市政府视频会议系统设计方案.docx
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市政府视频会议系统设计方案
××市政府
视频会议系统建设方案
2007年07月
第一章需求分析
1.1项目总体需求
本工程完成后,能在××市政府内实现交互式会议、及时交流,远程培训等;同时还实现在××市政府与各区县之间交互式应急调度、协商、决策等功能。
该视频会议系统应该是一个技术先进、成熟可靠、性能优秀、扩展灵活、标准开放的系统,并且能够综合考虑到该系统的中长期发展计划,在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能等各个方面适应未来视频会议和多媒体应用的发展,最大程度地保护已有的投资。
根据××市政府视频会议系统项目建设的总体规划,视频会议系统工程建设要求满足:
××市政府视频会议系统包括省中心1个主会场、9个区县分会场,建议满足如下需求:
(1)新建视频会议系统应该实现多点的双向动态视、会议控制、音频通信的视频会议。
(2)多点控制器MCU和视频终端建议采用纯硬件非PC架构,操作系统为嵌入式,实时多任务操作系统。
嵌入式操作系统的高可靠性保证了MCU整体运行的稳定安全;MC控制模块和MP处理模块,建议均不采用Windows操作系统,彻底有效的避免了病毒对系统的破坏;系统结构为非PC架构,运行更为安全可靠。
(3)多点控制器MCU需提供多网口路由功能,在保持通信安全保密的基础上实现多网络的连接,实现防火墙的跨越。
(4)多点控制器MCU需电信级会议进行可靠性,核心部件MCU支持双机在线热备功能,当意外故障情况发生时,视讯会议可以在1分钟内继续进行,且不需要终端进行任何操作,自动继续进行会议。
(5)系统应具备多分屏功能,支持16分屏,允许操作人员在会议中实时动态的进行多画面选择和切换;分屏状态下不占用额外带宽。
(6)MCU支持速率自动匹配,在同一会议中,支持一路混合,每个终端将编好的音、视频信号以不同的带宽发送到MCU,MCU将根据这个混速带宽对需要广播的视频信号重新编码,发给每个终端;支持多路混合,每个终端将其编好的音、视频信号以不同的带宽发送到MCU,MCU将根据这多个混速带宽对需要广播的视频信号分别重新编码,分别发送给带宽不同的终端。
(7)视频会议系统支持传送一路会场画面的同时传送一路PC画面,PC画面支持XGA格式,帧率不低于5帧/秒;支持H.239双流协议,可以同时传递两路动态视频流,第一视频流传送会场声音和与会者,第二视频流可以连接辅助摄像机、录像机、影碟机、调音台、投影仪等外设,因此可以把本地会场的画面、本地不同视频源的视频信号、计算机的视频输出、接入录像机的录像资料,通过广播方式传送至其它会场。
(8)系统支持外置硬件网守,同时还支持IP电话、传统固有电话接入到视频会议中,实现语音、视频、数据三网合一整体解决方案。
(9)系统具有灵活可靠的会议控制方式。
应支持语音激励控制、操作员控制和主席控制等多种控制方式,并可在会议进行中自由切换控制方式。
(10)系统应能实现对远端视频终端设备进行控制,实现远端闭音、远端静音和摄像机遥控等会议控制。
(11)为了满足培训、会议收看及收听需求,建议MCU和终端都支持组播,通过组播接收终端可接收双流。
1.2设计依据标准
(1)国家标准:
《64~1920kbit/s会议电视系统进网技术要求》GB/T15839-1995
《会议电视系统工程设计规范》YD/T5032-2005(2006年1月开始实施)
(2)国际标准
ITU-T协议
ITU-TH.225:
基于分组网络的多媒体通信系统呼叫信令与媒体流传输协议
ITU-TH.230:
视听系统的帧同步控制和指示信号C&I
ITU-TH.231:
用于2Mbit/s以下数字信道的视听系统多点控制单元
ITU-TH.242:
