视频会议设计方案.docx
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视频会议设计方案
项目综述
随着IT技术的发展以及视频会议需求的日益提高，特别是H.264视频编解码技术的发展为视频图像带来革命性的变革，高清视频已经成为视频会议系统应用的基本需求。
尤其在公安系统的日常沟通、集体会商、应急指挥等诸多应用场景下，极致高清的视频需求愈来愈发迫切。
视频会议系统建设预计分为两个阶段：
第一阶段将市局的原有MCU替换，增加一台高可靠性、安全性、大容量的全适配MCU（配置24路1080P60fps的接入容量），保证市局及各区县及派出所的原有视频会议系统无缝兼容。
第二阶段将新增2个高清终端会场，采用公安IP专线网络互联互通方式，加入会议；
建成后的视频会议系统，采用分布式一体化架构，以市局为主会场，各个县局分支为节点，形成统一的视频会议系统。
5.2需求分析
5.2.1总体要求
1、支持多组多画面会议，至少支持2组以上24画面合成会议。
2、支持全编全解技术，支持1080P60帧编解码。
3、具备较强的抗丢包能力，在10%丢包下，语音连续清晰，视频清晰流畅，基本感觉不到丢包影响；在20%丢包下，语音较清晰连续，视频偶有卡顿。
4、★能够在不改变现有连接方式的前提下及现网德州市公安局下级公安机关已有视频会议终端互联互通。
5.2.2建设依据
本系统方案建设均遵守国家现行的规范及标准，对我国未制定的规范则参照相应的国际标准执行。
包括但不限于以下规范：
1.YD5032-2004《会议电视系统工程设计规范》；
2.YD5033-2004《会议电视系统工程验收规范》；
3.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》；
4.YDN075-1998《中国公众多媒体通信网网络管理规范》；
5.YDN077-1997《中国公众多媒体通信网技术体制》；
6.YD5032-97《会议电视系统工程设计规范》；
7.ITU-TH.264关于高压缩比通信的视频编解码内容；
8.ITU-TH.239关于双视频流传递协议内容。
5.2.3设计原则
本方案根据视频会议发展趋势和国内视频会议现状，将本着高效、稳定和经济实用性的原则，并保证视频会议技术的领先性，采用国际一流、国内市场占有率第一的品牌。
Ø成熟和先进性原则
全网系统结构设计、系统配置、系统管理方式等方面应采用国际先进、成熟、实用的技术。
MCU支持全编全解、双向1080P60、不限分屏分组数
系统设计时遵循国际标准和国内外有关的规范要求
采用电信级产品
系统设计符合计算机、网络通信技术和视频会议技术的最新发展潮流，且是成熟的系统
Ø可靠性原则
系统设计能有效的避免单点故障影响全局系统的运行。
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，系统具备冗余备份，可靠性高
对工作条件和工作环境要求较低
系统启动快，系统掉电后再通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
Ø规范性原则
系统设计所采用的技术和设备应符合国际标准、国家标准和业界标准，为系统的扩展升级、及其它系统的互联提供良好的基础。
同时支持IPv4、IPv6,
Ø开放性和标准化原则
系统在设计及建设时，采用开放性的设计，允许进行二次开发及其他平台的兼容
系统设备采用标准接口，便于系统的升级、维护以及及其他系统的融合
Ø灵活性原则
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；
Ø集成性原则
高度集成，体积小，重量轻，移动方便，便于连接；
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；
Ø可扩充和扩展化原则
系统总体设计和设备选型满足用户应用规模的动态增长需求。
如设备容量的扩展、会议范围的扩展等。
项目建设保证系统扩容、技术升级时，能保护现有的设备投资。
便于融入随新技术发展带来的新功能
具备同时支持ITU-TH.323和IETF的SIP标准
Ø可管理性原则
系统设备易于管理、维护、易学、易用，便于进行系统配置
在设备、安全、性能等方面具备很好的监视和控制，远程管理和故障诊断
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
Ø可靠性原则
确保系统具有高度的安全性，不易感染软件病毒；
