1 080p高清視頻會議系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用案例

李 棟 ，李媛敏 ，張秋華 ，范 飛 ，雷 鳴

（1.中鐵二十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司，北京 100855；2.中國電子科技集團(tuán)公司第三研究所，北京 100015）

1 引言

從2007年開始，國際高清趨勢讓國內(nèi)的視頻會議領(lǐng)域有了質(zhì)的飛躍。短短兩年時間里以720p/1 080i/1 080p為標(biāo)準(zhǔn)的高清視頻會議系統(tǒng)建設(shè)正以每年30%的速度遞增，高清系統(tǒng)進(jìn)入了一個普及階段?？傮w來看高清系統(tǒng)的成本價格已經(jīng)在逐漸接近傳統(tǒng)的視頻會議設(shè)備，高清視頻會議系統(tǒng)的普及已經(jīng)成為必然。

2 用戶需求和已有視頻會議系統(tǒng)現(xiàn)狀

本案中的建設(shè)單位簡稱A股份公司，系國資委直屬央企，上市公司，三級法人體系，參考2008年年鑒統(tǒng)計有31家二級單位及400余家三級單位，分布全國各地。要求采用融合通信技術(shù)架構(gòu)，建設(shè)一個集720p～1 080p高清視頻會議、融合通信、現(xiàn)場監(jiān)控、集成網(wǎng)管等功能于一體，覆蓋集團(tuán)全系統(tǒng)，具有國內(nèi)同行業(yè)先進(jìn)水平的高品質(zhì)視頻會議系統(tǒng)，并確保投入使用后的安全穩(wěn)定性。建設(shè)方針：統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設(shè)、分級管理。建設(shè)目標(biāo)：本著“大系統(tǒng)、高品質(zhì)，高低配、能兼容，多功能、易使用，高穩(wěn)定、低成本”的原則，快速建成覆蓋全系統(tǒng)的高清視頻會議系統(tǒng)。

A股份公司總部現(xiàn)有兩套視頻會議系統(tǒng)，一套為A股份公司與國資委專線連接的視頻會議終端（僅含1套華為的標(biāo)清終端和1個Sony標(biāo)清攝像頭），另一套為僅分布于A股份公司總部辦公大樓的模擬高清視頻會議系統(tǒng)（1個標(biāo)清MCU，1套標(biāo)清會議室終端和14套標(biāo)清桌面終端）。二級單位中已建視頻會議系統(tǒng)有10套，其中基于硬件的4套，基于軟件的6套?？偣九c下屬二、三級單位目前沒有專用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，所以整個集團(tuán)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)也在本次建設(shè)范圍之內(nèi)。

3 組網(wǎng)方案設(shè)計

在A股份公司的廣域網(wǎng)設(shè)計上，需要考慮A股份公司廣域網(wǎng)將承載未來全公司所有的業(yè)務(wù)。要支持集團(tuán)在全國各地所有機(jī)構(gòu)的視頻、語音，同時還要考慮網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，因此對廣域網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量和智能管理、網(wǎng)絡(luò)的可靠性以及安全管理都提出了較高要求。

A股份公司信息網(wǎng)絡(luò)采用“星型＋樹型”的混合型組網(wǎng)方案（見圖1）。

1）股份公司與二級單位之間

在股份公司與二級單位即集團(tuán)公司及國內(nèi)辦事處等機(jī)構(gòu)之間，建立SDH專線網(wǎng)絡(luò)和VPN網(wǎng)絡(luò)（見圖1）；SDH專線網(wǎng)絡(luò)用于高清視頻會議、并兼顧部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，VPN網(wǎng)絡(luò)用于協(xié)同辦公等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，且與SDH線路互為備份。

股份公司與國內(nèi)直屬項目公司之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)或SDH專線網(wǎng)絡(luò)。

股份公司與國外直屬項目公司、辦事處等機(jī)構(gòu)之間，需要依據(jù)所在地網(wǎng)絡(luò)發(fā)展情況，進(jìn)一步討論研究。

在網(wǎng)絡(luò)不發(fā)達(dá)地區(qū)的重要機(jī)構(gòu)，可以考慮建立衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。

2）二級單位與三級單位之間

集團(tuán)公司與下屬工程公司等三級單位之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)或/和SDH網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

集團(tuán)公司與下屬辦事處等機(jī)構(gòu)之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)或Internet公網(wǎng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

集團(tuán)公司與下屬項目部等機(jī)構(gòu)之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)或Internet公網(wǎng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

3）三級單位與項目部之間

三級單位與下屬單位或機(jī)構(gòu)之間建立VPN網(wǎng)絡(luò)或Internet公網(wǎng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

4）傳輸帶寬設(shè)計

視頻會議對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求為：視頻帶寬+IP包頭、信令開銷。常用的計算方法為：呼叫帶寬×1.25為網(wǎng)絡(luò)帶寬的最大需求。

