华为高清视频会议系统技术方案设计.docx
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华为高清视频会议系统技术方案设计
市海天实业
高清视讯系统技术建议书
首信信息技术
2010-6目录
第1章技术方案建议
1.1会议电视简介
会议电视是一种交互式的多媒体信息业务，可在多个地点之间实现交互式的通信，迄今已广泛应用于军事、政治、经济、科教、文化等领域，充分发挥了真实、高效、实时的优点，为人们提供了一种简便和而有效的沟通、管理、协同决策手段，已成为现代信息社会不可缺少的一种需求和技术热点。
知名市场调查集团Yankee旗下首席运营官BrianAdamik表示，预期视频会议的需求在今后几年会增长8-10倍。
可以预见，随着社会交流需求的日益加强，会议电视作为一种先进的通信方式，在行政会议、远程教学、商务会谈、远程医疗、应急通信等领域必定会有着更加广阔的前景。
会议电视系统一般由终端、传输信道、多点控制单元等几部分组成，其结构示意如图1-1所示。
图1-1会议电视体系结构
●终端设备
终端设备一般直接由用户操作，提供视频、音频、数据等信号的输入/输出。
包括视频输入/输出设备、音频输入/输出设备、终端处理器、终端管理系统等，根据不同用户的业务需要还可以选择配备调音台、功放、大屏幕、电子白板等。
终端的作用是将某一会议点的实况图像信号、语音信号及相关的数据信号进行采集、压缩编码、多路复用后送到传输通道。
同时将接收到的会议电视信号进行分类、解码，还原成接收会场的图像、语音及数据信号；终端还要将本点的会议控制信号（如申请发言、申请主控权等）传送到MCU。
同时还需执行MCU对本点的控制指令。
●传输网络
要组成一个完整的会议电视系统必须经通信网络把终端设备与MCU连接起来，传输信道可以采用光纤、电缆、微波或卫星等方式。
但在连接至会议电视终端设备或MCU时需保证接口传输速率应在2Mbit/s以下，即传输速率为64k~1920kbit/s之间。
会议电视系统信息可以通过E1、V.35、ISDN及IP等标准接口进行组网传输。
●多点控制单元
多点控制单元是会议电视的控制核心。
当参加会议的终端数量多于2个时，必需经过MCU来进行控制。
所有终端都要通过标准接口连接到MCU，MCU按照国际标准H.320与H.323系列建议的规定实现图象和语音的混合与交换，实现所有会场的控制等相关功能。
一般来讲，MCU分为主机和操作台两部分，主机完成上述建议规定的相关功能，操作台提供主机运行的操作控制，用户通过操作台对主机进行各种操作和发布命令。
华为公司在1995年开始会议电视产品的研究开发，并于同年推出我国第一家拥有自主知识产权的全套视讯产品，她的开发成功打破了国外视讯产品对中国市场的垄断。
近年来，华为公司不断地加强对视讯领域的研究与开发，并于2000年推出我国第一套完全全交换结构并具有电信级高稳定性、高可靠性的ViewPoint8000综合视讯系统，能够充分满足视讯市场进行综合多媒体业务的需求，ViewPoint8000综合视讯系统包括：
ViewPoint8650C视讯交换平台：
主要实现MCU的交换功能，完成H.320/H.323视讯终端的接入、视频交换、音频混合，具有高稳定、大容量、多接口、组网能力强等特点。
ViewPoint8650C本地管理台：
本地管理台是用户对视讯交换平台设备进行日常操作、维护的工作平台，通过该平台操作维护人员可以观测主机的运行状态、进行故障诊断/定位等，也可以进行会议的控制等各种操作。
ViewPoint8000Gatekeeper：
主要在IP网络侧进行H.323节点呼叫的管理与控制，并提供附加的服务。
ViewPoint9000系列视讯终端：
推荐采用ViewPoint9030视讯终端。
1.2工程概况
工程概述
贵单位电视会议系统共需配置1套MCU和6套会议终端。
本期主要采用H.323方式组网，利用现有的DDN网络资源，采用IP接口进行接入。
同时支持H.323和H.320两种协议的功能，并具有基本的远程培训功能。
所有设备要有进一步扩充的能力，能够支持更多的终端接入。
网络结构
本期工程建设的6个站点，按设置1台MCU多点控制单元考虑。
MCU设置在单位中心机房控制室。
各点以IP接口连接至终端设备，完成整个会议电视网络的铺设。
1.3建议书编制依据
（1）招标规：
●《XXX单位视讯系统招标技术规书》
