CN100542099C - 一种多点控制单元及其基于ip网的共享方法与会议系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使得信息码流与控制码流分离的多点控制单元，包括多点控制模块和其控制的多点处理模块，其特征在于：所述多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个终端设备中；所述植入在终端设备中的多点处理模块与所述多点控制模块通过网络连通，所述的终端设备与所述多点控制单元通过网络连通，以实现系统控制码流的传输以及相互间的通信。本发明还提供一种能够避免资源的闲置和浪费的基于IP网的多点控制单元和网守的共享方法。本发明还提供一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，可以有效地降低使用多媒体视频会议系统的整体使用成本。

Description

一种多点控制单元及其基于IP网的共享方法与会议系统

技术领域

本发明涉及多媒体视频会议系统，特别是一种多点控制单元及其基于IP网的共享方法与会议系统，该会议系统具有在IP网中由不同的用户群组共享多点控制单元(Multi-point Control Unit，MCU)和网守(Gatekeeper，GK)的功能。

背景技术

多媒体视频会议系统通过通信网络将多个位于异地的多媒体视频会议终端连接起来，在多点控制单元(Multi-point Control Unit，MCU)的控制下，让与会者以图像、语音和数据等多媒体方式进行双向通信，增强人们在异地交流的真实感、有效性和交互性。

多媒体视频会议系统由多媒体视频会议终端、多点控制单元、网守和传输网络构成。多媒体视频会议终端与其它终端、多点控制单元和网守进行双向的图像、语音和数据等多媒体通信。多媒体视频会议终端由用户直接操作，具有视频、音频、数据等多种接口。根据使用者的需要可以配置各种视频、音频、数据等的输入、输出设备。视频会议终端将会议现场的视频、音频、数据信号进行采集、编码后，通过传输网络传送到其它会场；同时将其它会场传来的视频、音频、数据信号进行接收、解码，还原成原始信号，通过视频、音频、数据等输出设备显示播放。此外，多媒体视频会议终端还接收到来自MCU的控制命令，执行相应的控制动作；同时将会议控制和指示信号(如申请加入、申请发言等)发送到MCU，配合MCU实现系统控制功能。

多点控制单元提供对多个多媒体视频会议终端的控制，并进行图像、语音和数据的处理和交换，支持二个以上终端间的多点会议。一般来说，多点控制单元由多点控制(Multipoint Control，MC)和多点处理(Multipoint Processing，MP)两个功能模块构成；多点控制模块提供对多点会议的控制；多点处理模块对多路视频、音频和数据信号进行处理和交换；多点处理器由多点控制器控制。

网守实现多媒体视频会议系统的管理功能，包括用户管理、会议管理、设备管理和带宽管理等。

现有的专用多媒体视频会议系统通常由政府、军队、企业等社会组织机构建设，供本组织机构内部专用。专用多媒体视频会议系统相互之间是独立的、互不相连，系统中配置各自的多点控制单元和网守，如图1所示。

目前，建设多媒体视频会议系统所需的投入较大，其中多点控制单元和网守的投资通常占总投资的较大比例。这种投入除少数政府部门和大型企业能够承受外，其它中小组织机构和个人无力承担，这就造成多媒体视频会议系统无法大规模推广使用。

为此，本发明人对现有技术中的视频会议系统进行了深入细致的解析与研究，其存在的主要问题在于多点控制单元(Multi-pointControl Unit，MCU)，由于多点控制与多点处理功能集中在一起，即位于同一位置物理设备上的多点控制单元既要实现多点控制功能又要实现多点处理功能，导致出现以下技术缺陷：

1.由于以集中的方式在多点控制单元上实现多点处理功能，多点控制单元的处理负荷较重，特别是在系统用户较多，同时进行多个会议时，就限制了系统的规模，无法组建大型多媒体会议系统；而小规模建设又导致利用率低，大量潜在用户无法享用。

2.在进行多点会议时，所有与会终端发送的图像、声音和数据都向多点控制单元集中，这样势必造成多点控制单元所在节点数据流量较大，占用较多带宽资源，特别是在与会终端数量较多时，严重时可能会造成网络拥塞。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种能够使得信息码流与控制码流分离的多点控制单元。

本发明还提供一种能够提高多媒体视频会议系统多点控制单元和网守的使用效率，从而避免资源的闲置和浪费的基于IP网的多点控制单元和网守的共享方法。

本发明还提供一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，可以实现不同用户群组的多媒体视频会议终端共享多点控制单元和网守设备，从而有效地降低使用多媒体视频会议系统的整体使用成本。

本发明的技术方案如下：

一种多点控制单元，包括多点控制模块和其控制的多点处理模块，其特征在于：所述多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个终端设备中。所述植入在终端设备中的多点处理模块与所述多点控制模块通过网络连通，所述的终端设备与所述多点控制单元通过网络连通，以实现系统控制码流的传输以及相互间的通信。所述多个终端设备均为多媒体视频会议终端。

