MCU(視頻會議系統中多點控制單元)

MCU的英文全稱是multi control unit，多點控制單元。為了實現多點會議電視系統，必須設定MCU。MCU實質上是一台多媒體信息交換機，進行多點呼叫和連線，實現視頻廣播、視頻選擇、音頻混合、數據廣播等功能，完成各終端信號的匯接與切換。MCU與現行交換機不同之處在於，交換機完成的是信號的點對點連線，而MCU則要完成多點對多點的切換、匯接或廣播。

1．有關國際標準

直接規範會議電視MCU技術參數的國際標準中最重要的是ITU-T的H.243建議和H.231建議。H.243建議，“利用2Mbit/s數字信道在2—3個以上的視聽終端之間建立通信的方法”，詳細描述了如何在ISDN數字網路中建立一個H.320多點會議系統，規定了多點通信的初始化過程，給出了視頻切換、數據廣播、主席令牌控制等規程方面的內容。H.231建議，“用於直到2Mbit/s數字信道的視聽系統多點控制設備”，描述了H.320多點會議電視網的構成、多點系統中MCU的級連、MCU的組成單元及其各個部分的作用等方面的內容。除了上述兩個建議外，MCU還必須遵照和支持下列國際標準：

p×64kbit/s速率上視聽業務的視頻編解碼器(H.261)；

視聽系統中幀同步的控制與指示信號(H.230)；

使用2Mbit/s以內的數字信道在視聽終端間建立通信系統(H.242)；

窄帶可視電話系統和終端設備(H.320)；

視聽電信業務中64—1920kbit/s信道的幀結構(H.221)；

脈衝編碼調製音頻編碼(G.711)；

64kbit/s中7kHz音頻編碼的性能、技術指標、控制與互通方式等規範(G.722)；

短時延碼本激勵線性預測音頻編碼(G.728)；

採用H.224的會議電視遠端攝像機控制規程(H.281)。

2．MCU的作用

MCU的作用是對輸入的多路會議電視信號進行切換，但是由於會議電視信號中包含圖像、語音及數據三類不同的信號，因此，MCU的切換作用又不像電話交換那樣只是簡單地將語音信號進行轉接，它要對三類信號進行不同的處理。MCU對語音信號採取多路混合的方式(當然也可採用切換方式)傳送，對視頻信號採取直接分配的方式傳送，對於數據信號採取廣播方式或MLP方式傳送。此外，MCU還要完成對通信控制信號、網路接口信號的處理。

2.1 時鐘和通信控制

MCU和諸多的終端之間的連線呈星形狀態，即參加會議的各個終端都以雙向通信的方式和MCU相連線。MCU按照會議控制者的要求，將多方信息進行配送。為此，MCU的各個連線埠上的信息流必須同步在同一個時鐘上。MCU首先要將進入MCU的所有終端(或MCU)的信號碼流，都在一個統一的控制時鐘上同步，並且對碼流中的FAS進行校驗，輸出新的BAS、復幀同步信號，以便對各連線埠的信息定位。

此外，MCU還要支持各連線埠的信令和互通方式，支持p×64kbit/s(p=1～30)各種通信速率，具備主席控制、語音控制和演講人控制等會議控制功能。MCU根據通信初始化建立過程中的會議控制指令，將收到的各個碼流的能力指示進行比較，選擇各個終端都能接受的能力(速率、編解碼方法、數據協定等)進行通信。例如網路中有的終端不具備高速傳輸能力，則MCU就將所有的終端速率統一在速率最低的那個終端的速率上。

2.2 碼流處理

MCU要對所有的輸入碼流進行處理，當然，它並不是進行簡單的碼流切換。為此，MCU先對會議電視碼流(即符合H.221建議的碼流)進行解復用處理。對所解出的各路壓縮數字視頻信號不再解碼，而採用直接分配的方式，將數字視頻碼流送到它該去的地方；對解出的各路壓縮數字音頻信號，則先進行解碼，得到多路PCM信號，再將這些多路PCM音頻信號進行疊加，形成一個現場感很強的混合語音信號。最後再將這一混合音頻壓縮編碼後送到所有的終端。對於數據信號的處理，MCU採用廣播方式或MLP方式將源數據送往其他有關的會場。

2.3 MCU的連線埠和連線

MCU處在星形會議電視網的中心，它必須具備多個和終端相連線的接口，這些接口就是MCU的連線埠。連線埠數的多少是衡量MCU的一個重要指標。我們總是希望MCU具有較多的連線埠數，以便組成較大規模的會議電視網。早先的MCU所連線的連線埠數只有8個，現 在的MCU可多達幾十個連線埠。當然，一個MCU的最大連線埠數和各個連線埠所使用的速率有關。一般來說，對同一個MCU，在速率較低時使用，可獲得較多的連線連線埠數。例如一個典型的MCU可支持8個E1(2.048Mbit/s)的連線埠，而在384kbit/s速率下可支持16個這樣的連線埠。由於一個MCU同時可接多個連線埠，因此它還可以同時控制幾個獨立的分組會議，只要參加會議的總點數不超過這個MCU的最大連線埠容量。

3．MCU的原理和構成

圖1畫出了MCU的功能結構圖。來自A、B、C、D四個會議電視點的碼流分別經過復用/解復器分離出圖像、語音、數據及控制信令數據流，並送入相應的處理模組，完成混合、處理、切換等過程，按要求將某些點的信息重新組合起來，又經復用/解復器復用成一個碼流，並送往各會議電視點。各模組的主要功能如下。

3.1 語音模組

該模組將各會議點來的語音數據流進行混合編碼成一個數據流送至相應的復用/解復用器。也可對各點來的語音信號的電平高低進行檢測，從而實現按電平高低對圖像進行自動切換。語音模組一般包括語音信號處理器、混合器、交換矩陣及語音模組控制等幾部分。

3.2 圖像模組

該模組將各會議點來的圖像數據流進行相應的處理及組合後送至各點的復用/解復器。圖像不同於語音，幾路信號可以混合在一起傳送。需要多個圖像送往同一會議點時必須先進行圖像製作。這和圖像顯示有關，一般對CIF格式圖像在監視器的同一螢幕上最多可顯示四個圖像也不會引起清晰度的顯著下降，而對QCIF格式的圖像則在同一螢幕上可以顯示九幅圖像。故在召開多點會議時，某一點的主持人可根據要求用請求方式將其他點的圖像進行組合後傳送過來，對傳送過來的圖像可以進行單屏顯示(只顯示一個會議點的圖像)，也可以同時顯示多屏畫面。圖2為顯示CIF圖像時多點畫面的安排格式。一般主會議圖像應放在畫面中顯要的位置，如上方或左上角。五點以上的會議電視可採用圖像請求方式顯示發言者的會場或主會場及任一分會場的單屏圖像及組合圖像。