高清视频会议建设方案详细.docx

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高清视频会议建设方案详细

XXXXXX高清视频会议系统建设方案

紫南信息技术

二O一六年XX月XX日

第1章视频会议系统

1.1紫南技术简要介绍

紫南信息技术是业领先的多媒体厂商，致力于多媒体音视频产品的研发、生产、销售和服务，以卓越的技术向社会提供成熟、先进的多媒体音视频产品和专业的解决方案。

紫南技术专注于基于IP网络的多媒体产品的研究、开发、生产、销售和技术服务。

紫南技术拥有产品核心技术的完全自主知识产权，公司已经申请获得了多项核心技术的发明专利与多项软件著作权。

紫南技术是市高新技术企业，市软件企业，以及国家YBC基金扶持企业。

公司主要产品包括高标清MCU设备，各种高标清视讯终端、视频监控终端、高标清摄像头和各种周边配套设备。

作为国领先的多媒体通信系统提供商，公司产品在协助人们提高工作效率、削减差旅开支、降低运营成本、环保节能等方面发挥了积极作用，并被广泛应用于政府、银行、汽车、保险、电信、IT业、医疗、能源、应急指挥，交通、制造业等各个领域与行业。

公司视频通信产品在奥运安保与世博会视频应急指挥系统规模应用并获得广泛赞誉。

紫南技术以先进的流程规产品开发，已全面形成以市场为导向、以客户需求为创新动力的产品规划与研发体系，可提供有助于快速提升并改善客户核心业务的产品与解决方案。

紫南技术拥有一个优秀的产品研发团队和高效的服务团队，可为您提供快速、专业、贴心的服务。

紫南技术将在不断努力不断创新的基础上持续发展，成为业领先的多媒体音视频设备制造商和解决方案提供商。

1.2视频会议系统

视频会议系统是一种现代化的办公系统，它可以把不同地点任一会场实时的现场场景和语音互连起来，同时向与会者提供分享听觉和视觉的空间，使各方入会用户有“面对面”交谈的感觉。

随着社会的发展，视频会议的应用越来越广泛，同时对其视频音频质量、数据共享、灵活性以及易用性、可靠性和易管理性的要求也越来越严格。

数字化网络技术高速发展的今天，传统的通讯方式如、传真等无法达到“面对面”的沟通效果，因此无法满足人们日益增长的交流需求。

视频会议系统是支持人们远距离进行实时信息交流、开展协同工作的应用系统。

视频会议系统实时传输视频与音频信息，使协作成员可以远距离进行直观、真实的视音频交流。

另一方面，利用多媒体技术的支持，视频会议系统可以帮助使用者对工作中各种信息进行处理，如共享数据、共享应用程序等，从而构造出一个多人共享的工作空间。

在如今的经济时代，企事业必须寻求一种利用更少的资源来完成更多任务的策略。

其实，降低出差开支、减少出差时间和降低由于出差带来的危险性并不是使用视频会议系统的唯一原因。

由于视频会议允许用户在可视的情况下交换信息，因而它几乎能够应用于任何情况下，提高通信的质量和效率。

无论是用于传达产品介绍、销售活动、员工培训、管理信息还是增强分散地的协作计划，视频会议都日益成为一种能带来竞争优势的实用工具。

而加速企事业信息化建设、丰富科学管理手段、理顺智能化物流体系是所有传统企业适应现代化发展、进入国际化市场所必须要做好的一个功课。

而视频会议系统的应用，对于这些企事业来说不仅仅意味着更有效的节约费用、控制成本、合理利用已有资源，更重要的是带来全新的沟通方式和更高效的工作效率，加快了市场反应速度和信息的有效传递，为企业发展和业务开拓提供了更好的技术保障。

