高清视频会议系统技术方案-视频会议系统 解决方案
电商园远程视频展示系统
技术方案
郑州大华电子科技有限公司
2015年3月12日
目录
第1章视频会议系统综述 (4)
1.1视频会议系统发展回顾 (4)
1.2中国视频会议系统应用现状 (5)
第2章系统组网方案描述 (8)
2.1概述 (8)
2.1.1视频网络拓扑图 (8)
2.1.2高清视频会议系统配置描述 (9)
2.1.2.1高清视频会议系统控制中心配置 (9)
2.1.2.2高清视频会议系统主会场的配置 (10)
2.1.2.3高清视频会议系统分会场的配置 (10)
第3章系统会议功能 (12)
3.1各种整体会议场景 (12)
3.1.1任意两会场的视频会议 (12)
3.1.2基于MCU RMX500C的预约多组多点会议 (13)
3.1.3各级领导决策指示传达 (14)
3.1.4讲座及各种培训 (14)
3.1.5指定会场参加的例会 (15)
3.1.6分组会议 (15)
3.2承载网络可行性分析及要求 (15)
3.3系统特点 (17)
3.3.1高清视频会议 (17)
3.3.2超高清能力 (17)
3.3.3高清多分屏能力 (17)
3.3.4混网混速混协议 (18)
3.3.5高清数据双流 (19)
3.3.6会议加密 (20)
3.3.7远程摄像头控制 (21)
3.3.8会场申请发言 (22)
3.3.9中文会场名、字幕和横幅 (22)
3.3.10会议的存储和直播 (23)
3.3.11会议与画面控制 (24)
3.3.11.1多点视频会议 (24)
3.3.11.2导演控制模式 (25)
3.3.11.3语音激励控制模式 (25)
3.3.11.4演讲者模式 (26)
3.3.11.5主席控制及主席扩展模式 (26)
3.3.11.6多画面模式 (27)
3.3.11.7广播轮询模式 (27)
3.3.11.8终端召集调度会议 (28)
3.3.11.9点名发言 (28)
3.3.11.10会场闭音 (29)
3.3.11.114：3或16：9收发模式 (29)
3.3.11.12自动断线重邀模式 (30)
第4章系统可靠性、安全性规划与设计 (32)
4.1MCU电源模块热备份规划与设计 (32)
4.2IP语音调度和备份规划与设计 (32)
4.2.1IP语音调度解决方案 (33)
4.2.1.1一对一的语音调度 (33)
4.2.1.2摘机直通热线 (33)
4.2.1.3多点语音调度 (34)
4.2.2IP语音备份解决方案 (35)
4.2.3推荐的IP话机配置选型IP650（含扩展模块）+IP550 (36)
4.3设备安全管理规划与设计 (36)
4.3.1MCU的安全保障 (37)
4.3.1.1嵌入式操作系统 (37)
4.3.1.2防火墙解决方案 (37)
4.3.1.3系统用户权限管理 (38)
4.3.1.4直观界面 (38)
4.3.1.5日志功能 (38)
4.3.2终端的安全保障 (38)
4.3.3会议的安全保障 (39)
4.3.3.1会议密码 (39)
4.3.3.2拨入拨出设置 (40)
4.3.3.3会议管理 (40)
4.3.3.4会议召开 (40)
4.3.3.5与会者管理 (40)
4.3.3.6会议内容加密 (41)
4.4网络QOS、适应性和带宽保障规划与设计 (41)
4.4.1QOS保障机制 (41)
4.4.2LPR——最新丢包主动纠错技术 (43)
4.4.3LPR所带来的好处 (44)
4.4.3.1丢包保护 (44)
4.4.3.2临时性网络问题补偿 (44)
4.4.3.3降低延迟 (45)
4.4.3.4提高资源效率 (45)
4.4.3.5对媒体的全面保护 (45)
4.4.4网络穿越功能 (45)
4.4.4.1MCU和终端均支持固定UDP端口 (46)
4.4.4.2MCU和终端均支持NAT网络地址转换 (46)
4.4.4.3MCU支持双网口跨网段组会 (46)
4.4.4.4配合用户现有的用户防火墙实现穿越 (47)
第5章系统管理维护功能 (48)
5.1设备的管理 (48)
5.1.1HDX系列终端 (48)
5.1.2RMX500C (49)
5.1.3网络状态实时监测 (50)
第6章选用设备介绍 (52)
