多媒体音视频管理平台系统解决方案.docx
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多媒体音视频管理平台系统解决方案
目录
—、系统概述 2
1.1设计思路及特点 2
1.2多媒体交互式管理平台系统简介 2
1.3系统设计依据 4
1.3.1本方案系统设计依据 4
1.3.2设计原则 5
二、系统功能描述 6
2.1系统主要功能 6
2.2系统主要组成 7
三、主要设备参数 13
3.1数字音频控制主机 13
3.2基带流媒体全交换管理系统平台（服务器） 13
3.3流媒体服务器 14
3.4基带高清输入接口机 15
3.5基带高清输出接口机 15
3.6双流节点 15
3.7音频输入输出接口机 16
3.8音频核心交换机 16
3.9音频接入交换机 17
3.10视频核心交换机 18
3.11视频接入层交换机 19
3.12控制网络交换机 21
四、系统图 22
23
—、系统概述
数字化多媒体音视频管理系统的设计，遵循“数字网络化、智能化、统一管理化、积极兼容、安全可靠、先进实用、统筹规划、分步实施”的总原则。
系统使用的技术具有前瞻性，系统考虑须具有良好的升级、扩展能力，设备选型符合系统整体功能的要求。
系统设计满足相关业务的处理要求，保证音视频源切换管理等功能优秀的前提下，并结合工作人员的基本素质因素进行优化设计，并且在用户需求的基础上，不断地扩充和完善。
系统建设将严格按照国家和行业的有关标准，使系统既能满足工作需求，又做到系统先进、操作方便。
1.1设计思路及特点
²以最先进的技术创造出第一品质，突出先进性、实用性、可靠性系统特点。
²多功能的应用性。
²极易伸张的扩展性。
²使用多媒体音视频管理平台系统。
²视频传输采用基带信号传输。
²完善的售后服务保证体系。
1.2多媒体交互式管理平台系统简介
多媒体音视频管理平台系统结合了计算机控制技术和网络传输技术，采用网络的控制架构，核心由服务器阵列组成，服务器阵列上运行的是控制软件平台，核心服务器阵列与计算技术紧密结合在一起；多媒体音视频管理平台系统的接口设备采用网络传输的方式，每个接口设备接入计算服务器，通过接口设备控制终端设备和传输音视频信号；用户只需要一个带有浏览器的电脑终端就可以访问系统。
多媒体音视频管理平台系统能完成传统集中控制系统所有的控制功能，同时还能把音频和视频信号高保真、高清的格式通过网络传输，把音频、视频、控制和物联网管理等真正意义上结合在一个平台上管理。
多媒体交互式管理平台系统，与传统AV系统比较，多媒体交互式管理平台系统将所有的音视频都转化为数字信号，避免了传统系统中模拟信号的干扰问题，也避免了因传输距离过远而产生的信号衰减等问题。
普通系统和多媒体交互式管理平台对比表
序号
比较项
普通系统
管理平台系统
数字备份,把调音台,均衡
模拟环节较多,如调音台,均衡
器,反馈抑制器,数字处理
1
备份环节
器,反馈抑制器,数字处理器等,
如果要完成完全备份,就需要两
器等都集中在数字设备库
里面,只要对该台核心设
套设备,每个环节进行备份
备进行备份就可以,完全
数字化,环节少
2
线路
模拟线路复杂,所有设备连接线都需要模拟连接线,增加线路隐
数字备份跳线全部采用数字化,网络化,复杂的线路
患
全部在程序中进行,没有
焊接,做线的隐患
需要专业人员编程,编程
3
编程
不需要编程
完毕后,业主拿到的是现
成的人性化的中文可操作
界面
4
操作
需要专业人员对控制人员进行详细的培训,对操作人员的专业
无需操作,全部由系统软件完成,厂家技术人员只
化知识要求较高
要查看自己邮箱的备份日
志,就会上门进行排查
5
施工难道
线路繁锁且线缆繁多，增加施工
中间传输部分只需采用网
络线，无须转换及转接，
难度
减轻施工难度
6
设备安装空间
两套设备,需要大的安装空间
数字设备,软件化,空间小
7
网络化
无法实现网络化管理
可实现网络化管理
8
稳定性
直接模拟传输，无法模/数转换
需进行模/数转换，需提供
100M带宽，但数字化可实
多媒体交互式
现自身模拟备份，更能确保系统稳定性
9 安全性 在本地管理，安全
网络化管理会存在网络安全、病毒、黑客、风暴等入侵，但系统在专网环境运行,安全性能较好
1.3系统设计依据
1.3.1本方案系统设计依据
