视频防灾减灾系统设计方案.docx
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视频防灾减灾系统设计方案
第1章视频防灾减灾系统设计方案
1.1项目背景
涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统，目前在防灾减灾指挥室中心（涿州市气象局），通过网络专线，计划建设主会议室1个防灾减灾指挥中心以及15个乡镇防灾减灾分中心，共计16个点的高清视频防灾减灾系统，实现音视频交流、会议、培训、考试、实时传输移动点音视频资料等功能，后期将要扩容到覆盖全系统的视频防灾减灾系统。
1.2项目建成目标
未来将建设成为覆盖全国分支机构的视频防灾减灾系统。
系统建设目标如下：
Ø视频会议系统是以涿州市气象局防灾减灾指挥中心为中心，使涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统与各乡镇召开视频防灾减灾会议，它以服务于涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统管理为宗旨，基于内部网络，能够提供视频会议、业务交流等多媒体信息服务。
Ø各分支机构可以根据需要随时召开与其他分支机构的视频会议。
Ø具备丰富的远程会议控制。
Ø实现4M带宽下HD1080P\25帧\秒视频效果，达到22K双声道立体声音频效果。
Ø高清双流培训，满足在高清视频会议时发送高清的PC内容，实现双路动态高清视频效果。
Ø系统的管理和控制简便。
Ø系统具备优秀的QoS策略和安全策略。
Ø可以和会议室的多媒体设备结合。
本次将要建设的视频会议系统无论在网络上、技术上、设备上、环境上都是可行的，并且要有良好的实时性和交互性，实现人与人之间的信息交流，使各会场之间通过视频防灾减灾设备，能够进行视频、音频等信息的互通，达到以更高效率的通讯传输目的，达到提高网络资源的利用率和办公效率的目的。
这样，涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统基于系统内部IP网络的高清视频会议系统将提供一个会议、交流的手段，为节省大量的差旅费用，提高办公效率。
而高清视频会议系统的各项应用是涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统全体人员提高自身素质，推动工作信息化的重要手段之一。
1.3系统预期收益
建设完成后的该高清视频会议系统会议模式丰富，功能强大，运行管理简单方便，并且提供强大的扩展能力。
通过在涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统建设该高清视频会议系统，可预期的收益可能有：
Ø节省大量的差旅费用、时间成本、人员成本
Ø各地间、各单位、各机构间共同协作办公效率的大幅提升
Ø独有的图表或数据内容之间交流的顺利开展
Ø决策和措施的快速形成与执行
Ø新知识、新内容的快速推广
1.4系统可实现的功能
根据上述的方案设计，我们设计的视频会议系统可以具有下面的功能、特点和效果。
会议控制功能
在视频会议应用中，支持2种控制方式：
主席控制方式、自由方式，同时，每种会议控制方式包括多种会议运行模式：
主讲同步控制、主讲导演控制、主讲演示控制、讨论模式，根据会议的不同需要可选择不同的会议控制方式。
全屏讨论演示自动
主席控制方式
任意一个会场在获得主席密码后都可以申请成为主席,成为主席的会场可以控制整个会议，指定或终止某一个分会场发言，选择自己想要观看的会场，远程控制任何一个分会场的音频设备、视频设备、网络带宽、摄像机等。
主席会场可以保持和主讲人同步，从而和各分会场保持统一的会议过程；
主席会场可以和主讲人不同步，能够不受任何会场的干扰选择自己想要观看的会场，选择自己的会议分屏模式，如4、6、8、9、10、13、16等各种分屏显示方式。
主讲人同步控制模式
任意一个会场都可以申请经允许成为主讲会场,成为主讲的会场可以点名某一个分会场发言，可以选择自己想要观看的会场，远程控制任何一个分会场的音频设备、视频设备、网络带宽等。