6.1POLYCOM RMX 500C高清多点控制单元 (52)
6.2中心点录播服务器：POLYCOM RSS 4000 (57)
6.3HDX系列终端简介 (61)
6.4主会场终端：POLYCOM HDX 8000 (63)
6.5分会场终端：POLYCOM HDX 7000 (69)
6.6IP650语音电话 (75)
6.7IP550语音电话 (81)
第1章视频会议系统综述
1.1视频会议系统发展回顾
随着全球步入信息化时代，人们对了解事物、交换信息的要求已经从纸、笔、书本、话音等发展到通过声光电信号等各种方式更准确、更快捷、更丰富地表达出来。人们的生产生活时刻与影像和声音的传递息息相关，传统的信息交流方式正在因科学技术的飞速发展而发生着巨大的变化。
视频会议是视讯传输技术的典型应用之一，一种在不同地点的用户以电视的方式举行会议，传输图像、声音和文件的通信方式。视频会议系统可以将会议现场的视音频信号实时传输到远方的会议现场，方便地进行“面对面”的交流。同传统的现场会议相比，具有节省时间、缩短空间、提高效率等优点。利用视频会议系统进行多方异地会场的实时会议，为有异地会议需求的人们节省了大量的旅行时间，同时也能节约大量的会议开支、增加更多的时效性。视频会议是现代计算机技术、通信技术和视频技术完美结合的产物。
自上世纪八十年代起，由于通信、计算机、微电子技术的迅速发展，视频压缩编码技术与传输技术日臻完善和成熟，这不仅使视频编码通信设备的功能和使用性能大为提高，网络资源的可重复利用性通过各种协议的兼容发展也大为增加，成本的逐步降低，使实现视频通讯传输终成为可能。
从1992年第一套完全商用的视频会议安装到现在，视频会议技术有了长足的进步，视频会议从昂贵的高端人群应用变成了普及型的即时交互手段，期间不断有大量的技术创新推动了视频会议应用的发展。在上世纪90年代的视频会议基于独享的专用网络（H.320）建立，设备和运行通讯费用昂贵；随着本世纪初Internet 和Intranet的发展，视频会议系统以及视频会议的应用逐渐转移到IP网络上来。由于IP网络的普及性促成了视频会议爆发性地增长，而视频会议又使IP网络的价值得以体现；近期随着基于SIP的UC媒体通讯的发展，视频会议发展成为不可或
缺的沟通和交流手段。当然，期间伴随着大量的技术进步和发展。到今天，已经可以实现更低带宽下高清图像和声音的交互。
回顾历史可以看到视频会议发展的历程：
●由高端人群的奢侈应用发展为大众化的普及型的沟通手段；
●基于H.320独享专网的系统转移到基于IP网络的融合通讯系统；
●音频质量由最初电话音质发展到高保真原声传送；
●图像质量由最初的普清CIF发展到今天的数字高清1080P；
●运动图像帧率从25帧/秒向50帧/秒超流畅过度。
●使用方式由专网专用过渡到了随时随地的即时通讯，并开始向桌面延伸，
更准备与其它通讯系统(如模拟电话、IM等)进行融合。；
●管理方式从单一的设备管理过渡到了集中式的批量管理
●更加注重应急备份、调度等增强稳定性及强壮性的功能
1.2中国视频会议系统应用现状
中国幅员辽阔、政府和企业机构庞大的先天条件决定了对视频会议必然需求。如高效的政府机构需要号令一致、需要方针、精神、政策快速传达，再者伴随着经济全球化、区域化、信息网络化的发展，企业面临的竞争越来越激烈，而降低开销、加快决策进程、强化管理和培训、提高质量和效率成为中国企业的目标。视频会议恰恰是一个非常有效的手段。
视频会议技术进入中国内地始于90年代，从一开始进入中国市场，视频会议系统就担负着变革中国传统会议的使命。在视频会议诞生之初就在中国得到了使用。90年代重要的国家部门和有实力的企业率先采用视频会议用于内部交流。2000年开始中国率先在企业内部的IP网络上构建视频会议系统，而由于中国IP网络发展领先全球的现状，造就了中国在视频会议应用方面的领先。SARS
（非典）的爆发使视频会议在中国以前所未有的速度快速得到发展。目前国内视频会议在部署规模、功能和技术水平方面具有全球领先的地位。
据不完全统计，截至2006年底80%的国家级政府机构和大型国有企业均已建立了基于自己单位内部专网的视频会议系统。这些大型视频会议系统常常具有二级结构，接入会场多达五、六百点，在单位内部沟通交流方面起到了不可或缺的作用。比如国家党政视频专网、国家发改委、工商银行、中国石油、众多电力企业等具有大规模的视频会议应用。到目前为止绝大部分的全国性政府机构和央企均在自己的网络上构建了自己的视频会议系统。