（2）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》YD5032-97
（3）系统框架协议：
系统框架协议：
●ITU-TH.221：
视听电信业务中的64～1920kbit/s信道的帧结构
●ITU-TH.224：
利用H.221的LSD/HSD/MLP信道单工应用的实时控制
●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&1
●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：
会议电视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-TT.120：
视频视听系统用户层数据协议
1.4工程设计思想
通过对贵单位现有的网络现状、传输条件、设备可靠性和功能要求、将来网络发展需要等多方面问题的深入研究，并结合以下的设计原则：
（4）系统应从贵单位视讯系统的实际需要出发，经济、合理、灵活地组建本网络；
（5）系统应具有良好的开放性和兼容性；
（6）能根据今后的需求，及时升级、扩容；
（7）系统具有良好的先进性。
通过对贵单位现有的网络现状、传输条件、设备可靠性和功能要求、将来网络发展需要等多方面问题的深入研究，我公司推荐采用ViewPoint8650C、ViewPoint9030等产品进行本期工程建设（产品特性请参见本建议书的第三章）。
1.5组网方案
网络的建设采用一个MCU多点控制单元对整个系统进行连接。
整个网络构架为两个层次：
业务交换层：
MCU是整个视讯交换层的主体。
MCU连接到贵单位现有DDN网络上，对于整个网络的终端设备的业务进行自动高效的交换，并且通过MCU的多画面功能以及输率适配功能，使得终端的接入更加的灵活，会议的效果更加的直观，真正让人有面对面的亲切感。
用户接入层：
通过现有的IP接入线路连接终端，使所有的终端与MCU成为一个交互的整体，加之界面的人性化涉及以及简单的操作，做到视讯业务更加的方便灵活。
通过终端的主叫发起会议以及WEB预约功能，实现整个业务的自主化和简单化，使整个会议电视的召开更加的简单方便灵活，充分满足客户端各个会场的需求。
1.5.1组网图
1.5.2组网说明
贵单位会议电视系统采用H.323协议进行组网，同时兼容H.320协议。
项目建成后应满足目前及今后贵单位网络各类视频会议的需要。
贵单位会议电视系统在会议电视中心机房设置MCU，各站点设置VP9030会议终端设备，各点以IP专线接至DDN数据通信网络完成系统连接。
本期先行建设14个点，设置1台MCU多点控制单元，MCU设置在贵单位会议电视控制室。
提供GATEKEEPER服务器，实现IP终端的地址解析、带宽控制、节点管理等一系列功能，使IP终端的接入和呼叫更加的方便。
提供T.120数据会议服务器，实现电子白板、文件传输、应用共享和文本交谈全面的数据会议功能，具有召开H.320与H.323混合的T.120数据会议的能力，数据会议功能使最终用户享受到多媒体视讯业务，也扩大了视讯业务的使用围。
1.5.3网络配置
A）会议电视控制中心设备配置：
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
MCU
ViewPoint8650C
1
24路IP接入
2
GateKeeperf服务器（带软件）
ViewPoint8000GateKeeper
1
B）各个会场终端设备配置：
序号
设备名称
规格型号
数量
备注
1
终端
ViewPoint9030
XX
各会场一套
2
麦克风
M200
XX
各会场一套
3
终端安装材料
VP8930安装材料包（含线缆和接头）
XX
各会场一套
1.5.4网络功能
1.强大可靠的视讯交换平台体系结构
全交换体系结构设计：
ViewPoint8650C依托华为公司先进的局端通讯设备研发能力，采用业界最先进的硬件平台系统架构和高度集成化的设计，使得MCU的体积、功耗、散热大幅度的减小。
ViewPoint8650C采用TI（美国仪器公司）最高档64系列DSP作为媒体处理器，极大的提高了产品的视音频处理能力，使得原来一个单板才能够实现的功能（多画面和速率适配功能）现在只需要一个媒体处理模块就可以完成。
ViewPoint8650C依靠先进的架构设计和媒体处理模块强大的处理性能可以实现720P的高清多画面和高清与标清的速率适配功能，是目前散热最少、功耗最小、集成度最高的高清MCU产品。
