视频会议系统.docx
《视频会议系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《视频会议系统.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
视频会议系统
视频会议系统设计方案
一、视频会议系统概述
1、视频会议系统简介
随着全球信息化时代的到来，人们了解事物、交换信息的途径已经从基本的纸、笔、书本、话音等发展到通过声光电信号等方式，进行更准确、更快捷、更丰富地表达。
在需求的推动下，多媒体计算机技术与通信技术相结合，逐渐发展成为一种新的边缘技术--多媒体通信技术。
如果说19世纪是电报的时代，20世纪是电话的时代，那么21世纪将是多媒体通信的时代。
视频会议能为用户提供直观、全面的沟通方式，并节约时间、降低成本、提高生产效率，因此巨大的市场需求推动了视频会议技术的发展。
国内外很多科研机构和厂商都进行了多媒体多点会议通信系统的研究，并推出了各自的视频会议系统。
在研究各视频会议系统的基础上，国际电信联盟（ITU-T）形成了视听多媒体通信系统国际标准的系列建议，使不同厂商的多媒体通信产品能够互通，推动了多媒体通信技术标准化的进程。
视频会议是网络时代出现的新型会议方式，而会议正是政府和企业的工作的重要组成部分。
新的数据和图像传送功能是取代了传统的会议，使得人们可以跨越地域来开会，对于企业的工作来说，是非常好的手段，所以更多的企业重视起来视频会议系统的建设，以改善工作方式。
视频会议可以提高办事效率并减少各种出差费用，给政府部门带来各种利益，这包括：
●更少花费——更少的旅行、住宿、娱乐花费；
●更高的工作效率——更少的时间花在旅行上，而更多的时间用在工作；
●充分利用资源——关键人物、关键信息变得更容易接近。
●改进的交流——人们更频繁的聚在一起，更有效的分享信息；
●更快地做出决策——更容易接近关键人物；
●友好的环境——没有汽车或者飞机喷射出来的气体的毒害，人们可以在自己熟知的“安全”的地方进行开会。
●最优化决策制定——决策不仅会下的更快，而且有更多参与者的意见与赞同；
●更快的危机管理——无论主管人员在世界的任何一个地方，他们都能在短时间内召集会见；
●更多的反馈——由于人们变得更加有效率，就会对情况做出更有效的讨论与回答，形成良性循环，提高办事效率。
●
2、视频会议系统的网络结构
从视频会议技术发展的历史来看，目前，视频会议系统的建立可以依据ITU-T的两大框架H.323和H.320来进行，从而形成两种不同的建设方案。
H.320是ITU-T较早期的视频会议标准，该标准完全建立在一系列视频会议专有的技术和标准之上，而H.323标准建立在通用的、开放的计算机网络通信技术基础之上，具有广阔的发展前景。
自1996年ITU-T批准该标准以来，视频会议的技术和市场都发生了革命性的变化。
越来越多的厂家竞相投入H.323新产品的开发，越来越多的用户采用H.323技术和产品构造他们自己的视频会议系统。
这是通信网络技术、计算机技术和多媒体技术飞速发展和日益融合所带来的必然趋势。
H.323视频会议系统的出现主要得益于两个方面：
首先，用户端计算机设备的处理能力越来越强大，主要表现在计算机主频时钟不断提高、内存容量不断扩大；其次，网络技术的突飞猛进亦为桌面视频会议系统的实现奠定了基础。
随着INTERNET的不断发展，基于TCP/IP技术的应用已日益广泛，用户迫切希望将各类应用统一在一个网络平台上，如数据、语音、视频等多媒体应用。
视频会议系统与过去基于视频流的遵循H.320协议标准的视频会议系统具有很大差别。
为了保证各桌面视频会议系统生产厂家产品的互操作性，ITU发布了H.323推荐标准，许多系统生产厂家遵循该标准推出了相应的产品，由于IP协议的广为流行，大部分产品都是基于IP传输平台的。
H.323标准是一系列标准的集合，涵盖了语音、视频、数据共享等各个方面。
