視頻會議系統(tǒng)在江西省天然氣管網(wǎng)的應(yīng)用

李紅

［摘 要］視頻會議系統(tǒng)是指兩個或兩個以上不同地方的個人或群體,通過傳輸線路及多媒體設(shè)備,將聲音、影像及文件資料互傳,實現(xiàn)即時且互動的溝通,以實現(xiàn)會議目的的系統(tǒng)設(shè)備。本文首先對視頻會議系統(tǒng)進(jìn)行了簡要介紹,并結(jié)合其在江西省天然氣管網(wǎng)應(yīng)用為例,對視頻會議系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)功能進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

［關(guān)鍵詞］視頻會議；遠(yuǎn)程控制；網(wǎng)絡(luò)

［中圖分類號］TP07［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1005-6432（2012）32-0091-02

1 項目背景

我公司天然氣管網(wǎng)一期工程圍繞鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃建設(shè),該工程涉及南昌、九江、景德鎮(zhèn)、鷹潭、撫州、宜春、上饒、新余等8個區(qū)市、22個縣(市、區(qū)),干線全長876千米,支線全長255千米,共設(shè)28座分輸站,30座截斷閥室和5個CNG加氣母站。為了實現(xiàn)信息化,保證信息的快速、高效的傳輸,管道沿線各個站場內(nèi)設(shè)置視頻會議系統(tǒng),主會場位于南昌末站(調(diào)控中心),其余站場設(shè)為分會場,以管線光纜為傳輸媒質(zhì),通過光傳輸設(shè)備,建立管道專線視頻會議系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 視頻會議終端設(shè)備

視頻會議終端設(shè)備主要包括視頻輸入/輸出設(shè)備、音頻輸入/輸出設(shè)備、視頻編解碼器、音頻編解碼器、信息通信設(shè)備及多路復(fù)用/信號分線設(shè)備等。其基本功能是將本地攝像機(jī)拍攝的圖像信號、麥克風(fēng)拾取的聲音信號進(jìn)行壓縮、編碼,合成為64～1920kbps的數(shù)字信號,經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò),傳至遠(yuǎn)方會場。同時,接收遠(yuǎn)方會場傳來的數(shù)字信號,經(jīng)解碼后,還原成模擬的圖像和聲音信號。

（1）視頻輸入設(shè)備:其包括攝像機(jī)、錄像機(jī),攝像機(jī)主要有主攝像機(jī)、輔助攝像機(jī)和圖文攝像機(jī),系統(tǒng)視頻輸入口應(yīng)不少于4個。主攝像機(jī)采用會議攝像自動追蹤系統(tǒng),自動攝像系統(tǒng)可以自動跟蹤發(fā)言者(攝像機(jī)與發(fā)言單元實現(xiàn)同步),自動實現(xiàn)鏡頭角度的變化,改變焦距等功能,并將該發(fā)言者的個人圖像,以視頻信號形式送至視頻及投影機(jī),投射在大屏幕上。

（2）視頻輸出設(shè)備:其包括監(jiān)視器、投影機(jī)、電視墻、分畫面處理器等。會議室畫面的顯示方式分為單畫面和雙畫面2種,單畫面顯示方式:只有一臺監(jiān)視器顯示所接收到的對端場面或人物;雙畫面顯示方式:由一臺數(shù)據(jù)終端設(shè)備的兩臺監(jiān)視器顯示對端的兩個畫面,一臺監(jiān)視器顯示對端發(fā)言人圖像,另一臺監(jiān)視器則可用于顯示對端送來的圖文或文件等。

（3）音頻輸入/輸出設(shè)備:其主要包括話筒、揚聲器、調(diào)音設(shè)備和回聲抑制器等。

（4）視頻解碼器:其一方面對視頻信號進(jìn)行制式轉(zhuǎn)換處理以適應(yīng)不同制式系統(tǒng)直通;另一方面對視頻信號進(jìn)行數(shù)字壓縮編碼處理,以適應(yīng)窄帶數(shù)字信道的傳送,還支持多點會議電視系統(tǒng)的多點控制單元多點切換控制。視頻編解碼器宜以全公共中間格式(CIF)或1/4公共中間格式(QCIF)的方式處理圖像。在特定條件下,也可采用CTX或CTX PLUS等其他編解碼方式,但必須與CIF，QCIF兼容,便于按用戶的不同要求選用合適的編解碼方式。

