视频会议系统在校园网教学中的应用.pdf

http:/ 视频会议系统在校园网教学中的应用 视频会议系统在校园网教学中的应用 王琦 东北师范大学 传媒科学学院(130117)E-mail:dark_ 摘摘 要：要：本文通过一个基于 Microsoft Exchange Conference System 为平台的校园视频会议教学应用系统，实现了可交流视频网络教学环境。使老师和学生之间，学生和学生之间能够在不同地点进行面对面交流，增强网络学习的交互性，激发学生的学习兴趣。关键词：关键词：IP,MCU,Microsoft Exchange Conference System,OutLook,视频会议 1.引言 1.引言 随着信息技术的发展，视频会议系统一种热门的多媒体通信技术因其特有的表现力开始被应用到很多领域。作为一种新型的通信方式，视频会议已经超出了传统会议的范畴，在很多领域都得到应用。视频会议系统中基于 IP 网络的多播视频会议系统以其系统的可靠性、运行的高效率更主要的是以软件为主的解决方案逐渐成为技术发展的方向。近几年，IP 技术的普遍应用，特别是采用 IPv6 技术的下一代互联网主干网 CERNET2 试验网已于 2004 年 3月正式开通，并即将接入到全国高校校园网，届时基于视频会议系统的远程教育将会得到较大的发展。因此，本文在对相关技术资料的研究后，利用有限的软件硬件条件，在校园局域网内部搭建了一个基于 IP 技术以 Microsoft Exchange Conference System 为平台的校园视频会议教学应用系统,希望对感兴趣的朋友有所帮助。2.视频会议系统介绍 2.视频会议系统介绍 什么是视频会议？视频会议系统，又称会议电视系统，是指两个或两个以上不同地方的个人或群体，通过传输线路及多媒体设备，将声音、影像及文件资料互传，实现即时且互动的沟通，以实现会议目的的系统设备。1 视频会议的最初形式是会议电视，1964 年由美国的贝尔实验室研制出来的。1990 年ITU-TH.320 标准对视频会议系统的性能指标、信息结构、控制命令、规程和组网原则作了详细的规定，还规定了编码的主要结构，同时也规定了视频会议信号的组成、数据结构，这一系列标准各种产品在网络上的互通提供了保证。使视频会议系统被广泛接受和应用的是20 世纪 90 年代中后期开始出现的商品化软件桌面视频会议系统。美国的 Connell 大学于1995 年推出 CU-SeeMe 是第一个成功的基于 IP 网络的桌面视频会议系统。而 Microsoft 公司在 1996 年推出的 NetMeeting，则使桌面视频会议系统发展到群件、数据会议与音视频集成的新境界。1997 年 ITU-T(国际电联电信委员会)发布了最新的用于局域网上的视频会议标准协议H.323。在此以前，用于 ISDN 上的群视频会议标准协议H.320 一直主导着视频会议领域的技术和产品发展。随着 Internet 的迅速普及,网络的带宽不断增加,各种网络应用得到不断扩展,尤其是音、视频技术在网络上传输已逐渐成熟,在 IP 网上实现视频会议的技术也已经得到了很大的发展。IP 多播(IP Multicast)技术以其有效节省网络带宽的特点而受到广泛重视,基于 IP 多播的桌面会议系统异军突起。现在已经有数十种基于 IP 多播的桌面视频会议投入商业运行,IP 多播已经成为业界认同的一种趋势。IP 多播视频会议系统可在不同的局域网上配置 H.323 终端，服务端设置 MCU，并用多播方式向其他站点传送授课内容，IP 会议由 H.323 视频会议终端和 H.323MCU 组成 H.323 终端和 MCU 均通过以太网接口（10M/100M）接入教学点的局域网中。H.323 终端完成教学现场的-1-http:/ 音视频的编解码工作和基于 T.120 的电子讲稿及板书的交互。H.323MCU 建立由多个教室组成的课堂并且完成多个终端视音频、数据的混合、交换等处理，如图 1 所示(MCU 多点控制单元)。IP 多播视频会议系统所采取的框架标准是 H.323，视频编码标准是 H.261,H.263，音频编码 G.711G.722723.1 G.728G.729。5 图 1：基于 IP 视频会议的多播教学系统结构 3.具体实现 3.具体实现 由于局域网具有天然的支持组播的特性,在局域网运用中,不需要对网络设备进行任何更改配置就可以应用本系统。但如果在有路由器的情况下,必须对网络中路由器进行配置,才可以支持组播应用。需要在网络中配置支持PIM-SM(不依赖于协议的多点传送稀疏模式Protocol Independent Multicast-Sparse Mode)的路由器。目前,主流的路由器都支持PIM-SM 协议,只需按照相关路由器手册进行配置就能满足网络要求，这里我们不作详述。下面利用微软的Exchange 会议系统建立一个BS结构的虚拟会议室（如图2所示）来实现校园网内的多点视频教学和讨论。图 2：Exchange 会议系统结构图 3.1 服务器端配置 3.1 服务器端配置 （1）操作系统采用 Windows2000 Server 其分区格式为 NTFS，因为 ActiveDirectory（活动目录服务）要求必须使用 NTFS 分区；（2）DNS 服务安装，“开始 管理工具”中的“配置服务器联网DNS”安装后添加正向搜索区域即域名；2（3）ActiveDirectory(活动目录服务。