视频会议设计方案.docx
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1、项目综述随着IT技术的发展以及视频会议需求的日益提高,特别是视频编解码技术的发展为视频图像带来革命性的变革,高清视频已经成为视频会议系统应用的基本需求。尤其在公安系统的日常沟通、集体会商、应急指挥等诸多应用场景下,极致高清的视频需求愈来愈发迫切。视频会议系统建设预计分为两个阶段:第一阶段将市局的原有MCU替换,增加一台高可靠性、安全性、大容量的全适配MCU(配置24路1080P60fps的接入容量),保证市局与各区县及派出所的原有视频会议系统无缝兼容。第二阶段将新增2个高清终端会场,采用公安IP专线网络互联互通方式,加入会议;建成后的视频会议系统,采用分布式一体化架构,以市局为主会场,各个县局
2、分支为节点,形成统一的视频会议系统。需求分析总体要求1、支持多组多画面会议,至少支持2组以上24画面合成会议。2、支持全编全解技术,支持1080P60帧编解码。3、具备较强的抗丢包能力,在10%丢包下,语音连续清晰,视频清晰流畅,基本感觉不到丢包影响;在20%丢包下,语音较清晰连续,视频偶有卡顿。4、能够在不改变现有连接方式的前提下与现网德州市公安局下级公安机关已有视频会议终端互联互通。建设依据本系统方案建设均遵守国家现行的规范与标准,对我国未制定的规范则参照相应的国际标准执行。包括但不限于以下规范:1.YD5032-2004会议电视系统工程设计规范;2.YD5033-2004会议电视系统工程
3、验收规范;3.GB/T16858-1997采用数据链路协议的会议电视远端摄像机控制规程;4.YDN075-1998中国公众多媒体通信网网络管理规范;5.YDN077-1997中国公众多媒体通信网技术体制;6.YD5032-97会议电视系统工程设计规范;7.关于高压缩比通信的视频编解码内容;8.关于双视频流传递协议内容。设计原则本方案根据视频会议发展趋势与国内视频会议现状,将本着高效、稳定与经济实用性的原则,并保证视频会议技术的领先性,采用国际一流、国内市场占有率第一的品牌。 成熟与先进性原则全网系统结构设计、系统配置、系统管理方式等方面应采用国际先进、成熟、实用的技术。MCU支持全编全解、双向
4、1080P60、不限分屏分组数系统设计时遵循国际标准与国内外有关的规范要求采用电信级产品系统设计符合计算机、网络通信技术与视频会议技术的最新发展潮流,且是成熟的系统 可靠性原则系统设计能有效的避免单点故障影响全局系统的运行。具备在规定条件与时间内完成用户所要求的功能的能力,能长期稳定的工作结构简单,系统具备冗余备份,可靠性高对工作条件与工作环境要求较低系统启动快,系统掉电后再通电或网络传输中断后再恢复正常,系统恢复工作迅速系统具备各种级别的诊断及故障提示功能,便于诊断、维护 规范性原则系统设计所采用的技术与设备应符合国际标准、国家标准与业界标准,为系统的扩展升级、与其它系统的互联提供良好的基础
5、。同时支持IPv4、IPv6, 开放性与标准化原则系统在设计与建设时,采用开放性的设计,允许进行二次开发与其他平台的兼容系统设备采用标准接口,便于系统的升级、维护以及与其他系统的融合 灵活性原则能够适应多功能、外向型的要求,讲究便利性与舒适性,达到提高工作效率、节省人力物力与能源的目的;提供符合国际标准的软件、硬件、通讯、网络、操作系统与数据管理系统等方面的接口与工具,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; 集成性原则高度集成,体积小,重量轻,移动方便,便于连接;在高度集成前提下,具有多种功能,便于相关设备接入;各设备的功能,在系统集成后能充
6、分发挥,能一体化协作; 可扩充与扩展化原则系统总体设计与设备选型满足用户应用规模的动态增长需求。如设备容量的扩展、会议范围的扩展等。项目建设保证系统扩容、技术升级时,能保护现有的设备投资。便于融入随新技术发展带来的新功能具备同时支持与IETF的SIP标准 可管理性原则系统设备易于管理、维护、易学、易用,便于进行系统配置在设备、安全、性能等方面具备很好的监视与控制,远程管理与故障诊断系统的各种功能贴近应用,便于实际常规应用系统设计符合工程的实际需要 可靠性原则确保系统具有高度的安全性,不易感染软件病毒;对工作环境要求较低,环境适应能力要强;系统设备安装使用简单,无需专业人员维护;系统需要满足72