ITU－TH.323协议定名为“分组多媒体通信系统”（Packet－basedmultimediacommunicationsystems），其主要面对的应用需求就是在IP网络之上提供多媒体通信服务。
协议定义了四个主要功能单元（设备）：
终端、MCU、网闸、网关。
终端完成基本的多媒体通信功能及用户界面，是用户端设备。
MCU负责多点通信的管理，完成级联功能，是核心服务及控制设备。
网闸负责注册、管理、状态维护、地址翻译等域（Domain）功能，同时也提供安全、带宽管理、路由等功能，是可选的辅助控制设备。
网关负责H.323设备同其它类型多媒体通信设备互连互通时的协议（控制及数据）转换，这些设备包括H.320、H.321、H.322、ISDN、PSTN等。
基于H.323的视频会议系统大多是建立在IP传输平台之上的，透明于底层网络通信机制，但在实际应用中应考虑底层网络对视频会议性能的影响。
若仅应用在局域网内，由于当前大多数局域网都是基于100M以太网或交换式以太网，网络带宽已能满足视频会议需要，但是，若要在具有广域连接的企业网中应用视频会议系统，就一定要考虑广域传输对视频会议性能的影响。
基于H.323的视频会议作为一种IP增值应用，可结合现有的各类业务应用，构成一个集数据、语音、视频于一体的计算环境，充分利用网络资源
而且，H.323系统在技术的先进性、功能的完善性、操作的方便性、系统的可扩充性以及性能价格比等各方面，都日益显示出比H.320系统明显的优越性。
同时H.323这一标准的先进性已经为实践所证明并将继续得到各视频会议系统厂商的普遍支持，随着网络服务供应商宽带业务的拓展以及在保证网络服务质量情况下对核心宽带骨干网技术的应用，我们可以预见网络传输能力会得到迅速提高，从而促进H.323视频会议系统的快速发展。
基于H.323视频会议系统结构图：
如图中所示，一个完整的H.323的视频会议系统主要由以下几个部分组成：
1）、视频会议终端
视频会议终端即用户利用其直接看到图像、数据的设备，会议室型的视频会议终端主要由主机、摄像头、麦克风等构成，完成图像（视频），声音（音频），其他会议材料（数据）的采集，在每个会场里都要有至少一个会议终端，完成视音频的接收和发送。
2）、多点控制单元（MCU）
多点控制单元是一个视频会议系统的核心，负责对会议进行各种管理。
包括会议的创建，会议的开启，会议的结束，会议的预约等工作，还有各种会议参数的设置，多分屏连续会议的实现，各种会议模式的设定等等。
3）、网守（GateKeeper）
网守是H.323系统的一个可选组件，其功能是向H.323端点提供呼叫控制服务。
H.323网守在系统中提供4种基本服务：
地址翻译、带宽控制、许可控制与区管理功能。
带宽管理、呼叫鉴权、呼叫控制信令和呼叫管理等为网守的可选功能。
在H.323系统中网守并不是必需的，然而如果存在网守，那么终端必须使用由网守提供的服务。
这些服务在RAS中定义。
在逻辑上，网守是一个独立于端点的功能单元，但在物理实现时可以包含在终端、MCU和网关中。
4）、网络
基于H.323的视频会议系统一般都是基于IP网络的，基于H.320的视频会议系统则是采用电话交换方式的网络，如ISDN等。
网络带宽是影响视频会议系统质量的重要因素，网络也是制约用户能达到的效果的关键因素。
3、视频会议系统的图像编码格式
H.323会议系统中的图像编、解码方式主要有三种，即H.261、H.263、H.264。
H.261建议是1990年提出的运动图象编码算法，具有开创性的意义。
它的编码效率高，图象质量好且实时性好，广泛运用于会议系统的运动图像的编码方式之中。
H.263建议是为了满足低码率运动图象编码而制订的。
同H.261一样，H.263采用了运动补偿和DCT编码方法，但它参照MPEG标准引入以I帧、P帧、PB帧（选项）三种帧模式和INTER（帧间编码）、INTRA（帧内编码）两种编码模式。