主讲人具有强制退出任一会场、远程控制摄像头的能力。
主讲人可以同步所有各分会场显示统一的界面和视频，所有各分会场和主讲人的界面保持同步显示。
主讲导演控制模式
任意一个会场都可以申请经允许成为主讲会场,成为主讲的会场可以点名某一个分会场发言，可以选择自己想要观看的会场，远程控制任何一个分会场的音频设备、视频设备、网络带宽等。
主讲人具有强制退出任一会场、远遥摄像头的能力。
各分会场不随意查看其他会场，所有各分会场查看的视频由主讲人指定显示，主讲人可以广播多个分会场的视频画面，这样可以大量的节约对网络带宽的占用。
主讲演示控制模式
任意一个会场都可以申请经允许成为主讲会场,成为主讲的会场可以点名某一个分会场发言，可以选择自己想要观看的会场，远程控制任何一个分会场的音频设备、视频设备、网络带宽等。
主讲人具有强制退出任一会场、远遥摄像头的能力。
各分会场不随意查看其他会场，主讲人可以广播两路视频画面。
讨论模式
所有会场可以不受控制的发言，选择自己想要观看的会场。
多组会议
Valnet视频会议系统可以同时召开多个会议，这样可以同时满足系统内同时产生的多个的远程视频会议的要求。
不同的会场之间进行不同方面的工作会议，比如：
×××和×××开会的同时，×××和×××也可以开会。
多个项目同时进行会议沟通，比如：
×××和×××开会的同时，×××和×××也要开会。
多画面显示
多画面显示功能作为视频会议系统中的辅助功能，可增强系统应用的灵活性，便于在单一显示设备上以分屏形式同时显示多个远端会场的图像。
支持丰富的画面组合显示方式，可支持1、4、6、8、9、10、13、16等多种灵活的画面组合模式。
可在无需结束会议的情况下，实现多画面格式以及多画面与单画面间的动态切换。
可以设定各个会场都接收多画面图像或只在主会场显示多画面，其他分会场只收看指定广播的会场图像。
双流功能
我公司视频会议的会议终端支持双流功能，区别于某些H323系统需要额外设备才可以支持双流功能和某些终端只支持双流接收功能；软件终端支持8路摄像机输入；双流图像的显示支持多种方式任意画面可以互换。
丰富的数据功能
Ø文档共享：
用户可以将文档分发给所有会议成员同步共享浏览，支持包括PowerPoint、Word、Excel等各种格式的可打印文档。
Ø文档标注：
主讲人可以文档上进行标注、绘制、编辑图形、输入文字等操作。
Ø屏幕视频：
主讲人可以把自己的计算机屏幕实时广播给其他用户，特别适合基于互联网的同步培训教学。
Ø远程协助：
会议主讲人经过同意可远程实时控制其它用户的计算机，远程协助办公。
Ø云台控制：
通过计算机的RS232端口连接解码器后，在远程可对摄像机镜头进行光圈、焦距、景深的控制。
可以对云台上下左右的转动进行全方位的控制。
Ø远程设置调节：
主讲人、会议主席可以对与会用户的音视频等各种参数进行远程设置
Ø文件柜：
与会成员可以上传限定大小的文件到数据服务器上，其它与会成员可以下载文件柜中文件。
Ø文字交流：
与会成员可以与全体会议成员同时进行文字交流，也可以选择某个与会成员进行单独的文字交流。
动态速率调整
当网络出现拥塞，视频会议的带宽得不到保证，将会出现画面马赛克甚至停顿的情况，动态速率调整技术可通过检测网络状况动态调整视频会议的码率，当网络带宽不足时，自动降低会议带宽，当网络状况恢复后，视频会议恢复到正常带宽。
保证会议的连贯性，提供更好的视音频。
智能丢包恢复
当网络出现丢包情况，对端接收不到视频会议码流，画面会出现跳跃、停顿甚至黑屏等现象，智能丢包恢复技术通过检测网络丢包率，重发丢失的数据包来保证网络拥塞时的会议效果。
MCU实现此功能。
流媒体功能
系统支持丰富的流媒体功能，可进行开始、暂停、恢复、停止及指定播放点等操作。
1.5系统特色功能以及优势
稳定的高清晰图像
可采用H264CBR、H264VBR、MPEG-4标准的视频压缩技术，在具有独享384K或以上带宽时，能为用户提供稳定的清晰视频图像。
支持的发言人数无限制
用户在开会过程中对用户的混音路数无限制，所有与会者可以同时听见多个发言人的声音，让沟通更加流畅。
