疫情期間，要關注新一代信息技術助力疫情防控這個主題。最近新的技術非常多，但有一項技術可能被遺忘了，它屬于新一代信息技術系列，在防控疾病或生活中發(fā)揮著很重要的作用，那就是互聯(lián)網視頻技術。

一、新一代信息技術支撐的網絡空間

先來看看今天的社會怎樣被新一代的信息技術支撐的？首先，網絡空間上的很多技術，它們都有結構，相互之間有關系的。最底層是各種通信技術。經過幾十年的發(fā)展，通信技術成為支撐網絡空間最重要的技術之一。利用這些通信技術，把大到超級計算機，小到微型機和手機的這些計算單元聯(lián)結起來，形成一個統(tǒng)一的網絡，也就是我們所說的互聯(lián)網。

沒有統(tǒng)一的網絡，全球的人類交流就沒有現在這么方便，要經過各種轉換才能進行，效率低下?，F在我們之所以交流非常方便，最主要原因是有了統(tǒng)一的網絡。這些年，在這個統(tǒng)一網絡之上的互聯(lián)網通用基礎技術層出不窮，例如：云計算、物聯(lián)網、智慧城市、大數據、人工智能、區(qū)塊鏈等，這些新一代信息技術確實是對新的網絡空間有非常大的激勵作用，也為社會發(fā)展注入了活力。但是，在這個特殊時期，有一個技術好像沒有列到新一代信息技術中，大家談論得也比較少，實際上這個技術在互聯(lián)網上是非常重要的，就是互聯(lián)網視頻技術，我們也常常簡稱為

“網絡視頻”。

互聯(lián)網視頻技術和其他互聯(lián)網通用基礎技術一樣，支撐著很多領域和行業(yè)的應用。在這些通用基礎技術之上，才能夠形成現在的網絡空間。這些通用基礎技術可以應用在各行各業(yè)，用在金融業(yè)有金融互聯(lián)網，用在能源界有能源互聯(lián)網，工業(yè)界有工業(yè)互聯(lián)網，用在衛(wèi)生健康界就有衛(wèi)生互聯(lián)網或者健康互聯(lián)網，還有用在教育界就是教育互聯(lián)網。“互聯(lián)網+”，就是互聯(lián)網加各個行業(yè)的名詞，形成各行各業(yè)的互聯(lián)網和傳統(tǒng)產業(yè)的融合。這些融合一定會使用這些基本通用技術，一定是由互聯(lián)網支撐，是靠先進的通信技術助力的，這就是整個網絡空間的結構。

二、2003年抗擊非典的記憶和2019年疫情防控的現狀

疫情期間，視頻技術發(fā)揮著非常大的作用。視頻技術不是停滯在幾十年前，而是伴隨著互聯(lián)網和計算技術發(fā)展的。我們回憶一下2003年抗擊非典，當時和現在的情況不太一樣，學生們都在學校不能出去，北京人也不能出差。當時，人們的交流也只能夠通過電話來進行，也有母女倆通過學校的柵欄墻交流的。那時的情況和今天是不能比的，因為今天我們有了網絡視頻，可以非常方便地通過視頻交流。想見面的網友可以視頻一下，送東西叫個快遞就行了，社會真的發(fā)生了很大變化。

其實，也不是說2003年就沒有網絡視頻。2003年，互聯(lián)網進入中國已經七八年了，實際上，當時中國已經有很多的互聯(lián)網應用技術發(fā)展，包括網絡視頻技術。我記得，當時，大家都不能出北京，但是又要聯(lián)合進行“防治非典”的科技攻關。2003年，在清華大學利用教育科研計算機網的主干網建設了一個專用的網絡視頻會議系統(tǒng)。當時全國各地所有省會城市可以通過這個視頻會議系統(tǒng)進行交流。很多科技攻關項目是在這個網絡視頻會議系統(tǒng)支持下完成的。雖然不能像現在這么方便，但是網絡視頻會議系統(tǒng)也支持了當時的很多工作。