2007年在业界称为高清元年，2007年的国际高清趋势让国内的视频会议领域也有了质的飞跃——因为高清在短短一年时间内，成为了国际、国内主流厂商产品的走势。随着高清显示设备价格的下降和IP网络应用的推广，高清会议体验将颠覆传统的会议模式，给与会者带来更高质量的会议体验。
2008年随着高清技术和解决方案的成熟，大量早期的视频会议系统更新换代和新系统都选择了高清的技术标准。仅2008年覆盖全国的高清视频会议系统就有14套之多，中国石油、中国石化、中国远洋、中交集团、中国人寿以及多数央属企业都采用了高清视频会议系统。此外，难以计数的省级单位、二级单位也采用了高清的技术标准和设备。
进入2009年高清视频会议系统特别是1080P成为系统的首选，高清视频会议系统进入了一个普及阶段。总体来看高清视频会议系统的成本价格已经在逐渐接近传统的视频会议设备，高清视频会议系统的普及已经成为必然。
对于中国市场来说，良好的网络先决条件，传统的高标准需求决定了中国用户现在对高清视频会议系统的要求远远高于国际视频的标准。作为一个拥有着13亿人口的大国，各类企业数以百万计，中国如此庞大的市场用户对于视频会议的技术要求已经走在世界前列。
中国式的高清视频会议系统在图像效果上要求是：高清晰并超流畅，根据国内的网络带宽现状，在带宽高于1M的情况下图像要求具有最高分辨率
（1920x1080P@25帧）的效果，在网络情况较差832k或以下带宽时系统应实现超级流畅的图像效果即：1280x720P@50帧/秒；中国的高清视频会议系统在内容传送上也在原有的H.239的双流功能之上又提出了更高的超级双流的功能要求，即不仅仅是人物加内容的双路传送，还要求人物与图像的叠加传送（这是一项影视抠图技术在视频会议系统中的应用）；在中国，专家式的服务被用户尤为看重，这其中就包括视频会议厂商要能够提供符合中国国情的产品和服务，要求产品具有更多的中国元素，更好的将整套系统融进中国的各行各业中。
第2章系统组网方案描述
2.1概述
本方案中推荐的高清视频会议系统是一个高稳定、高标准、高品质的系统，具备世界一流、国内领先的技术前瞻性，涵盖了双向视频会议、录制点播子系统、应急备份及调度子系统等子系统。
2.1.1视频网络拓扑图
整个系统包括1个主会场、8个分会场以及为高清视频会议系统提供接入、控制和服务的控制中心。视频会议的所有终端都要和被划分的多点控制单元MCU 建立连接，通过MCU进行高清视频图像的交换，高清语音的混合播放。
2.1.2高清视频会议系统配置描述
2.1.2.1高清视频会议系统控制中心配置
视频会议系统的控制中心独立于会场，实现各会场的接入，并提供各会场语音混合、转发，图像的拼接、转发，甚至各种视音频的编码转换以及各种会议功能。控制中心一般设置在网络汇接的核心点，例如：信息中心、网络中心等便于连接、有足够带宽的位置。为整个高清视频会议系统提供管理、服务的系统，例如网管系统等，也应当配置在控制中心。根据要求为视频会议中心点做如下配置：
●POLYCOM CMA 4000应用管理服务器（含硬件服务器及软件）一台；
POLYCOM CMA 4000是一套设备综合管理系统，实现对全网的设备的集中管理，集成了POLYCOM GMS集中网管系统，Pathnavigator管理和呼叫控制系统（网闸），WebCommander会议调度管理系统以及个人高清桌面企业系统的全部功能，实现了单一平台全面的管理。
●POLYCOM RMX500C（16点高清接入）两台
POLYCOM RMX500C放置在中心点，是实现多点高清视频会议的核心汇接设备，以连接所有视频会议点，并支持所属范围内的视频会议点，并提供分屏功能，同时还承担着会场切换等会议管理功能，另外，通过对这两台RMX500C启用双机热备机制，保证了视频会议核心部分万无一失的稳定运行。
●POLYCOM RSS 4000录播服务器一台
RSS 4000录播服务器同样放置在中心点，承担着会议的录制与转播功能，并在网络上提供视频的点播和组播工作。
2.1.2.2高清视频会议系统主会场的配置
主会场设备配置如下：
