戴 元

（民航東北空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心，遼寧 沈陽 110043）

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究

戴 元

（民航東北空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心，遼寧 沈陽 110043）

文章介紹了高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)原則，并結(jié)合民航東北空管局實(shí)際情況，提出了高清視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，為其它高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用提供參考。

高清視頻會(huì)議；控制中心；H.323

（一）引言

民航東北空管局標(biāo)清視頻會(huì)議系統(tǒng)始建于2003年初，系統(tǒng)覆蓋沈陽、哈爾濱、長(zhǎng)春、大連等地空管分局、站共 9個(gè)會(huì)場(chǎng)，用于召開視頻會(huì)議、協(xié)調(diào)指揮和突發(fā)事件應(yīng)急處理，極大地提高了工作效率，節(jié)約了辦公成本。經(jīng)過幾年的平穩(wěn)運(yùn)行后，系統(tǒng)目前已進(jìn)入故障高發(fā)期，存在的問題和隱患較多。同時(shí)，民航局空管局視頻會(huì)議系統(tǒng)和民航局協(xié)調(diào)決策視頻會(huì)議系統(tǒng)也需要與其實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，原有系統(tǒng)已無法滿足實(shí)際工作需要。近年來，在IP網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)已日臻成熟。如何消除原有系統(tǒng)隱患，使之在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)管理等各方面能夠滿足工作需要，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（二）高清視頻會(huì)議系統(tǒng)組成

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)由高清多點(diǎn)控制單元、高清視頻會(huì)議終端、高清顯示系統(tǒng)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、控制中心等部分共同組成。

1.高清多點(diǎn)控制單元

高清多點(diǎn)控制單元是整個(gè)視頻會(huì)議系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于召開三點(diǎn)或多點(diǎn)之間的高清視頻會(huì)議，由多點(diǎn)控制器和多點(diǎn)處理器組成。

2.高清視頻會(huì)議終端

高清視頻會(huì)議終端用于對(duì)單向或雙向的視頻信號(hào)、音頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行采集、處理和還原。

3.高清顯示系統(tǒng)

高清顯示設(shè)備應(yīng)能夠支持1920（水平）×1080P（垂直）高清分辨率，并配置HDMI、DVI等高清數(shù)字圖像接口。

4.傳輸網(wǎng)絡(luò)

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有著較高的要求，實(shí)現(xiàn)720P分辨率的高清視頻會(huì)議，需要配置1MB網(wǎng)絡(luò)帶寬，考慮信令開銷和收發(fā)雙流信號(hào)所需帶寬，實(shí)際需要配置 1.3MB以上帶寬。實(shí)現(xiàn) 1080P分辨率的高清視頻會(huì)議，需配置 2MB以上帶寬，才能確保高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

5.控制中心

控制中心是高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的核心節(jié)點(diǎn)，用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制，由高清錄播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。高清錄播系統(tǒng)用于重要會(huì)議的錄制、存儲(chǔ)和回放。監(jiān)控系統(tǒng)用于全網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為網(wǎng)絡(luò)管理人員快速定位故障并采取應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)。

（三）高清視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

高清視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則如下。

1.高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循H.264、G7.19、1080P等國(guó)際、國(guó)內(nèi)和行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。

2.重要設(shè)備、鏈路應(yīng)采用冗余設(shè)計(jì)，最大限度減少因單點(diǎn)故障引起的系統(tǒng)癱瘓，確保高清視頻會(huì)議系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。

3.系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足同時(shí)召開多組高清視頻會(huì)議功能，保證每組會(huì)議之間相互獨(dú)立，互不干擾。

4.系統(tǒng)應(yīng)便于管理和維護(hù)，盡可能減少系統(tǒng)管理人員的工作量和技術(shù)復(fù)雜程度。

5.系統(tǒng)應(yīng)提供視頻、音頻及雙流畫面的數(shù)字化錄制功能，提供視頻會(huì)議資料的保存及回放功能。

6.系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，在滿足現(xiàn)有需求的同時(shí)，充分考慮今后的發(fā)展，方便系統(tǒng)的后期擴(kuò)容。

（四）高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

民航東北空管局高清視頻會(huì)議系統(tǒng)采用星型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，遵循 H.323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，以沈陽主會(huì)場(chǎng)為中心節(jié)點(diǎn)，覆蓋東北地區(qū)各空管分局、站，實(shí)現(xiàn)各會(huì)場(chǎng)之間的視頻、音頻和數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。系統(tǒng)主要由傳輸網(wǎng)絡(luò)、高清多點(diǎn)控制單元、高清視頻會(huì)議終端、音頻處理系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、高清錄播系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。

2.傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

沈陽與哈爾濱、長(zhǎng)春、大連各地之間互聯(lián)的廣域網(wǎng)鏈路主要通過民航ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，各地之間的連接帶寬為2MB。為提高網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性，建議在各地之間租用運(yùn)營(yíng)商 SDH專線作為備用鏈路，與 ATM主用鏈路互為備份。通過浮動(dòng)靜態(tài)路由技術(shù)，確保當(dāng)主用鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)切換到備用鏈路，從而確保視頻會(huì)議系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.會(huì)場(chǎng)設(shè)計(jì)

為各會(huì)場(chǎng)配置相應(yīng)數(shù)量的高清視頻會(huì)議終端、高清攝像頭、高清電視機(jī)、高清投影儀、高清視頻矩陣及數(shù)字音頻媒體處理器。

（1）高清視頻會(huì)議終端應(yīng)具有高清編解碼能力，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)、音頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的采集、處理和還原。