三、互聯(lián)網視頻技術解決“流行病隔離”帶來的人們交流困難問題

這次疫情防控，最主要的問題是要把大家隔離開，隔離是最重要的?，F在，盡管是在隔離的情況下，但人們仍可以通過各種各樣的視頻方式進行交流，非常方便。很多會議都是靠視頻交流，包括醫(yī)生和醫(yī)生，醫(yī)生和病人，醫(yī)生和自己家屬都可通過視頻天天見面。電視上很感動人的場面都是在通過網絡視頻進行通信的。疫情防控期間，一家人互相要報平安也是通過網絡視頻來進行。

2月17日是許多學校開學的日子。許多大學堅持用網絡課堂來替代物理課堂，實現了“停課不停教，停課不停學”。這也是前所未有的。如果沒有疫情防控這件事，網絡課堂估計推起來不那么容易。清華大學用了幾個星期的時間作準備。過了年以后，學校就全力以赴在做這件事了，校長親自帶頭，校領導班子除了防控工作以外，就是花大量時間來準備網絡課堂，試用各種各樣的視頻系統(tǒng)。這不是一個簡單的工作，是非常復雜的過程，課堂要搬到網上去也不是那么容易的。2月17日，學校終于如期地進行了網絡開課，雖然沒有學生返校，但是開課了。從那天開始，學校就進入了新的學期，十幾年前真的和現在不能比，網絡視頻技術發(fā)揮了非常重要的作用。據說，2月17日許多中小學也在網絡上開課了。聽說小學生目前負擔很重，在家里還不太習慣應用網絡課堂，但是由于家長也居家辦公，還能幫助小學生?？傮w來說，目前大規(guī)模使用網絡視頻，是社會進步的表現，盡管疫情很嚴重，但是社會還能夠繼續(xù)運轉。

網絡視頻真正解決的是什么問題呢？其實，不管哪一次重大的衛(wèi)生安全事件，都是以“隔離”為基本防治手段，“隔離”成為社會公共衛(wèi)生事件的基本功能。平時是靠見面交流，在這個情況下怎么交流？我們只能借助于互聯(lián)網視頻系統(tǒng)進行交流。網絡視頻解決的是人們在“隔離”情況下如何交流的問題。

四、互聯(lián)網視頻技術的發(fā)展歷史和演進

視頻技術有很長久的歷史，回顧一下，互聯(lián)網視頻技術是怎么發(fā)展起來的呢？
實際上，視頻技術差不多有超過百年的歷史了。我們知道，愛迪生有很多發(fā)明，1920年左右，他還想象過用電信信號傳輸來實現人們的視頻交流，還把這種想象畫了一張圖。人們100多年前的一個想象，現在全部實現了。1927年，電話在貝爾實驗室誕生，實現了傳送靜態(tài)圖片。還有一個原型機，也獲得了成功。我們真正能在電話系統(tǒng)上傳輸視頻，已經到了1964年，也是貝爾實驗室實現的。人類第一次實現了可視的電話系統(tǒng)，這是非常重要的里程碑。之后，1969年誕生了計算機網絡，就是互聯(lián)網的前身。期間，計算機技術發(fā)展突飛猛進。1976年，東京和大阪之間第一次實現了端到端的視頻通信。

互聯(lián)網的發(fā)展給視頻通信技術帶來了新機遇。1996年，國際電聯(lián)提出了一個視頻通信技術標準，叫“H.323”，是過去使用很廣泛的視頻通信標準。之后，國際互聯(lián)網技術標準組織IETF也開始制定互聯(lián)網視頻的技術標準。因為國際電聯(lián)是管通信這個層面的，而國際互聯(lián)網技術標準組織是管網絡層面的，電信的視頻通信和互聯(lián)網的網絡視頻所考慮的問題是不同的。所以國際互聯(lián)網技術標準組織IETF也提出了一個新網絡視頻傳輸標準叫SIP，它當時的目的包括了語音和視頻，就是在互聯(lián)網上實現電話傳遞，再繼續(xù)發(fā)展到網絡視頻。1999年，世界上終于誕生了第一部移動可視電話，那時候的手機盡管還不是智能手機，但是畢竟誕生了網絡視頻。

