吳建平:互聯網視頻技術助力疫情防控

來源: 時間:2020-05-28
    2月19日,在中國互聯網協會網來學院舉辦的“新一代信息技術助力疫情防控”公開課上,中國工程院院士、中國互聯網協會副理事長、清華大學計算機科學與技術系教授吳建平作了《新一代信息技術助力疫情防控——互聯網視頻技術》的報告。他指出,通過本次疫情防控對市場需求的刺激,全球互聯網視頻系統市場規模將會呈現快速增長態勢,相關互聯網企業將迎來新的發展契機。

互聯網視頻技術的重要價值

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

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

    在過去的疫情防控中,互聯網視頻已經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,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開始網上在線開課,互聯網視頻技術進一步發揮了重要的支撐作用。

視頻技術的發展簡史

    視頻技術的發展可以追溯到1878年愛迪生提出的電信號傳輸視頻的構想,以及1927年貝爾實驗室在世界上第一次實現網絡的圖片傳輸。總體來看視頻技術的發展經歷了五個階段:

    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實現遠程可見,成為視頻技術發展的重要里程碑。

    二是數字化階段(1970-1980’s),互聯網的誕生推動通信技術的發展,以1976年東京與大阪之間端到端視頻通信系統為標志,實現數字化、網絡化的清晰視頻傳遞。

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

    四是融合統一通信階段(2000’s),隨著互聯網的移動性、交互性以及分發共享等技術的發展,各類專用視頻會議系統得到普及。

    五是泛在化階段(2010’s至今),以云視頻會議系統和網絡直播為代表的大規模高可靠視頻技術系統產生,具備高移動性和完美體驗。

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

互聯網視頻的組網方式和應用形式

    視頻會議平臺的結構有不同的體系和組網方式:

    一是P2P方式,基于分布式體系結構,視頻傳輸效率高,但缺點是不支持網絡計費系統,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機制,視頻會議質量好,但中心控制的壓力較大,造價高,因此主要適用于中等規模視頻會議;三是SFU方式,可以實現視頻會議系統的自適應,是支持路由配置的視頻流技術,適用于大規模視頻會議應用。

    基于以上三種技術,形成了今天常見的互聯網視頻最主要的三種應用形式:

    1、專用視頻會議系統:基于MCU結構,具備專業化的視頻硬件基礎設施和軟件系統支持,主要用于專業視頻會議;

    2、云視頻會議系統:基于SFU結構,采用云架構部署,是純軟件環境下的視頻流調度分發機制,易于部署和操作,資源和成本較低;

    3、網絡直播系統:基于CDN結構,以視頻單向傳播為主,實現視頻交互和管理有一定的難度。

國內常用的互聯網視頻應用

    國內常用的互聯網視頻應用和系統包括:網絡視頻服務商、網絡直播平臺、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、騰訊視頻會議系統等。該平臺基于云計算技術,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。

    ZOOM已在國際上應用多年,技術比較成熟,在各個大學、企業、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在使用這套系統了,根據大家的反饋,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穩定大規模在線教學平臺的迫切需求,中國教育和科研計算機網CERNET日前與ZOOM合作,推出了支撐高校在線教學科研的大規模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。

    關鍵需求推動技術進步,技術進步驅動系統演進。在當前特殊環境下,互聯網視頻技術也將不斷融合創新,為疫情防控、有序復工以和經濟復蘇提供有力的支撐。