一种基于IP网的多点控制单元和网守的共享方法，其特征在于包括如下步骤：a.将网守和多点控制单元中的多点控制模块部署在公共IP网络上；b.将多媒体会议终端部署在具有质量保证(QoS)和带宽保障的的公共IP网络上和/或具有质量保证和带宽保障的专用IP网络上；c.在公共IP网络与专用IP网络的接口处部署网络地址转换设备；所述多点控制单元中的多点处理模块受所述多点控制模块控制，所述多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个多媒体会议终端中。

所述网守的数量为一个或一个以上，所述多点控制单元的数量为一个或一个以上。

一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，其特征在于：包括不同用户群组的部署在具有质量保证和带宽保障的公共IP网络上和/或具有质量保证和带宽保障的专用IP网络上的多媒体视频会议终端，部署在公共IP网络上的网守和多点控制单元中的多点控制模块，所述多点控制单元中的多点处理模块受所述多点控制模块控制，所述多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个多媒体视频会议终端中，专用IP网络与公共IP网络的接口处均部署有网络地址转换设备。

所述不同用户群组的专用IP网络与部署了所述多点控制模块和网守设备的公共IP网络相连时采用拨号或ADSL或DDN或SDH或ATM或VPN的接入方式，以实现不同用户群组的多媒体视频会议终端共享多点控制单元和网守设备。

所述网守具有业务受理模块，所述业务受理模块包括受理登陆申请、鉴权和授权、用户管理、资源管理、会议和会场管理、设备管理和带宽管理以及计费结算统计。

本发明的技术效果如下：

本发明一种多点控制单元，由于采用了将多点控制模块和其控制的多点处理模块进行分离设置的技术构思，即将多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个终端设备中。这样，就能够将多点处理功能和多点控制功能分离，由MCU实现多点控制功能，MCU的多点处理功能可以在多媒体会议终端上实现。由于多点处理功能从多点控制单元中分离出来，分散到会议终端，多媒体视频会议系统中的图像、语音和数据等信息码流与控制码流是分离的。多点控制单元与各多媒体会议终端只有控制码流的交换，不存在音视频等信息码流的交换，信息码流在多点控制单元的控制下，经过相应的路由，在各个多媒体终端之间传输。

由于植入在终端设备中的多点处理模块与多点控制模块通过网络连通，终端设备与多点控制单元通过网络连通，这是一种便捷的技术手段，完全可以方便地实现系统控制码流的传输以及相互间的通信。

由于多个终端设备均为多媒体视频会议终端，这样就有利于多点控制单元实现共享，能够满足组建大型多媒体会议系统的需要。

本发明一种基于IP网的多点控制单元和网守的共享方法，由于采用了以下步骤，将网守和以上所述的一种多点控制单元部署在IP网络上；将多媒体会议终端均部署在具有质量保证(QoS Quality ofService)的IP网络上；在公共IP网络与专用IP网络的接口处部署网络地址转换设备，这样，本发明中的多点控制单元和网守由多媒体视频会议系统中的所有用户群组共享，多点控制单元和网守部署在IP网络上，通过网络地址转换(NAT，Network Address Translation)设备实现专用IP网络与公共IP网络之间的相互通信。

本发明中的多媒体视频会议终端可以部署在私有IP网络上，也可以部署在公有IP网络上。为了保障音频和视频的传输质量，视频会议终端的音频和视频码流通信必须有传输质量保证(QoS，Qualityof Service)和带宽的保证。本发明中的多媒体视频会议系统中的多点控制单元和网守可以部署在私有IP网络上，也可以部署在公有IP网络上，由于多点控制单元和网守与视频会议终端之间的通信不需要传输音频和视频码流，因此对QoS和带宽的要求大大降低了。

本发明一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，充分扩大了多媒体视频会议系统的使用范围和规模，提高了多媒体视频会议系统多点控制单元和网守的使用效率，能够避免资源的闲置和浪费。多媒体视频会议系统的建设投入中，多点控制单元和网守设备的投资通常占总投资的较大比例，本发明的核心点在于通过不同的用户群组共享多点控制单元和网守，有效地降低使用多媒体视频会议系统的整体使用成本。

与H.323标准现有技术中的视频会议系统不同在于，现有技术中的视频会议系统要求多点控制单元与视频会议终端之间的通信必须有传输的质量保证(QoS，Quality of Service)和音频和视频码流所需带宽的保障。

附图说明

图1现有的多媒体视频会议系统的分布结构示意图；

图2为采用本发明实施例1中多媒体视频会议系统的分布结构示意图；

图3为采用本发明实施例2中多媒体视频会议系统的分布结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例与附图对本发明的技术实质作进一步详细说明。