2000年以后，互聯(lián)網上各種各樣的專業(yè)視頻會議系統(tǒng)誕生，逐漸普及。中國在2003年“抗擊非典”的時候，我們就是使用當時的專用互聯(lián)網視頻會議系統(tǒng)來支持各種各樣的遠程交流，包括科技攻關項目的科研交流。2003年以后，盡管不少人有發(fā)展網絡視頻的想法，但被一批更重要的新一代信息技術誕生和應用所掩蓋了。2003年以后，各種各樣的新一代信息技術誕生，人們有點顧不上互聯(lián)網視頻技術了。幸運的是，互聯(lián)網視頻技術本身并沒有停止不前，它伴隨著互聯(lián)網技術和計算機技術的發(fā)展而發(fā)展。2006年開始，就誕生了現在使用比較普遍的互聯(lián)網云視頻系統(tǒng)。目前，我們使用的很多互聯(lián)網視頻系統(tǒng)就是基于互聯(lián)網云視頻技術的。這就是互聯(lián)網視頻技術的發(fā)展歷史。

根據一些科研人士預計，未來幾年的網絡視頻市場是非常巨大的，大概有幾百億美金的市場。我相信，這次疫情防控可以大大刺激網絡視頻技術市場的快速發(fā)展。實際的發(fā)展規(guī)?？赡鼙冗@個預測要大?；ヂ?lián)網視頻系統(tǒng)確實有特別的作用。那么，網絡視頻技術是怎么發(fā)展的呢？

總的來說，還是“關鍵需求推動技術進步，技術進步驅動系統(tǒng)演進”。只有關鍵需求推動了技術的進步，這些技術進步才能推動系統(tǒng)演進、應用和發(fā)展，才能從應用中提出更多的關鍵需求。而這些關鍵需求將會進一步推動技術進步。這兩個過程是在循環(huán)中不斷發(fā)展的。我們可以把這個過程分為五個階段：

第一個階段是比較原始的階段，60年代以前的40年，單向的通信系統(tǒng)傳輸視頻信號。第二個階段是互聯(lián)網誕生后的70到80年代，通信技術已經得到快速發(fā)展，在這個階段里逐漸產生了數字化和網絡化的清晰視頻傳遞。集成電路、專用的芯片也誕生出來，產生了很多專門的網絡視頻終端。1990年后的10年，進入了標準化的第三個階段。國際電聯(lián)ITU和國際互聯(lián)網技術標準組織分別推出了著名的ITU-T H.323 (1996)和IETF SIP(1999)，推動了互聯(lián)網視頻系統(tǒng)的體系結構和標準化的發(fā)展。第四個階段是2000年以后的十年。隨著互聯(lián)網視頻技術的發(fā)展，人們對視頻在互聯(lián)網上的傳遞有了新的需求，進入了融合統(tǒng)一的發(fā)展階段。人們希望成本更低，不管任何通信手段，只要互聯(lián)網支持，就可以完成的互聯(lián)網視頻，而不是緊緊依托各種各樣通信技術的視頻通信。在這個階段，產生了很多有名的專用互聯(lián)網視頻系統(tǒng)，手機誕生后，移動性視頻需求也提出來了。同時，交互、分發(fā)和共享等各種各樣的需求也提出來了。在這個階段，人們開發(fā)出許多著名的互聯(lián)網視頻系統(tǒng)，例如：WebEx、Connect等等。一些專用互聯(lián)網視頻系統(tǒng)的價格還是比較昂貴的。

隨著互聯(lián)網進一步普及和移動通信的發(fā)展，從2010年開始進入了泛在化的第五階段，就是現在這個階段。在這個時期，大規(guī)模、高可靠的視頻系統(tǒng)誕生了。移動性也非常強。今天已經大量使用這種系統(tǒng)，新的4G、5G、IPv6，或者IPv4和IPv6的互聯(lián)網視頻發(fā)展迅速。IPv6下一代互聯(lián)網還是可以應用一些獨特的視頻功能，比如現在比較流行的虛擬現實、增強現實等等。特別值得一提的是，云計算、人工智能等新一代信息技術的發(fā)展對互聯(lián)網視頻技術的發(fā)展也起到了推動作用。