（5）音頻編解碼器:其主要對模擬音頻信號進(jìn)行數(shù)字化編碼處理,以進(jìn)行傳送。音頻編解碼器應(yīng)具備對音頻信號進(jìn)行pcm,adpcm或ld-celp編解碼的能力。

（6）多路復(fù)用/信號分線設(shè)備:其將視頻、音頻、數(shù)據(jù)信號組合為傳輸速率為64～1920kbps的數(shù)據(jù)碼流,成為用戶/網(wǎng)絡(luò)接口兼容的信號格式。

2.2 數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)

基于我公司天然氣管網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和建設(shè)目標(biāo),采用H.323標(biāo)準(zhǔn)。基于H.323協(xié)議的視頻會議系統(tǒng)通過局域網(wǎng)絡(luò)經(jīng)IP(路由器)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信,因此除支持H.320協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)可以使用外,還可以使用幀中繼和ATM網(wǎng)絡(luò)。

2.3 多點控制設(shè)備(MCU)

多點控制設(shè)備(MCU)設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處,供多個地點的會議同時進(jìn)行相互間的通信,工作速率為64kbps～2mbps。多點控制設(shè)備是進(jìn)行多點會議電視的必需設(shè)備,主要功能是:完成多路視頻/音頻數(shù)據(jù)流的處理與交換,選擇源數(shù)據(jù)流進(jìn)行廣播,同時提供多種會議控制功能。基于江西省天然氣管網(wǎng)內(nèi)部的IP網(wǎng)絡(luò)平臺,各會場站點通過內(nèi)部專用傳輸網(wǎng)絡(luò)接至MCU的用戶端口。各個分會場配備720P視訊設(shè)備及配套件,實現(xiàn)全網(wǎng)的HD高清視頻會議。在中心會場布置一臺錄播服務(wù)器,能夠?qū)崟r會議的情況(包括輔流)錄制下來,以供直播或點播。

3 系統(tǒng)功能

3.1 XGA輸入和輸出

本系統(tǒng)終端提供高分辨率的(1280×1024)XGA輸入和輸出接口,用戶可以直接把自己電腦中信息傳遞到系統(tǒng)中,可以和會議中所有的用戶共享信息。整個過程不通過模擬信號轉(zhuǎn)換設(shè)備,全程數(shù)字化,可以大幅度提升顯示效果。利用終端的XGA輸出功能,用戶可以直接把遠(yuǎn)地的數(shù)字信號通過投影儀等數(shù)字顯示設(shè)備顯示。

3.2 智能雙流傳送

本系統(tǒng)提供智能雙流傳送的功能,用戶可以同時把1路計算機(jī)內(nèi)容＋1路活動圖像或2路活動圖像同時傳遞到遠(yuǎn)端,實現(xiàn)全線電視會議：音視頻會議、電子數(shù)據(jù)、圖文數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)簡單、智能,可以徹底拋棄數(shù)據(jù)會議等復(fù)雜難用的媒體傳送技術(shù)。配合即插即用的XGA輸入輸出,可以為用戶提供全景交互式會議,大大地豐富了會議的內(nèi)容。

3.3 會議安全措施

本系統(tǒng)提供多層次的保密措施,在信令層,提供了GK注冊、主叫呼集、終端會議控制、終端遠(yuǎn)程控制、終端配置等多重口令保護(hù),可以保證用戶信令處于安全狀態(tài)。

