POLYCOM视频会议系统技术方案书通信电子视频会议_通信电子-视频会议.pdf
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1、 XXXX 视频会议系统 技术方案书 北京网真视讯科技发展有限公司 2010-06-18 目 录 第 1 章 项目需求分析.错误!未定义书签。项目背景.错误!未定义书签。本次建设要求.错误!未定义书签。建设达到目的.错误!未定义书签。承载网络分析.错误!未定义书签。第 2 章 视频会议行业背景.错误!未定义书签。概述.错误!未定义书签。成为主流编码标准.错误!未定义书签。视频编码.错误!未定义书签。视频编码.错误!未定义书签。视频编码.错误!未定义书签。宽带音频成为共同的追求.错误!未定义书签。基本音频.错误!未定义书签。错误!未定义书签。、错误!未定义书签。Annex C.错误!未定义书签。
2、错误!未定义书签。高清图像成为划时代的标准.错误!未定义书签。图像分辨率提升.错误!未定义书签。16:9,可视范围增加.错误!未定义书签。逐行扫描,图像无闪烁.错误!未定义书签。高清视频会议的优点.错误!未定义书签。第 3 章 系统设计原则与规范.错误!未定义书签。设计原则.错误!未定义书签。规范、标准和设计依据.错误!未定义书签。ITU-T 标准.错误!未定义书签。IETF 标准.错误!未定义书签。国内标准.错误!未定义书签。设备选型原则.错误!未定义书签。第 4 章 系统组网方案描述.错误!未定义书签。网络现状分析.错误!未定义书签。组网需求.错误!未定义书签。工程需求分析.错误!未定义书
3、签。IP 网络的建设.错误!未定义书签。高清的显示设备.错误!未定义书签。高清会议组建的要求.错误!未定义书签。视频会议系统品牌选型.错误!未定义书签。高清视频会议系统描述.错误!未定义书签。组网设计图.错误!未定义书签。中心会场.错误!未定义书签。分会场.错误!未定义书签。第 5 章 会议系统功能设计.错误!未定义书签。终端点对点视频会议.错误!未定义书签。多点视频会议.错误!未定义书签。多分屏视频会议.错误!未定义书签。双流数据协作会议.错误!未定义书签。多点会议的召开方式.错误!未定义书签。多点会议的控制方式.错误!未定义书签。语音激励控制方式.错误!未定义书签。导演控制方式.错误!未定
4、义书签。轮巡方式.错误!未定义书签。演讲者控制方式.错误!未定义书签。主席控制会议模式.错误!未定义书签。高清软件桌面应用(选配).错误!未定义书签。AES 加密会议.错误!未定义书签。会议的存储和直播(选配).错误!未定义书签。双显仿真的应用.错误!未定义书签。打造最好的声音和图像会议效果.错误!未定义书签。灵活、方便的使用和管理方式.错误!未定义书签。系统管理的安全性.错误!未定义书签。第 6 章 采购产品技术资料.错误!未定义书签。MCU(POLYCOM RMX 508C).错误!未定义书签。高清终端(主会场 POLYCOM HDX8000).错误!未定义书签。高清终端(分会场 HDX6
5、000).错误!未定义书签。录制点播服务器(POLYCOM RSS4000).错误!未定义书签。第 7 章 会场设置要求.错误!未定义书签。会议电视系统会议室.错误!未定义书签。会议室的总体要求.错误!未定义书签。会议室的类型、大小与环境.错误!未定义书签。会议室的布局与照度.错误!未定义书签。会议室声学要求.错误!未定义书签。会议室供电系统.错误!未定义书签。第1章 项目需求分析 1.1 项目背景 随着互联网的快速发展,计算机、网络技术应用水平不断提高,传统的通讯方式已不能满足人们的信息需求,电话交流模式制约了企业的发展。企业的发展,信息的及时传递是第一位的,XXXX 在这方面的需求就显得尤
6、为突出。同时,在满足传统会议通信的基本要求之外,更希望能够提供更多功能的会议形式,如:工作计划的讨论、电子白版的使用、业务培训的开展、PIT、EXCEl 等资料的交流等。以达到节约时间、降低成本、提高效率、打破地域界限进行有效、直观交流和沟通的目的。同时信息的快速传递,为领导的指挥决策提供了可靠的工具。技术方案书描述了视频会议系统的需求分析,组网模式及产品性能,力求为集团公司的生产经营中发挥更大的作用。1.2 本次建设要求 本次XXXX 视频会议项目涉及山西等地市,共6 个会场。山西总部中心会场配备 1 台高清MCU、1 台高清终端;其余各地市分会场配备 1 台高清终端,实现高清视频会议。视频