实施例1：

如图2所示，本发明中的多媒体视频会议系统由多媒体视频会议终端、多点控制单元和网守设备构成，这些设备通过IP网络互联。IP网络通常分为私有IP网(私有IP地址)和公共IP网(公有IP地址)。私有IP网是指其IP地址分布在以下范围的IP网：

A类：10.0.0.0-10.255.255.255。

B类：172.16.0.0-172.31.255.255。

C类：192.168.0.0-192.168.255.255。

IP地址分布在以上范围之外的IP网称为公共IP网。

多点控制单元和网守设备部署在公共IP网中，多点控制单元和网守设备可以根据用户数量的多少部署一个或多个。全网中不同群组的用户共享多点控制单元和网守设备。

在本发明中，由于多点控制单元的多点处理功能和多点控制功能分离，因此，在多点控制单元与视频会议终端之间没有音视频码流，只有系统控制和数据交换码流。此外，与音视频码流相比，系统控制和数据交换码流占用的带宽较低。

不同用户群组的多媒体视频会议终端分别部署在各自的有QOS保障和带宽保障的专用IP网络中。各个用户群组的专用IP网络在与部署了多点控制单元和网守设备的公共IP网络相连时可以采用多种接入方式(如拨号、ADSL、DDN、SDH、ATM、VPN等)，不同用户群组的多媒体视频会议终端共享多点控制单元和网守设备。

在各个用户群组的专用IP网络与公共IP网络的接口处，部署网络地址转换(NAT，Network Address Translation)设备。NAT设备可以让使用私有地址的IP网络与公用IP网络进行连接。使用私有地址的专用网络使用NAT服务发送数据包时，通过NAT内部建立的地址映射关系和其功能子集：端口地址转换(Port Address Translation，PAT)将专用网络的私有地址转换成公网的IP地址，因此这些数据包可以被发送到公用IP网络上；类似地，NAT服务将公网的IP地址转换成相应的专用IP网地址，从而实现了私有IP网络与公用IP网络之间的相互通信。

在本实施例中，考虑到上述特征，并结合图二我们可以看出，位于公用IP网络的多点控制单元和网守与位于私有IP网络的视频会议终端之间没有音视频码流，只有系统控制和数据交换码流，也就是说，音视频码流仅仅局限在专用IP网络中，系统控制和数据交换码流在专用IP网络与公共IP网络之间传输。

为了保证多媒体视频会议系统的音视频信号的质量，因此要求视频会议终端所在的IP网络具有质量保障(QoS)和带宽保障。一般说来，专用IP网络更易于实现QoS，而公共IP网络则相对较难，或者说在整个公共IP网络上完全实现QoS较难。

因此，本实施方式适合于公共IP网络不具备质量保障以及专用IP网络接入到公共IP网络带宽较低的场合。

系统工作过程如下：

多媒体视频会议终端启动后，首先与网守建立双向通信连接，向网守申请登录，网守对该终端的身份进行鉴权，如果该终端通过用户鉴权，则登录成功，可以使用本系统；否则该终端不能使用本系统。系统的用户鉴权功能可以保证系统使用的安全性，防止非授权用户使用系统。

网守在用户鉴权过程中得到该用户的有关信息，如用户身份码、用户名、用户专网的IP地址、用户专网的NAT设备的公网地址等，网守再根据用户身份码查询本地数据库，确认用户是否为授权用户。如果是授权用户，则更新该用户的相关信息，如与该用户相关的IP地址、用户状态等。

多媒体视频会议终端登录成功后，可以使用本系统，召开会议过程如下：

需要召开会议的多媒体视频会议终端作为会议的发起者，首先向网守发送要召开的会议信息。使用者通过视频会议终端会议信息，包括会议名称、会议开始时间、会议持续时间、会议概况和与会成员等信息。视频会议终端将会议信息传送到网守，网守根据与会成员在系统中的分布、系统中多点控制单元MCU的负荷情况等策略，为本次会议分配一个多点控制单元MCU，由该多点控制单元MCU控制本次会议。网守将本次会议相关信息添加到本地会议信息数据库中。通过上述过程，网守可以实时动态地更新和维护系统的会议信息。

发起会议的终端召开会议时，首先与本次会议的多点控制单元MCU建立双向通信连接，由多点控制单元MCU呼叫各个与会终端加入会议。此时多点控制单元MCU与已加入会议的与会终端均建立了双向通信连接。加入会议后，与会终端仍然同网守保持通信连接，以便实时地向网守报告终端状态的变化。例如，加入会议后，各与会终端的状态由“空闲”变为“与会”，这时，各与会终端将主动向网守报告状态变化，网守更新用户状态信息。

在会议进行期间，本次会议的多点控制单元MCU可以根据拥有会议控制权的终端要求，控制多点会议，例如，选定某会场图像和声音向其它会场广播，将发言权分配给需要发言的会场等。为实现多点控制功能，多点控制单元MCU和与会终端之间必须保持双向通信连接，并交换控制和应答信息。