为提高压缩比，H.263又采取以一些新的措施：
取消了H.261中可选的环路滤波器，将运动补偿的精度提高到半象素；改进了运动估值算法，充分利用以运动矢量的相关性来提高预测质量，减轻块效应；精减了部分附加信息的编码，提高了编码效率；采用三维哈夫曼编码、算术编码来进一步提高压缩比。
H.264标准是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像专家组）的联合视频组（JVT，JointVideoTeam）开发的标准，已于2003年5月30日得到ITU-T的正式获准。
也称为MPEG-4Part10，“高级视频编码”。
在相同的重建图像质量下，H.264比H.263和MPEG-4节约50％左右的码率。
而且对网络传输具有更好的支持功能。
它引入了面向IP包的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输。
H.264具有较强的抗误码特性，可适应丢包率高、干扰严重的无线信道中的视频传输。
H.264支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。
H.264能适应于不同网络中的视频传输，网络亲和性好，从而在数字视频通信和存储领域得到越来越广泛的应用。
4、视频会议系统的音频编码格式
H.323会议系统中的音频（语音）编码方式主要有六种：
G.711、G.722、G.723.1、G.728、G.729和MPEGaudio。
其中G.711是必备的，其它为可选项。
除了上述六种编码方式外，也可以通过能力协商来采用其它方法。
在图象编码方面，H.263采用了多种方法使编码尺度可变，即根据不同的信道质量对码流进行调整以保证适当的服务质量。
对于语音编码，这一点同样重要。
目前，H.323会议系统中主要采用G.723.1和G.729两种语音方式。
G.723.1具有较好的语音质量。
其5.3k速率编码，语音质量优于VCELP（8kbps）；其6.3k速率编码，语音质量等价于32kbps的G.726建议相应指标。
两者基本上均能达到长途电话质量的要求。
G.723.1的缺点是固有时延较大。
G.729是一个8kbps的语音编码标准，它采用的算法是共轭结构代数码本激励线性预测编码（CS_ACELP），能达到32kbpsADPCM语音质量。
研究发现，CS_ACELP算法很有特点：
作不太大的改动后，向下可达6.4kbps，向上可达13kbps，且可传送更好的语音质量。
二、养征局视频会议系统项目需求
养征局目前已以接入云南省交通行业专网，并按照交通厅的部署完成了交通行业专网的各项软硬件的系统安装、调试与运用。
为了提高养征局的办事效率，促进政务公开，养征局计划建立养征局系统内的视频会议系统，该系统将覆盖养征局机关及全省16个地州养征处。
本次项目建设的目标是建立一套从局机关覆盖至各地州养征处的视频会议系统。
该系统具备召开从局机关至各下级单位的视频会议的能力。
在实现视频会议的同时，可完成视频远程教学、培训以及会议讨论互动等基本需求。
该视频会议系统是集数字会议技术、视频会议技术、网络平台技术、音视频技术、多媒体技术、环境控制技术、软件应用技术等于一体的高科技系统集成，该系统工程不是将一些设备的简单叠加，而是将现有的、成熟的先进技术以最优性价比合理地应用到系统工程中，以期达到养征局全局业务管理、办公视频会议转播，以及多层次、多样化教育培训的目的。
系统的建设应考虑与省交通厅原有视频会议系统的互联互通，并应充分考虑到系统将来的扩展性，具有统一管理，维护简单，易于扩展等特点，同时要求具有良好的升级服务与安全措施，以使得投资利益得到可靠的保护。
通过系统的建设主要实现以下功能：
1）、远程视频会议应用
从养征局到16个地州养征处的视频会议应用，共17个会场。
2）、指挥调度
通过有线与无线设备的接入，将系统的前端由会议室延伸至工作现场。
