1 080p高清視頻會議系統(tǒng)設計應用案例

李 棟 ，李媛敏 ，張秋華 ，范 飛 ，雷 鳴

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

1 引言

從2007年開始，國際高清趨勢讓國內(nèi)的視頻會議領域有了質的飛躍。短短兩年時間里以720p/1 080i/1 080p為標準的高清視頻會議系統(tǒng)建設正以每年30%的速度遞增，高清系統(tǒng)進入了一個普及階段。總體來看高清系統(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架構，建設一個集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，覆蓋集團全系統(tǒng)，具有國內(nèi)同行業(yè)先進水平的高品質視頻會議系統(tǒng)，并確保投入使用后的安全穩(wěn)定性。建設方針：統(tǒng)一規(guī)劃、分期建設、分級管理。建設目標：本著“大系統(tǒng)、高品質，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套華為的標清終端和1個Sony標清攝像頭），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個標清MCU，1套標清會議室終端和14套標清桌面終端）。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。總公司與下屬二、三級單位目前沒有專用網(wǎng)絡聯(lián)通，所以整個集團系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃建設也在本次建設范圍之內(nèi)。

3 組網(wǎng)方案設計

在A股份公司的廣域網(wǎng)設計上，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。要支持集團在全國各地所有機構的視頻、語音，同時還要考慮網(wǎng)絡的可擴展性，因此對廣域網(wǎng)絡的網(wǎng)絡性能、網(wǎng)絡帶寬、網(wǎng)絡的服務質量和智能管理、網(wǎng)絡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公司及國內(nèi)辦事處等機構之間，建立SDH專線網(wǎng)絡和VPN網(wǎng)絡（見圖1）；SDH專線網(wǎng)絡用于高清視頻會議、并兼顧部分數(shù)據(jù)業(yè)務，VPN網(wǎng)絡用于協(xié)同辦公等數(shù)據(jù)業(yè)務，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)絡或SDH專線網(wǎng)絡。

股份公司與國外直屬項目公司、辦事處等機構之間，需要依據(jù)所在地網(wǎng)絡發(fā)展情況，進一步討論研究。

在網(wǎng)絡不發(fā)達地區(qū)的重要機構，可以考慮建立衛(wèi)星網(wǎng)絡。

2）二級單位與三級單位之間

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

集團公司與下屬辦事處等機構之間建立VPN網(wǎng)絡或Internet公網(wǎng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

集團公司與下屬項目部等機構之間建立VPN網(wǎng)絡或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構之間建立VPN網(wǎng)絡或Internet公網(wǎng)，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

4）傳輸帶寬設計

視頻會議對網(wǎng)絡帶寬的需求為：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)絡帶寬的最大需求。

高清視頻會議對網(wǎng)絡應用的實時性要求較高。這就要求作為其基礎的SDH承載網(wǎng)絡有較高的帶寬和對網(wǎng)絡中的業(yè)務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。如果設計4 Mbit/s的專線鏈路，考慮到網(wǎng)絡良性工作負載不應超過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，視頻分辨力需達到 1 920×1 080p@30 f/s（幀/秒），為保證圖像質量和節(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，相應的網(wǎng)絡帶寬為4Mbit/s。

4 視頻會議系統(tǒng)設計

視頻會議系統(tǒng)采用H.323協(xié)議標準，并同時兼容IETF SIP和ITU-T H.320標準。方案設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。在視頻質量上，采用業(yè)內(nèi)主流的高清視頻會議系統(tǒng)技術，實現(xiàn)720p～1 080p高清視頻效果，在音頻、雙流等其他技術方面，也需要滿足高清視頻會議的需求。

本系統(tǒng)還應能盡量使用已有視頻會議相關設備，在滿足設計要求的前提下最大限度地保護原有投資。

設計功能：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；高清會議錄播及點播；IP電話、模擬電話和手機接入視頻會議；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)絡的會議室使用，主要用于小規(guī)模會議和遠程培訓。

A股份公司設二級公司分會場29個，覆蓋幾乎所有二級機構，可組織和召開全系統(tǒng)范圍的大型視頻會議。

設置高清視頻會議錄播服務器，實現(xiàn)了高清錄制回放。設置軟終端，使移動人員可以通過公網(wǎng)接入會議系統(tǒng)。設置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)絡質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套高清終端和相應的會議室音視頻設備。

總體方案如圖2所示。

5 設計中需要注意的其他問題

5.1 與原有系統(tǒng)兼容方案設計

股份公司很早就開展視頻會議的應用，但是限于網(wǎng)絡通信條件和整體規(guī)劃和設計的缺失，視頻會議的應用只是淺嘗輒止，沒有大規(guī)模實質性的應用。目前擁有2套獨立視頻會議系統(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，在視頻會議的應用中積累了大量的使用經(jīng)驗；后者為一套較完整的標清視頻會議設備，有MCU、視頻終端、錄播服務器、中控設備等，只是完成了總部大樓中有關配置。由于沒有網(wǎng)絡通信條件，沒有統(tǒng)一的規(guī)劃設計和實施。這些設備功效沒有得到充分發(fā)揮。而且隨著時間的推移和技術的發(fā)展，這些設備日顯落后。

上述部分二級單位相繼開展了視頻會議的建設，規(guī)模和投入力度不同，應用情況千差萬別。各集團公司自行建設的系統(tǒng)設備多種多樣，各自的使用情況和應用也有所不同。各個集團公司建設的視頻會議系統(tǒng)在應用方面各有優(yōu)勢。現(xiàn)為了保證用戶已有投資，需要將原有設備與此次建設的系統(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備的，保證可與其此次建設的寶利通系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字級聯(lián)，互聯(lián)、互通、互控；本次建設的高清系統(tǒng)與原有標清系統(tǒng)可以實現(xiàn)高、標清混合會議，即對高清會場之間召開的還是高清會議，標清會場看到的就是標清效果；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)，并且遵循國際標準協(xié)議的，可以與此次建設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：原采用科達設備的二級單位。

3）二級單位已建設的非標準協(xié)議的視頻會議系統(tǒng)，大多數(shù)為軟件視頻會議系統(tǒng)以及瑞福特非標準協(xié)議的硬件設備，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)絡管理方式和運行方式來看，具備嚴格的安全認證，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，而A股份公司的視頻會議系統(tǒng)是獨立的視頻會議系統(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，決定采用模擬轉接的方式，主會場標清終端視頻、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)構架，同時視頻會議系統(tǒng)建設項目完成其音視頻互聯(lián)互通。

6 小結

經(jīng)過充分論證、仔細設計、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。