲的二次開發上。編程開發人員的水平重要性已經超越了設備的價值。當然，所帶來的缺陷是現場操作的臨場手感沒有了。不過也不算可惜，現在的會議環境已經不需要音響師現場調音了。

第三代 純數字架構

調音臺的應用特點是以人的技術為核心，而數字化音頻處理器的特點是智能化算法為核心的。

第四代：數字網絡化架構。全數字化的音頻媒體矩陣等技術將會議的應用方法做了全新的詮釋，將技術和品質做了飛躍的提升。同時，由于數字產品計算能力的不斷提升和數字傳輸復制穩定可靠的特點，再加上音頻媒體矩陣設備本身高昂的價格和統一管理的便利性，市場又對它產生了新的期望：希望它能夠將輸入端和輸出端延伸到更遠的地方，在更廣的地域范圍完成統一的系統管理、控制。于此同時，互聯網技術的發展推動了音視頻技術的網絡化發展進程。ConbraNet等技術的出現，使音頻技術出現數字中心和網絡化傳輸的結合成為可能。這個結果就是數字網絡化架構。系統的構成不僅僅是硬件的結構，網絡結構和軟件拓撲一同形成了它的核心。它使得一個大系統的管理工作可以從幾十人降低到一人完成。極大的節約了人力資源的投入。

第四代 音頻系統網絡化機房

第五代：云架構。第四代技術將一個大系統的邊緣遠遠突破于一間房屋、一棟大樓。帶來的便利性同時，又帶來了很多不同的應用方案。此時，音頻技術應用的復雜性已經遠遠不是調音臺所能夠完成的。人們在使用網絡化的音頻技術的同時，同時又對它的安全性和穩定性產生的深深的疑慮：一旦核心服務器宕機，或者某一個分支網點需要變更軟件架構，豈不是全部的系統都要停止工作？若是僅僅采用多購買一臺（套）服務器后備的辦法，那在使用中調整的參數、路由關系，豈不全部白費？重頭再來？越大的系統會越存在這樣的擔心。因此，大型系統中核心服務器的熱備份與自動數據同步就顯得格外重要了。由此而產生的技術就是在數字化網絡架構基礎上產生的云架構。它能夠主——備服務器同時在線運行，自動完成任何預定備份參數的自動備份，在主機宕機時自動由備用服務器接替主機的工作，解決了第四代架構中數據備份和自動同步的需求。同時，虛擬云架構的產品可以做到虛擬分區的功能，即部分區域的軟件架構調整不影響全局的工作。

第五代 云架構的技術代表AVB云

需要說明一下，有一個與直覺相關聯的最大的誤差之處，就是云架構的成本問題。事實上，云架構比傳統架構在大型項目上有很大的優勢——越大的項目其綜合成本越低。我曾設計了國內第一個五代架構云架構的大型綜合音頻應用系統，當時預測三代技術架構對比五代云架構技術應用時出現了5:3的成本投入比。若考慮到應用數據信息的安全備份需求，五代架構更有優勢。

安全機制

安全機制在會議系統中可以分兩個層面來理解。一個是系統本身工作狀態的安全，一個是工作內容的信息安全。即會議系統的系統安全與信息安全。需要多考慮就可以知道，信息安全是首要的。
    在一個小型的系統中，信息安全問題似乎不是很明顯，比如與會人員一定是自己內部信任的成員，而他應該有一定的技術來保障設備穩定運行的工作安全——或者有一定的預備方案。但是在一個大型系統中，這個問題將變得無比復雜。
    首先，不可能每一個會議室或音頻管理環節都配上一個受到與會者信任的，同時技術高超的音響師。而此處所需求的技術高超，除卻對音響的品質控制把握得當，還應該對系統工程的結構，穩定性維護非常了解。即同時擁有對現場聲音音色明銳的音響師和專業理論知識豐富、工程技術經驗充足的工程師等具有多個不同領域的專業知識的人員。這樣的知識結構不是一般的學習經歷就能夠沉淀下來的，想必候選人員是很少的。
    同時，他還需要讓重要會議的負責人感到信任，不會泄露信息安全。唯一可以想到的方式，就是用技術的能力取代人的因素。
因此，系統架構首先需要滿足的是私密會議的信任：它可以脫離云獨立工作，同時又可以被后臺所服務；
    其次，它還需要能夠完善系統設備本身的安全機制，具有后備方案，即系統安全。對于操作數據，應該能夠做到實時備份；對于服務器故障，應該能夠做到即時自動恢復；
    對于終端接口機，應該有熱備份和冷備份方案選擇。考慮到接口機的數量龐大，除去非常重要的應用環境可以考慮熱備份，通常可以考慮冷備份。尤其是當接口機的功能做到標準化和一致化之后，可以用少量接口機為整個系統做冷備份。