关于建立使用2Mbit/s以下数字信道的视听终端间的通信系统
ITU-TH.243:
利用2Mbit/s信道在2~3个以上的视听终端建立通信的方法
ITU-TH.245:
多媒体通信控制协议
ITU-TH.246:
支持H系列协议的多媒体终端之间的交互
ITU-TH.261:
关于PX64kbit/s视听业务的视频编解码器
ITU-TH.263:
关于低码率通信的视频编解码
ITU-TH.281:
在视频会议中应用H.224的远端摄像机控制规程
ITU-TH.282:
远端设备控制逻辑通道传输
ITU-TH.283:
多媒体应用的远端设备控制协议
ITU-TH.320:
窄带电视电话系统和终端设备
ITU-TH.323:
基于不保证QoS的分组网络中多媒体业务的框架协议
ITU-TH.331:
关于视频会议系统单向接收的通讯规程
ITU-TT.120系列建议:
视频视听系统用户层数据协议
T.121:
常规应用模板
T.122:
用于声像会议和视听会议的多点通信业务
T.123:
用于声像会议和视听会议的网路特定传输规程
T.124:
通用会议控制
T.125:
用于声像会议和视听会议的多点通信工程的详述
T.126:
多点静止画面和注解协议
T.127:
多点二进制传输协议
T.128:
多点应用程序共享
ITU-TG.703:
数字系列接口的物理/电气特性
ITU-TG.704:
用于一次群和二次群等级的同步帧结构
ITU-TG.735:
工作在2Mbit/s并提供同步384kbit/s数字接入和/或同步的64kbit/s数字接入基群复用设备的特性
ITU-TG.711:
话音步率的脉冲编码调制
ITU-TG.723:
语音双速率编解码标准
ITU-TG.722:
自适应差分脉冲编码调制(APPCM)的语音编码标准
ITU-TG.728:
低时延码本激励线性预测编码
(3)国内标准
YD/T5033-2005会议电视系统工程验收规范
GB/T15839-199564~1920kb/s会议电视系统进网技术要求(暂行规定)
GB/T16858-1997采用数据链路协议的会议电视远端摄像机控制规程
TZ020-9564~1920kb/s会议电视网路技术体制(暂行规定)
YD/T822-1996P×64kbit/s会议电视编码方式
YD/T927-1997用于音像和视频会议业务的多点通信服务
YD/T936-1997音像和视频会议业务的多点通信服务协议
YD/T948-1998多媒体会议业务的通用应用模板
YD/T970-1998通用的会议控制
YD/T971-1998多媒体会议的特定网络的数据协议栈
YD/T995-1998多媒体会议业务的数据协议
YDN077-1997中国公众多媒体通信网技术体制(暂行规定)
YDN075-1998中国公众多媒体通信网网络管理规范
YDN090-1998多媒体会议型业务技术要求(窄带会议型业务)
1.3设计十大原则
基于视频会议的发展趋势,H3C公司提出了对视频会议系统的选型应遵循以下十大原则:
先进性、标准性、实用性、集成性、可扩展性、灵活性、易操作性、安全性、可靠性和经济性。
1.先进性
系统设计达应到业界领先水平,遵循有关国际标准和国内外有关的规范要求;采用当今最新和尖端的IT、通信、多媒体处理和视频会议等的成熟技术。
符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流。
且整体系统设计切实可行并容易实现。
2.标准性
会议电视近年来得到蓬勃发展,其中一个重要的原因就是ITU-T的一系列有关会议电视的国际标准的制定。
系统设计应严格按照国际和国家标准设计。
具体包括:
遵循标准的整体协议框架,提供标准接口,使用标准的音视频协议,支持标准的视讯与数据协同工作方式等。
使系统具有较高的兼容性,能够与其它国内外主流厂家的设备系统平滑级联或互通。
