视频会议系统方案建议书.doc

高清视频会议系统高清视频会议系统 方方 案案 建建 议议 书书 二零一零年七月 目录目录 第第 1 章章 视频会议系统的发展视频会议系统的发展 .4 1.1 概述.4 1.2 视频会议系统框架协议.5 1.3 视频压缩标准.6 1.4 视频会议系统组成.9 1.5 高清视频会议系统.11 1.5.1高清视频会议分辨率.11 1.5.2高清视频会议宽高比.13 1.5.3高清视频会议特点.13 第第 2 章章 需求分析需求分析 .14 2.1 项目总体需求.14 2.2 设计依据标准.14 2.3 设计十大原则.17 第第 3 章章 系统设计系统设计 .20 3.1 系统配置.20 3.2 系统组网图.21 3.3 系统控制中心.22 3.4 主会场布置图.22 3.5 系统配置说明.23 3.5.1 ME 8000综合媒体交换平台.23 3.5.2 MG 9060 1080P终端.25 3.5.3 MG 9030 720P终端.26 3.5.4 TopView桌面视讯终端软件.28 第第 4 章章 系统显著特点系统显著特点 .30 4.1 1080P 震撼超高清.30 4.2 全面可靠性.32 4.3 网络质量自适应 NAA.33 4.4 网络拓扑自适应.34 4.5 超强的适配性.34 4.5 多媒体融合.35 4.6 强大的组播能力.36 4.7 丰富的接口.37 4.8 单屏三显/四显.38 第第 5 章章 系统功能及应用系统功能及应用 .39 5.1 点对点远程会议.39 5.2 多组会议同时召开.39 5.3 多画面会议.40 5.4 双流会议.41 5.5 多种会议模式.42 5.6 图像轮巡功能.42 5.7 会议控制功能.43 5.8 终端掉线重邀.43 5.9 全路混音及闭音.43 5.10 简体中文界面.44 第第 6 章章 系统可扩展性设计系统可扩展性设计 .45 6.1 系统扩容.45 6.2 级联功能.45 第第 7 章章 系统安全性设计系统安全性设计 .47 7.1 MCU 安全性 .47 7.2 终端安全性.47 7.3 会议安全管理.48 第第 8 章章 网络适应性设计网络适应性设计 .50 8.1 系统的 QOS 保障.50 8.2 支持混速.50 8.3 跨网段组织会议.51 8.4 支持防火墙、NAT 穿越.51 第第 9 章章 主要设备介绍主要设备介绍 .53 9.1 H3C ME 8000 高清多点控制单元.53 9.1.1产品概述.53 9.1.2产品特点.53 9.2 H3C MG 9060 1080P 视频终端.55 9.2.1产品概述.55 9.2.2产品特点.55 9.3 H3C MG 9030 720P 视频终端.56 9.3.1产品概述.56 9.3.2产品特点.57 9.4 H3C TOPVIEW软件终端 .58 9.4.1产品概述.58 9.4.2产品特点.58 9.4.3产品规格.60 第第 10 章章 会议室设计建议会议室设计建议 .62 10.1 视频会议室总体设计要求.62 10.2 视频会议室类型，大小与环境.62 10.3 会议室的布局.64 10.4 会议室的照度.65 10.5 会议室的声学要求.66 10.6 传输条件.67 10.7 供电系统.67 10.8 会议室实例.68 第第 1 章章 视频会议系统的发展视频会议系统的发展 1.1 概述概述 从现代的电话、电报、传真为方式的邮政电信业务，再进一步到现在基于 互联网开展的 Email、IM(即时通信)到视频通信业务，人类通信的发展经历了各 种通信手段的更新换代。人们已不再满足由电话、电视、传真和电子邮件等单 一媒体提供的传统语音和文字通信，而是需要数据、图形、图像、音频和视频 等多种媒体信息以超越时空限制的集中方式作为一个整体呈现在人们眼前。 数字化网络技术高速发展的今天，传统的通讯方式如电话、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。 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。 在如今的经济时代，企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。 1.2 视频会议系统框架协议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.320 MCU，它的用户单机成本和用户线路使用费用都较高。 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，使用范围逐渐 缩小。 本着实用性的原则，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。同时不用为不会使用到的 H.320 框 架协议，符合实用性，经济性的建设原则。 1.3 视频压缩标准视频压缩标准 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-4 AVC 由 ITU-T 与 MPEG 联合制定， （H.264 在 MPEG 中称为 MPEG-4 AVC，也就是通称的 MPEG-4 的 Part 10，也就是说只有明确说 MPEG- 4 AVC 或 MPEG-4 Part10 才是 H.264。通常称呼的 MPEG4 指的是 MPEG-4 Part2） 。 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 MPEG X 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，在图像内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 CodecMPEG4H.263MPEG2 H.26439%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。 