主会场因为是整个视频会议的中心，显示设备可能具备多个，可能需要做分开显示，所以终端需要具备连接多个显示设备的能力；另外，大部分会议都由此会场发起，并需要将主会场的视频、声音、电脑图像同时下传至其它各分会场，要求终端必须具备电脑图像声音演示功能，所以做设备配置如下：
●POLYCOM HDX 8000（1080P）视频会议高清终端设备两台；
●SoundPoint IP 650 桌面IP电话(含一个扩展模块)一台；
2.1.2.3高清视频会议系统分会场的配置
8个分会场设备配置如下：
各分会场除了需要与其它会场进行交互式交流之外，在一般情况下还需要能接收主会场发送的电脑演示图像；有时各分会场还需要向上发送电脑演示图像，所以做设备配置如下：
●POLYCOM HDX 7000（1080P）视频会议高清终端设备各一台，共八台；
●SoundPoint IP 550 桌面IP电话各一台，共八台
设备清单如下：
第3章系统会议功能
3.1各种整体会议场景
该高清视频会议系统可实现以下多种整体会议场景。
3.1.1任意两会场的视频会议
――以及工作汇报内容的共享观看
此种会议模式中，任意两个会场之间可以互相连接，呼叫后相互间立即建立点对点连接，进行交互式交流。
会议中，会场高清终端可同时连接两台高清电视机，通过视频会议系统可以呈现清晰的对方图像和本地图像，达到1080p@25帧高清清晰度和分辨率，只要高清电视机尺寸够大，甚至可以做到人物以1：1的方式进行呈现，避免以往视频会议中的不清晰图像给人造成的视觉疲劳，防止会议效率的降低。需要时还可以配合高清摄像机的12倍变焦能力对人物或物件进行细节呈现，如会场汇报人的面部特写，工作中的各种照片、图纸或素材等。
同样的，仅有高清晰度的图像仍然不够，会议中更多的信息是通过双方的声音进行交流的。此高清视频会议系统还可逼真表现对方的高保真立体声音质。麦克风拾取的声音为超越CD音质的声音，通过视频会议系统可还原出“剧场级”的音质，远端会场汇报人员的声音就像在本地发出一样。另外，立体声
技术可呈现出声音的空间感。如分会场内有多人呈并排就座并依次汇报工作，当左边人员汇报时，主会场的人员可以听到声音从左方传来，注意力自然集中在屏幕左方的汇报人员之上；之后分会场右边人员汇报工作，主会场又能感觉到声音从右方传来。汇报人员不必围拥在麦克风周围，也不必凑近麦克风讲话，该视频会议系统中数字式麦克风的拾音半径最高可达9米，并具备声音增益和噪声抑制功能，分会场人只需在原座位上以平常的语速和语调发言即可，就像在本地开会一样，这样能避免传统会议中给人带来的听觉疲劳，提升会议效果。
这种能从图像和声音两方面真实还原对方场景的技术是此高清视频会议系统的独有特性，目的就是拉近两地之间的距离，让远在异地的双方就像在同一会议室内开会一样。
若会议中的图像和声音交流不足以表现一些内容，双方中的任意一方可立即通过该系统将电脑桌面图像发送至对方，双方可共同观看电脑上的工作汇报内容，并且达到高清分辨率。
会议呼叫的方式可以通过终端的地址簿快速呼叫其中定义的任何会议终。会议召开的方式可以是终端即时发起的会议，也可以利用终端的预约会议功能定时召开。
3.1.2基于MCU RMX500C的预约多组多点会议
中心点MCU RMX500C是一个非常强大的一体化多媒体会议平台，其各种功能提供了丰富的会议手段。
RMX500C可以与会场各终端配合协调工作，由管理软件控制RMX500C同时呼叫主会场终端和各分会场终端，快速建立起以其为中心的多点高清视频会议，进行视频、音频的多方交流，允许一方终端的视频和音频被其它终端可见可听，或经由管理软件的控制，实现视频、音频的切换、屏蔽、关闭等会议功能。
在会议的数量上， RMX500C还可以同时召开多组会议，方便各方的会议需求，让视频会议系统使用效率更高效。
在会议的安排上，RMX500C还可将会议安排为预约方式，如周一上午的例会可在前一周就在MCU中设定好，并将召开时间定为下周一上午9点，则MCU会按时召开会议并呼叫各参会终端，方便了管理人员的操作。
3.1.3各级领导决策指示传达
在某些情况下，经常有决策或指示需从上往下传达。在以前，通常是以文件的形式通过办公网络的电子邮件系统一级级向下传送，或者较为紧急的事通过传真，但这两种方法都比较费时，效率不高。并且下属部门众多，文字理解可能会有出入，有时还需另发邮件进行补充说明。