可以从“开始 管理工具”中的“配置服务器”程序中安装活动目录。windows 2000 将 SDP(会议描述协议 Session Description Protocol)集成到了活动目录当中。由于 SDP 描述了会议的详细信息,利用控制 SDP 描述符的存储可以达到一定的安全性；3（4）安装 Microsoft Exchange2003，当然也可以安装 Exchange2000。Exchange 2003-2-http:/ 是一个通信与协作平台，可为即时通信、实时数据和视频会议等应用服务提供统一的消息平台。可只安装 Messaging and Collaboration Services 和 System Management Tools 这两大项，其所属各小项不必安装；4 （5）安装Microsoft Exchange Conferencing Server,Conferencing Server是运行在Exchange平台上的会议服务软件是进行音视频会议的关键部份，需要对其进行配置。从“开始 Microsoft Exchange”程序组中点“Conferencing Mangager”启动管理控制台。在缺省的First Site项上从右键弹出式菜单点击“属性”，设置Calendar Mailbox（会议日程信箱）和Resources（会议资源）；在Calendar Mailbox（会议日程信箱）中输入登录名和密码；进入Resources（会议资源）选项卡单击“Add”按钮,进入新资源创建对话框。输入显示名称、登录名称和密码；将Data数据提供者和Video视频提供者都加入为资源；在“Limit number of meeting participants to:”后面设置当前会议所有者所允许的最大视频会议人数；可以重复建立多个会议资源。3.2客户端配置 3.2客户端配置(1)会议客户端的标准操作系统配置是windows 2000,windows xp 或者更高的windows 操作系统版本。在安装上述操作系统的计算机上安装基本的音视频输入输出设备(声卡、话筒、耳机、摄像头)；(2)如果作为教师或者会议的组织者还要安装Office2000以上版本中的OutLook,它可以让你实现实时会议与 Microsoft Outlook?日历的完全集成。现在服务器和客户端基本配置完毕，让我们看一下如何使用。3.3 安排会议 3.3 安排会议（1）会议的安排和召开必须利用 Outlook 中的日程安排功能。第一次运行 Outlook 时将出现设置向导窗口，选用“Exchange Server”服务，添入用户名：wangqi，域名： 并输入密码；（2）打开 Outlook，选择新建里的新建会议要求。选中这是联机会议，并在其下拉选择框里选择 Microsoft Exchange conferencing.在收件人里写上会议的邀请对象，并选择所用的会议资源，确定会议的时间，并发送该请求,最后显示预定成功。注意：预约会议必须使用 OUTLOOK 连接 EXCHANGE SERVER，不能用 POP3/SMTP 来连接，否则无法读取会议资源数据。3.4 参加会议 3.4 参加会议 教师或会议组织者可以通过新闻布告或以 BBS 等方式将会议的名称、时间、简单介绍等通知学生，最重要的是建立一 个 加 入 会 议 的 链 接：http:/x/conferencing/list.asp(x为 Exchange 服务器的 IP 地址或计算机名)。这样学生就可以在指定的时间通过IE或其它浏览器进入会场参加视频授课和讨论了，如图 3 所示。根据测试，举行数据会议时，每客 户端只占用 20K 的网络带宽，实在是微 图 3：视频讨论中-3-http:/ 乎其微；而举行视频会议时，每客户端只占用 100K 的网络带宽，不容易造成网络阻塞现象，保证会议的顺利实施。4.系统特点 4.系统特点 由于本系统采用了 Exchange Conferencing Server，它提供了一个可扩展且可靠的数据、视频、音频会议的平台。它具有如下特点：1数据会议。多点数据会议使两个以上的人员可作为一个组通过 Internet 或校园内部网进行实时通信与协作。Exchange Conferencing Server 提供了一个可扩展的可靠平台，该平台支持数据会议的四个主要部分：应用程序共享。网上聊天。白板功能。文件传输。2音频与视频会议。Exchange 利用 Telephony API(TAPI)3.0 访问 Windows 2000 特有的协作功能，如 Quality of Service 和基于 IP 的多点传送技术，以提供音频和视频电话会议服务。对于没有安装 Windows 2000 的客户端来说，Conferencing Server 将 H.323 客户端（如 NetMeeting）连接到使用 Windows 2000 客户端的多点传送会议。3计划管理。从终端用户的角度来看，Conference Management Service 的优点是只要单击一下便可访问会议，并和日历完全集成。