高清视频会议系统技术方案.docx
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高清视频会议系统技术方案
高清视频会议系统
技术方案
第1章项目需求分析
1.1项目背景
随着时代的发展通讯是现代社会中不可缺少的部分，是国家的经济命脉。
加入WTO后，经济一体化、信息网络化等浪潮不断冲击着中国的各行各业，上演了一场技术创新和经营管理的竞争。
企业需要一套整体规划、统一建设的网络视频会议系统，来整体提高通讯网络管理和服务质量，各种应用需求的不断涌现，使网络视频会议系统得到了前所未有的关注。
1.2安全可靠性
视频会议系统要保障各类会议内容，机密资料等不被泄露，在数据传输过程中，防止数据被窃取。
1.3会议稳定性
要求视频会议系统MCU能够支持多会场同时召开且相互独立，互不干涉的功能。
同时经常会有一些重要的会议召开，如何使会议的召开不中断，运行稳定。
1.4承载网络分析
建议视频会议系统采用IP网络连接，既可实现多种应用网络共享，也可以使系统具有更好的灵活性和可管理性。
因为现阶段基于IP网络的视频会议系统已经具备非常出色的高清效果。
利用集团已有专网覆盖各所属机构的网络，进行视频会议的同时，可以同时进行业务流通，使视频会议成为企业管理等各项工作的信息化手段和工具，会发挥巨大的支持作用和促进作用。
视频会议系统作为一种新型的网络应用对作为其基础的承载网络环境有着较高的要求。
Ø网络的带宽需求
▪视频会议对网络的带宽需求为：
视频带宽+IP包头开销
▪常用的计算方法为：
视频带宽×1.2为网络带宽的最大需求
▪如能满足视频带宽×1.4，则能更好的从网络上保证视频效果
▪中心（连接其它N个点）的网络带宽要为其他N个点的网络带宽之和。
Ø端到端的时延
▪视频会议的通用时延建议为小于150ms
Ø时延抖动
▪由于音频/视频的传输为实时的交互，因此网络的时延抖动更为至关重要，我们的建议范围为通用时延的小于50ms内。
Ø丟包率
▪网络上的丟包率不应该高于1%
交互视频是最为重要的实时应用之一，选择在IP上实现可以提高网络的利用效率，支持网络的未来发展，但在实施中需要根据实时业务的具体特点优化网络系统以便支持端到端的关键业务应用。
结合现兵装网络环境提供如下建议：
▪线路带宽要求——最佳线路环境，2M专线独享。
最低线路环境，2M线路共享，启用QOS策略，保证视频会议的音频、视频、数据优于其他业务。
▪防火墙要求——最佳要求，对视频会议设备权限全放开。
最低要求，对视频会议所要求的端口范围开放，关闭H.323代理，常连接时间设置足够长的时间甚至永久。
▪网络传输要求——音频数据延时少于60ms，抖动少于20%；视频数据延时少于200ms。
网络丢包率少于1%。
▪网络子网规划建议——视频会议与其他应用在不同子网。
▪中心网络设备带宽要求——MCU至接入路由器传输带宽1000M。
视频会议是对实时性要求较高的网络应用。
这就要求作为其基础的承载网络有较高的带宽和对网络中的业务流量有较高的控制能力。
视频会议在最初制定整体框架协议时就定义了视频会议是为了解决在窄带的条件下实现远程的视音频交互。
视频会议系统本身对带宽的要求为64K～2M，但是由于为了满足流畅的视音频效果，但是要实现720P的高清图像，必须要求1M以上的呼叫带宽，发送双流的时候，必须1.5M带宽，建议到各分支节点网络链路带宽为2M。
1.5项目建设目标
系统建成以后，可以实现视频会议系统提供的业务，包括调度会议、协商会议、讨论、培训等等。
该系统会议模式丰富，功能强大，运行管理简单方便，并且提供强大的扩展能力。
具体来说应达到以下几项要求：
可靠稳定的系统
由于视频会议对业务实时性要求非常高，为了保证系统的稳定，我们首先在设备选型上要选择业内最成熟、最稳定的产品，核心设备（MCU）必须是电信级产品，从方案设计要进行高稳定性的设计并且整个系统需要提供很强的管理手段与事故监测手段（所有系统硬件开机自动检测、历史事件记录、硬件发生故障时，重新自动地完成硬件资源分配、告警提示…）
性能优秀的系统
本项目视频会议对图像、语音的清晰流畅性要求非常高。
这就需要我们在设备选型上要选择业内技术最先进的产品，支持最先进的编解码算法，支持Qos，并且在方案设计要考虑到的整个系统的Qos、拥塞控制、流量控制等问题，从而保证整个本视频会议系统在召开会议时，图像、语音清晰流畅。
管理可用的系统
