基于PTN架構(gòu)的縣鄉(xiāng)視頻會議高清系統(tǒng)

◆王佩洪 普繼科 吳 勇 馬九勝 趙財科

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基于PTN架構(gòu)的縣鄉(xiāng)視頻會議高清系統(tǒng)

◆王佩洪 普繼科 吳 勇 馬九勝 趙財科

（云南省紅河州金平縣網(wǎng)管中心 云南 661599）

本文通過研究承載視頻會議高清系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和功能，詳細(xì)介紹了基于PTN架構(gòu)的縣鄉(xiāng)視頻會議高清系統(tǒng)在電子政務(wù)外網(wǎng)上的設(shè)計、部署和實現(xiàn)。

PTN；高清；視頻會議

0 引言

視頻會議，是指位于兩個或多個地點的人們，通過通信設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行面對面交談的會議。日常生活中的個人對談話內(nèi)容安全性、會議質(zhì)量、會議規(guī)模沒有要求，可以采用如騰訊QQ這樣的視頻軟件來進(jìn)行視頻聊天；而政府機(jī)關(guān)、企業(yè)事業(yè)單位的政務(wù)視頻會議，要求有穩(wěn)定安全的網(wǎng)絡(luò)、可靠的會議質(zhì)量、正式的會議環(huán)境等條件，則需要使用專業(yè)的視頻會議設(shè)備，組建專門的視頻會議系統(tǒng)，搭載在專用的網(wǎng)絡(luò)上。當(dāng)前，視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用已從單純的會議發(fā)展到基于網(wǎng)絡(luò)的多種交互式視頻應(yīng)用，視頻會議質(zhì)量已從標(biāo)清向高清甚至超高清方向發(fā)展，選擇何種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行承載值得探究。

1 需求分析

為保證縣鄉(xiāng)兩級視頻會議正常召開，并保障好中央、省、州視頻會議到縣到鄉(xiāng)的轉(zhuǎn)播，實現(xiàn)聲音和圖像高質(zhì)量傳輸，我們在已經(jīng)搭建好的電子政務(wù)縱向外網(wǎng)上，充分利用IP組網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對語音和圖像等多媒體業(yè)務(wù)的良好支持，以大大降低行政成本，避免網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)投資，通過PTN技術(shù)使電子政務(wù)外網(wǎng)平滑演進(jìn)到承載視頻會議高清系統(tǒng)，替換原有的標(biāo)清系統(tǒng)。

2 PTN技術(shù)

2.1 PTN介紹

PTN（分組傳送網(wǎng)，Packet Transport Network）是IP/MPLS、以太網(wǎng)和傳送網(wǎng)三種技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)的IP化、智能化、寬帶化、扁平化發(fā)展趨勢，以分組業(yè)務(wù)為核心、增加獨立控制面、提高傳送效率的方式拓展有效帶寬和支持統(tǒng)一的全業(yè)務(wù)提供；保持了適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特性，如分組交換、統(tǒng)計復(fù)用、采用面向連接的標(biāo)簽交換、分組QoS機(jī)制、靈活動態(tài)的控制面等；又繼承了SDH傳送網(wǎng)的傳統(tǒng)優(yōu)勢，如豐富的操作維護(hù)（OAM）、良好的同步性能、完善的保護(hù)倒換和恢復(fù)、強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理等；并且是針對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復(fù)用傳送的要求而設(shè)計。

2.2 PTN特點

PTN具有這樣一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和具體技術(shù)：在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置了一個層面，它是針對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復(fù)用傳送的要求而設(shè)計，以分組業(yè)務(wù)為核心并支持多業(yè)務(wù)提供，具有更低的總體使用成本（TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機(jī)制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴(kuò)展、較高的安全性等。PTN支持多種基于分組交換業(yè)務(wù)的雙向點對點連接通道，具有適合各種粗細(xì)顆粒業(yè)務(wù)、端到端的組網(wǎng)能力，提供了更加適合于IP業(yè)務(wù)特性的“柔性”傳輸管道；具備豐富的保護(hù)方式，遇到網(wǎng)絡(luò)故障時能夠?qū)崿F(xiàn)基于50ms的電信級業(yè)務(wù)保護(hù)倒換，實現(xiàn)傳輸級別的業(yè)務(wù)保護(hù)和恢復(fù)；具有完善的OAM機(jī)制，精確的故障定位和嚴(yán)格的業(yè)務(wù)隔離功能，可利用各種底層傳輸通道，保證網(wǎng)絡(luò)具備保護(hù)切換、錯誤檢測和通道監(jiān)控能力，最大限度地管理和利用光纖資源，確保業(yè)務(wù)安全；完成了與IP/MPLS多種方式的互連互通，無縫承載核心IP業(yè)務(wù)；網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立和設(shè)置，實現(xiàn)業(yè)務(wù)QoS的區(qū)分和保證，具有靈活提供SLA等優(yōu)點。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 設(shè)計原則