对工作环境要求较低，环境适应能力要强；
系统设备安装使用简单，无需专业人员维护；
系统需要满足7×24小时无人职守方式稳定的工作。
Ø投资最优化原则
综合考虑视频会议系统的性能和价格，最经济最有效地进行建设，性能价格比在同类系统和条件下达到最优。
5.3系统建设规划
5.3.1组网拓扑说明
整套高清视频会商系统由多点控制单元（1台）、业务平台（1台）、高清视频终端（2台）组成。
系统采用IP传输网络，基于标准的H.323、SIP架构，是一个开放的系统，视频协议采用业界主流的H.264HP编码同时兼容H.261、H.263、H.264SVC编码，可以为用户提供1080P60高清视频图像。
采用VideoIntensifier、ViewProcess技术，配合最新的H.264HP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。
根据用户的实际配置需求，在同等带宽下，将屏幕刷新频率增加一倍，增强图像的流畅度。
可以提供动高清双流，实现静态和动态的高清晰图像。
支持最新的音频编解码协议AAC-LD，该协议采用48K采样率、码率最高达96k，并且提供多声道语音支持，给实时通讯带来CD级的音质效果。
系统支持H.239高清双视频流和SXGA输入/输出特性，主辅流支持1080P60。
整个系统高可靠性：
保证视频会议系统全天24小时，全年365天无故障运行。
5.3视频会商系统平台部署
市局核心节点MCU多点控制单元采用华为公司HUWEIVP9650，电信级插板式架构，每块媒体板卡可以支持12路1080P60fps会场的接入，在媒体板卡没插满的情况下可以通过插入备份板卡，实现MCU媒体板卡备份及扩容，配合MCU标配的双网口备份、1+1电源备份、编解码芯片备份实现多重备份，保证MCU的最高稳定性。
VP9650采用Vxworks分嵌入式操作系统，非WINDOWS操作系统，具有全编全解全适配能力，可根据接入终端能力自动分配处理资源，对每一路接入码流均进行独立解码和独立编码处理，每个会场均可以独立选择不同的分屏模式，且某一个会场图像出现丢包、抖动时不会影响其它会场图像。
VP9650支持每端口24路多画面，且各端口多画面可以自由选择，充分满足客户不同场景的使用需求。
MCUHUAWEIVP9650
全网采用业务平台HUAWEISMC2.0负责会议的召集、管理和结束等会议管理控制功能，通过业务平台对这些码流进行分发、交换、会议控制等。
HUAWEISMC2.0内置GK，内置华为NLOG会议监测控制工具软件，能够对会议过程中网络丢包、延时、抖动等状态实时监测和呈现，会议丢包主动告警并能形成日志，可导出并可存档查看。
业务平台SMC2.0
MCU9650：
多点资源管理中心，支持H.323/SIP/TIP协议会场同时接入会议，具备强大的兼容能力。
配合业务平台，实现多路会场同时加入会议。
SMC2.0:
业务平台，负责管理全网MCU、全网系统终端的资源，负责对系统进行管理控制，支持分级分权管理。
5.3.3市局高清视频终端
（1）部署.
在市局主会场部署一台HUAWEITE40高清视频终端。
TE40高清视频会议终端具有3路高清视频输入接口和3路高清视频输出接口，具备5路音频输入接口和6路音频输出接口，具备2路RS232串口，具备PSTN语音电话接口可直接接入语音电话，具备2个IP网口、具备USB接口，支持USB配置自动导入，支持掉电VGA环回功能，具备双视功能，支持单屏单显、双显、三显等多种显示方式，使视频会议终端具备优异的音视频集成能力和使用维护能力。
高清会议终端TE40
5.3.4市局高清视频终端
（2）部署
5.3.5摄像机
高清摄像机
采用1/2.8英寸，207万有效象素的高品质HDCMOS传感器，可实现1920x1080超高分辨率的优质图像。
输出帧频最高可达60/50帧/秒。
在保证高清晰度的同时，重点满足了对画面流畅性的需求。
低噪声高信噪比
我们了解到，摄像机视频的信噪比直接影响到高清会议电视终端的图像压缩编码效率。
摄像机同时应用了2D和基于运动估计的3D降噪算法，采用美国新一代低噪声传感器，有效的降低了噪声。
超清晰多层次画质的感受
独特的基于人眼模型的Iridix曝光动态控制算法，使画面曝光均匀，层次感强。
采用业界最先进的支持WDR（宽动态范围）CMOS传感器，配合Iridix处理，在有强烈明暗反差的环境（如逆光），能够清晰的捕捉成像所有景物。
20倍光学变焦
快速准确而稳定的自动聚焦镜头，可达到20倍光学变倍。
宽范围、高速度，低噪音的平移/俯仰操作。