7、4小时无人职守方式稳定的工作。 投资最优化原则综合考虑视频会议系统的性能与价格,最经济最有效地进行建设,性能价格比在同类系统与条件下达到最优。系统建设规划组网拓扑说明整套高清视频会商系统由多点控制单元(1台)、业务平台(1台)、高清视频终端(2台)组成。系统采用IP传输网络,基于标准的、SIP架构,是一个开放的系统,视频协议采用业界主流的编码同时兼容、H.264 SVC编码,可以为用户提供1080P60高清视频图像。采用VideoIntensifier、ViewProcess技术,配合最新的H.264 HP编码技术,大大提高了图像压缩比,在同样带宽下,可向用户提供更逼真、更清晰、更流畅的画面。
8、根据用户的实际配置需求,在同等带宽下,将屏幕刷新频率增加一倍,增强图像的流畅度。可以提供动高清双流,实现静态与动态的高清晰图像。支持最新的音频编解码协议AAC-LD,该协议采用48K采样率、码率最高达96k,并且提供多声道语音支持,给实时通讯带来CD级的音质效果。系统支持高清双视频流与SXGA输入/输出特性,主辅流支持1080P60。整个系统高可靠性:保证视频会议系统全天24小时,全年365天无故障运行。视频会商系统平台部署市局核心节点MCU多点控制单元采用华为公司HUWEI VP9650,电信级插板式架构,每块媒体板卡可以支持12路1080P60fps会场的接入,在媒体板卡没插满的情况下可以
9、通过插入备份板卡,实现MCU媒体板卡备份及扩容,配合MCU标配的双网口备份、1+1电源备份、编解码芯片备份实现多重备份,保证MCU的最高稳定性。VP9650采用Vxworks分嵌入式操作系统,非WINDOWS操作系统,具有全编全解全适配能力,可根据接入终端能力自动分配处理资源,对每一路接入码流均进行独立解码与独立编码处理,每个会场均可以独立选择不同的分屏模式,且某一个会场图像出现丢包、抖动时不会影响其它会场图像。VP9650支持每端口24路多画面,且各端口多画面可以自由选择,充分满足客户不同场景的使用需求。MCU HUAWEI VP9650全网采用业务平台负责会议的召集、管理与结束等会议管理控
10、制功能,通过业务平台对这些码流进行分发、交换、会议控制等。内置GK,内置华为NLOG会议监测控制工具软件,能够对会议过程中网络丢包、延时、抖动等状态实时监测与呈现,会议丢包主动告警并能形成日志,可导出并可存档查看。业务平台MCU 9650:多点资源管理中心,支持协议会场同时接入会议,具备强大的兼容能力。配合业务平台,实现多路会场同时加入会议。SMC2.0:业务平台,负责管理全网MCU、全网系统终端的资源,负责对系统进行管理控制,支持分级分权管理。市局高清视频终端(1)部署.在市局主会场部署一台HUAWEI TE40高清视频终端。TE40高清视频会议终端具有3路高清视频输入接口与3路高清视频输出
11、接口,具备5路音频输入接口与6路音频输出接口,具备2路RS232串口,具备PSTN语音 接口可直接接入语音 ,具备2个IP网口、具备USB接口,支持USB配置自动导入,支持掉电VGA环回功能,具备双视功能,支持单屏单显、双显、三显等多种显示方式,使视频会议终端具备优异的音视频集成能力与使用维护能力。高清会议终端TE40 市局高清视频终端(2)部署摄像机高清摄像机采用英寸,207万有效象素的高品质HDCMOS传感器,可实现1920x1080超高分辨率的优质图像。输出帧频最高可达60/50帧/秒。在保证高清晰度的同时,重点满足了对画面流畅性的需求。低噪声高信噪比我们了解到,摄像机视频的信噪比直接影