先進(jìn)性——嚴(yán)格遵循國際標(biāo)準(zhǔn)、國家標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)通信行業(yè)規(guī)范要求，采用當(dāng)前先進(jìn)成熟的技術(shù)和開發(fā)工具，符合高清視頻會議技術(shù)，具有較長使用壽命，方便維護(hù)升級和管理；兼容性——采用標(biāo)準(zhǔn)的音頻和視頻編解碼協(xié)議，符合H323和H320、SIP標(biāo)準(zhǔn)框架協(xié)議，兼容標(biāo)準(zhǔn)的視訊系統(tǒng)和設(shè)備，可與其他廠商標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品有效互通，避免選擇非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議設(shè)備，與省、州視頻會議高清系統(tǒng)能實現(xiàn)級聯(lián)或?qū)?；實用性——系統(tǒng)操作方便、簡潔、高效，功能符合高清視頻會議召開工作需要且模塊化，能夠產(chǎn)生積極效果，系統(tǒng)設(shè)計須從整體和長遠(yuǎn)角度考慮；可靠性——確保系統(tǒng)具有高度的安全性，不易被計算機(jī)病毒感染，對工作環(huán)境要求較低，環(huán)境適應(yīng)能力要強(qiáng)，無需專業(yè)人員維護(hù)，系統(tǒng)需要滿足7×24小時無人職守方式平穩(wěn)工作；經(jīng)濟(jì)性——綜合考慮視頻會議高清系統(tǒng)的性能和價格，最經(jīng)濟(jì)最有效地進(jìn)行建設(shè)，性價比在同類系統(tǒng)和條件下達(dá)到最優(yōu)。

3.2 部署環(huán)境

基于PTN架構(gòu)的縣鄉(xiāng)電子政務(wù)縱向外網(wǎng)。

3.3 設(shè)備結(jié)構(gòu)

（1）管理層設(shè)備。完成對多媒體通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)管理、調(diào)度和控制，以及對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置和管理。

（2）網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。主要包括視訊交換平臺MCU、網(wǎng)守。

（3）終端層設(shè)備。從縣鄉(xiāng)高清視頻會議產(chǎn)品形態(tài)上看，采用會議室型會議終端，適用于會議室中幾個到幾十個甚至上百個參會人員的環(huán)境，配置在高清視頻會議中的主會場和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分會場。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

本文以金平縣已建成使用的華為視頻會議高清系統(tǒng)為例。

4.1 主要設(shè)備

（1）終端：華為ViewPoint9030

終端是視頻會議高清系統(tǒng)中的用戶設(shè)備，也是主要設(shè)備，它的主要功能是完成語音、圖像、數(shù)據(jù)的輸入和輸出，完成語音、圖像的編碼壓縮和解碼釋放及各種傳輸接口的處理。

華為ViewPoint9030視頻會議終端由視頻輸入/輸出、音頻輸入/輸出、視頻編解碼、音頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)接口、協(xié)議和應(yīng)用程序等部分組成。擁有流暢高清的畫質(zhì)表現(xiàn)，支持多種語音視頻標(biāo)準(zhǔn)，聲音還原真實自然，且操作簡單，安全性有保障。

（2）MCU（多點控制單元）：華為ViewPoint8650

MCU在三個或三個以上視頻會議終端進(jìn)行會議時使用，用于會議管理和控制，并在多個視頻會議終端間進(jìn)行音頻、視頻、數(shù)據(jù)的切換和混合。