7、会议系统由 XXXX 的专用网承载,用于视频会议的带宽不低于2M。1.3 建设达到目的 XXXX 视频会议系统将依托“专用网”及现有会议室进行改造和扩容,项目实施完毕后将实现视频会议系统的全覆盖,系统全面达到高清图像质量,可以实现集团的可视会议、培训等功能;可以实现集团多个业务单位同时使用该电视会议系统,为提高 XXXX 的效率提供基础平台。系统建成以后,可以实现视频会议系统提供的业务,包括调度会议、协商会议、讨论、培训等等。该系统会议模式丰富,功能强大,运行管理简单方便,并且提供强大的扩展能力。具体来说应达到以下几项要求:可靠稳定的系统 由于视频会议对业务实时性要求非常高,为了保证系统的稳定
8、,我们首先在设备选型上要选择业内最成熟、最稳定的产品,核心设备(MCU)必须是电信级产品,从方案设计要进行高稳定性的设计并且整个系统需要提供很强的管理手段与事故监测手段(所有系统硬件开机自动检测、历史事件记录、硬件发生故障时,重新自动地完成硬件资源分配、告警提示)性能优秀的系统 本项目视频会议对图像、语音的清晰流畅性要求非常高。这就需要我们在设备选型上要选择业内技术最先进的产品,支持最先进的编解码算法,支持 Qos,并且在方案设计要考虑到的整个系统的 Qos、拥塞控制、流量控制等问题,从而保证整个本视频会议系统在召开会议时,图像、语音清晰流畅。管理可用的系统 我们在本视频会议系统的方案设计中,
9、提供一套全面实用的视频会议系统管理解决方案,以实现会场点管理、会议管理、会议控制、会议诊断、会议监测和日志管理等系统管理功能,通过这些管理手段保证视频会议系统运行稳定。灵活扩展的系统 为了 XXXX视频会议系统符合当今信息技术飞速发展的趋势,我们在本次视频会议系统的方案设计中,必须考虑到视频会议系统的扩展需求。这就需要我们所提供的产品必须是符合 ITU、ISO、IEC、GB标准的,而且适应各种网络环境,我们提供的方案可以方便灵活地进行系统扩展。安全保密的系统 作为集团会商使用的视频会议,从方案设计到产品选型充分考虑到整个系统的安全性和保密性,整个视频系统分为系统配置管理、业务管理、终端密码授权
10、等多级安全体系。以上几点,就要求我们提出的视频会议系统设计是高稳定性、高质量的、易操作的;提供的设备和系统是先进成熟稳定的;提供的技术支持和服务是优秀一流的。这也是本次集团视频会议系统建设的意义。1.4 承载网络分析 XXXX 视频会议系统采用 IP 网络连接,既可实现多种应用网络共享,也可以使系统具有更好的灵活性和可管理性。因为现阶段基于 IP 网络的视频会议系统已经具备非常出色的高清效果。专网覆盖各所属机构的网络,在进行视频会议的同时,成为集团进行业务流通、管理等各项工作的信息化手段和工具,发挥出了巨大的支持作用和促进作用。视频会议系统作为一种新型的网络应用,特别是高清视频会议系统对作为其
11、基础的承载网络环境有着较高的要求。网络的带宽需求 视频会议对网络的带宽需求为:视频带宽+IP 包头开销 常用的计算方法为:视频带宽为网络带宽的最大需求 如能满足视频带宽则能更好的从网络上保证视频效果;端到端的时延 视频会议的通用时延建议为小于 200ms 时延抖动 由于音频/视频的传输为实时的交互,因此网络的时延抖动更为至关重要,我们的建议范围为通用时延小于50ms。丟包率 网络上的丟包率不应该高于 1%,在超过 1%以后要求系统必须自身具备丢包恢复机制,保障视音频的正常。总带宽 中心总部(连接其他 5 个分部会场)的网络带宽要为其他 5 个分部会场的网络带宽之和。视频会议是对实时性要求较高的
12、网络应用。这就要求作为其基础的承载网络有较高的带宽和对网络中的业务流量有较高的控制能力。视频会议在最初制定整体框架协议时就定义了视频会议是为了解决在窄带宽的条件下实现远程的视音频交互。视频会议系统本身对带宽的要求为 64K2M,但是由于为了满足流畅的视音频效果,要实现 720P 的高清图像,必须要求 1M以上的呼叫带宽,发送双流的时候建议 2M以上带宽,本系统建立在专用网上,用于视频会议的带宽不应低于 4M线路,完全可以满足高清会议系统的建设要求。第2章 视频会议行业背景 2.1 概述 从电话到电视,从 LAN 到 INTERNET,从微波到数字化通信,人们的生产生活时刻与影像和声音的传递息息