1.3视频会议系统框架协议

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。

所以，目前H320系统已经不再或者很少使用。

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，使用围逐渐缩小并逐步淘汰。

本着实用性与长远性的原则，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。

1.4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。

下面是H.264与H.263、MPEG-2和MPEG-4在压缩性能上的比较结果。

1）码流节省率的比较

Codec

MPEG4

H.263

MPEG2

H.264

39%

49%

64%

MPEG4

-

17%

43%

H.263

-

-

31%

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。

2）H.264在极低码率下与MPEG4比较

下图表现了在极低码率（32-128Kbps）的情况下，H.264与MPEG4相比具有性能倍增效应，即：

●相同码率的H.264媒体流和MPEG4媒体流相比，H.264拥有大约3个分贝的增益（画质水平倍增）。

●32Kbps的H.264媒体流，其信躁比与128K的MPEG4媒体流相近。

即在同样的画面质量下，H.264的码率仅仅为MPEG4的四分之一。

3）H.264在中低码率下与MPEG4比较

下图表现了在中低码率（256-1024Kbps）的情况下，H.264与MPEG4相比具有性能倍增效应。

MPEG-4与H.264比较图

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。

1.5视频会议系统组成

H.323协议定义了视频会议系统的四个主要组成部分：

终端（Termial）、网关（Gateway）、网守（Gatekeeper）和多点控制器（MCU）。

终端是提供单向或双向实时通信的客户端。

所有终端支持语音通信，可选支持视频和数据通信。

网关用于实现与非H.323终端的连接，实现协议转换、功能转换和传递信息。

网守执行保护数据网络完整性的功能，主要包括地址转换、访问控制和带宽管理等。

多点控制器用于支持三点或多点之间的网络会议，由必要的多点控制器（MC）和零个或多个多点处理器（MP）组成。

MC确定所有终端的音视频处理能力并控制会议资源。

MP混合、交换和处理音频、视频和数据流。

下图是一个典型的基于H.323的视频会议系统组网方案。

H.323协议中规定的各个功能单元需要遵循的协议分别是：

视频编解码（H.261、H.263、H.264）：

完成对视频码流的冗余压缩编码。

音频编解码：

完成语音信号的编解码，并在接收端可选择地加入缓冲延迟以保证语音的连续性。

所采用的标准为ITU-T的G.711、G.722、G.728等。

控制单元（H.245）：

提供端到端信令，以保证H.323终端的正常通信。

所采用的协议为H.245（多媒体通信控制协议），它定义了请求、应答、信令和指示四种信息，通过各种终端间进行通信能力协商，打开/关闭逻辑信道，发送命令或指示等操作，完成对通信的控制。

呼叫信令层（H.225）：

将视频、音频、控制等数据格式化并发送，同时从网络接收数据。

另外，还负责处理一些诸如逻辑分帧、加序列号、错误检测等功能。

数据应用：

包括电子白板、静止图像传输、文件交换、数据库共存、数据会议、运程设备控制等，可用的标准为：

T.120、T.123协议栈，以及T.124、T.125、T.126、T.127、T.128建议等。

1.6高清视频会议系统

这是一个高清的时代，客观地说，电视已渗透到数亿个中国家庭，成为社会存在的基本容之一。

甚至和衣食住行一样，成为人们不可或缺的生活要素。

电视也是第一个涉及高清的围，也是高清主要涉及的领域。

但高清的围可远远不只是一个HDTV就能解释得清楚的，它分别包括了高清DV、高清电脑、高清投影机、高清视频、高清影碟乃至等高清游戏机，或许今后我们会碰过更多关于高清的定义以及名词。

今年，是高清发展迅猛的一年，我们不仅看见高清在传统领域里取得突飞猛进的进展，也已经伸到了视频会议行业，目前建设视频会议一般都是高清系统，包括720P或者1080P系统。

1.6.1高清视频会议分辨率

在高清晰度编码/解码技术产生之前，视频会议数据是根据公用交换格式（CIF）进行编码的。

国际电信联盟-电信标准部门（ITU-T）制定了视频标准，称为H.261和H.263。

H.261标准只定义了QCIF和CIF格式。

四分之一CIF（QCIF）格式只被用于最低数据率（64千位/秒及更低）的会议，今天已经很少使用。

自从H.263标准发行以来，更多使用“全分辨率”（定义为16CIF）的格式（4CIF和16CIF）被采用。

由于采用此类标准时，计算和宽带功能有限，所以，用于全动感视频会议的公用分辨率仍然是CIF到4CIF。

下面的表格列出了用于NTSC（北美）和PAL（欧洲）视频信号的H.261和H.263标准的相应格式分辨率。

以下列出的分辨率代表4:

3的屏幕高度比。

格式

帧/秒

分辨率NTSC

分辨率PAL

QCIF

30

176X120

176X144

CIF

30

352X240

352X288

4CIF

30

704X480

704X576

16CIF

30

1408X960

1408X1152

ITU-T最近采用了视频压缩新标准，该方法减小了整个视频文件的大小，从而文件可以更为节省地通过容量更小的网络连接（更低的数据率/宽带）进行传输。

现在，ITU-T建议高清晰度视频会议采用H.264视频标准，该标准通过比较低的数据传输率提供上好的画面质量。

现在，H.264是HD-DVD（高清晰度DVD）以及广播、电缆、视频会议和消费者电子产品的强制使用的标准。

下面的表格说明了H.264标准中引入的SD和HD分辨率。

格式

帧/秒

分辨率（16:

9）

SD/HD

1080p

25,30

1920X1080

HD

720p

25,30

1280X720

HD

480p

25,30

860X480

SD

基于编解码算法的改进、网络传输带宽的提高、高清数字电视的发展，视频会议终于从4CIF一步迈入了高清殿堂，720p、1080p顺理成章的融入了视频会议系统。

1.6.2高清视频会议宽高比

“16：

9”指的是画面比例，即屏幕分辨率的长宽比。

常人单眼直视前方的视角在75度左右，双眼的围120度左右，而16：

9的长方形恰巧适合人眼的可视围，不会浪费，也不会溢出。

因此，“16：

9”又被誉为视觉的黄金比例。

电影院欣赏电影之畅快淋漓，除了震撼力音效和完美画质外，16∶9宽银幕带来的强烈视觉冲击同样功不可没。

1.6.3高清视频会议特点

1）高分辨率：

明显提高会议图像画质，减少视觉疲劳；保持注意力，更加关注会议容。

2）更好的运动效果处理：

保证图像的原有效果；对于大型会议室、阶梯教室以及大运动应用更加适应。

3）色彩更锐利更逼真：

特别适合对色彩要求更高的应用场所如：

实时远程实况教学、医疗诊断、X光片分析和纺织品挑选等应用。

4）满足更多种双流容的传输要求：

高分辨率的图片同步传输（工程图纸、设计图样）等。

第2章需求分析

2.1项目总体需求

本节主要描述项目要求。

根据项目交流，知道本次项目需要MCU一台，高清终端以及配套设备共20套，用于公司总部与各个分公司视频会议，现场工程技术交流等，要求能实现多点会议，点到点会议。

要求画面清晰，人物表情可见，文本交流信息清晰细致。

所以采用1080P高清系统来完成此次项目建设。

2.2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》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.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）国标准

YD/T5033-2005会议电视系统工程验收规

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

YDN090-1998多媒体会议型业务技术要求（窄带会议型业务）

2.3设计十大原则

基于视频会议的发展趋势和应用需求，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外有关的规要求；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、远程控制；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。

第3章系统设计

3.1系统配置

本节描述系统配置，包括MCU型号与数量，终端型号与数量，摄像头配置，视频矩阵，显示设备以及会议室其他必要设备等。

设备名称

设备型号

数量

地点

MCU

ISU9600-20端口

1台

公司总部机房

终端

ISU8800系列

20台

总公司与各个分公司会议室场所

高清摄像头

VS-600系列

20台

同上

高保真MIC

AS-100系列

20套

同上

1080P高清晰电视或者显示设备

用户自购，但必须是支持1080P与HDMI接口的电视设备

20套

同上

3.2系统组网图

视频会议系统总体拓扑如下图所示：

如上图所示，本次建设的视频会议系统采用级联组网结构，整套系统依托于当地的运营商网络资源、运用最新的HD高清视频会议技术手段、基于H.323框架协议进行建设。

本系统一级控制中心设置在公司总部中心会场，该会场设置视频多点会议主控设备（MCU）及视频会议终端，其余5个会场作为分会场设置视频会议终端。

系统功能简单描述：

整个系统基于标准的H.323架构，是一个开放的系统，视频协议采用业界最通行的H.263编码和H.264编码，可以为用户提供30帧/秒流畅的动态1080P或者720P高清晰图像，图像分辨率达到19020*1080或者1280×720P，H.264编码协议最高编码速率可达到4M。

系统多画面支持H.264编码格式，为与会