華為ViewPoint8650的主要功能：全硬件平臺架構(gòu)，高集成度；提供IP/E1/4E1方式接入，19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)框結(jié)構(gòu)，高度為5U，可直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架上，全面支持HD（1080P、720P）系列視頻和寬頻語音；擁有主叫呼集、多點會議、多畫面會議、雙流功能、字幕功能、全景會場等會議功能。

4.2 系統(tǒng)部署

視頻會議高清系統(tǒng)建設(shè)在電子政務(wù)外網(wǎng)平臺上，采用IP方式組網(wǎng)進(jìn)行部署和實現(xiàn)，以縣政府主會場為中心，構(gòu)建一個星型視頻會議高清系統(tǒng)，并實現(xiàn)與省、州電子政務(wù)視頻會議高清系統(tǒng)級聯(lián)連接。

在縣政府主會場部署一臺華為ViewPoint8650并建設(shè)會議管理中心，同時各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（農(nóng)場）作為分會場通過電子政務(wù)縱向外網(wǎng)接入并召開視頻會議。會議結(jié)束時，視頻會議高清系統(tǒng)自動釋放所占用帶寬，讓PTN網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)有IP資源得到充分利用。在視頻會議終端配置上，綜合考慮電子政務(wù)縱向外網(wǎng)帶寬和項目建設(shè)經(jīng)費等因素，為縣政府主會場配置高清終端ViewPoint9030和VPC600-1080P攝像頭，為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（農(nóng)場）分會場配置高清終端ViewPoint9030和VPC600-720P攝像頭。

因視頻會議高清系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)平臺的帶寬要求較高，在傳輸上對實時性要求也較高，因此要求電子政務(wù)縱向外網(wǎng)能夠提供較高帶寬，并通過全網(wǎng)的QoS策略保障視頻會議召開效果。由于PTN網(wǎng)絡(luò)平臺應(yīng)為視頻會議高清系統(tǒng)預(yù)留足夠帶寬，經(jīng)與移動公司洽談，使用1920Kbit/s的傳輸速率開展電子政務(wù)視頻會議高清業(yè)務(wù)。根據(jù)業(yè)務(wù)需要，今后可將傳輸速率擴(kuò)展至4Mbit/s。

4.3 組網(wǎng)方案

縣政府主會場MCU、會控硬件、ViewPoint9030、錄播器和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)（農(nóng)場）分會場ViewPoint9030接入電子政務(wù)縱向外網(wǎng)PTN設(shè)備ZXCTN 6110，通過PTN網(wǎng)絡(luò)將各信號傳送匯聚至縣政府中心機(jī)房PTN設(shè)備ZXCTN 6200，實現(xiàn)組網(wǎng)。

5 小結(jié)

近年來，隨著國家電子政務(wù)外網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)和聲像技術(shù)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量持續(xù)提升及帶寬增加，作為音視頻通信技術(shù)重要應(yīng)用的視頻會議高清系統(tǒng)已經(jīng)在政府自身建設(shè)中發(fā)揮出強(qiáng)大作用。架構(gòu)在基于PTN的電子政務(wù)外網(wǎng)上的縣鄉(xiāng)視頻會議高清系統(tǒng)不僅能為領(lǐng)導(dǎo)干部提供直接而全面的溝通交流和信息傳遞，而且節(jié)約了大量成本、時間，提高了效率，同時也為縣鄉(xiāng)兩級政府利用此系統(tǒng)開展視頻接訪、遠(yuǎn)程培訓(xùn)、應(yīng)急指揮等應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，為十三五期間如何在基層組織打贏脫貧攻堅戰(zhàn)發(fā)揮了積極作用。

[1]百度百科http：//baike.baidu.com/view/21490.htm.

[2]百度百科http：//baike.baidu.com/view/1617341.htm.

[3]閆煥章.電子政務(wù)外網(wǎng)高清視頻會議系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù)，2013.

[4]鄧世昆.計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程與規(guī)劃設(shè)計.云南大學(xué)出版社，2014.

[5]金平縣電子政務(wù)縱向網(wǎng)組網(wǎng)方案.中國移動集團(tuán)云南省金平縣支公司，2013.