4)H.264 与 MPEG-4 的画面效果比较 下图左为 MPEG-4 在码率 1Mbps 情况下的画面质量，右为 H.264 在码率为 512Kbps 情况下的画面质量，我们可以看到 H.264 的性能倍增。 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。 1.4 视频会议系统组成视频会议系统组成 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（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：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（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（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：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。 1.5 高清视频会议系统高清视频会议系统 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 会存在的基本内容之一。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范围，也是高清主要涉及的领域。 但高清的范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。 高清迅猛发展，我们不仅看见高清在传统领域里取得一定的进展，触角已 经伸到了视频会议行业。 1.5.1 高清视频会议分辨率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 QCIF30176 X 120176 X 144 CIF30352 X 240352 X 288 4CIF30704 X 480704 X 576 16CIF301408 X 9601408 X 1152 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 1080p25,301920 X 1080HD 720p25,301280 X 720HD 480p25,30860 X 480SD H.264 规格是视频会议理想的工具。尽管和之前的 H.26x 算法相比，它需 要更强的处理能力，但是自 2004 年之后生产的大多数视频会议系统都包括 H.264。它可提供优质的视频传输和低延时的编码和解码，从而视频流更为流畅、 自然。事实上，H.264 的效率是 H.263 的两倍，在特定线路速率下的视频质量 也要高出一倍。此外，某些增强的 H.264 规格包括互动视频的错误隐藏算法， 此技术可自动调整视频操作，即便网络负担过重、不稳定或者出错率高，都可 以保证操作自如，并提供更高品质的视觉享受。H.264 编码标准提供了更强的 灵活性，为不同的开发商提供了进行互操作的通用平台。H.263 标准支持大量 可能的变异产品，与此不同，H.264 标准只包括少量的压缩技术。这样一来， 可以在不大幅度下、降视频质量的前提下更为轻易地实现来自多个生产商的不 同视频会议设备的集成。 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。 1.5.2 高清视频会议宽高比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，双眼的范围 120 度左右，而 16：9 的长方形恰巧适合人眼的可 视范围，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，169 宽银幕带来 的强烈视觉冲击同样功不可没。 1.5.3 高清视频会议特点高清视频会议特点 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 注会议内容。 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)满足更多种双流内容的传输要求：高分辨率的图片同步传输（工程图纸、 设计图样）等。 第第 2 章章 需求分析需求分析 2.1 项目总体需求项目总体需求 本工程完成后，能在重庆市规划局视频会议系统内实现交互式会议、及时 交流，远程培训等功能。该视频会议系统应该是一个技术先进、成熟可靠、性 能优秀、扩展灵活、标准开放的系统，并且能够综合考虑到该系统的中长期发 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，最大程度地保护已有的投资。 2.2 设计依据标准设计依据标准 1)国家标准 641920kbit/s 会议电视系统进网技术要求GB/T 15839-1995 会议电视系统工程设计规范YD/T5032-2005(2006 年 1 月开始实施) 2)国际标准 ITU-T 协议 ITU-T H.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-T H.230：视听系统的帧同步控制和指示信号 C V 为房间容积（m） ； S 为房间内吸声物总表面面积（m） ； 为室内平均吸声系数； M 为空气衰减系数； T 为混响时间（s） ； 会议室的高度大约在 4m 的情况下，容积200m3 的最佳混响时间为 0.30.5s，20050