基于H.323标准,在IP网络基础上构建视讯系统,可以和其它业务共享带宽,实现三网合一,充分利用资源,符合标准性原则。
3.实用性
建议系统设计既强调先进性也要注重实用性,根据国内用户实际需要进行系统配置;系统设计应符合工程的实际需要;针对实际应用的特点,具有多种管理方式:
终端图形界面、WEB界面;并能支持中文会场名,会议主题、会议临时通知等文字提示,可以使视讯会议发挥更佳的临场效果。
4.集成性
从易维护的角度考虑,系统应高度集成,体积小,重量轻,移动方便,功耗低;同时在高度集成小型化前提下,应具有多种功能。
5.可扩展性
系统设计要考虑今后网络和业务的发展,留有充分的扩充余地,方便地实现视频系统的扩展与升级。
系统设计要考虑今后网络及视频的发展,应具有较强的扩展性;MCU采用10/100/1000M以太网接口的连接,最好具有二个以上网口;能为用户提供网络负载均衡的功能。
6.灵活性
要求系统参数配置少,调整少,自动化程度高,使用方便,操作简单;
要求MCU支持Web远程管理方式。
Web管理方式要比Client端软件管理方式灵活很多,可以实现移动会议调度,如当领导到外地视察,需要开现场视讯会议,假设采用Client端软件管理方式则需要在外地会场再安装一套Client端管理软件,而采用Web管理方式,用户不需要安装任何管理软件,任意一台PC都可直接通过浏览器管理调度视讯会议。
7.易操作性
MCU和终端都应采用基于WEB的图形化操作界面,全中文人机对话模式,易于操作、维护和管理。
终端具备一定的会控功能,便于使用者用遥控器进行操作。
8.安全性
系统应具备系统级安全性,用户级安全性,维护级安全性。
系统级安全性:
系统应采用标准硬件集成、嵌入式操作系统结构,有效抵制网络病毒和黑客等的攻击。
用户级安全性:
MCU应具备多级密码保护;终端应能提供配置数据安全功能。
远程控制和维护安全:
终端远程Telnet、WEBServer功能,应为每种业务分配用户名和密码。
9.可靠性
系统结构集成度高,能够长期稳定工作,保证7*24小时不间断地稳定可靠运行,适应工作环境能力强,故障率低,维护维修方便。
考虑到管理人员误操作或非正常断电或设备意外故障的情况,MCU应能提供双机热备技术。
备份MCU将及时接替原MCU将会议继续召开,保证了重大会议持续稳定地召开,减轻会议管理人员的负担。
10.经济性
在满足系统各项性能指标和功能要求的前提下,应力求较高的性能价格比。
包括系统本身的价格(包括系统、技术服务和培训);系统运行后经济效益预算的可能收益;对系统实施现场的特殊要求所需的费用;对系统集成所需的有关软件和硬件等的开发费用;系统的免费升级。
1.4系统设计建议
1.4.1系统框架协议
目前,视频会议系统体系结构的标准化工作主要由国际电信联盟(ITU-T)来完成。
ITU-T关于视频会议系统的体系结构标准主要有两个:
H.320和H.323。
H.320是基于电路交换的视频会议标准,视频设备之间通过专线或ISDN相连,网络结构主要采用主从星型结构。
H.320的优点是传输图像的信道是固定分配的,带宽是有保证的,不会有其它业务挤占该带宽。
但由于设备之间要采用专线连接,因此对线路要求较高,组网不够灵活。
H.320由于受传统电视系统会议技术体制的限制,不具备灵活性和丰富的功能,而且,无论是H.320的终端还是H.320MCU,它的用户单机成本和用户线路使用费用都较高。
H.323是基于分组交换的视频会议标准,基于IP线路组网。
由于依托于数据网络,因此H.323视频会议系统具有非常灵活的网络结构,不需要为视频业务提供专门的信道。
只要数据网络到达的地方,就可实现视频通信。
H.323采用了先进的TCP/IP技术,在提供相同性能和更多功能的同时,大大降低了用户终端的成本以及用户线路使用费用,具有很高的性能价格比。
除了视频传输之外,H.323还能提供视频点播、网上直播、数据会议、桌面可视通话等丰富的多媒体应用功能。