本次视频会议系统是以总部为中心，覆盖整个区域内所有机构的视频会议系统。
整个视频会议系统的网络管理任务相当繁重。
我们在本视频会议系统的方案设计中，提供一套全面实用的视频会议系统管理解决方案，以实现会场点管理、会议管理、会议控制、会议诊断、会议监测和日志管理等系统管理功能，通过这些管理手段从而保证视频会议系统运行稳定。
灵活扩展的系统
为了保证会商视频会议系统符合当今信息技术飞速发展的趋势，我们在本次视频会议系统的方案设计中，必须考虑到视频会议系统的扩展需求。
这就需要我们所提供的产品必须是符合ITU标准的，而且适应各种网络环境，我们提供的方案可以方便灵活地进行系统扩展。
安全保密的系统
我们从方案设计到产品选型充分考虑到整个系统的安全性和保密性，整个系统分为系统配置管理、业务管理、终端密码授权等多级安全体系，并且核心设备（MCU）的系统配置与管理应支持物理的隔离。
这就要求我们提出的视频会议系统设计是高质量的；提供的设备和系统是先进成熟稳定的；提供的技术支持和服务是优秀一流的。
第2章系统设计原则与规范
2.1设计原则
根据本项目的要求和我们的理解，并结合我方在视频行业的多年经验，提出以下设计原则：
（1）高稳定性和可用性
●视频会议系统是领导工程、形象工程，稳定压倒一切；
●视频会议因视频具有实时直观的特点，必须稳定可用。
●由于调度系统等关键应用必须做到长期可靠应用。
（2）先进性
●系统设计行业一流，且切实可行并容易实现；
●支持最新的国际标准和国内外有关的规范要求；
●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，并且是应用成熟的系统；
●有符合潮流的独创技术。
（3）实用性
●系统操作应用灵活方便，易于掌握；
●针对实际应用的特点，具有多种管理方式；
●系统的各种功能贴近应用，便于实际常规应用；
●系统设计符合工程的实际需要；
（4）集成性
●高度集成，便于安装使用，便于工程连接；
●在高度集成前提下，具有多种功能，便于相关设备接入；
●各设备的功能，在系统集成后能充分发挥，能一体化协作。
（5）可扩展性
●考虑今后的发展，留有充分的扩充余地；
●便于融入随新技术的发展带来的新功能；
●既能支持H.323会议电视标准，又支持SIP的视频会议标准；
（6）灵活性
●MCU同时支持H323、SIP协议的网络。
●能够适应多功能、外向型的要求，讲究便利性和舒适性，达到提高工作效率、节省人力物力和能源的目的；
●提供符合国际标准的软件、硬件、通讯、网络、操作系统和数据管理系统等方面的接口和工具，使系统具有良好的灵活性、兼容性；
●系统参数配置少，调整少，自动化程度高，使用方便，操作简单；
（7）安全性
●结构、系统设计本身具有本质安全；
●系统各环节具备权限及访问控制机制；
●支持各种加密系统
（8）可靠性
●具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力，能长期稳定的工作。
●结构简单，支持冗余备份，可靠性高；
●对工作条件和工作环境要求较低。
●系统启动快，系统掉电后再来电或网络传输中断后再恢复正常，系统恢复工作迅速；
●系统具备各种级别的诊断及故障提示功能，便于诊断、维护；
（9）经济性
综合考虑系统的性能和价格，性能价格比在同类系统和条件下达到最优；经济性考虑了以下内容；
●系统本身的价格（包括系统、技术服务和培训）；
●系统运行后经济效应预算的可能收益；
●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
●系统的易扩容
根据以上的设计原则，我们认为该视频会议系统应该是一个：
√完整成熟的网络
√性能优秀的网络
√先进可靠的网络
√管理可用的网络
√灵活扩展的网络
√标准开放的网络
总而言之，本视频会议系统的总体设计原则是：
该系统设计应该是采用一个技术先进、成熟可靠、可管可用、性能优秀，灵活扩展、标准开放的视频网络，并且能够综合考虑到该网的中长期发展计划，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，方便的扩容，用户可灵活的再增加会议点，并最大程度地保护用户的投资，将该网建成一个面对面交流协作的典范。
2.2执行的规范和标准、设计依据
1）ITU-T标准
本文件中的技术要求是根据以下ITU－T或ISO相关建议及信息产业部有关规定来制定的。
