吳建平:互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)助力疫情防控

來源: 時間:2020-05-28
    2月19日,在中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會網(wǎng)來學院舉辦的“新一代信息技術(shù)助力疫情防控”公開課上,中國工程院院士、中國互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會副理事長、清華大學計算機科學與技術(shù)系教授吳建平作了《新一代信息技術(shù)助力疫情防控——互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)》的報告。他指出,通過本次疫情防控對市場需求的刺激,全球互聯(lián)網(wǎng)視頻系統(tǒng)市場規(guī)模將會呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢,相關互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將迎來新的發(fā)展契機。

互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)的重要價值

    2020年新型冠狀病毒肺炎疫情的集中爆發(fā),使信息化技術(shù)在疫情防控中的作用得以凸顯。尤其是互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù),在此過程中發(fā)揮了巨大的作用。

    互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中具有重要的價值,是支撐多領域應用融合的基礎技術(shù)。以互聯(lián)網(wǎng)視頻為基礎的視頻會議、在線教育和直播課堂等都是互聯(lián)網(wǎng)應用的重要組成部分,在重大疫情發(fā)生時,可以發(fā)揮重要的支撐和保障作用。

    在過去的疫情防控中,互聯(lián)網(wǎng)視頻已經(jīng)有了非常成熟的應用。例如,2003年,CERNET啟動了抗擊非典視頻會議系統(tǒng),對完成非典時期科技攻關項目起到了非常關鍵而且有效的推動作用。

    在此次新型冠狀病毒肺炎的疫情中,自2月17日起各大中小學陸續(xù)開始網(wǎng)上在線開課,互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)進一步發(fā)揮了重要的支撐作用。

視頻技術(shù)的發(fā)展簡史

    視頻技術(shù)的發(fā)展可以追溯到1878年愛迪生提出的電信號傳輸視頻的構(gòu)想,以及1927年貝爾實驗室在世界上第一次實現(xiàn)網(wǎng)絡的圖片傳輸??傮w來看視頻技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了五個階段:

    一是原始階段(1920-1960’s),以1964年貝爾實驗室第一部可視電話為標志,基于視頻模擬信息傳輸技術(shù)實現(xiàn)遠程可見,成為視頻技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。

    二是數(shù)字化階段(1970-1980’s),互聯(lián)網(wǎng)的誕生推動通信技術(shù)的發(fā)展,以1976年東京與大阪之間端到端視頻通信系統(tǒng)為標志,實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化的清晰視頻傳遞。

    三是標準化階段(1990’s),國際電聯(lián)H.323視頻通信標準和IETF組織SIP視頻通信標準相繼提出。

    四是融合統(tǒng)一通信階段(2000’s),隨著互聯(lián)網(wǎng)的移動性、交互性以及分發(fā)共享等技術(shù)的發(fā)展,各類專用視頻會議系統(tǒng)得到普及。

    五是泛在化階段(2010’s至今),以云視頻會議系統(tǒng)和網(wǎng)絡直播為代表的大規(guī)模高可靠視頻技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生,具備高移動性和完美體驗。

    互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)演進的關鍵影響因素包括計算機處理技術(shù)和網(wǎng)絡通訊技術(shù)。我們看到,當前迅速普及的移動通信和下一代互聯(lián)網(wǎng)、新的WiFi技術(shù)使視頻應用無處不在。

互聯(lián)網(wǎng)視頻的組網(wǎng)方式和應用形式

    視頻會議平臺的結(jié)構(gòu)有不同的體系和組網(wǎng)方式:

    一是P2P方式,基于分布式體系結(jié)構(gòu),視頻傳輸效率高,但缺點是不支持網(wǎng)絡計費系統(tǒng),因此目前主要應用于小型視頻會議;二是MCU方式,屬于一種中心控制的視頻管理播發(fā)機制,視頻會議質(zhì)量好,但中心控制的壓力較大,造價高,因此主要適用于中等規(guī)模視頻會議;三是SFU方式,可以實現(xiàn)視頻會議系統(tǒng)的自適應,是支持路由配置的視頻流技術(shù),適用于大規(guī)模視頻會議應用。

    基于以上三種技術(shù),形成了今天常見的互聯(lián)網(wǎng)視頻最主要的三種應用形式:

    1、專用視頻會議系統(tǒng):基于MCU結(jié)構(gòu),具備專業(yè)化的視頻硬件基礎設施和軟件系統(tǒng)支持,主要用于專業(yè)視頻會議;

    2、云視頻會議系統(tǒng):基于SFU結(jié)構(gòu),采用云架構(gòu)部署,是純軟件環(huán)境下的視頻流調(diào)度分發(fā)機制,易于部署和操作,資源和成本較低;

    3、網(wǎng)絡直播系統(tǒng):基于CDN結(jié)構(gòu),以視頻單向傳播為主,實現(xiàn)視頻交互和管理有一定的難度。

國內(nèi)常用的互聯(lián)網(wǎng)視頻應用

    國內(nèi)常用的互聯(lián)網(wǎng)視頻應用和系統(tǒng)包括:網(wǎng)絡視頻服務商、網(wǎng)絡直播平臺、商務視頻會議平臺,以及在線教學常用的直播互動課堂、MOOC平臺,等等。

    商務視頻會議平臺是疫情防控期間主要的視頻應用之一。最主要的代表平臺如ZOOM、騰訊視頻會議系統(tǒng)等。該平臺基于云計算技術(shù),視頻效果好,消耗資源相對較少,部署和操作界面簡單易用,是真正解決特殊防疫期間特殊應用的關鍵技術(shù)。

    ZOOM已在國際上應用多年,技術(shù)比較成熟,在各個大學、企業(yè)、政府等用戶中都有比較廣泛的部署和使用。我國不少高校之前已經(jīng)在使用這套系統(tǒng)了,根據(jù)大家的反饋,ZOOM非常適合疫情期間高校在線教學和視頻會議。

    為滿足高校對高品質(zhì)穩(wěn)定大規(guī)模在線教學平臺的迫切需求,中國教育和科研計算機網(wǎng)CERNET日前與ZOOM合作,推出了支撐高校在線教學科研的大規(guī)模ZOOM視頻會議平臺和服務(zoom.edu.cn),并且在疫情期間免收費、不限時長。

    關鍵需求推動技術(shù)進步,技術(shù)進步驅(qū)動系統(tǒng)演進。在當前特殊環(huán)境下,互聯(lián)網(wǎng)視頻技術(shù)也將不斷融合創(chuàng)新,為疫情防控、有序復工以和經(jīng)濟復蘇提供有力的支撐。