带宽利用率高,可以和其它业务共享带宽,实现三网合一,充分利用资源。
但由于视频业务与数据业务在同一个网上传输,因此存在带宽争用的问题,它要求网络设备具有较好的QoS机制。
随着IP应用的日益广泛,H.323已经成为视讯建设的主流,代表未来多媒体视讯会议以及其它网上多媒体应用的发展方向和潮流。
H.320作为传统的技术标准,由于新技术的出现,以及本身固有的局限性和高成本,使用范围逐渐缩小。
本着实用性的原则,建议系统采用支持H.323协议的设备,既能满足用户实际需求,也符合视频系统的标准化,主流性。
同时不用为不会使用到的H.320框架协议,符合实用性,经济性的建设原则。
1.4.2视频压缩标准
视频压缩国际标准主要有由ITU-T制定的H.261、H.262、H.263、H.264和由MPEG制定的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4,其中H.262/MPEG-2和H.264/MPEG-4AVC由ITU-T与MPEG联合制定,(H.264在MPEG中称为MPEG-4AVC,也就是通称的MPEG-4的Part10,也就是说只有明确说MPEG-4AVC或MPEG-4Part10才是H.264。
通常称呼的MPEG4指的是MPEG-4Part2)。
视频压缩系列标准H.26X主要应用于视频通信,会议电视应用中,例如:
基于ISDN网络的H.320框架标准的视频标准为H.261、H.262和H.263,基于LAN网络的H.323和基于PSTN网络H.324框架标准中的视频标准为H.261和H.263。
视频压缩系列标准MPEGX主要应用于与数字电视广播直接有关的应用,例如:
VCD中的视频压缩标准为MPEG-1,DVD中的视频压缩标准为MPEG-2。
MPEG-4标准在无线视频通信和流媒体应用中有一定应用;由于H.264在压缩性能方面所具有的优势,H.264在实时视频通信、广播电视、视频存储播放等领域中得到广泛的应用。
H.264相对以前的编码方法,在图像内容预测方面提高了编码效率,采用可变块大小运动补偿、1/4采样精度运动补偿、加权预测等算法,改善了图像质量,增加了纠错功能和各种网络环境传输的适应性。
测试结果表明,在中低带宽情况下,H.264具有比H.263++更优秀的PSNR(信号功率与噪声功率比)性能:
H.264的PSNR比H.263++平均要高3dB。
在较低带宽上提供高质量的图像传输是H.264的应用亮点。
由于H.264采用了许多新技术以提高压缩效率,在相同的图像质量下所需的码流量更低,H.264与H.263、MPEG-2和MPEG-4在压缩性能上的比较如下图所示:
1)码流节省率的比较
2)H.264与MPEG-4的画面效果比较
下图左为MPEG-4在码率1Mbps情况下的画面质量,右为H.264在码率为512Kbps情况下的画面质量。
我们可以看到H.264的性能倍增。
MPEG-4与H.264比较图
如上面几个对比图可以看出,在相同的图像质量下,H.264所需要的带宽约为MPEG-2的36%、H.263的51%、MPEG-4的61%,并且随着今后实现优化性工作的逐步完成,其压缩性能方面的优势更为突出。
另外,兼容性决定了系统以后的发展。
所以目前业界主流视频会议系统厂家都推出了基于H.264的视讯产品。
H系列目前主流厂商之间已经实现互联互控,兼容性比较好,而MPEG2/4产品,由于采用的私有协议,即使是同系列的产品,不同厂商之间也是不能兼容的。
综合考虑同等带宽下的图象质量,以及系统的兼容性,我们推荐系统采用标准的H系列视频压缩标准构建。
第二章××市政府视频会议系统设计
2.1系统配置
为构成××市政府视频会议系统,在××市政府中心会场配置1台ME5000,各区县配置1台高清视频会议终端。
ME5000可通过模块叠加,扩展到更大规模容量,并支持最高4M的高清终端接入。