采用精密步进电机驱动，操作起来非常安静平稳，能快速地移动到指定位置，并进行大范围的拍摄。
全高清的多格式视频输出
丰富完善的接口。
同时提供DVI（HDMI）接口、广播级3GSDI接口。
尤其使3GSDI接口支持1080P60高清数字视频信号通过单根同轴电缆传输近100米。
支持1080P60/50、1080I60/50、1080P30/25、720P60/50等多种高清视频制式，
RS-232C远程控制（VISCA协议）
使用RS-232C（VISCA协议）接口，可对摄像机的所有设定以及平移/俯仰/缩放操作进行远程高速通讯控制。
通过RS-232级联接口，可连接多台摄像机
多地址设置
通过底部两位拨码开关设置本机地址
255个位置预设位
可对255个位置进行预先设置，包括水平、俯仰、变倍进行预设，即使在摄像机掉电关闭时，预设数据也可以保存下来。
多功能遥控器
配备有操作简便的遥控器，除了可进行基本设定，以及对水平、俯仰、变倍等进行控制外，还可以通过遥控器手动设定摄像头的相关参数。
红外遥控器信号透传功能
除了能够接收自己的专用遥控器信号外，还能够接收用户视频会议终端红外遥控器信号，将其转换成为串口信号发给视频会议终端。
替代了用户视频会议终端的红外接收口，这样以来，用户终端可以放置于后台。
可选摄像机倒装功能
结构上支持摄像机倒装，并可通过OSD菜单设置，采用遥控器或通过发送串口命令改变安装方式。
OSD菜单功能
丰富的OSD菜单，可用遥控器或串口来选择控制OSD菜单。
摄像机、镜头技术参数
型号
UV950A-20
镜头光学变倍
20倍光学变焦
f＝5.57～110mm
视角
3.3°（窄角）～54.7°（广角）
光圈系数
F1.6 ～ F3.5
图像传感器
1/2.8英寸高品质CMOS传感器
有效像素
207万、16：
9
视频信号
视频格式
1080P60/50/30/25/59.94/29.97；1080I60/50/59.94；720P60/50/30/25/59.94/29.97
最低照度
0.5Lux（F1.8,AGCON）
数字降噪、数字变倍
2D﹠3D数字降噪；X10
白平衡
手动/自动/一键白平衡/3000K/4000K/5000K/6500K
聚焦/光圈/快门
自动/手动
背光补偿
开/关
宽动态
关/动态等级调整
视频调节
亮度、色度、饱和度、对比度、锐度、黑白模式、伽马曲线
信噪比
>55dB
输入/输出接口以及支持协议
音视频和控制接口
UV950A-20型号：
DVI-Ypbpr（HDMI）、3G-SDI、LAN、RS232、RS485、A-IN
视频压缩格式
H.265、H.264；双码流输出
控制协议
VISCA/Pelco-D/Pelco-P；波特率：
115200/9600/4800/2400bps
音频输入接口
A-IN：
双声道3.5mm线性输入
音频压缩格式
AAC、MP3
网络接口
100M网口（10/100BASE-TX）；5GWiFi（可选），支持网络VISCA控制协议
网络协议
RTSP、RTMP、ONVIF、GB/T28181
电源接口
HEC3800电源插座（DC12V）
云台以及其它参数
水平、俯仰转动
-170°～+170°；-30°～+90°
水平、俯仰控制速度
0.1 ～100°/秒；0.1～45°/秒
预置位速度
水平：
100°/秒，俯仰：
45°/秒
预置位数量
255个（遥控器10个）
电源适配器
输入AC110V-AC220V输出DC12V/1.5A
尺寸（宽X高X深）
258mmX172mmX169mm
重量（约）
1.54kg
网络维护
支持远程升级、远程重启、远程复位
5.4总体功能实现
5.4.1多组多画面会议功能
为了更加真实再现会议的临场效果，系统提供强大的多画面功能，会议召开后可灵活选择多画面显示模式，这样各会场都能在一个显示设备上同时显示，极大的增强了会议的临场效果。
下面是分会场看到的多画面实际效果：
多画面实际效果
多画面会议中，还可以启用语音激励模式，系统支持多画面VIP画面方式，即多画面显示模式中的大画面将实时显示会议中声音最大的会场。
另外系统能够根据客户的实际需求配置提供2、3、4、6、8、9、13、16、24等多种画面组合方式，为用户营造一种虚拟会议空间。
华为视频会议系统还支持多画面轮询功能，可采用轮询的方式，随机按照指定的时间对各个分会场的画面进行轮询。
多画面格式示意图
在会议过程中，多画面的格式可以通过在各个会场灵活变换，利于日常开会的使用。