高清視頻會議對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實時性要求較高。這就要求作為其基礎(chǔ)的SDH承載網(wǎng)絡(luò)有較高的帶寬和對網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)流量有較高的控制能力。經(jīng)過調(diào)研：各大廠家1 080p高清視頻會議系統(tǒng)所需呼叫帶寬為2～8Mbit/s，720p高清視頻會議系統(tǒng)所需呼叫帶寬為1～4 Mbit/s不等。如果設(shè)計4 Mbit/s的專線鏈路，考慮到網(wǎng)絡(luò)良性工作負(fù)載不應(yīng)超過85%，實際可用帶寬為3.4 Mbit/s，有效帶寬的3/4（75%）給視頻會議，則視頻分配到的帶寬為呼叫帶寬在2.55Mbit/s左右。

綜上所述，本期建設(shè)總部到二級單位實現(xiàn)雙向高清（HD 720p～1 080p）視頻會議，視頻分辨力需達(dá)到 1 920×1 080p@30 f/s（幀/秒），為保證圖像質(zhì)量和節(jié)約帶寬資源，須選擇能夠在2.5 Mbit/s帶寬下實現(xiàn)1 080p@30 f/s高清視頻終端，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬為4Mbit/s。

4 視頻會議系統(tǒng)設(shè)計

視頻會議系統(tǒng)采用H.323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并同時兼容IETF SIP和ITU-T H.320標(biāo)準(zhǔn)。方案設(shè)計滿足不同層次和不同群體人員的不同辦公需求，實現(xiàn)A股份公司內(nèi)部無障礙的雙向視頻溝通。在視頻質(zhì)量上，采用業(yè)內(nèi)主流的高清視頻會議系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)720p～1 080p高清視頻效果，在音頻、雙流等其他技術(shù)方面，也需要滿足高清視頻會議的需求。

本系統(tǒng)還應(yīng)能盡量使用已有視頻會議相關(guān)設(shè)備，在滿足設(shè)計要求的前提下最大限度地保護(hù)原有投資。

設(shè)計功能：股份公司總部至二級單位雙向720p～1 080p高清視頻通信；支持頂級的22 kHz高清寬帶立體聲音頻技術(shù)；高清會議錄播及點(diǎn)播；IP電話、模擬電話和手機(jī)接入視頻會議；桌面終端接入；公網(wǎng)用戶接入視頻會議。

一期建設(shè)覆蓋股份公司29個下屬二級單位分會場的一級視頻會議系統(tǒng)。A股份公司總部建立3個視頻會議會場，1個在多功能廳召開大型視頻會議主會場，1個設(shè)在電視電話會議室為最常用的視頻會議主會場，1個為移動會場，配合安置在移動推車上的移動終端，可在任何可接入網(wǎng)絡(luò)的會議室使用，主要用于小規(guī)模會議和遠(yuǎn)程培訓(xùn)。

A股份公司設(shè)二級公司分會場29個，覆蓋幾乎所有二級機(jī)構(gòu)，可組織和召開全系統(tǒng)范圍的大型視頻會議。

設(shè)置高清視頻會議錄播服務(wù)器，實現(xiàn)了高清錄制回放。設(shè)置軟終端，使移動人員可以通過公網(wǎng)接入會議系統(tǒng)。設(shè)置IP電話，接入視頻會議終端，作為備份和會議保障使用，在網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差的情況下保證語音傳輸。

開發(fā)能提供完善的系統(tǒng)管理與會議調(diào)度的管理軟件。

股份公司總部新配置2套高清MCU，一主一備，1套錄播服務(wù)器，1套會議管理軟件，3套高清終端，股份公司原有14套桌面標(biāo)清終端利舊使用，下屬29個二級單位各配置1套高清終端和相應(yīng)的會議室音視頻設(shè)備。

總體方案如圖2所示。

5 設(shè)計中需要注意的其他問題

5.1 與原有系統(tǒng)兼容方案設(shè)計

股份公司很早就開展視頻會議的應(yīng)用，但是限于網(wǎng)絡(luò)通信條件和整體規(guī)劃和設(shè)計的缺失，視頻會議的應(yīng)用只是淺嘗輒止，沒有大規(guī)模實質(zhì)性的應(yīng)用。目前擁有2套獨(dú)立視頻會議系統(tǒng)，1套為股份公司與國資委專線連接的視頻會議終端，1套為與A股份公司總部大廈同期建成的標(biāo)清視頻會議系統(tǒng)。前者為專用系統(tǒng)，只提供給國資委與股份公司開會使用，在視頻會議的應(yīng)用中積累了大量的使用經(jīng)驗；后者為一套較完整的標(biāo)清視頻會議設(shè)備，有MCU、視頻終端、錄播服務(wù)器、中控設(shè)備等，只是完成了總部大樓中有關(guān)配置。由于沒有網(wǎng)絡(luò)通信條件，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃設(shè)計和實施。這些設(shè)備功效沒有得到充分發(fā)揮。而且隨著時間的推移和技術(shù)的發(fā)展，這些設(shè)備日顯落后。