13、相关,传统的信息交流方式正在因科学技术的飞速发展而发生着巨大的变化。广播电视与通讯两大产业在这样的背景下延伸和发展,而它们之间却因大量的技术瓶颈难以把各自的特长加以融合。九十年代由于通信、计算机、微电子技术的迅速发展,视频压缩编码技术与传输技术日臻完善和成熟,这不仅使视频编码通信设备的功能和使用性能大为提高,网络资源的可重复利用性通过各种协议的兼容发展也大为增加,实现视频通讯传输终因成本的逐步降低而成为可能。从本世纪初开始,由于基于 IP 的包交换网络技术的迅猛发展以及 LAN、WAN、Intranet以及 Internet的普及。大量的视频会议的建设转移到 IP 网络上来,实现了三网合一,网
14、络链路共享极大地发挥了网络地效能。同时在 IP 网络上构建视频会议系统的技术日臻成熟,成为主流的应用。而最近随着 IT 技术的发展以及会议电视需求的日益提高,特别是数字电视技术的发展为图象显示带来的革命性的变革,高清视频会议电视已经成为众望所归,技术发展的方向。成为新一带会议电视系统的一个标志性的指标。可以看到视频会议系统发展的趋势:网络通讯协议正在由到并向 SIP 协议过渡;宽带音频协议、Annex C 已取代低品质音频通讯协议如、等。高效的视频编码协议已经成为视频编码的绝对首选,取代、编码。图像格式正在由传统的 CIF、4CIF 格式向 1280720P、19201080(P/i)高清视频
15、过渡。对视频会议系统要求也在由某些高指标向整个系统综合的高性能应用演化。2.2 成为主流编码标准 开发多媒体应用系统时,遇到的最大障碍是对多媒体信息巨大数据量所进行的采集、存储、处理和传输,其中数据量最大的是数字化视频数据。例如,一幅640480 中分辩率的彩色图像(24 比特/像素)的数据量约为,如果以每秒 30帧的速度播放,则视频信号的数码率高达;如果存放在 650MB的光盘中,在不考虑音频信号的情况下,则每张光盘只能播放 24 秒钟。对模拟视频信号数字化后也必须进行压缩才能比较现实地实现存储、编辑和控制等项功能。例如,一个具有带宽的模拟视频信号直接数字化后,其码率高达 200 Mbps。
16、如此大的数据量,对现在计算机的处理能力、数据交换能力和存储能力来讲都是过分的考验,也不经济;所以要想利用计算机来处理图像,必须采用高效率的视频压缩编码技术、等方式。2.2.1 视频编码 视频编解码标准是基本视频模式。在 88 像素块上使用离散余弦变换(DCT)编码视频帧。初始帧(帧内模式)基于输入的视频图像进行编码和传输。在典型的视频场景中,后继帧与前面的帧除了场景中物体小的运动外非常相似。运用前一帧的运动补偿能进行有效的编码(帧间模式)。传输的是像素组在前一帧基础上的位置的移置(运动向量),以及原始图像与预测图像的误差的离散余弦变换编码,而不是重传编码的像素本身。支持两种视频图像格式,CIF
17、 和 QCIF。只有 QCIF才是基本要求的一部分,CIF 是可选的。CIF 有 352288 个亮度像素。对于色度信号为 176144 个像素,这是因为人眼对于彩色没有对于亮度那样敏感。QCIF亮度解析只有 CIF 的 1/4 的解析率,每幅图像扫描 144 行,每行有 176个像素点。它与 CIF 色度解析的格式一样。2.2.2 视频编码 视频编解码标准是在编码标准的基础上的改进,结合了 IP 网络的特点,提供了更高的视频编码效率,特别是在较低的视频速率下比有较好的视频效果。2.2.3 视频编码 视频编解码标准是 ITU-T和 ISO 合作的产物,标准结合了 H系列和 MPEG 系列的优点
18、,充分考虑了 IP 网络的特点,在多模式运动估计、整数变换、统一 VLC符号编码、分层编码语法等方面有其独到之处。编码标准的基础上的改进,结合了 IP 网络的特点,提供了更高的视频编码效率,特别是在较低的视频速率下有较好的视频效果,编码效率比提高一倍。2.3 宽带音频成为共同的追求 2.3.1 基本音频 基本音频模式是 log-PCM(对数脉码调制)编码解码器,它是一种简单的 8kHz采样频率对数脉码调制模式,长期以来它都是数字电话网络主要的编码方法。为 低品质音频标准。2.3.2 定义为 8 位编码,速率为 64kbps,但在 采样截短为 6 或 7 比特位,因为速率相应变为 48kbps
19、或 56kbps。提供了出色的长话音质窄带(3KHz音频带宽)语音、不太明显的编解码延迟(低于 1ms)以及非常低的实现复杂性。、以及等为后续发展的音频编码标准,压缩效率有了很大的改善,音质仍旧是低品质的的音频。这种声音类似于我们生活中的模拟电话的声音效果。、为音质更好、占用带宽更低的音频编码协议。对音质有一定的改善,为 7KHz 的音频编码。这种声音类似于我们生活中的调频FM收音机的声音效果。2.3.3 Annex C Annex C 是音频通讯新一代的编码标准,为宽带音频编码标准,音频的采样频宽可以达到14KHz,而通讯的带宽只有24K或 48K,可以提供 CD级的高保真音质。是和并列的视