投标方必须对提供的系统和设备说明满足下列标准的情况，如果在协议中使用了私有的扩展应给予说明，对使用其它的规范和标准也应说明。
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.235：
用于定义媒体流的加密规程，采用AES
ITU-TH.239：
用于数据应用双流协议的技术标准
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.264：
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（FECC）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IP包交换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－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话音频率的PCM脉冲编码调制
ITU－TG.723语音双速率编解码标准
ITU－TG.728低时延码本激励线性预测编码
ITU－TG.722自适应差分脉冲编码调制（APPCM）的语音编码标准
ITU－TG.722.1用24或32kbps传输7Khz的声音
ITU－TG.722.1AnnexC,用24或48kbps传输14Khz的声音,宽带音频编码标准
2）IETF
RTP实时传输协议
RTCP实时控制协议
SIP多媒体交互会话会话控制协议
3）国内标准
GB7611-87脉冲编码调制通信系统网络数字接口参数
GB/T15839-199564~1920kb/s会议电视系统进网技术要求（暂行规定）
TZ020-9564~1920kb/s会议电视网路技术体制（暂行规定）
YD5032-97会议电视系统工程设计规范
YD5033-97会议电视系统工程验收规范
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
YDN090-1998多媒体会议型业务技术要求（窄带会议型业务）
2.3设备选型原则
为保证系统的稳定可靠和高性能，具体的设备选型和方案设计必须慎重考虑。
设备选型要综合考虑多方面的因素，主要是从是否主流（包括厂家、技术和所选择产品）和性价比两方面考虑。
这里将一般视频会议系统设备选型的基本原则列出于下：
✧主流技术
采用全面支持H.323/SIP协议框架的技术和产品，同时必须支持H.264、SIREN22宽带音频、1280x720pHD高清等。
应能够支持代表未来发展方向的新标准、新规范。
✧主流厂家
MCU和视频终端均考虑当前市场占有率最大，且发展前景最为外界看好的厂家。
✧主流产品
具体产品的选型应考虑设备厂商今后若干时期内将全力支持的品种。
✧高性价比
视频会议技术和设备随着应用的日益广泛，已经从身份“高贵”的形象转变为一种简单的会议、交流工具，基于H.323协议的终端和MCU出现后，更进一步降低了同类设备的价格起点线。
产品的功能和性能价格比应该是用户选择产品的十分重要的考虑因素。
具体设计原则如下：
✓选用国际、国内品牌产品
✓选用主流技术方向，支持高清720P分辨率的产品
✓系统应当具有SIREN22高保真宽带音频音质
✓系统应当支持H.264最新的图像编码标准
✓系统应当支持SIP协议，便于扩展和过渡
✓系统应当支持AES加密等安全机制
✓选择向后兼容产品，可以和原有传统电视互通
✓系统应当具有IP电话和模拟电话的接入机制，便于音频扩展和备份
✓系统应当具有线路故障备份机制
✓系统应当具有深度、硬件级的诊断机制，便于运维
第3章系统组网方案描述
3.1网络现状分析
目前总公司到各个分支机构已经实现了专网联通，带宽为：
，满足视频会议建设的基础网络环境
3.1.1组网需求
本次项目计划建设的视频会议系统包括1个中心点和30个远端点，以总公司为控制中心和主会场所在地，30个下属单位为分会场。
本次视频会议系统建成后需实现如下功能：
●实现720P、1080P的高清图像传送；
●实现主会场和各分会场的视频会议；
●能同时召开多个多点会议；
●召开由任意一个会场发起的点对点或多点会议；
●传送全运动的图像和高保真的声音效果；
●会议录像以及流媒体功能，会议实况或录像的网上点播、直播；
●MCU和终端支持H323协议体系标准；