JGJ-57-2000《剧场建筑设计规范》JGJ/T16-92《民用建筑电器设计规范》GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
GB/T50314-2000《智能与建筑群综合布线工程设计规范》GB50169-92《电气安装工程接地装置施工质量验收规范》GB50371-20060《厅堂扩声系统设计规范》
GB50258-96《电气装置安装工程施工及验收规范》GB4959-95《厅堂扩声特性测量方法》
GBJ76-84《厅堂混响时间测量规范》
GB/T14476-93《客观评价厅堂语言可懂度及RASTI法》
GB/T14197-93《声系统设备互联的优选配接值》WH/T18-2003《演出场所扩声系统的声学特性指标》
CBJ232-82《中国电气装置安装工程施工及验收规范》SJ2112《厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接值》GB/T15381-94《会议系统的电及音频性能要求》GB7401-87《彩色电视图像质量主观评价方法》
GB/T10239-2003彩色电视广播接收机通用规范
GB/T9383-1999声音和电视广播接收机及有关设备抗扰度限GB/T15644-95《视听系统设备互连用连接器的应用》
GB/T15859-1995《视听、视频和电视系统中设备互连的优选配接值》
GB/T21640-2008《基于IP网络的视讯会议系统设备互通技术要求》GB/T21640-2008《基于IP网络的视讯会议系统设备互通技术要求》GB/T50174-93《电子计算机房设计规范》
1.3.2设计原则
设计是按国家标准来进行，根据招标文件要求，以系统合理性、先进性、可靠性、实用性原则。
充分利用计算机技术、网络技术的高速发展平台，将各种不同的现代化网络处理系统有机地结合在一起，进行统筹规划。
提高使用者的工作效率和设备的使用价值，赋予产品以最高的性能价格比。
从实用性和经济性出发，着眼于近期目标和长期的发展，进行最佳组合。
在系统的管理上高效，灵活，维护简单方便。
在系统建设完后，整个系统的管理、维护均要求可通过计算机进行界面化管理与监控。
u可靠性：
所配设备考虑采用实力雄厚的先进厂商的较为成熟的主流设备，具
备较长的平均无故障工作时间。
u实用性：
整体功能设计和具体设备选型以满足基本使用需求为出发点，不片面追求新奇特。
u先进性：
在满足现有需求的基础上，具备一定的先进性，但设备先进性以不
牺牲可靠性为前提。
u兼容性：
整个系统首先避免使用非工业标准格式，同时能够兼容目前已有的所有视音频格式（包括PAL、NTSC制式，复合视频、分量视频接口形式，包括VGA、XGA、SXGA各种计算机格式，平衡、非平衡音频信号）。
u灵活性：
整个系统从信号的转换、切换、传输到系统设备的集中控制均具备足够的灵活性，可实现各类信号从任意一点到任意一点的自由传送，同时还具备在任意位置控制任意其它位置设备的能力。
并且系统结构在需要的时候可以以最小的设备更新为代价进行调整。
u可扩展性：
考虑到当前应用的不确定性和未来可能出现的各类无法预测的其
它应用方式，整个系统必须充分考虑系统的扩展能力，以适应未来潜在的应用需求。
u易用性：
会议系统的所有主要设备均能够在单一平台上进行集中控制，集控软件完全根据用户需求进行定制开发，控制系统具备友好的人机界面，通过预置模式等手段降低对操作人员的技术要求，提高设备的使用效率。
u性价比高：
在满足以上要求的基础上，在设备选型上充分考虑性价比，同时还考虑到用户的长期使用和维护成本。
二、系统功能描述
2.1系统主要功能
1）视频处理系统功能
信号处理各路计算机信号（包括来自地插、控制电脑等）、DVI视频信号（包高清摄像机、远程视频会议主机），通过多媒体交互式平台系统为视频显示终端提供可以单屏显示，也可以跨屏显示、组合屏显示，缩放、移动图形功能。
2）交互式集成控制系统功能
音频、视频和周边设备控制集于一个平台软件上控制，通过Windows所见所得的控制方式，控制屏同一界面有4路实时动态视频窗口。
满足所有动态音视频预览和监视，拖拽式操作，达到人机交互功能。
可以支持多台控制终端在不同的位置控制。
3）视频网络传输和管理功能
系统通过网络进行传输与管理，避免因采用模拟传输距离较远，而带来的信号干扰、管理不便等问题。