2013年是整個互聯(lián)網視頻技術從發(fā)展起始、技術發(fā)明期、期望期、泡沫低谷期、過了泡沫低谷，又已經進入上升光明期。2013年之后，網絡視頻逐步發(fā)展，迎來了一次又一次的進步，開拓了以云視頻會議系統(tǒng)和網絡直播為特點的視頻會議新的市場。

五、互聯(lián)網視頻技術的主流協(xié)議和編碼協(xié)議

今天，我們的環(huán)境就是一個多年進步的結果。網絡視頻會發(fā)展成怎樣？
其實，還看不到邊界，甚至還可以發(fā)展得更快。這些技術的發(fā)展要達到應用，必須依托于具體的系統(tǒng)。網絡視頻系統(tǒng)如何發(fā)展？視頻系統(tǒng)也是隨著技術發(fā)展而發(fā)展的，它有一系列的主流協(xié)議發(fā)展，有早期的H.232、SIP、基于Web的RTC的技術，以及在編碼方面的技術。這是兩個主流技術，一個是系統(tǒng)技術，一個是編碼技術。編碼技術也應用得比較多，怎么使得在傳遞的過程中編碼效率更高，尤其是視頻，傳輸量很大，經過編碼以后可以省帶寬，能夠反映更快，感受更好，所以編碼技術也是不斷發(fā)展，兩者是相輔相成的。

實際上，這兩個標準可以組合用于各種各樣的系統(tǒng)。所以，整個視頻系統(tǒng)的演化和分類也逐步出來了。我們可以分成四個代際：第一代是基于模擬線路的視頻傳輸系統(tǒng)，也就是兩人的會議系統(tǒng)。第二代是基于數字線路的專用視頻會議系統(tǒng)，從系統(tǒng)角度應該這樣看。第三代是互聯(lián)網誕生后，基于互聯(lián)網的專用桌面視頻會議系統(tǒng)，就是基于瀏覽器的視頻會議系統(tǒng)，也有云計算的介入，形成了第三代完全基于互聯(lián)網的，不是單獨通信線路的視頻系統(tǒng)，基本上以桌面為主。第四代是基于移動互聯(lián)網的移動視頻會議系統(tǒng)。

隨著4G、5G的發(fā)展，原來的2G視頻就不再使用了。到4G的時候，視頻在手機上傳遞已經滿足了用戶的需求。在4G、5G的時代，迎來了視頻技術發(fā)展的新階段。這一代的移動視頻會議系統(tǒng)，有移動終端也有固定終端，各種各樣的終端都提供支持統(tǒng)一的視頻會議系統(tǒng)，可見互聯(lián)網視頻技術發(fā)展得非常快。

早期的模擬線路怎么能構造現在的系統(tǒng)呢？不可能。當初的ISDNIX.25協(xié)議在比較傳統(tǒng)的電信網絡也不能構造現在的系統(tǒng)，有了互聯(lián)網以后確實帶來了新的機會。另外，4G、5G加上IPv6下一代互聯(lián)網，有線接入和無線WIFI接入，使得今天的互聯(lián)網無處不在、無時不在，所以才形成了第四代的演化。

六、互聯(lián)網視頻系統(tǒng)的體系結構和分類

視頻技術要形成不同的系統(tǒng)內部體系結構，內部的體系結構也在不斷進步，基本上也是經歷了三個階段。內部的體系結構，就是視頻技術的組織和運作方面，首先是早期的P2P方式。以前看視頻的時候，早期是端到端的，速度特別慢，網絡也不行。后來發(fā)明了P2P技術以后，突然特別順暢，因為P2P是完全分布式的，可以人幫人，一個地方只要你下載，別人要再看，它就可以用你當地存儲的內容，這樣就把流量全部分散到各地。這種完全分布式的系統(tǒng)，其實對視頻系統(tǒng)推動有非常大的效果，可惜P2P體系結構很難形成有效的收費機制，這怎么能發(fā)展？沒法發(fā)展，人們就尋求其他的新體系結構。

后面的專用技術是MCU技術。這個技術實際上是中心化的，有專門控制視頻分發(fā)的管理、播發(fā)。但是它的中心控制壓力比較大，客戶端相對小，在控制端有非常大的負載，在中等規(guī)模的互聯(lián)網視頻系統(tǒng)中還是適合的，但是造價比較高。

