视频会议设计方案.pdf
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1、文档 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 H.264 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
2、,采用分布式一体化架构,以市局为主会场,各个县局分支为节点,形成统一的视频会议系统。5.2 需求分析 5.2.1 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。5.2.2 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文档 相应的国际标准执行。包括但不
3、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.ITU-T H.264 关于高压缩比通信的视频编解码内容;8.ITU-T H.239 关于双视频流传递协议内容。5.2.3 设计原则 本方案根据视频会议发展趋势和国内视频会议现状,将本着高效、稳定和经济实用性的原则,并保证视频会议技术的
4、领先性,采用国际一流、国内市场占有率第一的品牌。成熟和先进性原则 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 1080P60、不限分屏分组数 系统设计时遵循国际标准和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、网络通信技术和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。具备在规定条件和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 对工作条件和工作环境要求较低 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
5、统恢复工文档 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和设备应符合国际标准、国家标准和业界标准,为系统的扩展升级、与其它系统的互联提供良好的基础。同时支持 IPv4、IPv6,开放性和标准化原则 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,讲究便利性和舒适性,达到提高工作效率、节省人力物力和能源的目的;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、
6、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,在系统集成后能充分发挥,能一体化协作;可扩充和扩展化原则 系统总体设计和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 ITU-T H.323 和 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
7、视和控制,远程管理和故障诊断 文档 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 724 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和价格,最经济最有效地进行建设,性能价格比在同类系统和条件下达到最优。5.3 系统建设规划 5.3.1 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 H.323、SIP
8、 架构,是一个开放的系统,视频协议采用业界主流的 H.264HP 编码同时兼容 H.261、H.263、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。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,实现静态和动态的高清晰图像。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
9、,给实时通讯带来CD 级的音质效果。系统支持 H.239 高清双视频流和 SXGA 输入/输出特性,主辅流支持1080P60。文档 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。5.3 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
10、 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和独立编码处理,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 HUAWEI SMC2.0 负责会议的召集、管理和结束等会议管理控制功能,通过业务平台对这些码流进行分发、交换、会议控制等。HUAWEI SMC2.0 内置 GK,内置华为 NLO
11、G 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和呈现,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 SMC2.0 文档 MCU 9650:多点资源管理中心,支持 H.323/SIP/TIP 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。5.3.3 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和 3 路高清视频输出
12、接口,具备 5 路音频输入接口和 6 路音频输出接口,具备 2 路 RS232 串口,具备PSTN 语音电话接口可直接接入语音电话,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和使用维护能力。高清会议终端 TE40 5.3.4 市局高清视频终端(2)部署 文档 文档 5.3.5 摄像机 高清摄像机 采用 1/2.8 英寸,207 万有效象素的高品质 HDCMOS 传感器,可实现1920 x1080 超高分辨率的优质图像。输出帧频最高可达 60/5
13、0 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响到高清会议电视终端的图像压缩文档 编码效率。摄像机同时应用了 2D 和基于运动估计的 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、
14、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-
15、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 文档 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
16、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 倍光学变焦 f5.57110mm 视角 3.3(窄角)54.7(广角)光圈系数 F1.6 F3.5 图像传感器 1/2.8 英寸高品质 CMOS 传感器 有效像素 207 万、16:9 视频信号 视频格式 1080P60/50/30/25/59.94/29.97;1080I60/50/59.94;720P60/50/30/25/59.94/29.97 最低照度 0.5Lu
17、x(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、饱和度、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 音视频和控制接口 UV950A-20 型号:DVI-Ypbpr(HDMI)、3G-SDI、LAN、RS232、RS485、A-IN 视频压缩格式 H.265、H.264;双码流输出 控制协议 VISCA/Pelco-D/Pelco-P;波特率:115200/9
18、600/4800/2400bps 音频输入接口 A-IN:双声道 3.5mm 线性输入 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 文档 水平、俯仰转动-170+170;-30+90 水平、俯仰控制速度 0.1 100/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 输入 AC110V-AC220V 输
19、出 DC12V/1.5A 尺寸(宽 X 高 X深)258mmX172mmX169mm 重量(约)1.54kg 网络维护 支持远程升级、远程重启、远程复位 5.4 总体功能实现 5.4.1 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、
20、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,可采用轮询的方式,随机按照指文档 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。21112111213213213213123214321254313542154321154325476321104398765214876532143765213276541217654362875431618754321876543210198765432432113121110987658109765432131
21、1098765421264211311109875343211098765321312111098765411029876543121131211109876543211312111098765434211615141312111098765398765432165432165432165432165432143214321432143212-12-22-33-13-23-33-43-54-14-24-34-44-55-15-25-35-46-16-26-36-47-17-27-37-48-18-28-38-49-110-110-210-310-410-510-613-113-213-313-
22、413-516-1文档 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。5.4.2 强大全编全解处理能力 全编全解示意图 由于 HUAWEI VP9650 为真正的全编全解架构,
23、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/CIF 文档 H.263 QCIF/CIF/4CIF H.264BP/HP QCIF/CIF/4CIF H.264BP/H.264HP 720P30fps H.264BP/H.264HP 720P60fps H.264BP/H.264HP 1080P30fps H.264BP
24、/H.264HP 1080P60fps 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 和终端都支持的最优音频协议,让终端入会,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,
25、提供智能、一流的适配功能。5.4.3 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。5.4.3.1 超强纠错 华为高清视频会议系统采用超强纠错2.0 技术,可以确保视讯业务在现网上有着较好的 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。文档 数据对比汇总表如下:丢包率 华为产品 其他厂商 小于 0.5 损伤基本无察觉
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