3.4 多畫面支持

本系統(tǒng)采用了數(shù)字多畫面合成技術(shù),系統(tǒng)全面提供1、2、3、4、6、8、9、13、16等10種不同的畫面顯示模式,在會議過程中,多畫面的格式可以通過主席或管理員隨意切換,同時會議過程中也可以在單/多畫面之間自由切換。在多畫面顯示中,支持多畫面VIP模式,即通過語音激勵方式將發(fā)言會場的圖像自動顯示在多畫面中的大畫面(VIP畫面)中,且在會議中VIP畫面是動態(tài)調(diào)整,隨時將當(dāng)前發(fā)言的會場顯示為VIP畫面,大大增強(qiáng)了會議的臨場效果。

3.5 多點攝像機(jī)控制(FECC)

系統(tǒng)全面支持遠(yuǎn)程攝像機(jī)控制,主席會場可以對其他各個分會場的攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程控制(上下左右、遠(yuǎn)近、調(diào)焦)以及位置預(yù)置等；支持對遠(yuǎn)端多個視頻源的選擇和控制。

3.6 全方位中文支持

系統(tǒng)支持遙控器輸入中文字幕、中文會場等功能,確保用戶方便易用。

3.7 智能流控

系統(tǒng)可以自動對碼流進(jìn)行流量控制,對于一些沒有其他終端觀看其圖像的終端,則MCU向其發(fā)送信令,降低其發(fā)送視頻碼流帶寬。從而大幅度降低系統(tǒng)使用總帶寬,極大地提高了用戶的網(wǎng)絡(luò)使用率。

3.8 可維護(hù)特性

從方便用戶應(yīng)用和便于維護(hù)角度出發(fā),本系統(tǒng)上做了大量的維護(hù)功能,包括終端設(shè)備多級環(huán)回測試,內(nèi)置ISDN、IP網(wǎng)絡(luò)測試儀,全系統(tǒng)豐富日志功能、遠(yuǎn)程Web、Telnet維護(hù)等,這些功能的提供可以迅速定位問題的根源、快速解決問題。

4 系統(tǒng)的特點

4.1 高質(zhì)量的會議效果

(1)圖像質(zhì)量

本系統(tǒng)全面采用H.264圖像編解碼協(xié)議,在同等帶寬下,為用戶帶來最優(yōu)的圖像效果提升。系統(tǒng)全面采用720P圖像處理技術(shù),大幅度的降低圖像的閃爍現(xiàn)象,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)圖像的質(zhì)量,豐富了圖像的細(xì)節(jié),在華為ViewProcessing專利的圖像前處理和后處理技術(shù)基礎(chǔ)上,加進(jìn)了碼率控制策略、抗誤碼技術(shù)、糾錯處理技術(shù)、誤碼掩藏處理等新技術(shù),在同樣帶寬下,可以向用戶提供更逼真、更清晰、更流暢的畫面。

(2)聲音質(zhì)量

本系統(tǒng)支持全方位的語音處理技術(shù)：采用快速自適應(yīng)回聲抵消(AEC)、自動增益控制(AGC)和自動噪聲抑制(ANS)技術(shù),采用輸入音頻通道獨立處理技術(shù)、AudioEnhancer(語音增強(qiáng))、VoiceClear(語音清脆化)等語音處理技術(shù),使系統(tǒng)聲音聽起來更加清晰、飽滿和豐富。

4.2 極高的會議穩(wěn)定性

(1)電源備份

在本項目中,作為主MCU的ViewPoint 8650 配置兩塊電源模塊,分擔(dān)設(shè)備整機(jī)電力負(fù)荷的同時,每一塊電源模塊均可為整機(jī)滿負(fù)荷配置提供充足電力,實現(xiàn)電源模塊的雙備份。

(2)業(yè)務(wù)板備份

ViewPoint 8650的業(yè)務(wù)板采用業(yè)界流行的信令與媒體流分離處理架構(gòu),當(dāng)處理媒體流的業(yè)務(wù)板出現(xiàn)故障的時候,系統(tǒng)自動把媒體流處理業(yè)務(wù)切換到其他業(yè)務(wù)板上進(jìn)行,會議不會中斷,終端側(cè)用戶圖像會有6秒的短暫停頓；當(dāng)處理信令流的業(yè)務(wù)板出現(xiàn)故障的時候,系統(tǒng)也會自動把信令流切換到其他業(yè)務(wù)板上進(jìn)行,會議不會中斷,終端側(cè)用戶自動重新加入會議,整個業(yè)務(wù)恢復(fù)可在10秒內(nèi)完成。