并且在并发的各会议室内都可以进行多路混音，并且各会议室之间相互不会产生干扰。
视频显示模式丰富多样。
会议成员间在自由模式下可以相互自由察看视频，每个用户一次最多可以查看16路视频。
为会议室应用提供了四分屏、五分屏、六分屏、八分频，九分屏、十分屏、十三分屏、十六分屏等多种分屏模式。
高并发用户数
单机支持最高300并发用户，支持并发250个会议室，满足用户目前的使用需求，并有充足的扩容空间。
灵活严谨的用户管理机制
视频会议系统拥有灵活的会议管理模式，灵活的用户、会议室管理机制，通过严格的用户管理和验证机制使用户登入相应会议。
完善的会议管理模式
视频会议系统拥有完全控制模式、一般控制模式和自由模式三种会议控制模式。
远程控制
会议主持人可以进行远程音频和视频参数的设置。
云台控制
会议主持人不仅可以遥控本机的摄像头，而且还可以远程遥控任意一会场的摄像头，可远程对摄像机镜头进行光圈、焦距、景深等控制。
可以对云台进行全方位的控制。
文字交互系统
在文字讨论区，会议成员可以与全体人员或某个人进行文字交谈，当选择对一个人发送信息时，其他会议成员则不能看到。
卓越的数据共享功能
视频会议系统拥有丰富的数据共享功能，支持电子白板、文档共享（PowerPoint、Word、Excel、PDF、TXT等）、桌面共享、文字讨论等功能。
多语言，国际化设计
视频会议系统本身为多语言版本，支持中英文操作系统。
会议实时录制回放
系统具有实时会议录制功能。
并可以随时进行回放。
强大的网络适应能力
系统具有良好的带宽处理机制，采用手动带宽调整机制，具有强大的网速适应能力。
强大的扩展功能
系统具有良好的扩展功能，支持服务器集群、分布式服务器和二级服务器。
互联网混网应用及强大的NAT穿透机制
系统在多种模式（ADSL,网通宽带,长城宽带,数据专线,ISDN等）接入互联网,并能够对各种防火墙进行穿透,使得网上的视频会议能够在多种接入方式,低带宽的互联网网络环境下无障碍的进行。
支持NAT、代理服务器以及各种防火墙，大多数企业在应用时无需更改任何网络配置，就可以将系统部署到企业现有的网络环境中。
1.6主要实现功能
Ø高质量语音：
即使在低带宽以及恶劣网络条件下，都能实现连续高保真的语音通讯。
Ø高质量图像：
在复杂的网络条件下，独创的QOS技术保障流畅高清晰的视频通讯。
Ø提供标准化的音视频设置，用户无需进行复杂设置，既可享受到高质量远程视讯会议。
Ø多路视频图像：
支持多路视频图像显示，最多支持几十路图像显示，标准版可以同时显示16路视频图像，根据特殊应用，可以定制更多分屏模式，同时支持主会场大窗口显示；用户可以随意切换到其他用户的视频图像，或者选择一个视频窗口进行多级放大甚至全屏显示。
Ø分屏显示：
提供2/4/9/16路均分视频窗口显示或5/6/8/10/13路主会场大窗口视频显示模式。
Ø视频轮循：
与会人员可以通过单个或多个视频窗口将视频图像在设定的时间间隔内进行轮循显示。
Ø多路混音：
采用业界领先的多路混音技术，可以同时进行多达几十路声音混合，并进行高保真回放。
Ø双视频技术：
根据特殊要求，可以制定主会场双路同时显示甚至多路视频图像，适合更多应用范围。
Ø会场录制：
支持整个会场的录制，包括视频、音频、数据、文字以及画面组合的录制，同时录制的文件都支持回放。
Ø单屏录制：
可以将指定会场的视频进行单独录制。
Ø文件传输：
与会者之间可以方便地进行文件的传输。
Ø文档共享：
用户可以将文档上传到服务器，并且可以与所有会议成员同步共享浏览，支持包括PowerPoint、Word、Excel、PDF、gif等各种格式的可打印文档。
Ø文档标注：
主讲人可以在文档上进行标注、绘制、编辑图形、输入文字、粘贴图片。
无主讲人情况下，可同时支持若干与会者进行标注、绘制、编辑图形、输入文字、粘贴图片。
Ø屏幕视频：
主讲人可以把自己的计算机屏幕实时广播给其他用户，特别适合基于互联网的同步培训教学。
Ø云台控制：
通过计算机的RS232端口连接解码器后，在远程可对摄像头进行光圈、焦距、景深的控制。
可以对云台上下左右的转动进行全方位的控制。
Ø远程设置调节：
主讲人、会议主席可以对与会用户的音视频等各种参数进行远程设置。