实现现场与总部之间的视频、图像、音频及数据的传输，以实现异地现场调度与指挥的功能。
3）、异地协同工作
通过进入系统提供的共享区域，实现远程、异地的协同工作。
如：
总部和各下属单位以及下属单位之间进行异地的资料共享（电子文档或纸质文件）、图纸会审等。
4）、远程培训
时空限制与有限资源目前仍然是制约培训工作的主要因素，视频会议系统的实施将极大地方便各局会场异地之间的各种培训和教学，提高培训工作的时效与降低成本。
系统在应用上能够满足在全省范围内进行远程、异地培训的功能。
三、养征局视频会议系统设计方案
1、方案设计遵循的国内外标准
1）ITU-T协议
ITU-TH.221：
视听电信业务中的64～1920kbit/s信道的帧结构
ITU-TH.224：
利用H.221的LSD/HSD/MLP信道单工应用的实时控制
ITU-TH.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-TH.230：
视听系统的帧同步控制和指示信号C&1
ITU-TH.231：
用于2Mbit/s以下数字信道的视听系统多点控制单元
ITU-TH.242：
关于建立使用2Mbit/s以下数字信道的视听终端间的通信系统
ITU-TH.243：
利用2Mbit/s信道在2～3个以上的视听终端建立通信的方法
ITU-TH.245：
多媒体通信控制协议
ITU-TH.246：
支持H系列协议的多媒体终端之间的交互
ITU-TH.264：
支持基于窄带的视频编解码协议；
ITU-TH.239：
支持同时能够发送第二路流的双流协议；
ITU-TH.263：
关于低码率通信的视频编解码
ITU-TH.282：
远端设备控制逻辑通道传输
ITU-TH.283：
多媒体应用的远端设备控制协议
ITU-TH.320：
窄带电视电话系统和终端设备
ITU-TH.323：
基于不保证Qos的分组网络中多媒体业务的框架协议
ITU-TT.120：
视频视听系统用户层数据协议
ITU-TH.239：
关于双视频流传递协议
ITU-TH.261：
关于PX64Kbit/s视听业务的视频编解码器
ITU-TH.264:
关于高压缩比通信的视频编解码
ITU-TH.281：
在视频会议中应用H.224的远端摄像机控制（FECC）规程
ITU-TH.320：
窄带电视电话系统和终端设备
ITU-TH.323：
基于不保证Qos的分组网络中多媒体业务的框架协议
ITU-TH.331：
关于视频会议系统单向接收的通讯规程
ITU－TG.703：
数字系列接口的物理/电气特性
ITU－TG.704：
用于一次群和二次群等级的同步帧结构
ITU－TG.735：
工作在2Mbit/s并提供同步384Kbit/s数字接入和/或同步的64Kbit/s数字接入基群复用设备的特性
ITU－TG.711：
话音步率的脉冲编码调制
ITU－TG.723：
语音双速率编解码标准
ITU－TG.722：
自适应差分脉冲编码调制（APPCM）的语音编码标准
ITU－TG.728：
低时延码本激励线性预测编码
2）国内标准
GB7611-87：
脉冲编码调制通信系统网络数字接口参数
TZ020-95：
64-1920Kb/s会议电视网路技术体制（暂行规定）
YD5032-97：
会议电视系统工程设计规范
YD5033-97：
会议电视系统工程验收规范
YD/T822-1996：
P×64Kbit/s会议电视编码方式
YD/T927-1997：
用于音像和视频会议业务的多点通信服务
YD/T936-1997：
音像和视频会议业务的多点通信服务协议
YD/T948-1998：
多媒体会议业务的通用应用模板
YD/T970-1998：
通用的会议控制
YD/T971-1998：
多媒体会议的特定网络的数据协议栈
YD/T995-1998：
多媒体会议业务的数据协议
YDN090-1998：
多媒体会议型业务技术要求（窄带会议型业务）
GB/T15839-1995：