4）流媒体视频管理功能
系统运行的过程中需要把音视频和现场的图像等录制下来，系统可以把所有的视频都通过流媒体的方式保存到流媒体服务器上。
需要查看录制文件时，以WEP网页方式经过授权后，直接能够在网页上观看音视频；可以设置多个用户登录。
5）音频网络传输和管理
在系统的控制界上，有每个音频通道的名称，并显示实时动态电平，通过软件平台的电平表能够直接看到音频信号回路电平表的音量大小。
6）权限设置与保密功能
系统具有良好的可编辑的图形界面，同时具有多级密码保护，可以通过编辑用户名单并设定不同的权限给不同层次的操作者，避免由于误操作引起的系统紊乱。
由于系统采用的是数字化设备，操作人员可以通过观察电平输出的数值（软件电平表）来监视系统，无需亲自监听系统增益的大小，完全可以做到内容的保密。
7）日志管理
系统每一步骤的操作过程将会被记录下来，包括主机故障，每个设备的报错，断开连接等都将保存到日志文件，通过日志文件能够分析出问题的所在，方便管理人员
及时排查问题。
8）对环境设备的控制
系统可对于环境设备进行管理，可控制电动窗帘、投影机升降、投影幕升降、摄像头转动、显示屏信号切换、音频终端设备的音量大小。
9）系统具备可搭建多基带流媒体全交换管理系统平台（服务器）实时冗余热备份的能力。
10）系统采用Windows所见所得的控制方式，采用图形化，控制屏同一界面保证有4路以上（含4路）实时动态视频窗口。
所有动态音视频预览和监视，拖拽式操作，达到人机交互功能。
11）系统核心设备能够扩展。
12）在界面上可实时监控到所有视频源，如摄像头、DVD和电脑VGA信号等，选择点击某一视频窗口即可将该视频在控制电脑上进行浏览。
13）在界面上可实时监控到本系统中的音频设备，如话筒、DVD、功率放大器等音频的动态电平，同时监控多个会议室的音频效果。
14）采用双向控制模式，具备对系统提示故障信息功能。
15）系统采用工控架构，可长时间的运行，保证系统的稳定性。
16）系统支持多级权限管理，如调试级别、管理员，讲师、服务人员等。
用户可以通过自定义设置，设定信号源使用权限。
17）支持预制和配置不同场景模式，可以灵活调用和修改。
18）系统可以支持多台控制终端在不同的位置控制。
19）在系统中不同的屏幕上任意调用不同的信号源。
20）系统核心设备能够满足扩展功能。
21）可以支持预制和配置不同场景模式，可以灵活调用和修改功能。
22）可以支持多台控制终端在不同的位置控制。
23）系统保证有音频输入的视频信号，能够在不同的输出终端上实现音视频同步，基带传输延时不大于50ms，其他延时不大于200ms。
2.2系统主要组成
（1）多媒体交互式管理平台系统设计
多媒体交互式管理平台系统核心结构设计
在本项目中，在主机房我们根据招标文件配置2台数字音频控制主机，2台基带流媒体全交换管理系统平台（服务器）、2台流媒体服务器、1台音频核心交换、1台视频核心交换和1台控制网络交换机，组成整个多媒体交互系统的核心。
核心系统管理的音视频输入输出节点根据实际要求来配到不同的楼层和会议中。
系统涉及到多种视频信号源系统，在网络节点上的平台电脑可以通过登陆智能管理控制系统的方式，显示任一视频信号源，进行浏览。
系统设计具备50路音视频输入和50路高清音视频输出点位提供使用。
根据招标文件要求，我们配置50台DVIInputNodeMulticast基带高清输入接口机、50台TeamMateOutputNodeMulticast基带高清输出接口机，50台IOND1双流节点和7台ION8.8音频输入输出接口机。
所有的音视频信号经过网络输入输出节点进入到网络之中，传输方式采用基带传输方式，全高清动态的图像处理，采用2G带宽传输保证了图像的真实还原；多媒体信号网络化交互和管理，同步性和实时性需要达到理想效果。
通过二层数据交换进入服务系统实现音视频的实时路由，信号切换和DSP处理等等，服务器具备满足智能运算和管理的作用，可对每路输入音视频信号进行记录、存盘和点播等，对每路输出的视频图像进行分配，拼接屏的单屏显示、组合显示、跨屏幕、漫游等任意大小的图像显示，周边设备的控制同样采用网络的架构，所有的控制终端通过串口执行器接入，经过网络实时控制包含窗帘、投影幕、摄像机和其他设备等。
（2）远程视频终端与音视频网络系统对接设计
远程视频会议终端需要与音视频系统对接。