本项目配置华为VP9650MCU，设备采用全编全解技术架构，为每一路接入终端分配了独立的编解码资源，因为具备不限组数的多组多分屏会议能力，即支持的最大会议组数不限，每2-3个会场即可以组成一组会议，每组会议均可支持到24分屏，仅要求各组会议中接入终端总数小于MCU最大容量即可。
具体到本项目中的实际配置，单台MCU容量可换算为24路1080p60帧资源，即按每2个终端一组最大可支持12组1080p60fps高清24分屏会议。
5.4.2强大全编全解处理能力
全编全解示意图
由于HUAWEIVP9650为真正的全编全解架构，内置丰富的硬件DSP图像编解码资源，最大限度支持速率、协议动态适配，即所有参会的会场均能够以不同的通信协议、不同的带宽、不同的视音频协议、不同的清晰度加入会议。
所有的会场加入会议中均先进行图像解码，然后再进行重新编码组合成新的图像。
支持以下任意编码协议、图像格式在任意支持速率（64K～8M）下适配。
H.261QCIF/CIF
H.263QCIF/CIF/4CIF
H.264BP/HPQCIF/CIF/4CIF
H.264BP/H.264HP720P30fps
H.264BP/H.264HP720P60fps
H.264BP/H.264HP1080P30fps
H.264BP/H.264HP1080P60fps
Ø音频自适应
HUAWEIVP9650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MCU和终端都支持的最优音频协议，让终端入会，充分保证各标清高、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。
Ø活动会议速率、视频动态适配
HUAWEIVP9650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。
5.4.3良好的网络适应性
华为高清视频会议系统拥有独创技术，具备超强的网络适应能力，打造稳定的高清系统，可以全方位保证会议正常召开。
5.4.3.1超强纠错
华为高清视频会议系统采用超强纠错2.0技术，可以确保视讯业务在现网上有着较好的QoS保证。
可以在5%的网络丢包率的情况下，视频会议流畅进行。
华为超强纠错技术让IPQOS得到了充分的保障，从实验数据及现网运行状态来看，在5%网络丢包率，图像正常；10%网络丢包率，图像可接受；20%网络丢包率，可继续召开语音会议。
数据对比汇总表如下：
丢包率
华为产品
其他厂商
小于0.5％
损伤基本无察觉
有损伤可察觉，但不明显
0.5％～1％
损伤基本无察觉
损伤显著
1％～3％
损伤基本无察觉
恶化严重
3％～5%
有损伤可察觉，但不明显
图像恶劣，沟通无法进行
HUAWEIVP9650采用H.264SVC和华为公司独有的SEC3.0超强抗丢包处理技术，在网络丢包率达20%环境下仍可保障视频流畅；采用IRC智能调速技术，动态调整视频会议码流带宽，保证最优的音视频体验；超强的抗网络抖动能力，最大可达1000ms，保证会议顺利进行。
独到的QoS保证技术，支持华为公司独有的超强纠错技术，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，比国际标准和业界友商相比有极大的提高。
Ø丢包重传技术：
在小丢包、零星丢包情况下，使用丢包重传技术
Ø自动降速技术：
对于因网络拥塞造成的丢包，自动降速技术能够大大降低网络上的丢包率
Ø华为专利抗丢包技术：
SEC1.0（可抗3%的丢包）、SEC2.0（可抗5%的丢包）、SEC3.0（可抗20%的丢包）
丢包率
华为产品（启用SEC3.0）
其它厂商
小于1％
无察觉
有损伤可察觉，但不明显
1％～3％
无察觉
损伤显著，图像恶化严重
3％～10%
损伤基本无察觉
图像恶劣，沟通无法进行
10%~20%
有损伤可察觉，但不明显
图像恶劣，沟通无法进行
图26:
抗丢包功能对比示意图
5.4.3.2智能调速
华为高清视频会议系统采用智能调速技术，视频会议过程中实时统计当前的视音频丢包情况，当丢包率大于某个设定的条件时，便启动智能调速策略处理，让当前不稳定网络达到最佳的视频通话效果。
华为专有IRC技术，自动侦测网络业务占用带宽变化情况，智能选择适合各种网络带宽的最佳图像分辨率，保持会议良好质量
智能调速原理图
5.4.3.3断线恢复
华为高清视频会议系统采用断线恢复技术，在实际会议中可能碰到IP网络异常中断的情况，在30秒内只要网络恢复正常，该系统的视讯终端可立即恢复会议功能，使会议继续正常进行。