既可用 Outlook 也可用在 Exchange Server 上查看 Outlook Web Access 的浏览器制定计划。NetMeeting 或其他 T.120 兼容客户端的用户可通过一个使用 Microsoft ActiveX 控制的浏览器参加会议。4会议管理。Exchange Conferencing Server 提供了完善的会议管理机制，可根据用户的需求来分配带宽等资源。控制带宽管理员可以设置参加会议讨论的人员数量，这在端到端网络解决方案中是不可能的。会议技术供应商可应用此限制，根据会议服务类型调整占用的网络带宽。每个用户访问的会议资源 Exchange 数据会议的另外一个管理功能是限制单个用户占用的资源。管理员可以控制指定用户使用的同步连接的数量。安全性利用 Windows 2000 的 ACL 和 Public Certificate 的工作原理，管理员可以控制计划和/或参加会议的人员。智能布局配置现有解决方案要求用户创建客户端与多点控制单元(MCU)之间的连接，其中 MCU 要有足够的带宽、距离最近且可用。与其他产品相比，Exchange Conferencing Server 可分析参加会议的人员，并为会议自动创建最佳服务器配置。这使用户只要集中精力考虑会议本身即可，而不必考虑如何优化或管理会议。这个功能是 Exchange Conferencing Server 独有的。6 5.应用前景 5.应用前景 虽然目前 IP 多播的桌面会议系统在远程教学中还没有被广泛的应用，但其条件已经具备：1当前国内高校甚至有条件的中小学都已经拥有自己的校园网，且宽带接入 Internet网，PC 机硬件配置很高，这些都为实现基于 IP 多播提供了硬件条件。2近些年来，全国各地高校不断合并和校区的扩大，地理位置的分散为教学实施 带来一定的困难。教师为教课而东奔西走，学生也苦于课后无法与老师和同学交流。而基于 IP 的桌面视频会议应用于远程教学的提出，从很大程度上解决了上面的一些问题。-4-http:/ 3目前在网络学习平台普遍采用 BBS、BLOG、答疑、作业系统、VOD 视频播放等手段实现学生自主学习和交互性学习。但基于 IP 网络的多点视频会议系统相对于文字上的交流则能在视听等更多方面体现交互性学习这一特点。4随着 IP 协议的普遍应用和互联网的高速发展，特别是由于宽带网络的普及，IP 视频应用也逐渐扩大，成为发展主流。它在远程教育中的应用为个性学习、终身学习提供良好服务,将使教学形式更新颖，更加能够体现建构主义教学理论中的交互性、协作性。6.结论 6.结论 随着技术的不断发展，虚拟会议(Virtual Space Teleconferencing System,VST)将会出现。（虚拟会议是会议系统的高级形式。它与视频会议系统中采用的独立视频窗口不同，它提供了一种虚拟会议环境，多个与会者的图像统一出现在虚拟会场中，表现形式是运动参数驱动的运动人脸模型。系统中的重要部件 MCU 将接收到的音、视频码流进行混合，在编码状态下生成虚拟会议室，并将混合后的业务流传送给每个与会者。这种系统需要 VR 技术支持，涉及到 VST 显示系统，视频对象提取、三维人体建模、空间交互模型等关键技术，是未来的高级会议形式。）将更加增强学生的学习兴趣，提高学习效果。参考文献 参考文献 1 中国信息产业网-人民邮电报 http:/(2004.08.05)2 曹军生 Windows2000Advanced Server 使用手册 M.人民邮电出版社 2000 3 王维江 主编 钟小平、黄建中、张金石 编著 网络应用方案与实例精讲 M.人民邮电出版社,2003 4 张春阳、胡伟 基于 Windows 的网络服务器管理教程M.电子工业出版社 2002.6 5 王宝智、白成刚 全新宽带 IP 网络技术教程M.海洋出版社 2004 6 Microsoft 官方网站http:/ Application in campus network teaching of video conference system Wang Qi Northeast Normal University School of Media(130117)E-mail:dark_ Abstract:It is a campus video conference teaching application system of the platform on the basis of Microsoft Exchange Conference System,have realized that can exchange the network teaching environment of videos.It can exchange to make face-to-face,strengthen the interaction of network study,and excite students study interest.Keywords:IP,MCU,Microsoft Exchange Conference System,OutLook,video conference -5-