20、频通讯的高标准。这种声音类似于我们生活中的CD的音频效果。2.3.4 是音频通讯最新一代的编码标准,为宽带音频编码标准,音频的采样频宽可以达到 22KHz,而通讯的带宽只有 32K或 64K,可以提供 CD级的高保真音质,为用户带来剧场级别的体验。这种声音类似于我们在音乐会现场听到的效果,这种音频算法已成为高清会议系统的主流编码标准。常用音频编码对比 2.4 高清图像成为划时代的标准 视频会议系统从发展之初便大量借用了电视技术的设备和技术方式,而今无论在设备和技术上都和数字电视技术紧密联系,息息相关。大量数字显示技术和标准正在被应用到视频会议的发展中来。传统的视频会议采用 CIF(分辨率 35
21、2288)格式,受点阵数量的限制,在数字及线条等精细显示方面不尽如人意,远远不能满足现在高标准的要求。虽然4CIF 的图像在分辨率上有所提高,但是没有本质的变化。是一个过渡的技术补救方式。而高清的图像(最低标准 1280720P)至少可以提供9CIF 的解像度,可以满足各种高标准会议电视要求。而 19201080P 这个标准已经是国际(包括国内)上新一带视频显示的主流标准,目前所有的等离子和液晶显示设备都首选支持这一标准。世界通信与信息技术的迅猛发展正在引发整个电视广播产业的变革,数字电视是这一变革中的关键环节。伴随着电视广播的全面数字化,传统的电视媒体将在技术、功能上逐步与信息、通信领域的其
22、它手段相互融合,从而形成全新的、数字电视技术。这一新兴技术已经引起广泛的关注,并将影响到相关的各个行业。数字电视被视为新世纪的战略技术。数字电视技术为媒体的传输和显示订立了大量的标准,也为视频会议带来了前所未有的发展机遇。数字电视按图像清晰度分类,数字电视包括数字高清晰度电视(HDTV)、数字标准清晰度电视(SDTV)和数字普通清晰度电视(LDTV)三种。HDTV的图像水平清晰度 800 左右线,图象质量可达到或接近 35mm宽银幕电影的水平;SDTV的图像水平清晰度 500C线左右(4CIF 相当),主要是对应现有电视的分辨率量级,其图象质量为演播室水平;LDTV的图像水平清晰度为 200-
23、300 线(CIF 相当),主要是对应现有 VCD的分辨率量级。国际电视会议组织 ATSC(Advanced Television System Committee,先进电视制式委员会)定义了高清图像的两个标准:高清数字信号的解码和重现最后的画面清晰程度取决于视频信号的清晰度与电视机的最高分辨率。大家在查看数字电视相关的信息时,都会碰到 1080i 和 720P 这样的数字,i代表隔行扫描,P代表逐行扫描,这两者孰优孰劣,大家应该很清楚。隔行就像百叶窗,是不完整的图像,逐行才是一次显示一幅完整的画面。而 1080、720 则代表垂直方向所能达到的分辨率,尽管 1080i 可以提供更高的象素(2
24、07 万),比 720p 的 92 万高出不少,但是画面稳定度则 720P 更具有优势。1080i 和 720p 同是国际认可的数字高清晰度电视标准。而欧洲以及中国等一些原 PAL制国家则采用了 1080i/50 赫兹模式,场频同 PAL模拟电视相同。至于720p,则由于电脑和网络厂商更深的渗透到了电视行业而成为了一个可选的标准,目前是视频会议系统公认的入门高清标准,而1080P则是更高的一个台阶。现在的视频会议系统多半都是4:3 的,也就是长边与短边的比例。16:9 在目前的电影和 DVD 影片中十分常见,它是最为适合人眼的观看比例的。所以新一代的视频会议系统将是 16:9 的显示比例标准。
25、如今,视频会议高清时代已经来临,面对我们的不再是 CIF、4CIF“模糊”视频感受,真正的 720P、720P 50 帧、1080P 高清时代已经向我们走来。下面对于高清和标清的区别做一对比:1080P、720P 与 CIF 格式间的对比及主要区别:2.4.1 图像分辨率提升 如果以 CIF 为单位 1,720P 画面的清晰度是 9 倍的 CIF,而 1080P 将达到 12倍 CIF 的画面质量。如上图所示。下图可以看出几种不同的清晰的的实际效果:标清 CIF 过渡到高清视频会议以后,画面清晰度质量发生了本质的变化:720P 相当于由 VCD变为高清 DVD;1080P 相当于 VCD变为蓝
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