山西電力網真會議系統的應用分析

張淑娟，段 敬，劉 悅

（山西省電力公司電力通信中心，山西 太原 030001）

山西電力網真會議系統的應用分析

張淑娟，段 敬，劉 悅

（山西省電力公司電力通信中心，山西 太原 030001）

網真系統是一種通過結合超高清晰度視頻、音頻和交互式組件，在IP網絡上創建一種獨特的“面對面”體驗的新型技術。它的主要目標是縮短人與人之間、人與地點之間的距離，從時間和空間感上都超越了傳統會議。對該系統在山西電力的應用情況進行了分析。

網真系統；H.264；1 080 P

0 引言

隨著網絡通信技術的飛速發展，原有的傳統E1視頻會議已經無法達到即時性“面對面”的溝通效果，人物畫面比例縮小、圖像失真、聲音與畫面不同步、抗干擾能力差等缺陷，越來越無法滿足人們日益增長的交流需求。而網真會議系統正是打破傳統的視頻會議，設計與真人大小一致的圖畫效果，配有高品質攝像系統及高保真、空間感聲音拾取和播放設備，通過強大的網絡調制和傳輸技術，將遠在另外一端與會者的表態和聲音實時、真實地展現在與會者面前。

1 網真會議系統

1.1 網真會議系統的特點

網真會議系統是通過現代通信方式實現“實時、可視、交互”的多媒體通訊技術，可以將人物的圖像、語音、文字、圖片等多種信息分送到各個用戶的顯示終端，實現等同于相互見面的效果。無論身處何處，只要有網絡，人們猶如身臨其境參加在同一會場中的會議一樣。因此，網真視頻會議系統是促進山西電力內部通信和辦公效率的有效手段。

1.2 網真會議系統的指標

網真會議系統涉及兩個重要的指標，分別是視頻編碼格式和圖像分辨率。

目前，國際電信聯盟電信標準化部門（ITU-T）與國際標準化組織/國際電工委員會（ISO/IEC）是制定視頻編碼標準的兩大組織機構，ITU-T的標準包括H.261、H.262、H.263、H.264，主要應用于實時視頻通信領域，如視頻會議系統；動態圖像專家組MPEG（Moving Pictures Experts Group/Motion Pictures ExpertsGroup）系列標準是由ISO/IEC制定的，主要應用于視頻存儲（DVD）、廣播電視、因特網或主流媒體等領域。ITU-T和ISO/IEC也共同制定了一些標準，H.262標準等同于MPEG-2的視頻編碼標準，而目前最熱門的H.264標準則是MPEG-4的第十部分[1]，也是業界當前主流的編碼標準和未來的技術發展方向。而網真會議系統就是利用了H.264的視頻壓縮編碼標準。

H.264是由ISO/IEC與ITU-T組成的聯合視頻組（JVT）制定的新一代視頻壓縮編碼標準，該標準在2003年3月正式獲得批準[1]。H.264標準與以前的標準相比效率更高，同時具有視頻編碼技術簡單、直觀、開發接口友好等特點，適合各類應用場合。H.264比H.263和MPEG-4提高編碼效率約50%，這意味著H.264僅需H.263或MPEG-4一半的編碼率便可重建出相同質量的圖像。同等的圖像質量條件下，H.264的數據壓縮比能比當前DVD系統中使用的MPEG-2高2～3倍，比MPEG-4高1.5～2倍，比H.263 高2倍[2]。

從圖像的分辨率角度考慮，目前世界主流的分辨率格式和像素大小大概有以下5種：-CIF（352×288像素）、-4CIF（704×576像素）、-720 P（1 280×720像素，隔行掃面）、-1 080 i（1 920×1 080像素，隔行掃描）、-1 080 P（1 920×1 080像素，逐行掃面）。而視頻顯示有兩種基本方式：隔行掃描和逐行掃描。隔行掃描依賴人眼的視覺暫留特性，人眼感覺到的是整幅圖像。隔行掃描只要原來的一半數據量就可以獲得高連續性，缺點是在高亮度物體邊緣處易出現閃爍等缺陷，長時間觀看會傷害視力，容易產生疲勞。逐行掃描是一次顯示圖像的所有水平線，作為一幀。當幀頻能夠達到要求時，逐行掃描無疑是最佳方案。因此，隨著集成電路技術的快速發展，逐行掃描是未來的發展趨勢；同時，人肉眼能夠察覺的時間間隔是20ms左右，而對于每s 30幀的720 p，兩幀之間的時間間隔為33ms，肉眼可以明顯察覺到圖像的跳動感，會感覺眼睛疲勞。所以，720 p的分辨率已經逐漸滿足不了未來的發展方向。