《64~1920kbit/s会议电视系统进网技术要求》
GB/T19259-2003：
《视频投影器通用技术条件》；
YD/T1196-2002：
《基于IP网的远程教学系统技术要求》；
YD/T1140-2001：
《基于IP网络的会议系统技术要求》；
YD5032-97：
《会议电视系统工程设计规范》；
YD5033-97：
《会议电视系统工程验收规范》；
2、方案设计原则
1）先进性
系统设计应满足云南公路局视频会议系统的需求，且切实可行并容易实现；遵循国际标准和国内外有关的规范要求；符合计算机、网络通讯技术和视频会议技术的最新发展潮流，并且是应用成熟的系统。
2）实用性
系统设计应符合工程的实际需要；系统配置即强调先进性也注重实用性，应注意系统配置的经济效应，达到综合平衡。
3）可扩展性
系统设计要考虑今后的发展，留有充分的扩充余地；应即能支持广域网也能支持局域网。
比如，视频会议终端设备应既能支持H.323视频会议标准，又能支持H.320视频会议标准；系统的扩容应快速、方便，增加的投资少。
4）便利性
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。
5）可靠性
具备在规定条件和时间内完成用户所要求的功能的能力，能长期稳定地工作；结构简单，连接点少，可靠性高；对工作条件和工作环境要求较低；系统启动快，系统掉电后再来电或网络传输中断后再恢复正常，系统恢复工作迅速；故障率低，维护维修方便。
6）经济性
综合考虑系统的性能和价格，性能价格比在同类系统和条件下达到最优；经济性应包括以下内容：
系统本身的价格（包括系统、技术服务和培训）；系统运行后经济效应预算的可能收益；对系统实施现场的特殊要求所需的费用；对系统集成所需的有关软件和硬件等的开发费用。
7）安全保密性
系统设计要保证各环节安全保密、方便操作、易于掌握。
3、系统设计方案简述
针对养征局的需求，养征局视频会议网络的网络拓扑图如下：
图1养征局视频会议系统网络拓扑结构简图
针对养征局的情况，我们建议视频会议系统的终端采用挪威TANDBERG（泰德）公司的产品，其中主会场采用T6000MXP、分会场采用T880MXP；MCU可以采用TANDBERG（泰德）公司的MPS200；网管系统及GK服务器采用TANDBERG（泰德）公司的TMS系统。
如图1所示，养征局的视频会议系统主要包括17个会场，主会场设置在养征局机关，分会场包括云南省内16个地州养征处。
其中在养征局机关需要增加MCU、GK服务器、网管系统以及主会场的视频会议终端；在各个地州养征处需要增加分会场视频会议终端等设备。
各系统设备通过行业专网实现互联互通，从而实现完整的视频会议系统功能。
本方案基于H.323协议的组网方式，将严格按照ITU-T国际标准设计，所选择的设备和技术方案不但具有当今该领域的最先进技术，而且也通过实际使用验证了其可靠性。
系统建成后具有如下主要使用特点：
1）、良好的声音质量
多点会议声音延时小，唇音同步较好。
会场声音绝对纯正，不会受其它杂音的干扰。
会场人物发言的声音将根据发言声音大小，自动增益调整。
在多个会场进行交流发言时，各个会场地声音清晰可辨。
2）、良好的图像质量
图像的质量逼真，色彩纯正。
活动图像的质量非常流畅，不会有人物的拖影现象。
各会场的图像切换迅速，不会出现图像马赛克现象。
各个会场地图像在切换时快速流畅，不影响会议效果。
支持高连续性动态图像传送，对诸如DVD影片、现场追踪等激烈运动的视频图像，用户关注的则是其连续性，TANDBERG公司首创了符合广播电视标准的60场/秒的NaturalVideo技术，使运动图像更连续，画面纵向清晰度提高1倍。
支持高清（720p）格式图像传输。
3）、ITU-H.264视频编解码技术
