基本介紹
- 中文名：多點控制單元
- 外文名：Multi Control Unit
- 簡稱：MCU
- 組成結構：視頻、音頻、數據處理器
- 組成結構：視頻處理器
組成,控制模式,系統功能,選擇,
組成
MCU的每個連線埠都連線著一個與呼叫控制相連的網路接口單元，在網路接口單元的MCU這一邊，數據流包含在按H．221建議列出的傳輸速率傳輸的一個或多個雙向通道內。引入數據流進入解復用器內，解復用器將引入數據流分解成視頻、音頻、數據和控制等幾種類型的信息，並分別把它們傳遞到相應的處理器內。多路復用器則將各個處理器送出的數據流組合成一個引出數據流，以供傳輸給會議終端。
1．網路接口單元
網路接口單元分輸入、輸出方向，該單元校正輸入數據流中由H．221建議定義的FAS信號和輸出由H．221、H．230定義的輸出碼，並按本系統的時鐘定位輸入的數據流。在接口模組的輸出方向插入所需的BAS碼和相關信令，形成信道幀，以便輸出到數字信道。一個網路接口單元可支持多個邏輯連線埠。
2．連線埠
連線埠是一個可支持一個語音或視聽終端的邏輯實體，它只與一對多路復用器/解復用器相連。
3．解復用器
進入解復用器的信號是會議終端傳送的完全符合H．221建議的數據流。解復用器的動作與會議終端接收方的動作類似，包括：
(1)幀恢復和幀定界；
(2)緩衝、同步及相關多個通道的定序；
(3)BAS的分解並把其中相應的某些信息送往控制處理器；
(4)加密碼的分解及解密；
(5)分解音頻信息並送往音頻處理器；
(6)分解視頻信息並送往視頻處理器；
(7)分解數據信息並送往數據處理器。
模式控制BAS碼及相關的音頻、視頻和數據信息之間必須保持正確的時序關係。
4．音頻處理器
音頻處理器由語音代碼轉換器(ATC)和語音混合模組組成，用來完成語音的處理。ATC從各個連線埠輸入的數據流的幀結構中分離出A律、μ律的語音信號，並進行解碼，然後送入混合器進行線性疊加，最後送人到編碼器，形成合適的編碼形式，插入到輸出的數據流中。
混合器送往每個會議終端的信號都是所有其他與會議終端的信號的和。隨著音頻信號個數的增加，回聲和噪音也會累積，所以必須採取回聲抑制和降低噪音的措施。
5．視頻處理器
類似於音頻處理器，視頻處理器對輸入視頻信號也有兩種處理方式：一種是進行視頻切換，以便插入信道幀後分配到各個會場，無需對視頻信號進行處理；另一種是進行視頻混合，當一個會場需同時看到多個會場的圖像(在一個顯示器上同時看到其他所有會場的圖像或分屏顯示)時，MCU可對多路視頻信號進行混合處理。這種混合是對多個圖像以分屏形式空分復用一個組合圖像。
目前的MCU產品只實現了視頻切換的功能。
6．數據處理器
數據處理器為可選單元，包括H．243建議的數據廣播功能，以及按照H．200/A270系列建議的多層協定MLP，完成非話信息的處理。
在數據廣播功能時，任一時刻只能接收一路LSD(低速數據)和/或一路HSD(高速數據)，廣播給由控制處理器按照接收這種數據的能力決定的相連終端。
在MLP數據處理功能時，數據處理器可執行以下的功能：
(1)處理遠端信息；
(2)傳輸會議控制信號(請求確認信號，主席控制令牌，音頻/視頻切換)。
7．控制處理器
控制處理器負責確定正確路由、混合/N換以及傳遞給每個多路復用器的音頻、視頻、數據及控制信號的格式和時序關係，同時具有會議控制功能。
8．多路復用器
多路復用器把從音頻處理器、視頻處理器、數據處理器和控制處理器送來的數據流組幀並插入BAS碼值。
總之，MCU將各會議終端送來的信號進行分離，抽取出音頻、視頻、數據和信令信號，分別送到相應的處理單元，進行音頻混合或切換、視頻切換、數據廣播和確定路由選擇、定時和處理會議控制等，處理後的信號由復用器按H．221格式組幀，然後送往相應的連線埠輸出。
MCU與終端MCU之間的連線方式有星形、啞鈴形、MCU星形及分層結構等。
控制模式
通過多點視頻會議系統進行會議時，可以採用聲音控制、演講人控制、主席控制等方式進行會議控制。
聲音控制方式