目前，傳統的視頻產品采用的分辨率大都是4CIF或720 P，網真會議系統則采用的是1 080 P的分辨率和H.264的視頻編解碼技術，在圖像質量和真人效果方面將會有本質的提升。另外，網真會議系統是基于IP的視頻會議模式，這樣可以加強辦公協同與指揮調度的融合，方便地傳送和顯示電腦文檔，用于遠程培訓、匯報、交流、會議、遠程調度集成，統攬全局，實現遠程指揮。

2 網真會議系統在山西電力的應用

山西電力網真系統主要應用在11個地市供電分公司和1個超特高壓輸變電分公司。另外，為了方便總經理與各分公司領導之間的溝通決策，在總經理辦公室配備一套小型網真系統。

2.1 系統架構

網真系統采用了世界領先的數字視頻信號壓縮技術,可以極大地節省信號傳輸占用的網絡帶寬，可以直接承載現有的山西省電力骨干數據網，并與其他應用共享IP廣域網帶寬，因此，無需增加對現有網絡的投資。

每個網真會議室通過現有IP網絡，利用千兆以太網端口直接接入到現有的省數據通信骨干網上核心和骨干路由器上實現全網網真會議室的互聯，如圖1所示。

2.2 應用技術要求

網真會議系統除了會議室本身環境標準以外，最關鍵的是利用有限的帶寬，以很低的延時提供超高質量的音頻和極高清晰度的視頻。當然，除此之外，分辨率和編解碼技術也都采用了最先進的1 080 P和H.264，以及空間環繞立體聲效果，它可以直接重現會議成員的各種語音變化。這樣的系統營造出了一種“房間中的房間”的環境，讓用戶感到他們似乎與位于遠程地點的會議成員們處在同一個會議室之中。除了直接的眼神交流以外，接近于零的延時讓用戶能夠實時地進行交流，捕捉對話中的每個細節。無論您和對方處于同一個城市之中，還是位于不同的城市，任何表情、任何動作都清晰可見。

圖1 地市12套網真系統架構

2.3 技術特點

2.3.1 獨一無二的壓縮與加密技術

為了追求最逼真的實時效果，網真采用最高速和最大壓縮比的視頻壓縮處理芯片，并采用對稱多處理技術SMP（SymmetricalMulti-Processing） 及獨特的總線結構將72顆高速芯片實現并行處理，從而實現了單屏圖像最大500∶1的壓縮比和50～70ms內將1.5 G壓縮到3～5m，保證雙方真實的現場在線還原。大大降低了運動畫面的"托尾"效果，使得運動畫面流暢。獨特的壓縮算法不影響系列標準和協議的采用。網真的高速壓縮芯片同時提供了高性能的加密解密處理能力，使得網真的視頻、語音、數據等信號在網絡中傳輸時安全性、私密性得到了保證。

2.3.2 獨特的三維空間聲效技術

在追求最逼真視覺效果的基礎上，思科網真同時追求最高質量的聲音效果，采用MPEG4 AAC-LD音頻編碼格式和左、中、右三維空間音效部署模式，可以實現聲音在遠端還原出來后依舊保證三維空間音效，可以達到高保真CD音響效果。

2.3.3 創新型“一鍵式”開會理念

網真為解決傳統視頻會議操作復雜、運營維護技術門檻高等一系列不足，追求簡單易用，創新性地將多種技術綜合，融合UC統一通信技術，不論是點對點的兩方會議還是幾十方的會議召開，只需要一個點擊操作就可瞬間召開，實現了融高科技于手指間。