●超强组网功能：
最大程度兼容ITU-T标准级联组网能力，能够支持MCU四级组网。
具有组建超大规模会议的能力、视频会议完全跨越地域的限制。
●强大的动态速率、协议适配能力：
ViewPoint8650C采用全新的硬件平台，顶级的处理芯片支持高清的速率、协议适配，即高清和标清的不同型号终端可以以不同的带宽、不同的视音频协议加入会议；由MCU来进行不同协议之间的翻译和转换，充分保证不同能力会场加入同一会议。
●音频自适应：
ViewPoint8650C支持强大的音频自适应功能，即终端加入会议时，根据终端的音频能力，MCU可以自动匹配最优音频协议让终端入会，充分保证高清终端、标清终端自动入会，保证最优秀的音频效果；而整个过程由MCU自动完成，不需要任何手工操作，智能提供一流的语音效果。
●协议、速率动态适配：
ViewPoint8650C支持强大的视频、带宽动态适配功能，即正在召开的高清会议，可以任意添加不同带宽、不同视频协议的高清终端、标清终端入会；当添加的会场能力低于会议时，MCU将自动完成会议动态适配，兼容不同能力终端入会，提供智能、一流的适配功能。
●图像清晰流畅：
ViewPoint8650C采用华为公司专有的VideoIntensifier、ViewProcess技术，配合最新的H.264编码技术，大大提高了图像压缩比，在同样带宽下，可向用户提供更逼真、更清晰、更流畅的画面。
会议速率在128kbit/s时，图像帧率达15帧/秒，会议速率在384kbit/s及以上时，图像帧率达25帧/秒，可以达到较好的商用效果。
ViewPoint8650C支持50/60场扫描技术，在同等带宽下，将屏幕刷新频率增加一倍，大幅度的降低图像抖动效应。
ViewPoint8650C支持最高到8M的会议带宽，支持1080P分辨率的视频码流的转发，并可以为用户提供720P高清多画面和720P的速率适配（-H高清系列支持），使视讯会议进入到高清阶段
2.超强的多画面能力
●ViewPoint8650C置图像编解码硬件资源，可以实现基于硬件的多画面功能。
多画面质量要远远优于前代产品。
支持H.261、H.263、H.263+、H.264等视频协议，最高支持720P的分辨率，支持2/3/4/5/6/7/8/9/10/13/16画面组合模式42种；支持VIP模式，即一个大图像和几个小图像混合排部的方式，并且VIP图像可以实现声控切换，而自动轮询让你体验前所未有的多画面效果。
3.IP网口备份
●ViewPoint8650C的主机提供了两个互为备份的千兆网口。
当工作网口的线路由于网络设备等各种原因出现通信中断的时候，系统会自动把通信线路从主用网口切换到备用网口，整个切换时候只需要3－5s。
4.N＋1备份
ViewPoint8650C配合会议管理软件还可以实现MCU的N＋1备份，即选择一台MCU为备份MCU，为该视讯网络中的多台同类型MCU提供备份，当某台MCU出现重大故障，比如电力供应完全中断，完全无法为继业务，会议管理软件判明状态后会立即将会议切换到该备份MCU上，从而恢复业务继续进行。
此类故障恢复可以在3分钟完成。
5.极强的环境适应能力
●极强的物理环境适应能力：
ViewPoint8650C兼顾周到完善的环境、安规、EMC和可靠性设计，经受了严格的测试认证，大大提升了系统的环境适应性。
提供的智能热保护功能自动调节终端部温度，保证终端在没有空调的高温环境下仍能正常工作。
●卓越的IP网络抗丢包能力：
华为公司独有的QOS保证技术，系统能够针对IP网络丰富的QOS模式自动调整网络传输策略和视音频处理的不同纠错策略，从而保障图像、音频在各种恶劣网络条件下达到最优效果。
在同样在网络抖动、延时、包误差等指标上，与国际标准和业界友商相比有极大的提高。
●完善的防火墙和NAT穿越功能：
ViewPoint8650C配合华为公司的GK和终端等设备，通过置的SNP协议，不需要外部设备和公网地址，直接实现穿越防火墙或NAT设备，完成公私网之间的业务互通。
MCU可以部署在NAT外的任何一个位置，给客户的工程方案、企业安全带来极大的便利。
为业界第一家实现该类技术的厂商。
6.主叫呼集业务
在传统的视讯系统中，所有的会议操作基本上都通过控制MCU实现，为了降低用户使用业务的复杂度，降低MCU的维护成本，华为提供业界独有的主叫呼集功能，使用户召开多点视频会议像打一样方便易用。