H.264建议是ITU-T和ISO/IEC组成的联合视频小组JVT在H.261,H.263以及MPEG系列的基础上制定的新的编码标准，它采用了与MPEG-4的编码机制，此协议选择了MPEG-4部分内容，它剥离了MPEG-4中立体声音频编码和内容版权信息，将图像格式统一为QCIF、CIF、ICIF（2CIF）、4CIF用于H.323视频会议中的图像编码。
H.264具有与MPEG-4相同的编码效率并可与MPEG-4标准兼容，在同样的视频质量下，比H.263节约50％左右的码率。
因此H.264极有可能成为新一代多媒体通信的视频压缩编码标准，可见它将有非常广的应用前景。
4）、ITU-H.239双路活动视频功能
双路视频源的效果具体体现为：
显示设备1所显示的画面是远端图像，显示设备2所显示的画面是远端传过来的辅助摄像机画面或实物展台画面或DVD画面或PC画面等，双画面的显示远端图像使用户使用视频终端的直观性大大增强，提高管理和工作效率。
其示意图如下：
如上图，视频信道同时传递和接收两个不同视频源的信号。
观众能同时看到讲话者和演示。
用户能够选择每条视频信道的带宽和他想显示第二个画面的信息源，例如：
辅助摄像头，实物展示台、DVD、电脑等。
动态双路视频的应用，方便了进行工作汇报、实物展示、管理培训。
利用双路动态视频同时传送功能，在召开多点远程视频会议的时候，发言人不仅可以将自己的图象以高清晰的图象质量传送到远端各会场，同时还可以将自己的辅助输入设备，比如：
发言人的PC画面，或者是DVD宣传片也可以传送到远端会场，这样，远端不仅可以看到发言人的画面，还可以收看到PC图像或者DVD宣传片，从而使得视频会议更为生动，提高工作效率。
5）、混视/音频协议功能
TANDBERG系列产品支持ITU-TH.261/H.263/H.263+，和H.264最新的视频编解码算法，支持ITU-TG.711/G.722/G.728，和G.722.1最新的音频编解码算法。
系统在点对点以及多点会议模式下，可支持混视频协议功能和混音频协议功能，
6）、网络视频保密功能
系统设备可为用户的使用、管理、维护提供多种授权确认机制，使不同应用条件下都应有相应的安全保障，使网络中的系统管理员、系统使用者等不同级别身份的人员具有不同的系统操作权限。
例如：
●AccessCode
系统可制定给不同使用者不同号码。
使用者只有知道正确号码才能操作设备，否则设备将拒绝所有控制指令。
针对不同号码，系统有操作记录，根据该记录即可得知设备被使用情况。
可为不同使用者记录相应使用费用。
●IP管理口令
这一设置可控制设备是否允许远端通过LAN登录，并控制设备。
●流媒体（Streaming）口令
任何用户在收看流媒体广播时，将被要求输入正确口令。
然后才能收看流媒体广播。
●H.243主席控制口令
与外置MCU配合，当MCU呼叫时，用户需输入正确口令，才能参加会议。
7）、完全基于Web方式的管理及配置界面
H.323视频会议系统的网管是基于TCP/IP协议中的SNMP（简单网络管理协议），包括对终端、MCU的管理、配置和维护都可以通过SNMP来实现。
内置Web服务器，通过网络管理系统甚至是标准WEB浏览器如IE，即可对全网所有会议电视终端的工作状态实时监控、管理。
支持SNMP、Telnet、FTP、RS-232串行通信等多种控制通信协议，扩展的H.341MIB管理信息库。
系统配置、故障诊断、系统升级等维护工作完全由网络维护中心远程实现，最大限度减少网络运营维护工作量。
TANDBERG开发的TMS网管系统可对全网终端进行24小时自动检测报警、CallCenter呼叫、流量统计、操作记录等各种功能。
8）、系统支持Downspeeding网络自动降速
系统设备可以进行手动与自动传输包长自适应调整的终端产品，这就大大强化了终端对于IP网络上抖动，丢包等的适应能力。
在多点会议下，系统会自动将网络连接速率适应在当前带宽上，以保证会议持续进行而不中断。
无需花费时间进行系统的重启动或重新呼叫连接。
在多点会议下，RADVISIONMCU能保证所有在线的会场根据
升级会员 