●MCU具有足够的容量，能实现平滑升级和扩容；
●具有丰富、完善的网管功能。
系统具有双视频流功能，本系统除了用于召开视频会议外，还具有召开应急指挥、多点研讨、技术培训、远程教育等功能。
可与上级视频会议网络级联。
3.2工程需求分析
考虑到技术发展的趋势，保证系统在建成后不致落伍，并能满足高标准的应用需求，本视频会议系统按照高标准建设，采用高清技术标准的设备构建系统。
为满足这一要求。
在视频会议的各个环节均必须满足相应的标准。
3.2.1IP网络的建设
H.323标准会议电视系统有不同的网络结构，包括星状、线状网、树状骨干网等。
其中星状、线状网适合于集中式会议电视系统，可满足如机关、企业内部，部门内部会议电视系统的需要。
星状视频会议网络是将所有的终端呼叫连接到位于网络中心的MCU上，构成星形连接。
采用星状组网方式的优点是网络结构简单，控制方便，连接灵活，可以方便地召开全网会议和分组会议。
另外，若要增加新会场，扩容也较容易，只需增加MCU容量即可，保障用户投资。
同时为了保证高清音视频数据的传输，需要采用误码率低、网络抖动小的IP专网方式构建星型网络。
3.2.2高分辨率的显示设备
显示设备必须满足高清显示的要求，应当选择支持1280x720以上分辨率的设备，目前的等离子和液晶显示器一般均支持这种分辨率。
同时设备必须具有高分辨率的数字图像接口比如HDMI、DVI等接口，可以实现高清图像的接入。
至少应当支持下述的一种接口。
3.2.3高清系统接口
1．DVI端口：
DVI-IDVI-D
DVI数字输入接口：
DVI接口是1999年由数字显示工作组DDWG（DigitalDisplayWorkingGroup）推出的接口标准，是DigitalVisualInterface的缩写，其造型是一个24针的接插件。
是专为LCD显示器这样的数字显示设备设计的。
在DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。
另外DVI接口实现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。
所以，现在很多液晶显示器都采用该接口。
DVI又分为DVI-A、DVI-D和DVI-I。
DVI-D只能传输数字信号，大家可以用它来连接显卡和平板电视。
DVI-I则在DVI-D（Digital）基础上增加了对模拟信号的支持，所以DVI-I可以和VGA相互转换。
DVI-A端口用于传输模拟信号，其功能和D-SUB完全一样。
DVI-D端口用于传送数字信号，是真正意义上的数字信号接口。
DVI-I端口用于传送兼容信号，通过接口上活跃针脚定义的不同，传送模拟或数字信号。
其中DVI-I端口中还分为单通道和双通道。
2．色差（Component）
色差（Component）通常标志为Y/Pb/Pr，用红、绿、蓝三种颜色来标注每条线缆和接口。
“YCBCR”表示可接受隔行色差信号，而“YPBPR”表示逐行色差信号或者HDTV色差信号，而“YCB/PBCR/PR”表示可自动识别隔行/逐行色差信号。
绿色线缆（Y），传输亮度信号。
蓝色和红色线缆（Pb和Pr）传输的是颜色差别信号。
色差的效果要好于S端子，因此不少DVD以及高清播放设备上都采用该接口。
如果使用优质的线材和接口，即使采用10米长的线缆，色差线也能传输优秀的画面。
3．HDMI
HDMI是高清晰度多媒体接口（HighDefinitionMultimedia）。
它可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。
同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号的数字传送。
将传统的视频传送线缆和音频传送线缆集成到HDMI的传送线缆中。
目前，HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。
它同DVI一样是传输全数字化信号的。
不同的是，HDMI接口不仅能传输高清数字视频信号，还可以同时传输高质量的音频信号。
对于没有HDMI接口的用户，可以用适配器将HDMI接口转换为DVI接口，但这样就失去了音频信号。
高品质的HDMI线材，即使长达20米，也能保证优秀的画质。
4．BNC
BNC（同轴电缆卡环形接口）接口主要用于连接高端家庭影院产品以及专业视频设备。
