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视频会议系统的新技术应用与发展趋势

发布时间：2017-12-21 14:18:24

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视频会议系统的新技术应用与发展趋势

随着电子会议系统的技术一直随着基础技术的发展而不断更新，社会的应用面也在不断扩大。每隔一段时间，新的功能和新的产品一直在产生。新技术、新产品、新应用需求之间彼此牵引，一起发展，也存在螺旋上升的现象。但若仅从一些细节来判断这个产业的走向和规律，难免出现盲人摸象一般的结论。因此，我们需要从更大的维度来看待这些技术进步的现象背后的原因。然后才可能窥探这个行业的发展规律。

各个不同厂家的产品各有不同，接口数量或局部特点之所以不能得到广大的普及，就是因为它只解决了个案的需求而不能成为共性。我觉得首先应该看到的是模拟——数字——网络这个大方向，它们最重要的体现就是系统的组成架构的不同；其次我们还应该看到的是使用者的需求目标随着时代和应用目标的改变而有所调整。
    简而言之，会议系统已经经历了一下几个大的发展阶段：

音频技术发展的架构形式

第一代：纯模拟架构。在80年代——90年代之间的音响设备，无论是高音喇叭，还是进口音箱调音台，都是纯模拟架构。模拟处理、模拟连接、模拟传输。这样的技术真正帮助人们在确保声音品质的同时，完成了扩大音量的作用。主要是应用在演讲型会议和娱乐、演出的应用上。

第一代纯模拟架构。单一功能设备组合，线路复杂

第二代：数模结合架构。第一代架构的设备功能旋钮全开放，操作直观便利，但对操作人员的专业性有非常高的要求，并且调试好的数据难以保存和复制。因此，第二代技术中引入了数字化的产品，比如数字调音台、数字处理器等等。它们可以将调试参数进行保存和复制，并且通常一套扩声系统的周边设备集中在一台数字设备上，使系统得到了很大的简化。同时，它仍然采用模拟连接和模块传输的架构。因此，称之为数模结合架构。

第二代架构设备。数字调音台和周边设备

第三代：纯数字架构。在第一代和第二代音频架构中一般都需要配置的调音台的功效非常强大，有时甚至强大到非专业人士无法操作的“牵一发而动全身”的境地。同时，随着社会化的发展，人力成本的提升，专门的“音响师”岗位无法满足社会的需求。同时，讨论型会议室的大量出现，调音台的作用无法满足其现场操作的需求。同时，复杂的模拟连接方案也不适应现在会议系统的需求。因此，出现了全数字架构的音频矩阵技术。从话筒输入，到最后全部处理完成的音频信号输出，全部音频信号的处理、复制、传输等环节都在一台或多台数字设备的数字技术内完成，仅有一次AD/DA转换，因此称之为第三代音频架构：全数字化架构。特别是全开放结构的数字化产品，系统的核心价值已经由完全的硬件采购部分转移到了软件拓扑的二次开发上。编程开发人员的水平重要性已经超越了设备的价值。当然，所带来的缺陷是现场操作的临场手感没有了。不过也不算可惜，现在的会议环境已经不需要音响师现场调音了。

第三代 纯数字架构

调音台的应用特点是以人的技术为核心，而数字化音频处理器的特点是智能化算法为核心的。

第四代：数字网络化架构。全数字化的音频媒体矩阵等技术将会议的应用方法做了全新的诠释，将技术和品质做了飞跃的提升。同时，由于数字产品计算能力的不断提升和数字传输复制稳定可靠的特点，再加上音频媒体矩阵设备本身高昂的价格和统一管理的便利性，市场又对它产生了新的期望：希望它能够将输入端和输出端延伸到更远的地方，在更广的地域范围完成统一的系统管理、控制。于此同时，互联网技术的发展推动了音视频技术的网络化发展进程。ConbraNet等技术的出现，使音频技术出现数字中心和网络化传输的结合成为可能。这个结果就是数字网络化架构。系统的构成不仅仅是硬件的结构，网络结构和软件拓扑一同形成了它的核心。它使得一个大系统的管理工作可以从几十人降低到一人完成。极大的节约了人力资源的投入。

