高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計方案研究

戴 元

（民航東北空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心，遼寧 沈陽 110043）

高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計方案研究

戴 元

（民航東北空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心，遼寧 沈陽 110043）

文章介紹了高清視頻會議系統(tǒng)的組成和設(shè)計原則，并結(jié)合民航東北空管局實際情況，提出了高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計方案，為其它高清視頻會議系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用提供參考。

高清視頻會議；控制中心；H.323

（一）引言

民航東北空管局標清視頻會議系統(tǒng)始建于2003年初，系統(tǒng)覆蓋沈陽、哈爾濱、長春、大連等地空管分局、站共 9個會場，用于召開視頻會議、協(xié)調(diào)指揮和突發(fā)事件應(yīng)急處理，極大地提高了工作效率，節(jié)約了辦公成本。經(jīng)過幾年的平穩(wěn)運行后，系統(tǒng)目前已進入故障高發(fā)期，存在的問題和隱患較多。同時，民航局空管局視頻會議系統(tǒng)和民航局協(xié)調(diào)決策視頻會議系統(tǒng)也需要與其實現(xiàn)互聯(lián)互通，原有系統(tǒng)已無法滿足實際工作需要。近年來，在IP網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建高清視頻會議系統(tǒng)的技術(shù)已日臻成熟。如何消除原有系統(tǒng)隱患，使之在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)管理等各方面能夠滿足工作需要，具有重要的現(xiàn)實意義。

（二）高清視頻會議系統(tǒng)組成

高清視頻會議系統(tǒng)由高清多點控制單元、高清視頻會議終端、高清顯示系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、控制中心等部分共同組成。

1.高清多點控制單元

高清多點控制單元是整個視頻會議系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于召開三點或多點之間的高清視頻會議，由多點控制器和多點處理器組成。

2.高清視頻會議終端

高清視頻會議終端用于對單向或雙向的視頻信號、音頻信號和數(shù)據(jù)信號進行采集、處理和還原。

3.高清顯示系統(tǒng)

高清顯示設(shè)備應(yīng)能夠支持1920（水平）×1080P（垂直）高清分辨率，并配置HDMI、DVI等高清數(shù)字圖像接口。

4.傳輸網(wǎng)絡(luò)

高清視頻會議系統(tǒng)對承載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有著較高的要求，實現(xiàn)720P分辨率的高清視頻會議，需要配置1MB網(wǎng)絡(luò)帶寬，考慮信令開銷和收發(fā)雙流信號所需帶寬，實際需要配置 1.3MB以上帶寬。實現(xiàn) 1080P分辨率的高清視頻會議，需配置 2MB以上帶寬，才能確保高清視頻會議系統(tǒng)的正常運行。

5.控制中心

控制中心是高清視頻會議系統(tǒng)的核心節(jié)點，用于對整個系統(tǒng)進行管理和控制，由高清錄播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。高清錄播系統(tǒng)用于重要會議的錄制、存儲和回放。監(jiān)控系統(tǒng)用于全網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，為網(wǎng)絡(luò)管理人員快速定位故障并采取應(yīng)對措施提供依據(jù)。

（三）高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計原則

高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計原則如下。

1.高清視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循H.264、G7.19、1080P等國際、國內(nèi)和行業(yè)的技術(shù)標準及規(guī)范。

2.重要設(shè)備、鏈路應(yīng)采用冗余設(shè)計，最大限度減少因單點故障引起的系統(tǒng)癱瘓，確保高清視頻會議系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運行。

3.系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足同時召開多組高清視頻會議功能，保證每組會議之間相互獨立，互不干擾。

4.系統(tǒng)應(yīng)便于管理和維護，盡可能減少系統(tǒng)管理人員的工作量和技術(shù)復(fù)雜程度。

5.系統(tǒng)應(yīng)提供視頻、音頻及雙流畫面的數(shù)字化錄制功能，提供視頻會議資料的保存及回放功能。

6.系統(tǒng)應(yīng)具有較強的可擴展性，在滿足現(xiàn)有需求的同時，充分考慮今后的發(fā)展，方便系統(tǒng)的后期擴容。

（四）高清視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

民航東北空管局高清視頻會議系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu)設(shè)計，遵循 H.323協(xié)議標準，以沈陽主會場為中心節(jié)點，覆蓋東北地區(qū)各空管分局、站，實現(xiàn)各會場之間的視頻、音頻和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。系統(tǒng)主要由傳輸網(wǎng)絡(luò)、高清多點控制單元、高清視頻會議終端、音頻處理系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、高清錄播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。

2.傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

沈陽與哈爾濱、長春、大連各地之間互聯(lián)的廣域網(wǎng)鏈路主要通過民航ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)實現(xiàn)，各地之間的連接帶寬為2MB。為提高網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性，建議在各地之間租用運營商 SDH專線作為備用鏈路，與 ATM主用鏈路互為備份。通過浮動靜態(tài)路由技術(shù)，確保當主用鏈路出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡(luò)能夠在最短的時間內(nèi)切換到備用鏈路，從而確保視頻會議系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.會場設(shè)計