根据招标文件要求，每一台远程视频会议室终端配置1台DVIInputNodeMulticast基带高清输入接口机、1台TeamMateOutputNodeMulticast基带高清输出接口机、1台ION8.8音频输入输出接口机和1台IOND1双流节点。
信号传输流程是远程视频会议终端，将音视频信号，通过 Jupiter公司的DVIInputNodeMulticast基带高清网络输入接口机和MIS公司的ION8.8音频网络输入接口机传输给到音视频网络系统进行综合处理，所有的音视频信号经过主机房核心系统处理之后，使用终端平台预览，选择信号路径，将信号通过Jupiter公司的TeamMateOutputNodeMulticast基带高清输出接口机播放到本地的显示设备和扩声终端去。
本地的音视频信号，通过视频基带高清网络输入接口机和音频输入接口机进入音视频网络系统，最终通过DVIInputNodeMulticast视频基带高清网络输出接口机和ION8.8音频网络输出接口机传给远程视频会议终端。
（3）交互式集成控制系统设计
音视频系统中的音频、视频和周边设备控制集于一个平台软件上控制，所见所得控制方式。
我们通过程序开发在windows平台同时预览4路视频信号，并可以通过直接拖拽的方式进行音视频信号的任意传输与交换，并可以动态双向控制其它弱电电器设备（包含灯光、音响、继电器等各种弱电接口），完成整个音视频系统的交互式控制和管理。
系统支持多级权限管理，如调试级别、管理员，讲师、服务人员等。
用户可以通过自定义设置，设定信号源使用权限。
可硬件加密，通过加密狗等方式保证系统信息安全。
（4）网络结构设计
整个音视频管理系统基于专用网络构架，所有的音视频信号经过网络输入输出节点进入到专用网络之中进行处理，对网络要求需要建立3个网络构架，分别是音频、视频和控制网络。
音频系统网络结构设计
音频系统的网络采用星型的建设架构，音频核心交换机采用1台HP的2910AL-24G交换机，音频接入层交换机5台HP的2510-24交换机;核心和接入层交换设备之间采用光纤或千兆网线连接；接入层采用百兆以太网电口接入，核心和接入层交换设备支持链路聚合功能，达到更大带宽和线路备份的作用。
网络音频传输体系遵循Cobranet国际标准协议，采用星型拓扑结构进行拓扑连接，以控制室为核心把各个分控机房、会议室等通过以太网络进行连接形成一个整体系统。
根据气象综合业务大楼多媒体音视频管理系统建设需求，功能需求按照区域进行划分。
同时要求控制信号以及音频传输Cobranet信号均可架设在标准以太网络下，音频信号和控制信号通过网络进行传输和交互，且音频信号的效果应满足高保真还原效果。
根据实际使用需要并考虑其实用性和安全性，设立一个总控机房，通过楼内的星
型网络与各层分控机房的网络终端相连通，从而使每一个联网机房或使用终端，形成音频网络网络。
在楼内的音频网络中，每一间联网的分控机房的任何一路音频信号均可以路由到任意联网分控机房进行扩声。
在一些重要的场所，不但可以通过网络进行音频信号的传输与处理，同时需要保密级别较高的会议时，系统还支持本地的音频处理与控制。
视频系统网络结构设计
由于采用基带的传输技术，占用的带宽非常的大，核心交换机采用1台Arista公司的DCS-7050S-52，支持大数据流吞吐的背板（Backbone）万兆交换机，支持巨型帧协议和组播协议，接入层需采用5台Dlink公司的DGS3420千兆视频网络交换机，接入层到背板交换机采用万兆干线链接。
基带网络传输视频技术对网络要求较高，我们先分析下每路视频的带宽，高清视频或电脑分辨率是1920x1080，帧数为30帧，使用RGB（红绿蓝）3种颜色来采集图像，视频图像在网络中传输使用码流（MBit/s）的方式，因此我们可以计算出一路视频理论上的码流是多少，按照高清分辨率的计算方法【（1920*1080*30*3）/2的20次方】*8=1423.8MBit/s，因此视频的每个节点都需要2个千兆网络接口才能满足传输的需求。
由于每个节点都有2个电口，因此接入层交换机我们使用48个电口的，接入层和背板交换机之间采用万兆光纤或者专用线缆连接，考虑到每路视频的输入或输出节点带宽最大不超过2G，上行12路动态1920*1080P高清视频须占用20G不到的干线带宽，下行传输10动态1920*1080P高清视频须占用到20G的干线带，因此从接入层交换机我们配置48个电口和4组万兆光纤，本地电口连接12台高清视频的输入节点