最新產生了SFU的系統(tǒng)，SFU系統(tǒng)完全是可選擇的，它可選擇進行配置視頻流?？膳渲玫囊曨l流可進行路由控制，全部用軟件實現，性能非常高，適合大規(guī)模的視頻系統(tǒng)。從內部體系結構可以分成這三種，現在都是存在的。P2P也不能說就失去作用了，計費問題解決了，它就可以存在，因為是完全分布式的。后面兩個都是有中心的，也有它本身的缺陷。

在這三種體系結構下，就可以形成了不同的系統(tǒng)。實際上，現在有三類系統(tǒng)。一類是現在使用得比較多的網絡直播系統(tǒng)。二類是云視頻會議系統(tǒng)。三類是專用視頻會議系統(tǒng)。專用視頻會議系統(tǒng)一般是MCU結構的，并且早期的信息系統(tǒng)很多用專用的硬件來實現。隨著計算機性能架構比的提高，人們覺得通過軟件來實現，總體來說造價還是比較高，在專門的會議系統(tǒng)里面應用會比較好。第二個是現在用的云視頻會議系統(tǒng)。一般它是基于SFU的結構，在云上布置SFU進行會議管理，還有信令管理的模塊，純軟件實現，而且只管調動視頻流，底下的視頻流也有分發(fā)機制。最后是網絡直播系統(tǒng)，它用的不完全是SFU結構，而是內容分發(fā)技術CDN，就是互聯(lián)網里面的內容分發(fā)技術，可惜它最主要的功能是高效視頻的單向播發(fā)，在會議管理和信令管理方面不復雜，反向也可以發(fā)一些信息，但是大量的視頻不會有回流，只有播出的流量，適合于移動的大規(guī)模的直播現場，這是它的主要特點。

那么，今天用的很多系統(tǒng)是屬于哪類體系結構和系統(tǒng)分類？

七、國內常用的互聯(lián)網視頻應用和系統(tǒng)

目前國內常用的互聯(lián)網視頻應用和系統(tǒng)大概分成以下幾類：一是網絡視頻服務商。早期網絡視頻電影和電視劇的這類系統(tǒng)通過收費生存下來不容易，它們實際上是推動視頻技術發(fā)展非常重要的實踐者。二是互聯(lián)網直播系統(tǒng)有比較大規(guī)模的發(fā)布效果。比如快手、抖音等等，直播系統(tǒng)也是非常流行的，直播發(fā)布非常快，因為它的商業(yè)模式比較清楚，能夠做很多商業(yè)上的東西。三是商務互聯(lián)網視頻會議系統(tǒng)。這是真正解決我們在特殊時期問題所需要的系統(tǒng)。直播只是單向的，學習、科研、管理不能靠直播開會，商務的視頻會議系統(tǒng)是非常重要的。

八、國內在線教學常用的互聯(lián)網視頻應用和系統(tǒng)

目前，大概有幾個著名的視頻會議系統(tǒng)：一個是世界上技術非常領先的zoom系統(tǒng)，它適合于大學、企業(yè)和政府各種各樣的視頻活動，值得向大家推薦。還有騰訊會議系統(tǒng)，功能和zoom系統(tǒng)相當，zoom在國際上很多年，一些大學科研單位的國際交流方面的應用，一直用這個系統(tǒng)。騰訊會議系統(tǒng)推出比較晚，但是它的很多功能和zoom類似，還有很多不完善的地方，例如沒有提供英文界面，國際化比較差，其他功能還是可以的。

另外，有會暢、微信企業(yè)公眾號也都有視頻功能。微信的視頻功能小范圍也可以使用，QQ群里也可以進行視頻通信。這都是屬于互聯(lián)網視頻會議，這些不止于用在教育上，可以用在各種學習、科研、管理活動中。國內在線教學常用的互聯(lián)網視頻系統(tǒng)，主要有直播的互動課堂和MOOC系統(tǒng)平臺。

綜上所述，互聯(lián)網視頻技術的發(fā)展比較迅速，在互聯(lián)網的應用里，將永遠是一個主力軍。網絡視頻技術對社會在疫情期間的支持作用較大，可以推動人們的交流方式發(fā)生變化。