為各會場配置相應(yīng)數(shù)量的高清視頻會議終端、高清攝像頭、高清電視機、高清投影儀、高清視頻矩陣及數(shù)字音頻媒體處理器。

（1）高清視頻會議終端應(yīng)具有高清編解碼能力，實現(xiàn)視頻信號、音頻信號和數(shù)據(jù)信號的采集、處理和還原。

（2）高清攝像機通過 HDCI線纜連接到高清視頻會議終端，用于采集視頻信號。

（3）高清電視機和高清投影儀應(yīng)支持 1920（水平）×1080P（垂直）分辨率，用于輸出視頻圖像。

（4）高清矩陣切換器用于本場圖像、遠端圖像、雙流圖像等各種視頻信號的輸入、輸出切換。

（5）鵝頸麥克風(fēng)用于采集音頻信號，音響系統(tǒng)用于音頻輸出。

（6）數(shù)字音頻媒體處理器用于音頻信號處理，減少話筒和音響間的回聲效應(yīng)，提高音頻信號的質(zhì)量。

4.控制中心設(shè)計

控制中心設(shè)置在主會場核心機房，負責系統(tǒng)的總體控制和運行，由高清多點控制單元、中控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)共同組成。

（1）在控制中心配置一臺高清多點控制單元，負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換與通信處理等工作。為擴大系統(tǒng)處理交換能力，建議對高清多點控制單元的網(wǎng)絡(luò)接口進行規(guī)劃，利用其跨網(wǎng)段功能，實現(xiàn)與外部視頻會議系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（2）主會場設(shè)備較多，應(yīng)配置中控系統(tǒng)對會場內(nèi)各種設(shè)備進行統(tǒng)一管理。中控系統(tǒng)由中控主機、無線控制器、無線觸摸屏等設(shè)備組成。中控主機通過RS232、RS485、紅外、網(wǎng)絡(luò)等各種接口與受控設(shè)備相連接，接收并處理來自系統(tǒng)管理人員發(fā)出的控制請求，從而實現(xiàn)主會場內(nèi)所屬設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制。

（3）建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，對多點控制單元、視頻會議終端、路由器、交換機等重要設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包影響視頻會議系統(tǒng)正常運行時，及時向系統(tǒng)管理人員發(fā)出告警，提高系統(tǒng)的維護效率。

（4）在控制中心配置一臺高清錄播服務(wù)器，用于重要會議的錄制和存儲。錄制的內(nèi)容應(yīng)包括主會場及各分會場的視頻信號和音頻信號。

5.級聯(lián)會議設(shè)計

（1）與民航局空管局視頻會議系統(tǒng)互聯(lián)

東北空管局視頻會議系統(tǒng)與民航局空管局視頻會議系統(tǒng)均采用 H.323協(xié)議標準設(shè)計，不存在設(shè)備兼容性問題，建議采用多點控制單元數(shù)字級聯(lián)的方式，實現(xiàn)兩套系統(tǒng)的視頻、音頻和信令之間的互聯(lián)互通。具體做法為：將東北空管局高清多點控制單元的第一個網(wǎng)絡(luò)接口與系統(tǒng)內(nèi)部核心交換機相連，用于召開東北地區(qū)視頻會議；將第二個網(wǎng)絡(luò)接口與民航局空管局視頻會議系統(tǒng)的多點控制單元進行數(shù)字連接，實現(xiàn)兩套視頻會議系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（2）與民航局協(xié)調(diào)決策視頻會議系統(tǒng)互聯(lián)

東北空管局視頻會議系統(tǒng)與民航局協(xié)調(diào)決策視頻會議系統(tǒng)采用不同廠商生產(chǎn)的多點控制單元，利用數(shù)字級聯(lián)方式實現(xiàn)兩套系統(tǒng)的互聯(lián)互通存在設(shè)備兼容性問題。在不改變兩套視頻會議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，建議通過視頻會議終端模擬轉(zhuǎn)接的方式實現(xiàn)互聯(lián)。具體做法為：在沈陽主會場新增一臺視頻會議終端，與民航局協(xié)調(diào)決策視頻會議系統(tǒng)相連，同時將其視頻信號和音頻信號與主會場高清視頻會議終端進行背對背交叉連接。當民航局協(xié)調(diào)決策視頻會議系統(tǒng)需要向下轉(zhuǎn)播時，通過主會場兩臺視頻會議終端模擬轉(zhuǎn)接，向東北地區(qū)各分會場進行廣播，從而實現(xiàn)兩套視頻會議系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（五）結(jié)語

文章結(jié)合民航東北空管局實際，介紹了高清視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計原則，并有針對性地提出了系統(tǒng)設(shè)計方案。高清視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循穩(wěn)定、可靠、易于管理和維護、擴展靈活等原則，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)應(yīng)用、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)性能等各方面能夠適應(yīng)未來發(fā)展需要，從而為高清視頻會議系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運行打下堅實的基礎(chǔ)。

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TN948.63

A

1008-1151(2011)06-0046-02

2011-03-23

戴元（1979－），男，民航東北地區(qū)空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心計算機室工程師。