ME5000系列MCU支持支持16画面分屏显示,并可提供语音激励模式、导演模式、主席模式、连续出席模式等多种会议模式,从而为用户在会议的调度和控制管理上提供极大的方便。
ME5000的具体信息可参见附件中的产品说明。
在主会场,各区县分会场配备H3C高清视讯终端MG6060。
H3CMG6060终端支持H.263、H.264等视频编解码协议,并采用了专有的视频前、后处理技术,使得图像质量大大提升,在周围环境光照较差或者会场颜色搭配不甚和谐的情况下,仍旧能够得到清晰、自然的图像。
视频功能主要特色功能包括动态4CIF高清图像、H.239双视频流传送、画中画(PIP)、双屏显示、分屏显示、VGA输入、VGA输出、桌面传送、图像屏蔽、图像参数调整等。
有关H3CMG6060终端的详细信息参考附录中的产品说明。
设备名称
设备型号
数量
地点
MCU
ME5000
1
市政府中心机房
终端
MG6060
1
市政府主会场
终端
MG6060
6
区县分会场
2.2系统组网图
H3CMG6060
2.3系统配置说明
2.3.1多点控制单元-H3CME5000
H3CME5000多媒体服务器是H3C于2006年推出的最新款视频会议MCU产品,产品特性包括多达16画面的多画面切分切换控制、中文字幕功能,更具备H.264视频编解码的使多分屏画面更加清晰。
整个产品采用先进的工艺流程制作完成,性能卓越,稳定,突出强调视频会议实时、稳定、安全、流畅召开等特点。
H3CME5000多媒体服务器的优越性具体表现在:
独创特性
双机热备:
H3CME5000支持MCU双机热备技术的使用,完善地解决了视频会议召开的过程中,不可避免的会出现因意外情况造成工作中的MCU不能正常运行的现象。
独特的二级互控级联方式,与无限级的简单级联方式:
在简单级联模式下可以与任何符合H.323协议的MCU进行级联
设计特性
外观典雅:
黑色面板和机身,外观典雅,尽显会议室豪华气氛
体积小巧:
标准19英寸1U硬件设备,可上机架。
性能稳定:
满足7×24小时不间断运行需求,MTBF大于120,000小时。
安全可靠:
标准硬件集成、嵌入式操作系统结构,系统稳定可靠,无病毒感染之忧。
界面友好:
操作界面秉承一贯的简约风格,界面友好,无专业技术背景也能顺利学会操作。
操作简单:
全中文浏览器界面,能通过网络对设备进行远程管理,机房操作不再是必需。
一键式群邀的会议召集方式方便快捷。
应用特性
兼容性强:
完全兼容各种品牌的H.323标准的MCU、视频终端。
多种级联方式:
业内独创的互控级联功能,支持无限级级联功能。
出色的网络适应性:
多网口多路由技术实现跨接多个网段。
先进的加密技术:
多角色管理模式,多级密码保护使系统维护安全无忧;支持终端的管理权限,实现更加科学合理的使用终端资源;支持模板的权限管理,实现了模板的高效科学管理。
内置GK:
ME5000内置GK可以实现网段管理,借此功能可以实现网段限制与网段带宽限制
功能特性
1)基本功能
最大会议呼叫带宽支持4M。
支持ITU-T最新视频标准H.264,且最高达到2M。
支持CIF、4CIF和XGA的视频格式。
支持G.711U/A,G.722,G.723.1,G.728G.,729等音频标准。
多分屏功能:
单台MCU最大支持16分屏
支持2,3,4,5+1,3+4,7+1,9,8+2,12+1,16,画中画多种动态分屏切换。
支持H.264下的四分屏。
中文会场名称,滚动中文字幕
支持静态及动态字幕,方便用户即时信息的传递。
支持会场名称显示,方便用户辨别不同会场。
2)会议控制功能
远程摄像头控制功能(FECC)。
自动断线重邀。
支持召开混速会议。
智能全路混音功能。
支持八组会议,实现多用户,多角色。
支持导演模式,主席模式,语音激励模式,连续出席等多种会议控制模式。
会议模板、预约会议、即时会议等多种会议召集方式,随心选择。