12、响到高清会议电视终端的图像压缩编码效率。摄像机同时应用了2D与基于运动估计的3D降噪算法,采用美国新一代低噪声传感器,有效的降低了噪声。超清晰多层次画质的感受独特的基于人眼模型的Iridix曝光动态控制算法,使画面曝光均匀,层次感强。采用业界最先进的支持WDR(宽动态范围)CMOS传感器,配合Iridix处理,在有强烈明暗反差的环境(如逆光),能够清晰的捕捉成像所有景物。20倍光学变焦快速准确而稳定的自动聚焦镜头,可达到20倍光学变倍。宽范围、高速度,低噪音的平移/俯仰操作。采用精密步进电机驱动,操作起来非常安静平稳,能快速地移动到指定位置,并进行大范围的拍摄。全高清的多格式视频输出丰富完善的
13、接口。同时提供DVI(HDMI)接口、广播级3G SDI接口。尤其使3G SDI接口支持1080P60高清数字视频信号通过单根同轴电缆传输近100米。支持1080P60/50、1080I60/50、1080P30/25、720P60/50等多种高清视频制式, RS-232C远程控制(VISCA协议)使用RS-232C(VISCA协议)接口,可对摄像机的所有设定以及平移/俯仰/缩放操作进行远程高速通讯控制。通过RS-232级联接口,可连接多台摄像机多地址设置通过底部两位拨码开关设置本机地址255个位置预设位可对255个位置进行预先设置,包括水平、俯仰、变倍进行预设,即使在摄像机掉电关闭时,预设数
14、据也可以保存下来。多功能遥控器 配备有操作简便的遥控器,除了可进行基本设定,以及对水平、俯仰、变倍等进行控制外,还可以通过遥控器手动设定摄像头的相关参数。红外遥控器信号透传功能除了能够接收自己的专用遥控器信号外,还能够接收用户视频会议终端红外遥控器信号,将其转换成为串口信号发给视频会议终端。替代了用户视频会议终端的红外接收口,这样以来,用户终端可以放置于后台。可选摄像机倒装功能结构上支持摄像机倒装,并可通过OSD菜单设置,采用遥控器或通过发送串口命令改变安装方式。OSD菜单功能丰富的OSD菜单,可用遥控器或串口来选择控制OSD菜单。摄像机、镜头技术参数型号UV950A-20镜头光学变倍20倍光
15、学变焦f5.57110mm视角3.3(窄角)54.7(广角)光圈系数图像传感器有效像素207万、16:9视频信号视频格式最低照度0.5Lux(F1.8, AGC ON)数字降噪、数字变倍2D3D数字降噪;X10白平衡手动/自动/一键白平衡/3000K/ 4000K/5000K/6500K聚焦/光圈/快门自动/手动背光补偿开/关宽动态关/动态等级调整视频调节亮度、色度、饱与度、对比度、锐度、黑白模式、伽马曲线信噪比55dB输入/输出接口以及支持协议音视频与控制接口UV950A-20型号:DVI-Ypbpr(HDMI)、3G-SDI、LAN、RS232、RS485、A-IN 视频压缩格式H.265
16、、H.264;双码流输出控制协议VISCA/Pelco-D/Pelco-P;波特率:115200/9600/4800/2400bps音频输入接口入音频压缩格式AAC、MP3网络接口100M网口(10/100BASE-TX);5GWiFi(可选),支持网络VISCA控制协议网络协议RTSP、RTMP、ONVIF、GB/T28181电源接口HEC3800电源插座(DC12V)云台以及其它参数水平、俯仰转动-170+170;-30+90水平、俯仰控制速度0.1100/秒;0.145/秒预置位速度水平:100/秒,俯仰:45/秒预置位数量255个(遥控器10个)电源适配器尺寸(宽X高X深)258mmX
17、172mmX169mm重量(约)网络维护支持远程升级、远程重启、远程复位总体功能实现多组多画面会议功能为了更加真实再现会议的临场效果,系统提供强大的多画面功能,会议召开后可灵活选择多画面显示模式,这样各会场都能在一个显示设备上同时显示,极大的增强了会议的临场效果。下面是分会场看到的多画面实际效果:多画面实际效果多画面会议中,还可以启用语音激励模式,系统支持多画面VIP画面方式,即多画面显示模式中的大画面将实时显示会议中声音最大的会场。另外系统能够根据客户的实际需求配置提供2、3、4、6、8、9、13、16、24等多种画面组合方式,为用户营造一种虚拟会议空间。华为视频会议系统还支持多画面轮询功能