用户使用终端的本，不需要预定会议和IT维护人员的干预，就可以召开多点视频会议。
第2章运营体系的扩展
上述技术方案和配置完全满足贵单位的需求，并为今后视讯网络的平滑扩容和升级开展一套运营的视讯系统预留了丰富的资源。
ViewPoint8650C视讯交换平台提供多种传输线路接口，单个MCU最多可接入24路IP视讯终端，以后的扩容只需采用本期工程MCU的预留接口或增加相应的接口板件。
先进的ViewPoint8650C视讯交换平台支持MCU三级以上级联、网口备份、灵活的多画面功能、多路速率/协议适配、T.120数据会议、光纤接入、H.323系统接入、集中网管等功能，在本期工程配置的基础上，只需增加相应的软硬件，就可低成本实现视讯网络下一步的运营扩展，同时有效保护本期工程的设备投资。
1.6运营体系的扩展
ViewPoint8000视讯网络系统的设计原本就是定位于一个电信级稳定性的视讯会议系统，在充分满足现有视讯业务的需求同时，能够实现其视讯业务的运营体系。
本系统如扩展成为一套运营的视讯网络，只需要在视讯交换平台上叠加一套运营支撑系统，增加的设备只需要一套ViewPoint8000业务管理中心。
通过业务管理中心实现业务的自主管理和视讯业务的统一调度、管理、统计以及计费功能，对于整个业务提供一套运营的支撑体系。
1.ViewPoint8000业务管理中心
通过业务管理中心可以完成的功能如下：
●用户管理：
提供预付费用户、银行托收用户两类用户管理，同时也支持对系统管理员和营业员的管理。
系统管理员具有业务管理中心、业务受理中心等所有操作权限，营业员一般只有业务受理中心管理使用权限。
●会场管理：
提供E1、V35、ISDN、IP会场管理。
●业务受理：
支持主叫呼集和预约两种方式，其中主叫呼集支持满足电总最新制定的《ISDN视讯总技术要求》规定的H.320视讯终端（包括ISDN、E1、V35视讯终端）作为主叫视讯终端，支持华为公司提供的H.323视讯终端会议控制软件ViewPointiDo的呼集请求。
●会议调度：
根据网络资源空闲状态，通过区域管理和浮动域值智能技术算法找到费用、效果均衡的视讯交换平台分配资源，并调度会议。
●会议控制：
提供完善的会议控制功能，包括增加会场、删除会场、结束会议、延长会议时间、断开呼叫、重新呼叫、更改拨入/拨出状态、静音、闭音、多画面设置/广播、会场广播、声音延迟、音量调节等。
●计费标准参数设置：
完成计费标准，包括费率标准、优惠时段、ISDN话费费率及优惠、用户独立用户优惠等设置。
●会议费用计费结算：
针对会议及用户完成计费管理、计费处理、费用结算：
计费管理主要是进行计费标准参数的维护管理，如资源使用收费标准（即费率）、线路折算费率标准、分时段的优惠费率标准、用户优惠信息、帐务周期等的维护管理；计费处理是根据一定的计费规则进行计费，形成费用清单；费用结算完成单次会议费用结算及月度会议费用结算。
●业务分析统计：
对运营商提供了不同营业区的收入情况、不同资源的利用率、同一资源在一天的业务分布、不同用户群使用视讯业务的频率、查询统计和分析功能，所有这些给运营商决策提供依据。
视讯交换平台资源动态管理：
对所管辖的视讯交换平台可用资源进行检测并可动态分配。
第2章视讯网络产品简介
2.1ViewPoint8650C视讯交换平台
ViewPoint8650C视讯交换平台是进行视讯交换的硬件平台，完成视讯终端的接入、视频交换、音频混合，并提供与运营支撑层通信接口，它具有高稳定、大容量、多接口、组网能力强等特点。
1.硬件平台
下图是ViewPoint8650C视讯交换平台的外形结构图：
图2-1ViewPoint8650C视讯交换平台机柜结构图
接口指标：
ViewPoint8650C视讯交换平台的接口指标如下表所示：
接口名
接口指标
业务以太网电口
物理接口形式：
RJ45
承载信号：
10/100/1000Base-T
承载协议：
IEEE802.3
业务以太网光口
物理接口形式：
多模光接口
承载信号：
1000Base-SX
承载协议：
IEEE802.3
调试网口
物理接口形式：
RJ45
承载信号：
10/100Base-T
承载协议：
IEEE802.3
串口
RJ45–RS232接口（通用路由器配置线）
类别
项目
参数
标准支持
通信框架
ITU-TH.323
视频
H.261、H.263、H.264
音频
G.711、G.722、G.728、AAC-LD/LC