对于网络中断超过30秒以上，终端将退出会议，当网络恢复正常时，该系统提供特服号功能，终端通过呼叫特服号可立即回到会议中继续参加会议。
对于终端异常断电等特殊情况，当供电恢复，该系统的视讯终端可自动回到会议中继续参加会议。
当MCU出现断电，该系统同样可以在供电恢复后自动恢复会议，确保会议继续。
5.4.3.4丢包重传
华为高清视频会议系统采用丢包重传技术，它通过使用确认和超时这两个机制，在不可靠服务的基础上实现可靠的信息传输。
如果发送方在发送后一段时间之内没有收到确认帧，它通常会重新发送，确保视频会议的高流畅性。
5.4.4下级原视频会议系统互联互通方案
组网说明
通过市局模拟转接组网，实现公安厅、市局会议精神传达至区县、派出所单位。
5.4.4.2市局-县局数字级联组网方案
市局MCU通过信息专网及县级MCU、派出所等单位召开工作会议时，采用MCU数字级联的方式，管理员可登陆业务平台HUAWEISMC2.0进行会议调度、管理和控制。
实现MCU之间统一灵活调度，实现跨MCU的会议管理、调度，轮询、点名发言等功能。
组网图
组网说明
通过市局业务平台系统，快速召集区县高清及会终端，实现高清音视频互动、指挥信息共享等。
具体对接操作
在市局业务平台侧，把所有县级MCU当做一个普通终端会场添加，新建会议模板，把所有及会终端和县级MCU会场添加进模板，另设置一个会议接入号，用于接入县局MCU会场入会，最后召集会议。
县级MCU正常召开本市会议，呼叫原有系统的所有终端入会，同时将华为的MCU当作一台终端呼叫入会，也新增会议接入号（和市局对应相同），而华为的MCU则负责召集华为视频会议系统内终端入会，并将县级MCU作为一台终端呼叫入会，此时，两套系统的MCU分别占用一个端口，实现了两套系统的音视频、双流的互联互通。
这种互通方式的优点是：
两套系统不影响各自的独立性，仅通过MCU进行互联互通，原有系统仍可单独自行召开会议。
5.4.5高清采集卡录制方案
高清采集
电视信号传输中，传输视频信号的一种接口类型，把视频信号的亮度信息和色彩信息分开来，这样视频信号包括了分开传输的一路亮度信号和两路色差信号，因而避免了信号之间的串扰，及复合电视信号（亮度信号及色彩信号复合传输）和S端子相比有更高的图像质量。
HDMI、分量采集卡是现在视频行业中技术最先进的一款综合采集卡。
产品概述
高性能高清视频采集编辑卡，内置HDMI、色差、AV、SV等输入接口，支持全高清输入，支持市面上大部份TV游戏设备的各种格式输入、支持各种高清摄像机的实现采集。
达到极佳高清视频采集效果，满足各种录播、会议视频传输、高清视频监控等的需求，并可用于专业高质量的视频采集编辑。
占用主机CPU率低：
实时全分辨率高清无压缩音视频录制，让CPU从视频解压缩的工作中解脱出来；具有运动自适应隔行处理、数字缩放和行场频变化等功能，并拥有多种数字图像和数字降噪技术；支持一机多卡，在特技展台和专业领域非常合适。
5.5核心功能实现
5.5.1多视一流功能
多视一流（多视），就是将终端本地的多路输入进行画面的组合，然后以一路视频码流的方式将图像传送到远端，在不增加线路开销的前提下尽可能详尽的展示本端会场的各方面细节。
多视示意图
多视的另外一个应用类似于MCU的辅流加入多画面功能，可以应用于对于不支持辅流终端的互通。
可以通过本地进行多路图像的组合，以一路图像将多路信息传送到不支持辅流的会场，从而达到低端能力的会场也接收到辅流的效果。
5.5.2一屏三显功能
会议中常常需要同时传送演讲人的演讲胶片和演讲人的图像，华为公司的视讯系统非常方便的支持此功能，只需要演讲人的便携机通过VGA线缆接到会场的终端上，通过终端的VGA输入功能可方便的将胶片信息发送到远端会场，远端会场通过终端的VGA辅助输出接口将胶片内容通过投影设备显示出来，而终端的主视频输出接口显示的是远端演讲人的图像。
华为视频会议终端在开双流会议的时候，如果有2个屏幕的情况下，可以一个屏幕显示远端主流，一个显示远端辅流；如果只有1个电视屏幕，可以采用分屏/画中画的方式，在一块屏幕上同时显示远端主辅流和本地图像，华为高清是视频会议终端最大支持三分屏。
下面是分会场采用3台显示设备看到的实际效果：
会议双流功能
对于很多分会场通常只有1台显示设备的情况，华为公司的视讯终端提供在1台显示设备上同时显示“远端的会场图像＋远端胶片＋本地会场图像”，显示模式可通过终端遥控器灵活选择：
远端图像、远端胶片
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