新一代的應用技術

上面所說的技術不是哪一家的產品，而是確實解決了上一代的缺陷后沉淀下來的，能夠與上一代明確區分應用特點的架構。比如第五代架構就解決了第四代架構中的危機管理，使得管理者無需過于擔心軟件拓撲架構和核心操作數據的丟失。在我寫的《音響系統架構設計定位的方法》文章中，對每一代技術的應用目標給出了一個解釋。但是這樣的技術架構目前僅局限在音頻技術上，視頻技術經歷的模擬——數字——混合組網——全網數字化等變革與音頻的步伐并不一致，很多時候音頻和視頻是獨立工作的。
    同時，現代的電子會議技術不再是僅僅語音開會就滿足全部需求的。特別是大型的綜合性的系統中，在以一臺（套）音頻服務器為核心的架構下，全部的音頻數據集中在一個支點上，大型網絡中的延時、分支環境的安全管理、視頻的管理、音視頻同步等需求又給我們帶來的新的要求。因此，必須要有新的應用技術來進行滿足。并且同時需要滿足前幾代技術所修正過的缺陷。這樣的新技術就是“分布式云架構”。
   分布式云架構是在第五代云架構的基礎上形成的。主要特點是：每一個輸入端獨立完成對輸入信號的標準化處理，每個輸出端完成對自己的輸出終端的標準化處理，數據的交換在交換機上完成，核心控制信號和路由管理，由核心服務器完成。核心服務器可以進行熱備份。同時，備份服務器的數量不受系統的限制，輸入端和輸出端的數量不受系統的限制，工作能量僅受網絡的限制。并且，一個輸入或輸出節點僅需要一個輸入端設備即完成對音頻系統、視頻系統、控制系統的全部處理能力。
    輸入端可以獨立完成對話筒、音頻信號的品質標準化處理、輸入視頻信號可以轉換成標準的網絡傳輸格式、可以接入輸入邏輯觸發和控制命令；全部的信號合成后由一條標準TCP/IP協議的網線傳輸送出（可以雙網口備份），同時，考慮到使用的需要，內部矩陣可以配置環出音視頻信號或輸出返回的控制信號；
    輸出端可以獨立完成對輸出端音頻的整理，包括音箱的標準化和聲學環境的補償處理、視頻終端的多窗口拼接處理、傳輸補償和控制系統的多種格式的控制信號的輸出等等。
    核心服務器對路由關系和控制界面進行管理。主服務器出現故障時，主備服務器之間可以自動切換。備份服務器數量在網絡內不受地域和數量的局限，主備切換時間以一秒為基準單位，管理權限由系統管理員分配和設計，控制界面的應用數量不受系統限制。
    由于分布式云架構徹底集成了音頻系統、視頻系統和控制系統的工作關系，形成一個整體，并且最大化了解決了傳輸與核心管理的局限，優化了核心服務器的工作職能。其穩定性和使用靈活性得到巨大的提升。
    分布式云架構的管理界面僅針對路由與控制進行管理，并且可以授權規定路由的終點邊界。架構內的各終端之間采用網絡連接，某一個小的應用環境可以建立一個小的網絡關系，然后斷開與總的網絡關系之后，形成自己的獨立工作環境。此時就是完全保密的工作狀態。因此，分布式云架構又可以在獨立于總控制臺的前提下獨立工作，最大化的滿足了靈活與安全的要求。
    不同的架構在不同的應用中，都有各自的價值。在一個綜合體項目中，如果在建設一個包含會議系統之類音視頻需求的系統，當系統需要滿足：系統規模具有擴展需求、希望盡量少的專業核心技術管理人員完成管理工作、具備系統安全備份機制、具備信息安全管理要求等系統應用的設計，那么最佳之選就是分布式云架構技術。
發展趨勢展望
云技術給我帶來了極大的便利。最常見的就是網頁收藏同步、辦公文檔同步、手機通訊錄同步備份等等。在未來的應用中，BYOD等概念的成熟，使得我們將辦公和私有產品和技術之間更多的融合到了一起。而這之間的橋梁應該也必須是以云技術為基礎的應用。而一項技術的發展，除了它確實能夠解決上一代技術的缺陷之外，經濟上的收益也是市場衡量的重要指標。尤其是已經明確顯現了的有缺陷的技術，更應該由新一代的技術來取代。從經濟學角度來分析，也可以得出大致的推論。
   除去品質因素，產品本身的功能定位是建立在系統組成的架構的基礎上的。而架構是為了滿足核心的需求。會議系統的核心需求包括：信息交流、圖形（視頻）展現、功能控制、會務管理、信息安全、綜合成本投入等。
其中，綜合成本投入是決定前面的需求的基礎。從采購成本、技術成本、學習成本和應用結果之間的費效比比值關系就可以得出很好的結論。
    前面說過了，早期的技術應用確定性是建立在操作人員的技能基礎上，后期的技術成果確定性是建立在數字算法的基礎上。甚至有些技術如會議系統常見的AEC技術，就是第一代、第二代技術根本無法實現的。面對相同要求時，前者是通過技巧實現偶然的品質，后者是通過技術實現必然的結果。因此，人的因素排除本身就給系統的穩定性帶來了一定的提升。其次，在一個以電子產品為基礎的會議系統的預期使用壽命中，一般以十年為規劃目標。在十年時間，每減少一個中等職位的操作人員，按照目前的人力成本，加上十年間預計的升職加薪和福利待遇，可以減少約120～160萬的現金投入。那么一個擁有多個會議室、多功能應用音視頻環境的大型建筑中，如果將減少的人力資源投資在智能化設備上，再加上電子技術本身穩定性超過人的感性的這個客觀條件，那么這個費效比又有了一個量級的提升。因此，在滿足信息交流、圖形（視頻）展現、功能控制、會務管理等功能特點的基礎上，選擇具有恰當的綜合投入成本的系統，并且能夠提供足夠的安全保障，將是最佳的選擇。
    說到最后，我個人認為，未來隨著電子技術的進一步提高，制造成本的繼續下降，網絡化應用的繼續普及，電子會議系統的應用將會朝著更先進，更智能化，更融合的方向發展。

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