H.323通信
H.225
H.323远端摄像机控制
H.281、H.224
H.323会议
H.245
信令加密
AES
LAN接口
IEEE802.3-1995
会议速率
IP
64～8Mbit/s
视频分辨率
视频格式
QCIF、CIF、2CIF、4CIF、720P、1080P
帧率
支持的视频帧率
支持7.5fps、10fps、15fps、30fps
Ethernet/Internet/Intranet
网络协议
TCP/IP、Telnet
网口
10/100/1000Base-T，RJ-45
数据会议
T.120
会议支持
主叫呼集
支持主叫呼集
多点会议控制
H.243、H.245
用户界面
管理软件
专用管理软件
Telnet
支持
电气特性
工作电压
交流输入：
90～260VAC，50/60Hz；
直流输入：
36～75VDC；
功耗
单板功耗<250W；
环境适应性
温度
长期工作：
0℃～45℃；
短期工作-5℃～+55℃
相对湿度
5％RH～90％RH
气压
70kPa～106kPa（70kPa相当于海拔3000m）
噪音
小于65dB
灰尘
最大直径（mm）
最大浓度（每平方米所含颗粒）
0.05
14×105
1
7×105
3
24×104
5
13×104
物理特性
尺寸
19英寸标准机箱；
高度1U；
重量
重量<15kg;
稳定性
MTBF
>80000小时
2.软件系统
ViewPoint8650C视讯交换平台的主机软件由以下几部分组成：
（1）操作系统、
（2）通信类任务、（3）资源管理类任务、（4）会议管理任务、（5）维护管理类任务。
其中，操作系统为嵌入式的实时多任务操作系统，具备核小、优先调度、可靠的任务抢占机制、强大的任务同步机制、实时性好和可靠性高的优点，属系统级程序，而其他任务是基于操作系统之上的应用级程序。
2.2ViewPoint8650C本地管理台
ViewPoint8650C视讯交换平台的本地管理台是一套应用软件，运行于Windows9x或WindowsNT操作系统上，图形化操作界面友好，使用方便。
本地管理台是用户对视讯交换平台设备进行日常操作、维护的工作平台，通过该平台操作维护人员可以观测主机的运行状态、进行故障诊断/定位等，也可以进行会议的控制等各种操作；对于非营业性的视讯网络，用户只需要购买视讯交换平台和本地管理台就可以进行日常的会议功能。
本地管理台软件分为
（1）配置模块、
（2）诊断模块、（3）会场模块、（4）会议管理模块、（5）日志模块。
配置模块、诊断模块用来维护视讯交换平台的单板，会场模块、会议管理模块用来召开或管理视讯会议，日志模块用于记录系统每一天运行的重要情况。
2.3ViewPoint8000数据会议服务器
ViewPoint8650C视讯交换平台作为一种全新的集成了计算机技术和通信技术的多媒体视讯会议中心，在视讯会议网络中为数据会议系统打开带数据通道，将传统视讯会议和现代数据会议业务完美结合，使与会者除了使用声像交流外，还能使用丰富的数据会议业务进行交流。
ViewPoint8000数据会议服务器提供的主要业务功能包括：
电子白板、文件传输、应用共享和多方交谈。
利用这些功能，您可以一边发表意见，一边在电子白板上描述您的想法，可以向其他人发送各种数据文件，可以让其他人看到您的计算机屏幕，甚至操作您的计算机，使得与会者完全感觉不到地域上的限制，进一步提高了交流效果。
ViewPoint8000数据会议服务器完全符合T.120，具有多级MCU数据会议的级联组网能力。
2.4ViewPoint8000Gatekeeper
ViewPoint8000Gatekeeper是一个独立运行的软件系统，主要在IP网络侧进行H.323节点呼叫的管理与控制，并提供附加的服务。
ViewPoint8000Gatekeeper系统最大可以支持4000个节点注册，并可支持1000个同时呼叫。
ViewPoint8000Gatekeeper系统提供以下功能：
●地址翻译：
将IP节点的地址别名翻译为传输地址以提供呼叫功能。
●接入控制：
根据一定的接入控制策略如（带宽管理策略、节点权限管理策略等）决定是否允许节点进行呼叫。
●区域节点管理：
管理区域节点的注册、呼叫等行为。
同时提供节点属性预定义功能，用户可对节点的某些属性（如允许的呼叫、接入最大带宽等）进行预定义，加强对节点的控制和管理。
●服务管理与资源搜索：
用户可预定义特殊的节点
升级会员 