Ø文件柜：
与会成员可以将本地的文件上传到数据服务器上，会议主席和文件上传者同时拥有删除管理文件的权力，其它与会成员可以下载文件柜中文件，但无管理删除权限。
Ø文字交流：
与会成员可以与全体会议成员同时进行文字交流，也可以选择某个与会成员进行单独的文字交流。
Ø多会议室：
可以在一台服务器上同时部署多个会议室，并支持多个会议同时进行，充分满足用户的需求。
Ø简单易用会议模式：
会议模式分自由模式和主讲模式，自由模式下用户可以自由接收音视频以及独自操作数据功能，一旦有人申请成为主讲人，会议模式自动切换成主讲模式，在主讲模式下，其它与会成员将跟随主讲人的界面模式以及音视频接收情况。
Ø申请成为会议主席：
与会成员可以输入会议密码验证成功后，升级成为会议主席。
Ø控制会议模式：
会议主席可以在主席控制和自由会议模式之间进行切换。
Ø支持快速译音对话、视频查看，一键开关音频对话、视频查看功能。
Ø远程协助：
会议主席发出控制请求并得到允许后可以控制对方的计算机。
Ø会议室锁定：
会议主席可以根据情况对会议进行加锁，以保证会议正常进行而受干扰。
Ø全场静音：
会议主席可以根据需要进行会场清理，使用全场静音功能。
Ø会议点名：
会议主席可以方便地查看与会人员的出席情况。
Ø语音私聊：
会议主席可以通过建立私聊组的方式与参会人员进行语音私聊，并且交流的内容其他与会人员是接收不到的，具有一定的保密性。
Ø跑马灯设置：
会议主席可以通过此功能来发布会议及时消息，并且消息内容进行循环滚动显示。
Ø监控视频接入：
可通过级联方式把监控录像或实时监控录像接入到会议中来，使会议实时现场观看到监控采集的视频图像。
Ø劝退：
会议主席将会场中某个成员请出会议。
1.7本次工程建设原则
本次视频会议系统共需要建设1个涿州市气象局主会场会议室，以及各乡镇等15个分会场会议室。
拟采购（支持16个硬件终端接入或支持16个软件客户端接入）MCU一台、接入15台视频会议终端，分别应用到涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统的主会场会议室及下辖的15个分会场会议室；并对其相关的安装调试、运输、验收、售后服务等按照工程要求，在整个方案的设计中，遵循以下设计原则：
先进性原则：
协议规范实现大量的实时多媒体信息压缩解压和传输，采用目前流行的H.323和H.264压缩技术，部分借鉴了MPEG-4和MPEG-21理论，所采用的技术将成为国际通信界未来的主流技术，完全独立自主知识产权，具有持续发展的潜力。
能实现高清晰度画质、高保真CD音质，同时延时可控制在200ms以内，充分保证视频会议的高质量。
兼容性原则：
在整个系统设计过程中，考虑到多媒体技术和网络技术的多样性，所有的设备均按照国际通用的标准设计，兼容性良好。
可扩展性原则：
本方案除了充分保证传统视频会议的高质量、高可靠性之外，还力求大大拓展视频会议的应用范围和应用内容，充分体现了网络化视频应用的潮流和方向。
本方案除了要实现视频会议功能还要求系统能实现包括监控图像传送、远程教育、数字录像、视频点播、可视通话等多种扩展功能。
高可靠性原则：
会议终端和MCU同时还具有网络适应能力。
当网络出现拥塞时，终端会议优先保证音频流的发送，从而保证会议的不间断性。
可管理性原则：
系统需具有直观界面的视频会议管理系统，可直观方便地对系统实现全程网管，大大减轻维护难度。
系统提供日志，记录运行过程中出现的异常信息。
管理员和工程人员可以通过查询运行日志随时了解设备运行状况。
此外，网管还具有告警管理功能，设备运行过程中出现的告警即时反映在网管客户端界面通知用户，同时还将告警信息记录入告警日志数据库中，以备用户查询。
支持中文界面。
高安全性原则：
视频终端要支持对系统设置、Web管理等进行密码认证的访问控制。
通过这种方式加强了系统的安全性，有效地阻止了对视频终端的非法访问和操作。
1.8视频会议系统组网方案
本建议方案采用视频会议MCU、视频会议终端，视频会议系统可同时与H.323协议终端连接。
主会场位于涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统大会议室，并在主会场建立全网视频会议管理控制中心，组网示意图如下所示：
涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统视频会议拓扑图
组网说明：
视频会议系统控制中心设在涿州市气象局远程视频会议防灾减灾系统中心机房（涿州市气象局），在视频会议系统中起到统一管理、统一协调的重要角色，在整个网中处于信息交换中心位置。
在机房内架设一台核心交换设备视频会议系统（MCU）综合流媒体交换平台，在主会场设置一台高清视频会议终端、高清摄像机以及其他音视频输入输出系统设备，会议管理系统负责对整套系统中的会议室型终端、MCU等设备的管理；各种会议的预定义和开会时对会议的控制，核心设备视频会议系统MCU构成了网络视频会议系统的核心平台。
视频会议终端通过IP网连接到核心交换设备，上传本地的音视频流及相关数据；并接收核心交换设备转发的分会场的音视频流及相关数据，并通过音视频输出设备播放和显示出来。
VAMH2024MCU最多可以支持16个会场接入，本次接入16个会场。
本设备升级后最多可接入256点会场。
在分会场会议室各部署一台视频会议终端,通过IP网连接到机房的核心设备视频会议MCU，接收核心交换设备转发的音视频及相关数据，并通过音视频设备输出；同时上传本地的音视频流及相关数据到核心交换设备上，以便转发给主会场和其他分会场。
主会场及所有的分会场之间的网络接入是互联网络连接，在视频会议系统组建后在机房的MCU分配一个固定的IP地址,不可以采用动态DHCP获取IP地址，以便分会场的访问，且带宽要大，至少10Mbps以上，至少要保证主会场的MCU接入带宽要足够大。
基本要求是主会场及所有分会场的视频会议终端长ping核心交换设备MCU时的ping值要小于30ms.这样才能保证16个会场同时正常开会。
总的来说，MCU内嵌自主开发的系统，是不同于微软或其它厂商的独立系统。
因此，即使直接连到公网线路上，也不必担心会受到网络攻击或黑客的袭击，保证了会场终端的安全。
而终端的摄像控制是通过遥控器完成。
在网络安全上，视讯产品具有公、私网穿越的能力，可以在不增加网络设备的前提下实现防火墙的穿越。
第2章视频会议系统性能设计
视频会议系统的主要工作是流媒体传输，流媒体传输对视频会议系统数据处理的实时性要求很高。
因此，视频会议系统的每个组成部分和集成后的整体性能优异是现代高质量视频会议召开的重要保障。
下面将对速率范围、音频指标、视频指标、时延指标、稳定性指标、可靠性指标、系统安全性等方面进行性能设计。
视频会议系统的主要工作是流媒体传输，流媒体传输对视频会议系统数据处理的实时性要求很高。
因此，视频会议系统的每个组成部分和集成后的整体性能优异是现代高质量视频会议召开的重要保障。
下面将对速率范围、音频指标、视频指标、时延指标、稳定性指标、可靠性指标、系统安全性等方面进行性能设计。
2.1稳定性指标
视频会议系统在召开会议时呼叫的成功率和会议进行时会场的掉线率是衡量一套视频会议系统稳定性的重要参考指标。
我们为此项目选用的MCU和视频终端具有极高的稳定性，在网络和设备无故障，呼叫成功率达到99.9%，掉线率小于0.005次/方/小时，它能确保本系统视频会议召开的质量。
2.2可靠性指标
此项目选用的MCU和视频终端采用业界技术上最先进的体系结构和设计理念，全新分布式交换架构，处理能力和稳定可靠性得到提升，系统可靠性应达到99.99%。
所有硬件模块支持热插拔，可在线升级。
该系统是业界第一个列入“火炬计划”的视频会议系统。
通过信产部产品认证及中国计算机产品质量检测中心检测。
2.3系统安全性
本视频会议系统中采用的MCU、视频终端都采用多级密码管理机制，使整个系统处于多重安全保护之下，有效的阻止各个方面的非法访问和操作，使用户更加安全使用视频会议系统。
此系统提供三级安全保护：
Ø会议召开设定有会议密码，进入会议必须有该密码；
Ø会议的控制需要授权用户名、密码；
Ø网络管理和设备管理需要授权的用户名、密码。
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