2.3.4 虛擬會場環境設計理念

網真為了讓本地與遠程參會人員有“同處一個會議室，同在一張會議桌”開會的感覺，所有會場采用統一顏色的會議桌、統一顏色的背景墻，讓本地和遠程參會人視覺和感官統一，創造同在一桌上開會的效果。

另外，網真專業的燈光效果，可以將這些燈光與桌子和背景墻顏色配合，使得參會人的臉色自然，更加真實。

2.3.5 采用視頻與共享數據分離傳輸的技術

網真會議系統將需要與其他分會場共享的數據信息傳送與視頻會議信號分離傳送，保證了視頻不受數據的影響，同時可以為其設置不同的網絡傳輸服務質量QOS（Quality of Service）機制。

2.4 網絡環境

各地市和省核心的連接線路采用POS155 M，呂梁與晉中、運城與臨汾、長治與晉城、忻州與陽泉、大同與朔州之間采用POS155M鏈接。

通過對山西電力核心層節點到骨干層節點的線路SDH-155M以及上述各地市直接的帶寬使用率的調研統計和分析，實際承載線路帶寬使用率的峰值在20%以下，也就是說目前承載網絡最大使用帶寬使用峰值為31M，所以還有124M以上的空閑帶寬。而網真會議系統需要的最大峰值帶寬為16M。所以山西電力核心承載網絡完全滿足網真系統使用的帶寬要求，同時合理有效地利用現有網絡帶寬資源，也是山西電力骨干數據網絡價值的體現。

2.5 硬件環境

網真系統在專屬的網真會議室設計的會議桌中嵌入專用的辦公用具，如攝像頭和顯示器、照明裝置、揚聲器、麥克風和投影儀等。同時也提供小型配置，與現有的辦公用具一起使用。

2.6 軟件應用

網真應用結合了各種基于標準的辦公應用，可以支持各類辦公軟件。每個會場將放置一部IP電話，主要用于顯示會議預定情況和啟動/關閉會議。

3 網真會議系統與傳統視頻會議區別

網真區別傳統會議主要有以下幾個方面。

a）網真提供超高清1 080 p的圖形，人物1∶1真實的大小。實現真實的人與人的虛擬面對面溝通，讓與會者的交流達到最佳效果。而傳統的視頻會議無法實現高清晰的圖形，造成畫面模糊、畫面與聲音不同步，降低了與會人員的溝通效果。

b）網真采用高保真的專利聲音采集還原系統。能夠將與會者的聲音高保真傳輸給對方，包括聲音發出的方向，聲音高頻低頻的保證等。并且通過專利技術還可以避免手機等信號的干擾情況出現。而傳統視頻會議由于壓縮技術的限制，對聲音的頻寬進行了限制，容易出現音色變調，聲音混亂。并且出現手機干擾時經常出現聲音中斷，圖形抖動等現象。

c）網真特有的數據壓縮技術，雖然采用1 080P高清格式，但是在數據傳輸上只占3～5M帶寬。而傳統所謂最高清視頻會議，也不過采用720 P，但占有數據帶寬為2～8M。而有些號稱能實現1 080 P的會議系統，對帶寬的消耗是網真的幾倍甚至是十幾倍，甚致無法真正使用。

d）網真會議使用非常簡單。召開有兩種方式，第一，從網真會議室的IP電話撥打對方網真會議室的IP電話號碼，對方自動應答，網真會議召開；這個過程與普通電話的呼叫、接續過程沒有任何區別，簡單、易用。第二，從Email的客戶端，如Outlook，預定一個特定時間的會議，選擇會議室為網真會議室，預定成功后，網真會議室IP電話上就有了預定記錄，到會議時間，從IP電話上輕輕一按就接通對方網真會議室。而傳統視頻會議從制定開會時間，到會議召開，會議行進維護，會議結束，都需要專業人員在每個現場支持。第一浪費人力物力，第二無法保證會議的私密性。與傳統的視頻會議系統的會議召開相比方便了許多。

e）網真系統除了提供視頻語音外，還可以同時提供數據傳送，文件共享，實物投影，會議白板等功能，大大提高了溝通的效率。這是傳統視頻會議無法匹敵的。

f）網真系統還可以結合協作多個媒體源，可以將視頻監控，視頻點播等結合到會議中來，在應急指揮、集中指揮、遠程調度等情況下為與會者的快速決策提供第一手的資料。這也是傳統視頻會議無法實現的。