(3)IP網(wǎng)口備份

ViewPoint 8650 的每個單板、ViewPoint 8650C 的主機(jī)都提供了兩個互為備份的千兆網(wǎng)口,當(dāng)工作網(wǎng)口的線路由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等各種原因出現(xiàn)通信中斷的時候,系統(tǒng)會自動把通信線路從主用網(wǎng)口切換到備用網(wǎng)口,整個切換時間只需3～5秒。

(4)芯片備份

ViewPoint 8650的單板和ViewPoint 8650C 主機(jī)里面的芯片可以互為備份,利用華為特有的專利芯片技術(shù),當(dāng)一個芯片出現(xiàn)故障無法工作的時候,系統(tǒng)會自動調(diào)用空閑的芯片來完成工作,對視頻效果完全沒有影響。使得視頻會議得到了芯片級的保障。

(5)N＋1備份

ViewPoint 8650、8650C 配合會議管理軟件還可以實現(xiàn)MCU的N＋1備份,即選擇一臺MCU為備份MCU,為該視訊網(wǎng)絡(luò)中的多臺同類型MCU提供備份,當(dāng)某臺MCU出現(xiàn)重大故障,比如電力供應(yīng)完全中斷,完全無法為繼業(yè)務(wù),會議管理軟件判明狀態(tài)后會立即將會議切換到該備份MCU上,從而恢復(fù)業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。此類故障恢復(fù)可以在3分鐘內(nèi)完成。

5 系統(tǒng)的維護(hù)

在我公司的視訊系統(tǒng)中,MCU和終端都是采用嵌入式實時操作系統(tǒng),按照電信級設(shè)備的要求設(shè)計,滿足電信級設(shè)備要求的穩(wěn)定性,業(yè)務(wù)系統(tǒng)都支持主備倒換,所有的設(shè)備都可以7×24小時運行,系統(tǒng)支持無人職守方式長期功能。所以系統(tǒng)所需要的維護(hù)操作主要是維護(hù)視訊系統(tǒng)承載網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和例行設(shè)備巡查。

點對點會議時,兩個終端直接呼叫對方的號碼即可,無須其他人協(xié)助,如果呼叫失敗,則會反饋詳細(xì)的失敗信息(類似于對方忙等),根據(jù)反饋信息,用戶做少許操作即可完成互通。無須進(jìn)行維護(hù),由使用者自己即可完成。

小規(guī)模會議時,會議發(fā)起方通過主叫呼集方式召集會議(操作方式簡單到只需要通過遙控器選中要開會的會場即可),呼叫發(fā)起后,業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)會自動選擇合適的MCU資源,自動的完成會議的召集和終端入會過程。會議過程中所有操作都可以通過遙控器由與會者自行完成,無須維護(hù)人員干預(yù)。

召開大規(guī)模會議時,為了確保資源能夠有效獲得和保障會議的效果,在開會前由維護(hù)人員通過ResourceManager預(yù)約召開會議或采用主叫呼集方式召開會議,會議召開后,整個網(wǎng)絡(luò)上只需要在主席會場處安排一個維護(hù)人員即可,當(dāng)需要完成諸如會場切換等操作時,只需要維護(hù)人員通過遙控器在會議監(jiān)控器上操作完成。不需要各個MCU側(cè)和其他終端等會場有專人維護(hù)操作。

6 結(jié) 論

我公司視頻會議系統(tǒng)是基于寬帶信息網(wǎng)絡(luò)平臺基礎(chǔ)上運行的,系統(tǒng)具有良好的開放性和擴(kuò)展性,系統(tǒng)達(dá)到了功能設(shè)計的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),滿足了公司生產(chǎn)、治理、服務(wù)等方面的實際應(yīng)用需求,提高了公司現(xiàn)代化辦公的效率,同時節(jié)約了原始會議的開銷,為公司創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益。