上述部分二級單位相繼開展了視頻會議的建設(shè)，規(guī)模和投入力度不同，應(yīng)用情況千差萬別。各集團(tuán)公司自行建設(shè)的系統(tǒng)設(shè)備多種多樣，各自的使用情況和應(yīng)用也有所不同。各個集團(tuán)公司建設(shè)的視頻會議系統(tǒng)在應(yīng)用方面各有優(yōu)勢?，F(xiàn)為了保證用戶已有投資，需要將原有設(shè)備與此次建設(shè)的系統(tǒng)融合，主要采用的辦法就是原有二級單位與此次建設(shè)一級系統(tǒng)實現(xiàn)級聯(lián)。

系統(tǒng)級聯(lián)主要有2種方法：數(shù)字級聯(lián)方式和模擬級聯(lián)方式。現(xiàn)有的各二級單位的視頻會議系統(tǒng)中，可分為3種情況來與股份公司的視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)級聯(lián)：

1）二級單位已經(jīng)采用寶利通視頻會議設(shè)備的，保證可與其此次建設(shè)的寶利通系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字級聯(lián)，互聯(lián)、互通、互控；本次建設(shè)的高清系統(tǒng)與原有標(biāo)清系統(tǒng)可以實現(xiàn)高、標(biāo)清混合會議，即對高清會場之間召開的還是高清會議，標(biāo)清會場看到的就是標(biāo)清效果；可以實現(xiàn)此種連接方式的為原采用寶利通系統(tǒng)的二級單位。

2）二級單位采用其他品牌的硬件視頻會議系統(tǒng)，并且遵循國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的，可以與此次建設(shè)的寶利通視頻會議系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字級聯(lián)，可以互聯(lián)、互通；同樣可以實現(xiàn)高清和標(biāo)清會議的混合系統(tǒng)，因為在會議控制方面，不同的廠家產(chǎn)品有各自的控制策略，因此此種連接方式可以實現(xiàn)高、標(biāo)清混合會議，會議控制分別管理，可以實現(xiàn)的單位有：原采用科達(dá)設(shè)備的二級單位。

3）二級單位已建設(shè)的非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的視頻會議系統(tǒng)，大多數(shù)為軟件視頻會議系統(tǒng)以及瑞福特非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的硬件設(shè)備，可以采用模擬級聯(lián)的方式接入到總公司視頻會議系統(tǒng)中，利用視音頻矩陣實現(xiàn)兩級間音視頻信號的交換與轉(zhuǎn)接，可以通過此種方式兼容的單位有：原采用視高軟件系統(tǒng)、瑞福特系統(tǒng)、威速軟件系統(tǒng)、網(wǎng)動軟件系統(tǒng)、華屏軟件系統(tǒng)的單位。

總之，在系統(tǒng)設(shè)計中需要充分考慮原有系統(tǒng)的接入、級聯(lián)及融入本系統(tǒng)的問題。

5.2 與國資委視頻會議系統(tǒng)銜接

A股份公司原有一套專門針對國資委的標(biāo)清視頻會議系統(tǒng)，新建的高清視頻會議系統(tǒng)如何與國資委視頻會議系統(tǒng)對接，是必須考慮的。國資委視頻會議系統(tǒng)基于中國聯(lián)通“寶視通視訊網(wǎng)”，該系統(tǒng)是覆蓋國資委和央企的專用視訊系統(tǒng)。通過在中國聯(lián)通“寶視通”平臺上開通虛擬專網(wǎng)的方式實現(xiàn)，以光纖方式接入各中央企業(yè)。從中國聯(lián)通 “寶視通視訊網(wǎng)”網(wǎng)絡(luò)管理方式和運(yùn)行方式來看，具備嚴(yán)格的安全認(rèn)證，非中國聯(lián)通“寶視通視訊網(wǎng)”的MCU或者視頻終端無法接入該網(wǎng)絡(luò)，而A股份公司的視頻會議系統(tǒng)是獨(dú)立的視頻會議系統(tǒng)，因此，采用MCU數(shù)字級聯(lián)的方式，加入國資委視頻會議系統(tǒng)是不現(xiàn)實的。

經(jīng)綜合考慮后，決定采用模擬轉(zhuǎn)接的方式，主會場標(biāo)清終端視頻、音頻輸出接口各輸出一條模擬線路，輸入高清終端視頻、音頻輸入接口，把國資委音視頻信號轉(zhuǎn)發(fā)到A股份公司視頻會議中。主會場高清終端視頻、音頻輸出接口各輸出一條模擬線路，輸入到標(biāo)清終端視頻、音頻輸入接口，把A股份公司主會場圖像、甚至分會場圖像廣播到國資委視頻會議中。這種方式不改變國資委和A股份公司2套視頻會議系統(tǒng)構(gòu)架，同時視頻會議系統(tǒng)建設(shè)項目完成其音視頻互聯(lián)互通。

6 小結(jié)

經(jīng)過充分論證、仔細(xì)設(shè)計、精心施工，本系統(tǒng)僅用28天就在全國范圍內(nèi)全部安裝調(diào)試完畢，是國內(nèi)首個建成的全網(wǎng)1 080p高清視頻會議系統(tǒng)，并且視頻會議效果非常好，在業(yè)界引起了不小的震動。