18、,可采用轮询的方式,随机按照指定的时间对各个分会场的画面进行轮询。多画面格式示意图在会议过程中,多画面的格式可以通过在各个会场灵活变换,利于日常开会的使用。本项目配置华为 VP9650 MCU ,设备采用全编全解技术架构,为每一路接入终端分配了独立的编解码资源,因为具备不限组数的多组多分屏会议能力,即支持的最大会议组数不限,每2-3个会场即可以组成一组会议,每组会议均可支持到24分屏,仅要求各组会议中接入终端总数小于MCU最大容量即可。具体到本项目中的实际配置,单台MCU容量可换算为24路1080p60帧资源,即按每2个终端一组最大可支持12组1080p60fps高清24分屏会议。强大全编全解
19、处理能力全编全解示意图由于HUAWEI VP9650为真正的全编全解架构,内置丰富的硬件DSP图像编解码资源,最大限度支持速率、协议动态适配,即所有参会的会场均能够以不同的通信协议、不同的带宽、不同的视音频协议、不同的清晰度加入会议。所有的会场加入会议中均先进行图像解码,然后再进行重新编码组合成新的图像。支持以下任意编码协议、图像格式在任意支持速率(64K8M)下适配。H.261 QCIF/CIFH.263 QCIF/CIF/4CIF 音频自适应HUAWEI VP9650持强大的音频自适应功能,即终端加入会议时,根据终端的音频能力,MCU可以自动匹配MCU与终端都支持的最优音频协议,让终端入会
20、,充分保证各标清高、标清终端自动入会,保证最优秀的音频效果;而整个过程由MCU自动完成,不需要任何手工操作,智能提供一流的语音效果。 活动会议速率、视频动态适配HUAWEI VP9650支持强大的视频、带宽动态适配功能,即正在召开的高清会议,可以任意添加不同带宽、不同视频协议的高清终端、标清终端入会;当添加的会场能力低于会议时, MCU将自动完成会议动态适配,兼容不同能力终端入会,提供智能、一流的适配功能。良好的网络适应性华为高清视频会议系统拥有独创技术,具备超强的网络适应能力,打造稳定的高清系统,可以全方位保证会议正常召开。超强纠错华为高清视频会议系统采用超强纠错技术,可以确保视讯业务在现网
21、上有着较好的QoS保证。可以在5%的网络丢包率的情况下,视频会议流畅进行。华为超强纠错技术让IP QOS得到了充分的保障,从实验数据与现网运行状态来看,在5%网络丢包率,图像正常;10%网络丢包率,图像可接受;20%网络丢包率,可继续召开语音会议。数据对比汇总表如下:丢包率华为产品其他厂商小于损伤基本无察觉有损伤可察觉,但不明显1损伤基本无察觉损伤显著13损伤基本无察觉恶化严重35%有损伤可察觉,但不明显图像恶劣,沟通无法进行HUAWEI VP9650采用H.264 SVC与华为公司独有的超强抗丢包处理技术,在网络丢包率达20%环境下仍可保障视频流畅;采用IRC智能调速技术,动态调整视频会议码
22、流带宽,保证最优的音视频体验;超强的抗网络抖动能力,最大可达1000ms,保证会议顺利进行。独到的QoS保证技术,支持华为公司独有的超强纠错技术,系统能够针对IP网络丰富的QOS模式自动调整网络传输与视音频处理的不同纠错策略,从而保障图像、音频在各种恶劣网络条件下达到最优效果。在同样在网络抖动、延时、包误差等指标上,比国际标准与业界友商相比有极大的提高。 丢包重传技术:在小丢包、零星丢包情况下,使用丢包重传技术 自动降速技术:对于因网络拥塞造成的丢包,自动降速技术能够大大降低网络上的丢包率 华为专利抗丢包技术:(可抗3%的丢包)、(可抗5%的丢包)、(可抗20%的丢包)丢包率华为产品(启用)其
23、它厂商小于1无察觉有损伤可察觉,但不明显13无察觉损伤显著,图像恶化严重310%损伤基本无察觉图像恶劣,沟通无法进行10%20%有损伤可察觉,但不明显图像恶劣,沟通无法进行图26:抗丢包功能对比示意图智能调速华为高清视频会议系统采用智能调速技术,视频会议过程中实时统计当前的视音频丢包情况,当丢包率大于某个设定的条件时,便启动智能调速策略处理,让当前不稳定网络达到最佳的视频通话效果。华为专有IRC技术,自动侦测网络业务占用带宽变化情况,智能选择适合各种网络带宽的最佳图像分辨率,保持会议良好质量智能调速原理图断线恢复华为高清视频会议系统采用断线恢复技术, 在实际会议中可能碰到IP网络异常中断的情况
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