多分屏模式下任一分屏中的显示会场支持手动控制、语音激励和会场轮巡三种选择方式。
主会场轮巡功能,实时浏览各个分会场场景。
广播者轮巡功能,实现各个会场轮流发言。
集中与分路静音控制功能,屏蔽不必讨论的会场声音进入,减少噪音。
3)数据功能
支持动态双路视频流的传输。
4)组播功能
以组播方式将会议实况进行网络直播,用户可实时接收会议信息。
5)支持语音终端加入
方便实现视讯网络与传统PSTN网络的互联
2.3.2主会场分体式终端H3CMG6060
H3CMG6060多媒体网关是H3C公司推出的新一代高性价比分体式视讯终端,同时支持H.323和SIP协议,支持H.263/H.264编码技术和4CIF高清晰图像分辨率,最高可以提供4M会议带宽,为用户提供DVD画质的高清晰图像。
H3CMG6060
产品特点:
1、支持H.323/SIP双协议栈
a.支持H.323协议
MG6060完全兼容H.323V4框架协议,可以实现和标准的H.323设备配合组网和互连互通,支持基于H.323的所有应用(点对点呼叫、多点会议)。
b.支持SIP协议
MG6060完全兼容SIP2.0协议,可以和标准SIP设备实现互连互通。
支持基于SIP的基础语音、视频通话(点对点、多点)业务。
2、高品质的图像
a.图像清晰流畅
MG6060采用自主开发的高性能图像编解码技术,支持H.261/H.263/H.264编解码协议,同时支持CIF和4CIF两种图像格式。
在满足用户对低带宽下高质量视频需求同时还提供了4Mbps会议速率。
b.图像参数可调
MG6060支持输出图像参数调整,包括亮度、色度、对比度、饱和度等参数,用户可以根据自己喜好和实际环境进行调整。
c.多种显示模式
MG6060支持多种图像显示模式,通过单键可以切换分别显示本端图像、远端图像、PIP(画中画)以及双屏功能。
可以通过PIP功能同时观看远端和本端活动图像,画中画具有四个可选位置,可手动调整。
d.支持快速的图像屏蔽功能
MG6060支持快速屏蔽图像特性,MG6060可以通过单捷按钮迅速屏蔽本端的图像,有效的保护用户隐私。
3、清晰的语音
a.清晰音质
MG6060支持G.711(A律和µ律)、G.728、和G.723.1音频编解码协议以及业界先进G.722宽带语音编解码,包括支持VAD静音压缩、CNG(舒适噪声生成)、丢包隐藏等特性。
另外,支持AEC回声抵消高级特性以及AGC自动增益调整,具有优质的音频效果。
b.唇音同步特性
由于IP网络中固有的特征,诸如较大而不确定的时延、抖动和数据丢失,对唇音同步的影响很大,使得唇音同步的机制更加复杂。
MG6060在唇音同步方面能够适应网络情况对唇音同步提出的要求,保证提供可接受的语音和图像同步要求。
4、H239双流
支持H.239双流协议,可以同时传递两路视频流,第一视频流传送会场声音和与会者,第二视频流使用VGA接口传送计算机桌面、POWERPOINT幻灯片等图像从而实现人物和内容同步;丰富的视频输入/输出接口使得第二视频流还可以支持支持S-Vedio以及RCA输入从而为用户提供更加灵活的会议方式。
支持两路都使用H.264编码。
5、丰富的管理和使用配置
a.灵活的配置功能
MG6060可以分别通过红外遥控器、WEB界面进行配置,配置内容主要包括性能与功能选择,以及应用参数的设置。
1,音频,视频的应用参数设置:
能力优先级、帧率、图像大小、图像制式、回声抵消、静音压缩等。
2,网络模式设置:
固定IP配置、动态IP配置、ADSL接入配置、GK配置、SIP代理服务器配置、NTP配置、QoS配置、带宽配置。
3,基本信息设置:
包括时间、终端名称、访问口令等。
4,个性设置:
隐私图像、开机界面设置等。
5,会议控制:
申请主席,广播轮询,主场轮询等。
b.大容量地址簿
MG606
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