第四代 音频系统网络化机房

第五代：云架构。第四代技术将一个大系统的边缘远远突破于一间房屋、一栋大楼。带来的便利性同时，又带来了很多不同的应用方案。此时，音频技术应用的复杂性已经远远不是调音台所能够完成的。人们在使用网络化的音频技术的同时，同时又对它的安全性和稳定性产生的深深的疑虑：一旦核心服务器宕机，或者某一个分支网点需要变更软件架构，岂不是全部的系统都要停止工作？若是仅仅采用多购买一台（套）服务器后备的办法，那在使用中调整的参数、路由关系，岂不全部白费？重头再来？越大的系统会越存在这样的担心。因此，大型系统中核心服务器的热备份与自动数据同步就显得格外重要了。由此而产生的技术就是在数字化网络架构基础上产生的云架构。它能够主——备服务器同时在线运行，自动完成任何预定备份参数的自动备份，在主机宕机时自动由备用服务器接替主机的工作，解决了第四代架构中数据备份和自动同步的需求。同时，虚拟云架构的产品可以做到虚拟分区的功能，即部分区域的软件架构调整不影响全局的工作。

第五代 云架构的技术代表AVB云

需要说明一下，有一个与直觉相关联的最大的误差之处，就是云架构的成本问题。事实上，云架构比传统架构在大型项目上有很大的优势——越大的项目其综合成本越低。我曾设计了国内第一个五代架构云架构的大型综合音频应用系统，当时预测三代技术架构对比五代云架构技术应用时出现了5:3的成本投入比。若考虑到应用数据信息的安全备份需求，五代架构更有优势。

安全机制

安全机制在会议系统中可以分两个层面来理解。一个是系统本身工作状态的安全，一个是工作内容的信息安全。即会议系统的系统安全与信息安全。需要多考虑就可以知道，信息安全是首要的。
    在一个小型的系统中，信息安全问题似乎不是很明显，比如与会人员一定是自己内部信任的成员，而他应该有一定的技术来保障设备稳定运行的工作安全——或者有一定的预备方案。但是在一个大型系统中，这个问题将变得无比复杂。
    首先，不可能每一个会议室或音频管理环节都配上一个受到与会者信任的，同时技术高超的音响师。而此处所需求的技术高超，除却对音响的品质控制把握得当，还应该对系统工程的结构，稳定性维护非常了解。即同时拥有对现场声音音色明锐的音响师和专业理论知识丰富、工程技术经验充足的工程师等具有多个不同领域的专业知识的人员。这样的知识结构不是一般的学习经历就能够沉淀下来的，想必候选人员是很少的。
    同时，他还需要让重要会议的负责人感到信任，不会泄露信息安全。唯一可以想到的方式，就是用技术的能力取代人的因素。
因此，系统架构首先需要满足的是私密会议的信任：它可以脱离云独立工作，同时又可以被后台所服务；
    其次，它还需要能够完善系统设备本身的安全机制，具有后备方案，即系统安全。对于操作数据，应该能够做到实时备份；对于服务器故障，应该能够做到即时自动恢复；
    对于终端接口机，应该有热备份和冷备份方案选择。考虑到接口机的数量庞大，除去非常重要的应用环境可以考虑热备份，通常可以考虑冷备份。尤其是当接口机的功能做到标准化和一致化之后，可以用少量接口机为整个系统做冷备份。