聲音控制方式是全自動工作模式，會議過程中不需要與會人員的操作，系統根據每個會場發言人聲音的高低自動切換畫面。當有多個會場同時發言時，MCU從各個會場終端送來的信息流中提取出音頻信號，並進行音頻信號電平比較，選擇出音頻信號電平最高的會場，將該會場的圖像信號廣播到其他會場，音頻信號經過混音後廣播到所有會場。
聲音控制方式需要通過比較各個會場的音頻信號電平來做出圖像切換決定，任何噪聲都將影響聲音電平的比較，因此，會場的數目不能太多，台則MCU的音頻處理器很難做出正確的選擇。同時，為了避免咳嗽、走動等其他干擾造成的誤切換及畫面的頻繁切換，MCU切換有一定的切換時延：切換前高電平應保持1～3秒，每次切換時間間隔為l～5秒。
演講人控制模式
演講人控制模式又稱為強制顯像控制模式。在會議進行過程中，演講人通過控制電視會議系統終端向MCU傳送“多點強制顯像命令”{MCV[M][T]}(其中[M][T]是演講人終端的編號)。如果MCU接受此命令，就將終端[M][T]的圖像廣播到其他會場，同時返回終端[M][T]一個多點顯像指示{MCV[M][T])信令，通知終端[M][T]其圖像和聲音已經被廣播到其他終端。
主席控制模式
在主席控制模式下，與會的終端中有一個終端具有主控令牌，是主會場，可以行使主席控制權。主控令牌必須向主MCU申請並獲得認可。主會場可以控制其他會場的發言和圖像的切換，其他會場要發言，必須向主席申請。主會場終端將主控令牌釋放後，就不再是主會場，各個會場可以重新向主MCU申請主控令牌。
系統功能
MCU是多點視頻會議系統的核心，它提供多點會議的管理和控制功能。它包含一個多點控制器(MC)，還包含一個(並不限於一個)多點處理器(MP)。
(1)多點控制器(MC)
MC(Multipoint Controller)是視頻會議系統中具有多點會議控制功能的實體。在集中型會議中，所有參會終端(包括網關)都需和MCU中的MC建立H．245控制信道的點到點聯繫。它和參加會議的每個終端執行“能力交換”過程，並給每個終端傳送一個能力集告知它們可以執行的操作模式，當有終端加入或離開此會議時，MC可能會調整向各終端傳送的能力集信息。MC據此確定會議的“選定通信模式(SCM)”(Selected CommunicationMode)。一般說來，SCM對於所有參會終端是相同的，但也有可能某些終端的SCM和其他終端不同。
(2)多點處理器(MP)
MP(Multipoint Processor)是視頻會議系統中接收並處理音視頻流的實體。在集中型多點會議中，各終端的音頻、視頻和數據信道與MCU中的MP相連。MP接收來自參會各終端的音頻、視頻和數據信號流，並對接收到的信號按要求進行音頻混合、視頻交換、視頻合成或T．120數據分配，然後將處理後的音頻、視頻和數據流再回送給各終端。音頻的混合是指MP能夠通過交換、混合或二者的組合將M個音頻輸入經處理後生成N個輸出。視頻交換是指選擇某個源圖像的視頻信號傳送給其他各終端，交換源圖像可由發言者的變換(通過音頻電平自動檢測)來確定或由H．245控制來確定。而視頻合成是將多個視頻源信號組合成一個信號後傳送給各終端，其典型套用是將四幅源圖像組合成一個2×2的多畫面圖像。選擇哪些源圖像和多少源圖像進行合成則由MC決定。
(3)會議管理
MCU可以同時進行多個會議活動，每個會議活動在邏輯上完全獨立。MCU中的會議管理功能負責對MCU上正在進行的全部會議活動進行監視和管理。
MCU中每一個會議活動均包含一個會議控制部分和通信處理部分。會議控制部分進行整個會議的通信控制、多點連線控制、級聯控制和主席控制等。通信處理部分進行多點通信的數據處理，即按照會議控制的指令處理多個會議終端的通信數據。
(4)MCU級聯
通常情況下，一台MCU只能連線一定數目的終端(4～32個)。在視頻會議規模較小時，一個MCU就可以完成。但如果視頻會議的規模較大(如需要有幾十甚至上百個終端參與同一個會議)，一個MCU就不可能完成相應的會議活動，而必須採用若干個MCU進行級聯來擴大會議規模。
在級聯的情況下，MCU將區分為主MCU和從MCU。一個級聯環境中只能有一個主MCU，其他MCU均為從MCU。從MCU只能同主MCU連線，構成一個星型連線結構。整個會議活動的全部控制均由主MCU完成，從MCU在主MCU的指揮下協助主MCU完成對其從屬會議終端(直接與該MCU連線的會議終端)的控制。