（2）高清攝像機(jī)通過 HDCI線纜連接到高清視頻會(huì)議終端，用于采集視頻信號(hào)。

（3）高清電視機(jī)和高清投影儀應(yīng)支持 1920（水平）×1080P（垂直）分辨率，用于輸出視頻圖像。

（4）高清矩陣切換器用于本場(chǎng)圖像、遠(yuǎn)端圖像、雙流圖像等各種視頻信號(hào)的輸入、輸出切換。

（5）鵝頸麥克風(fēng)用于采集音頻信號(hào)，音響系統(tǒng)用于音頻輸出。

（6）數(shù)字音頻媒體處理器用于音頻信號(hào)處理，減少話筒和音響間的回聲效應(yīng)，提高音頻信號(hào)的質(zhì)量。

4.控制中心設(shè)計(jì)

控制中心設(shè)置在主會(huì)場(chǎng)核心機(jī)房，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的總體控制和運(yùn)行，由高清多點(diǎn)控制單元、中控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、錄播系統(tǒng)共同組成。

（1）在控制中心配置一臺(tái)高清多點(diǎn)控制單元，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換與通信處理等工作。為擴(kuò)大系統(tǒng)處理交換能力，建議對(duì)高清多點(diǎn)控制單元的網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行規(guī)劃，利用其跨網(wǎng)段功能，實(shí)現(xiàn)與外部視頻會(huì)議系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（2）主會(huì)場(chǎng)設(shè)備較多，應(yīng)配置中控系統(tǒng)對(duì)會(huì)場(chǎng)內(nèi)各種設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理。中控系統(tǒng)由中控主機(jī)、無線控制器、無線觸摸屏等設(shè)備組成。中控主機(jī)通過RS232、RS485、紅外、網(wǎng)絡(luò)等各種接口與受控設(shè)備相連接，接收并處理來自系統(tǒng)管理人員發(fā)出的控制請(qǐng)求，從而實(shí)現(xiàn)主會(huì)場(chǎng)內(nèi)所屬設(shè)備的統(tǒng)一管理和控制。

（3）建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)多點(diǎn)控制單元、視頻會(huì)議終端、路由器、交換機(jī)等重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)丟包影響視頻會(huì)議系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，及時(shí)向系統(tǒng)管理人員發(fā)出告警，提高系統(tǒng)的維護(hù)效率。

（4）在控制中心配置一臺(tái)高清錄播服務(wù)器，用于重要會(huì)議的錄制和存儲(chǔ)。錄制的內(nèi)容應(yīng)包括主會(huì)場(chǎng)及各分會(huì)場(chǎng)的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。

5.級(jí)聯(lián)會(huì)議設(shè)計(jì)

（1）與民航局空管局視頻會(huì)議系統(tǒng)互聯(lián)

東北空管局視頻會(huì)議系統(tǒng)與民航局空管局視頻會(huì)議系統(tǒng)均采用 H.323協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，不存在設(shè)備兼容性問題，建議采用多點(diǎn)控制單元數(shù)字級(jí)聯(lián)的方式，實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的視頻、音頻和信令之間的互聯(lián)互通。具體做法為：將東北空管局高清多點(diǎn)控制單元的第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口與系統(tǒng)內(nèi)部核心交換機(jī)相連，用于召開東北地區(qū)視頻會(huì)議；將第二個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口與民航局空管局視頻會(huì)議系統(tǒng)的多點(diǎn)控制單元進(jìn)行數(shù)字連接，實(shí)現(xiàn)兩套視頻會(huì)議系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（2）與民航局協(xié)調(diào)決策視頻會(huì)議系統(tǒng)互聯(lián)

東北空管局視頻會(huì)議系統(tǒng)與民航局協(xié)調(diào)決策視頻會(huì)議系統(tǒng)采用不同廠商生產(chǎn)的多點(diǎn)控制單元，利用數(shù)字級(jí)聯(lián)方式實(shí)現(xiàn)兩套系統(tǒng)的互聯(lián)互通存在設(shè)備兼容性問題。在不改變兩套視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，建議通過視頻會(huì)議終端模擬轉(zhuǎn)接的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。具體做法為：在沈陽主會(huì)場(chǎng)新增一臺(tái)視頻會(huì)議終端，與民航局協(xié)調(diào)決策視頻會(huì)議系統(tǒng)相連，同時(shí)將其視頻信號(hào)和音頻信號(hào)與主會(huì)場(chǎng)高清視頻會(huì)議終端進(jìn)行背對(duì)背交叉連接。當(dāng)民航局協(xié)調(diào)決策視頻會(huì)議系統(tǒng)需要向下轉(zhuǎn)播時(shí)，通過主會(huì)場(chǎng)兩臺(tái)視頻會(huì)議終端模擬轉(zhuǎn)接，向東北地區(qū)各分會(huì)場(chǎng)進(jìn)行廣播，從而實(shí)現(xiàn)兩套視頻會(huì)議系統(tǒng)的互聯(lián)互通。

（五）結(jié)語

文章結(jié)合民航東北空管局實(shí)際，介紹了高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，并有針對(duì)性地提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。高清視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循穩(wěn)定、可靠、易于管理和維護(hù)、擴(kuò)展靈活等原則，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)應(yīng)用、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)性能等各方面能夠適應(yīng)未來發(fā)展需要，從而為高清視頻會(huì)議系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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TN948.63

A

1008-1151(2011)06-0046-02

2011-03-23

戴元（1979－），男，民航東北地區(qū)空中交通管理局通信網(wǎng)絡(luò)中心計(jì)算機(jī)室工程師。