新一代的应用技术

上面所说的技术不是哪一家的产品，而是确实解决了上一代的缺陷后沉淀下来的，能够与上一代明确区分应用特点的架构。比如第五代架构就解决了第四代架构中的危机管理，使得管理者无需过于担心软件拓扑架构和核心操作数据的丢失。在我写的《音响系统架构设计定位的方法》文章中，对每一代技术的应用目标给出了一个解释。但是这样的技术架构目前仅局限在音频技术上，视频技术经历的模拟——数字——混合组网——全网数字化等变革与音频的步伐并不一致，很多时候音频和视频是独立工作的。
    同时，现代的电子会议技术不再是仅仅语音开会就满足全部需求的。特别是大型的综合性的系统中，在以一台（套）音频服务器为核心的架构下，全部的音频数据集中在一个支点上，大型网络中的延时、分支环境的安全管理、视频的管理、音视频同步等需求又给我们带来的新的要求。因此，必须要有新的应用技术来进行满足。并且同时需要满足前几代技术所修正过的缺陷。这样的新技术就是“分布式云架构”。
   分布式云架构是在第五代云架构的基础上形成的。主要特点是：每一个输入端独立完成对输入信号的标准化处理，每个输出端完成对自己的输出终端的标准化处理，数据的交换在交换机上完成，核心控制信号和路由管理，由核心服务器完成。核心服务器可以进行热备份。同时，备份服务器的数量不受系统的限制，输入端和输出端的数量不受系统的限制，工作能量仅受网络的限制。并且，一个输入或输出节点仅需要一个输入端设备即完成对音频系统、视频系统、控制系统的全部处理能力。
    输入端可以独立完成对话筒、音频信号的品质标准化处理、输入视频信号可以转换成标准的网络传输格式、可以接入输入逻辑触发和控制命令；全部的信号合成后由一条标准TCP/IP协议的网线传输送出（可以双网口备份），同时，考虑到使用的需要，内部矩阵可以配置环出音视频信号或输出返回的控制信号；
    输出端可以独立完成对输出端音频的整理，包括音箱的标准化和声学环境的补偿处理、视频终端的多窗口拼接处理、传输补偿和控制系统的多种格式的控制信号的输出等等。
    核心服务器对路由关系和控制界面进行管理。主服务器出现故障时，主备服务器之间可以自动切换。备份服务器数量在网络内不受地域和数量的局限，主备切换时间以一秒为基准单位，管理权限由系统管理员分配和设计，控制界面的应用数量不受系统限制。
    由于分布式云架构彻底集成了音频系统、视频系统和控制系统的工作关系，形成一个整体，并且最大化了解决了传输与核心管理的局限，优化了核心服务器的工作职能。其稳定性和使用灵活性得到巨大的提升。
    分布式云架构的管理界面仅针对路由与控制进行管理，并且可以授权规定路由的终点边界。架构内的各终端之间采用网络连接，某一个小的应用环境可以建立一个小的网络关系，然后断开与总的网络关系之后，形成自己的独立工作环境。此时就是完全保密的工作状态。因此，分布式云架构又可以在独立于总控制台的前提下独立工作，最大化的满足了灵活与安全的要求。
    不同的架构在不同的应用中，都有各自的价值。在一个综合体项目中，如果在建设一个包含会议系统之类音视频需求的系统，当系统需要满足：系统规模具有扩展需求、希望尽量少的专业核心技术管理人员完成管理工作、具备系统安全备份机制、具备信息安全管理要求等系统应用的设计，那么最佳之选就是分布式云架构技术。
发展趋势展望
云技术给我带来了极大的便利。最常见的就是网页收藏同步、办公文档同步、手机通讯录同步备份等等。在未来的应用中，BYOD等概念的成熟，使得我们将办公和私有产品和技术之间更多的融合到了一起。而这之间的桥梁应该也必须是以云技术为基础的应用。而一项技术的发展，除了它确实能够解决上一代技术的缺陷之外，经济上的收益也是市场衡量的重要指标。尤其是已经明确显现了的有缺陷的技术，更应该由新一代的技术来取代。从经济学角度来分析，也可以得出大致的推论。
   除去品质因素，产品本身的功能定位是建立在系统组成的架构的基础上的。而架构是为了满足核心的需求。会议系统的核心需求包括：信息交流、图形（视频）展现、功能控制、会务管理、信息安全、综合成本投入等。
其中，综合成本投入是决定前面的需求的基础。从采购成本、技术成本、学习成本和应用结果之间的费效比比值关系就可以得出很好的结论。
    前面说过了，早期的技术应用确定性是建立在操作人员的技能基础上，后期的技术成果确定性是建立在数字算法的基础上。甚至有些技术如会议系统常见的AEC技术，就是第一代、第二代技术根本无法实现的。面对相同要求时，前者是通过技巧实现偶然的品质，后者是通过技术实现必然的结果。因此，人的因素排除本身就给系统的稳定性带来了一定的提升。其次，在一个以电子产品为基础的会议系统的预期使用寿命中，一般以十年为规划目标。在十年时间，每减少一个中等职位的操作人员，按照目前的人力成本，加上十年间预计的升职加薪和福利待遇，可以减少约120～160万的现金投入。那么一个拥有多个会议室、多功能应用音视频环境的大型建筑中，如果将减少的人力资源投资在智能化设备上，再加上电子技术本身稳定性超过人的感性的这个客观条件，那么这个费效比又有了一个量级的提升。因此，在满足信息交流、图形（视频）展现、功能控制、会务管理等功能特点的基础上，选择具有恰当的综合投入成本的系统，并且能够提供足够的安全保障，将是最佳的选择。
    说到最后，我个人认为，未来随着电子技术的进一步提高，制造成本的继续下降，网络化应用的继续普及，电子会议系统的应用将会朝着更先进，更智能化，更融合的方向发展。

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