(5)會議終端連線
MCU同每一個會議終端的連線並不獨自占用一條物理線路(H．320中的終端獨自占用一條或多條ISDN線路)，而是所有終端共享同一條物理線路，但使用不同的邏輯信道，從而完成通信。邏輯信道對應TCP/IP協定中的TCP連線和UDP(User Data Protoc01)連線。
MCU中每一個會議終端均採用點到點的模式進行通信，會議終端認為MCU是同它一致的對等點。具體的多點處理是在MCU內部完成的，對會議終端透明。
選擇
在選擇多點控制單元時，應該從以下幾個方面考慮。
(1)支持的標準
首先應該從多點控制單元使用的傳輸網路類型來決定MCu支持的框架協定：基於電路交換網路的多點控制單元應支持H．320框架協定；基於IP網路的多點控制單元應該支持H．323框架協定。一般情況下，基於IP網路的會議系統也要求能夠通過ISDN、DDN等電路交換方式參加會議，這時就要求多點控制單元能夠同時支持H．323和H．320框架協定。另外，多點控制單元支持音頻標準有G．711、G．723、G．729等；視頻標準有H．261、H．263、H．263+等，數據標準有T．120。多點控制單元可以實現同一個會議中包含支持不同音頻或視頻標準的電視會議終端，比如在同一個會議中可同時支持G．711和G．722標準的電視會議終端，多點控制單元可以支持多級級聯和T．120的多級級聯。
(2)接口類型
多點控制單元網路接口單元(NIU)接口類型主要有El、V．35、ISDN B對、ISDN PRJ、LAN等接口。網路接口單元支持的網路接口類型越多，組網方式就越靈活，可以採用的傳輸網路也就越多。基於電路交換網路的多點控制單元一般都支持ISDN、E1、V．35接口，並且能夠同時支持這4種接口；基於IP網路的多點控制單元一般支持乙太網、令牌環網等區域網路接口。
(3)靈活的組網能力
目前，有的廠商生產的多點控制單元能夠實現多級級聯構成的上百個會場的大型視頻會議系統，其中每一級的多點控制單元可以單獨召開本級的多個電視會議，而且任意兩級多點控制單元的會場可以召開多個會議，即多點控制單元之間可以有多級聯接通道。多點控制單元的級聯極大地提高了組網的靈活性和使用的靈活性。
傳統的多點控制單元不支持T．120級聯，多個多點控制單元上的終端之間不能進行檔案傳輸、套用共享等。目前有些廠商自行開發了T．120級聯功能，在自己的MCU產品上實現傳輸、套用共享等。目前有些廠商自行開發了T．120級聯功能，在自己的MCU產品上實現了T．120級聯。
(4)速率匹配 ·
速率匹配指能夠支持不同線路速率或協定速率的終端參加同一個會議，比如：256Kbps和5 12Kbps的通信速率的終端可以參加同一個會議；工作在不同音頻速率下的終端可以參加同一個會議。
(5)會議控制方式
常見有三種會議控制方式，即主席控制、演講人控制和聲音控制三種方式。多點控制單元至少能支持兩種控制方式。
(6)互通互控
各個廠商的產品都應該遵循國際標準，但是各個廠商實現標準的內部方式不同，在不同廠商產品配合時會出現某些問題。特別是廠商自己開發的某些功能，比如音頻壓縮算法、加密算法，在不同廠商產品互通時就不能使用。國際著名的視頻會議產品廠商有PICTURETEL、VTEL、POLYCOM、VCON等，國內廠商有中興、華為等，不同廠商之間會進行產品的互通互控實驗，其結果供用戶在選擇產品時作為參考。
(7)可靠性
(8)時鐘選擇
多點控制單元可以選擇的時鐘源有網路BITS時鐘、級聯連線埠時鐘、本地振盪時鐘。視頻會議系統的主MCU或整個視頻會議系統只有一個MCU時，一般採用整個通信網的BITS時鐘作為MCU的同步時鐘源。在主從MCU系統中，從MCU將採用級聯連線埠時鐘作為自己的時鐘源，使從MCU與主MCU同步。當MCU無法獲得網路BITS時鐘和級聯連線埠時鐘時，MCU可以採用本地振盪時鐘。
除以上幾點考慮之外，用戶還可以根據自身需要，要求多點控制單元提供網路管理、自動計費、身份鑑別和加密等功能。