和10个高清的视频输出节点，通过2组万兆口跟核心背板交换机相连接，达到上行
和下行的带宽都有20个G；如果单个会场12个输入节点和10个输出节点不能够满足要求，须再增加交换机并且独立跟核心背板交换机相连接，以满足需要。
控制系统网络结构设计
在控制网络系统中，采用网络转换器的设备，如网络转串口、继电器和红外等等，这些设备的通讯数据比较小，由于在系统中考虑到控制要视频预览和电平表动态显示，数据量跟传统的控制系统有区别，为了更加稳定可靠的性能，需要确定视频回显的路数和电平表的数量，回显的一路普通动态视频在几十K到1M左右，一路电平表的数据在10K左右，通过多方面的考虑，控制网络交换机采用6台H3C公司的S512028PLI控制网络交换机。
三、主要设备参数
3.1数字音频控制主机
l专业级的可编程的网络化数字音频处理设备。
内部采用3块高精度浮点运算的DSP处理芯片。
lDSP处理芯片为核心，可升级I/O系统架构、模块化的I/O。
l支持多达96个音频通道。
l选用Linux操作系统。
448通道的数字音频数据总线（X-DAB）可以实现数据的无损传输和冗余备份，以及自动恢复功能。
l低延时信号传输。
l软件基于Windows操作平台的全新控制界面，通过以太网与其它节点的设备协同工作。
软件可支持第三方控制以及SNMP简单网络管理协议的相关工具。
l主机提供RS-232和RS-485的串行控制接口。
提供可编程的GPIO系统。
l采用SHARCHammerhead系列DSP芯片，可以满足大型复杂音频处理系统的要求。
高精度浮点运算的DSP芯片可以稳定的运行在400Mflops，最大运算能力可达600Mflops。
l采用的是“可升级”式I/O架构。
可以支持不同类型的插入式输入/输出卡，内置CobraNet和XDAB音频传输接口。
l96音频通道32x32CobraNetI/O4个可配置的8通道插卡槽开发式架构设计Mic/Line输入，Line输出24-bit量化
l448通道XDAB支持复合配置
l提供扩展总线。
XDAB高速连接方式，可以支持处理设备之间的无缝堆栈。
448个双向数字音频通道,复合处理“块”和冗余备份，以及自恢复系统的能力。
通过对复合“堆栈”处理块的配置，支持通过CobraNet或模拟方式进行音频传输。
l使用PYTHON语言对程序进行逻辑和各种功能的脚本编程，与中央控制系统
无缝结合。
3.2基带流媒体全交换管理系统平台（服务器）
l采用业界标准组件，性能稳定；机架优化式2U外形易于机柜安装固定；
l支持SNMP管理，提高全面管理能力
l全新英特尔®至强®四核处理器，足以满足系统多线程运用与虚拟化方式构建需求，业界标准的DDR3寄存式和非寄存式DIMM为大带宽应用提供了有力保障，进一步提高系统的正常运行时间和内存性能；
l业界标准的DDR3寄存式和非寄存式DIMM，可以扩展到192GB
l嵌入式双端口千兆网卡，具备负载均衡、故障转移和侧频支持功能
l密集的2U机架设计可提高服务器机架和数据中心的利用率
l高达28TB内置存储容量支持LFF、SFF和SSD
l处理器系列 英特尔®至强®5500系列;英特尔®至强®5600系列
l处理器数1个或2个
l可用的处理器核数6或4或2
l最大内存192GB
l内存插槽12个DIMM插槽
l内存DDR3
l扩展槽 4
l网络控制器 1个1GbENC362i双端口
l驱动器 14个LFFSAS/SATA或;25个SFFSAS/SATA;最多添置一个智能阵列控制器，可使用25块SFF
l标准存储连接热插拔3.5英寸SAS;热插拔3.5英寸SATA;热插拔
2.5英寸SAS;热插拔2.5英寸SATA
l存储控制器 智能阵列B110iSATARAID;智能阵列P212；SmartArrayP410
l电源类型1个内置电源
l处理器高速缓存 12MB三级高速缓存;8MB三级高速缓存
l外形（完全配置）2U
3.3流媒体服务器
l提供高性能8Gb光纤通道、ComboFC/iSCSI、6GbSAS、1Gb或10GbEiSCSI连接阵列，支持混合LFF和SFF企业级SAS和档案级SATA
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