会议结束时，控制本次会议多点控制单元MCU和各与会终端均断开通信连接，各与会终端恢复到空闲状态，仅网守保持通信连接。

实施例2：

如图3所示，多点控制单元和网守设备部署在公共IP网中，多点控制单元和网守设备可以根据用户数量的多少部署一个或多个；全网中不同群组的用户共享多点控制单元和网守设备。

部署在专用IP网络中的多媒体视频会议终端通过多种接入方式(如拨号、ADSL、DDN、SDH、ATM、VPN等)与公共IP网络上的多点控制单元和网守设备相连。部分多媒体视频会议终端部署在具有QoS的公共IP网络中，具有QoS的公共IP网络属于公共IP网络的一部分。由于多点控制单元和网守与视频会议终端之间的通信不需要传输音频和视频码流，因此，具有公共IP地址的视频会议终端与具有公共IP地址的多点控制单元和网守设备之间的通信对QOS和带宽的要求大大降低了。从而使不同用户群组的多媒体视频会议终端共享多点控制单元和网守设备。

在专用IP网络与公共IP网络的接口处，部署网络地址转换(NAT，Network Address Translation)设备。NAT设备可以让使用私有地址的IP网络与公用IP网络进行连接。使用私有地址的专用网络使用NAT服务发送数据包时，通过NAT内部建立的地址映射关系和其功能子集：端口地址转换(Port Address Translation，PAT)将专用网络的私有地址转换成公网的IP地址，因此这些数据包可以被发送到公用IP网络上；类似地，NAT服务将公网的IP地址转换成相应的专用IP网地址，从而实现了私有IP网络与公用IP网络之间的相互通信。

在本发明中，由于多点控制单元的多点处理功能和多点控制功能分离，因此，在多点控制单元与视频会议终端之间没有音视频码流，只有系统控制和数据交换码流。此外，与音视频码流相比，系统控制和数据交换码流占用的带宽较低。

在本实施例中，考虑到上述特征，并结合图三我们可以看出，位于公用IP网络的多点控制单元和网守与视频会议终端之间没有音视频码流，只有系统控制和数据交换码流，也就是说，音视频码流仅仅局限在具有QoS和带宽保障的专用IP网络已及具有QoS和带宽保障的公共IP网络中。

为了保证多媒体视频会议系统的音视频信号的质量，通常要求IP网络具有QoS和带宽保障。一般说来，专用IP网络更易于实现QoS和带宽保障，而公共IP网络则相对较难，或者说在整个公共IP网络上完全实现QoS和带宽保障较难。

因此，本实施方式适合于一部分用户具备具有QoS和带宽保障的专用IP网络，另有部分用户具有QoS和带宽保障的公共IP网络中的场合。

在本实施方式下，系统工作过程与实施例1相同。

应当指出，以上所述实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

Claims (5)

1.一种基于IP网的多点控制单元和网守的共享方法，其特征在于包括如下步骤：a.将网守和多点控制单元中的多点控制模块部署在公共IP网络上；b.将多媒体会议终端部署在具有质量保证(QoS)和带宽保障的公共IP网络上和/或具有质量保证和带宽保障的专用IP网络上；c.在公共IP网络与专用IP网络的接口处部署网络地址转换设备；

所述多点控制单元中的多点处理模块受所述多点控制模块控制，所述多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个多媒体会议终端中。

2.根据权利要求1所述的一种基于IP网的多点控制单元和网守的共享方法，其特征在于：所述网守的数量为一个或一个以上，所述多点控制单元的数量为一个或一个以上。

3.一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，其特征在于：包括不同用户群组的部署在具有质量保证(QoS)和带宽保障的公共IP网络上和/或具有质量保证和带宽保障的专用IP网络上的多媒体视频会议终端，部署在公共IP网络上的网守和多点控制单元中的多点控制模块，所述多点控制单元中的多点处理模块受所述多点控制模块控制，所述多点处理模块分别植入在所述多点所指的多个多媒体视频会议终端中；专用IP网络与公共IP网络的接口处均部署有网络地址转换设备。

4.根据权利要求3所述的一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，其特征在于：不同用户群组的专用IP网络与部署了所述多点控制模块和网守设备的公共IP网络相连时采用拨号或ADSL或DDN或SDH或ATM或VPN的接入方式，以实现不同用户群组的多媒体视频会议终端共享多点控制单元和网守设备。

5.根据权利要求4所述的一种共享多点控制单元和网守的多媒体视频会议系统，其特征在于：所述网守具有业务受理模块，所述业务受理模块包括受理登陆申请、鉴权和授权、用户管理、资源管理、会议和会场管理、设备管理和带宽管理以及计费结算统计。

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