4 網真會議系統的應用前景

利用現有的網絡建成一套可以隨時面對面交流、高質量、高清晰、操作簡單的協作會議平臺，從而有效地提高響應速度和生產效率，加速收入增長和精簡成本的同時使山西電力盡快成為全國電力系統“信息化電力”。

4.1 高清會議及信息共享平臺

網真系統將大大提高山西電力的日常辦公效率。例如召開遠程生產調度會議、遠程工程實施會議和工作進展報告會、實現跨地區業務部門成員之間的互動式交流和協作等。員工之間可以進行數據的共享和討論，同時進行實時的語音和視頻對話，充分利用企業IP綜合網的優勢，提高辦公效率。

4.2 應急指揮通信平臺

在應急突發情況或發生緊急事務需要協調處理時，利用隨時可進行多點視頻會話的特點，第一時間利用系統召集各有關部門參加協調討論，做好相應的部署。網真系統和現場視頻圖像的結合，還可以使決策者如同身臨現場環境，快速溝通并調動各方面資源，第一時間內解決應急突發事件。

4.3 專家交流/員工培訓平臺

為滿足山西電力內部培訓的需求，網真系統還可以作為視頻培訓系統使用，它能實現遠程交互教學，提高培訓質量。網真系統不僅可以進行音視頻的交流，還可以進行文字的實時交流、文件傳輸、電子白板、電子文檔共享，現場紙質文件掃描共享、協同瀏覽、文件下載等主要功能。

4.4 對外交流的平臺

隨著發展，通過網真還可以實現同全國、乃至全球已部署的網真系統的政府、地區、企業進行B2B的業務交流，大大擴展了山西電力的輻射范圍和社會影響力。

5 結束語

網真視頻會議系統對于山西電力的意義，不僅在于提供更加完善的會議通信服務平臺，更重要的在于將其應用到山西電力的生產調度系統、管理信息系統、電網建設項目、應急指揮系統等領域，全面提升企業管理水平和綜合實力，為企業提供更加快速、更加及時的視頻通信手段，加快企業決策流程，提高企業決策水平。

［1］ 諾沖.視頻編碼之釋—從H.261到H.264［DB/OL］.http://www.cnii.com.cn/20050801/ca345379.htm.

［2］ 國際電信聯盟電信標準化部門（ITU-T）與國際標準化組織/國際電工委員會（ISO/IEC）組成的聯合視頻組（JVT）.H.264新一代視頻壓縮編碼標準［S］.2003-03.

App lication and Analysis of Telepresense Conference System in Shanxi Power System

ZHANG Shu-juan，DUAN Jing，LIU Yue
（Electric Power Communication Center of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Telepresence system is a multimedia decoder technology based on high definition video,audio and interactive components.It is a new technique which creats unique“face to face”experience on IP network.It aims to shorten the distance between human and human,human and place and surpasses traditional conference on time and space.This paper analyses the application of telepresence system in Shanxi Power.

telepresence system；H.264；1 080 P

TN949.23

B

1671-0320-（2011）03-0069-04

2010-12-28，

2011-04-12

張淑娟（1982-），女，山西長治人，2005年畢業于太原科技大學計算機科學與技術專業，助理工程師，從事會議電視、交換的運行維護工作；

段 敬（1983-），男，山西太原人，2006年畢業于太原理工大學電子信息工程專業，助理工程師，從事數據網運行維護管理工作；

劉 悅（1975-），女，內蒙古呼市人，1998年畢業于北京電力管理干部學院計算機應用與管理專業，工程師，從事會議電視、交換的運行維護工作。