BNC电缆有5个连接头，分别接收红、绿、蓝、水平同步和垂直同步信号。
BNC接头可以让视频信号相互间干扰减少，可达到最佳信号响应效果。
此外，由于BNC接口的特殊设计，连接非常紧，不必担心接口松动而产生接触不良。
3.2.4MCU、终端、摄像头
除了上述的外围条件外，高清视频会议系统中的核心设备MCU和终端必须同时具有高清的处理能力。
终端的摄像头最高可达1080线30帧/秒的能力。
终端必须具有高清图像的编解码能力，MCU必须具有高清图像多点处理能力。
才能构成一个高清视频会议系统。
一个真正意义上的高清视频会议系统必须做到：
●多点会议高清；
●解像度：
1280x720P以上分辨率；
●帧速率：
30帧/秒；
●双流：
支持H.239标准,视频流同时是1024x768以上分辨率;
●高清的分辨率下必须保持原有的加密等会议功能等。
3.3视频会议系统设备选型
Polycom在总结以前的视频会议终端的基础上，吸收了众多厂家产品的长处，总结了视频会议技术发展的最新成果，成功推出了HDX系列的视频会议终端。
HDX系列终端以其简洁、灵活、直观的操作使用，优良的视、音频性能，强大的会议功能，赢得了广大用户的欢迎。
其低价格、高性能的形象为视频业界带来了一场革命，促使高性能的会议电视系统普及化，一改视频会议系统价格昂贵的形象。
HDX系列产品以其极高的性能价格比，占据着绝对领先的市场份额，是视频会议系统的首选。
Polycom的MCU的完全遵循电信级结构设计，核心设备采用了硬件一体化结构，避免了过多的板卡及接口造成故障点多、设备配置及故障排查繁琐的不足。
双网口的设计避免了使用外部交换，不会由于交换机网口故障而导致系统瘫痪，同时使用内部总线交换可提高运算效率，大大提升系统的延时反映。
使用IP网络可以提供MCU冗余备份保护机制，从总体上来说，线路的稳定要比设备（MCU）的稳定性更高。
因此MCU的备份保护机制要比网络的备份保护机制更重要和迫切。
Polycom的MCU产品具备在线互为备份的机制，可充分为XXXX单位的高清视频会议系统提供MCU级别的冗余备份。
同时，IP网络本身具备多重冗余保障机制，当网络遇到问题时，POLYCOM可提供使用PSTN网络作为备用网络。
对于无法加入会议的会场，可通过拨打固话或移动电话使其加入会议。
PSTN备份方案的优点是不需要额外的网络维护开销，稳定可靠，在IP网络故障时肯定能够保证派上用处。
Polycom的MCU的电信级的结构、电信级的功能提供给用户混网、混速、混协议的强大功能，可以为用户提供一个多功能（视频会议、音频会议、音视频会议）一体化的多媒体交互平台。
今天购买的基于IP网络的MCU，明天可以扩充支持新技术的端口；今天的视频会议系统，明天可以将其应用于音频会议系统。
今天的高性能将成为明天的财富。
此外，其灵活、强大的会议功能，完善的系统诊断、维护手段深受用户的欢迎。
本方案的目标就是将合理的功能、出色的性能在所提供的产品、所构成的系统中体现出来，同时尽量减少不必要的投资并保护已有的投资。
在本项目中推荐配置Polycom公司的多点控制单元RMX、HDX系列高清终端和RSS系列高清数字录播服务器构成系统。
3.4高清视频会议系统描述
根据具体情况初步设计，考虑到网络的拓扑结构和具体的应用情况，我们建议：
本次建设的高清视频会议系统采用星状集中式，总公司信息中心配置1台高清MCU。
视频会商会议系统通过为专线网络连接各二级相关机构的视频会议网络系统。
根据总公司管理机构的职能设置和地理位置分布的特点，本视频会议系统采用支持H.323协议的组网结构，在所有会议室提供基于H.323协议的1280x720p高清晰图像质量终端，电信级专业MCU可以实现H.323高清和普清视频终端设备的互连。
本系统包含30个会场，均采用720P或1080P高清视频会议终端。
核心设备共提供2个千兆网口，互相冗余备份，完全保障会议无故障运行。
高清视频会议系统设备配置表
序号
设备名称
设备型号
设备描述
数量
1
中心总部
高清视频会议终端
HDX8000-1080
支持720P/1080P，最大带宽6M，支持H.239双流
1
多点控制单元
POLYCOM
RMX1016C
最大带宽4M，支持16分屏，最大支持16个点（和16个SIP音频接
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