而现在，以高清视频会议为基础的指示传达将完全解决上述问题。由管理员召开一个会议，指挥MCU连接主会场和各分会场，形成一个全网大会，各级人员在本地会议室内就可看到主会场各级领导形象，听到相关的指示。
必要时，主会场可将指示文件利用视频会议的双流发送下去，全网所有会场同时可看到。
在各级领导发言完毕后，可将会议模式转为手动轮询方式，主会场可解答每个分会场提出的疑问。此时，上下级的交互式问答语音可传达到全网，有助于所有人员的理解。
3.1.4讲座及各种培训
传统的培训方式因为受到地域、时间等多方面的限制而无法有效地进行，而广播式的教学只能单向讲授且培训课件也不能传送到远处，无法进行交互式的讨论沟通。
而现在以高清视频会议为基础，完全可以解决以上问题，它不仅仅能够实现将讲解人的图象传送到远处会场，还可以利用双流培训功能将各类课件、演
讲稿或操作流程实时的发布到远处会场，同时还可以把培训内容通过录播服务器录制下来。如果由于某种原因不能及时的参加培训或者想复习培训内容的人员，都可以通过视频会议终端或者电脑来点播录播服务器上的培训内容来进行学习。
实现过程：参加培训人员到达就近的视频会议室，讲解人到达指定的培训会场。由MCU呼叫各个会场的终端，各地的参训人员在各自的会议室中参加培训。各地的培训人员能够看到培训讲解人的高清图像，听到声音，还可以进行交互式交流。其间可以通过电脑发送准备好的课件到各个视频会议会议室中的显示器上，从而使得远程培训就如同面对面的培训，身临其境如一室。另外，在培训过程中可以通过录播服务器对整个的培训过程进行录制或者组播。
3.1.5指定会场参加的例会
视频会议的使用可让每周例会指定在每周固定时间召开，上级领导可以及时听到下属的汇报，同时察看下属的报表。
实现过程：由主会场发起，通过MCU将各分会场加入会议，形成一个全网大会，通过视频会议将分会场的画面与数据报表传达到主会场，各级领导则在主会场接受下属部门的汇报。
3.1.6分组会议
当相互间的交流基于视频会议时，参会者交流是灵活多样的。因为有了MCU 的参与，使得多组交流成为可能，并互不干扰。充分利用MCU的资源，可开多组会议，任何会场均可凭密码加入相应的会议。
3.2承载网络可行性分析及要求
3.2.1对网络质量及带宽的要求
?网络的带宽需求
视频会议对网络的带宽需求为：视频带宽+IP包头开销
常用的计算方法为：
视频带宽×1.2为网络带宽的基本需求
如能满足视频带宽×1.3则能更好的从网络上保证视频效果
一般CIF分辨率的视频会议建议需要384kps×1.2=460kbps的带宽
而高清视频会议系统则至少需要1024kbps×1.2=1.2Mbps的带宽用于实现720P@25帧的效果。
而系统核心设备所在网络的带宽要求为所有点带宽的总和。
?端到端的时延
高清视频会议的通用时延建议为小于100ms（数据包长度至少为1500）
?时延抖动
由于音频/视频的传输为实时的交互，因此网络的时延抖动更为至关重
要，我们的建议时延抖动（最大时延和最小时延之差）范围为小于20ms
内。
?丟包率
网络上的丟包率不应该高于1%
从以上数据可以看出，高清视频会议是对实时性要求较高的网络应用。这就要求作为其基础的承载网络有较高的带宽和对网络中的业务流量有较高的控制能力。视频会议在最初制定整体框架协议时就定义了视频会议是为了解决在窄带的条件下实现远程的视音频交互。视频会议系统本身也可以在低带宽（64Kbps以上）的环境中使用，但是由于为了满足流畅的高清视音频效果，就要求带宽至少在1.2Mbps以上。
3.3系统特点
在此方案中，我们所提出的解决方案已经不再是单纯的远程图象和声音的互动，而是完整的视频、语音、数据、培训、远程协助的解决方案，并且全系统支持720P@25帧高清效果，并为未来余留了升级的空间。
本方案设计具备与其他相关设备的协作能力，能与基于SIP网络的设备互连扩展使用。系统已经能同时支持H.323、SIP协议，和众多其他采用H.323协议和SIP协议的厂商设备都可以互联互通。保证了系统的先进性和良好的系统可扩展性。
3.3.1高清视频会议
在POLYCOM远程呈现平台涵盖了标准高清视频会议系统的所有功能，本方案的高清视频会议系统以业界领先的实时多媒体处理平台RMX 500C为核心,以高清视频会议系统HDX 8000/HDX 7000为视音频采集和高清编解码设备,构建二级高清视频会议体系.
在中心机房配置录播服务器，可以录制正在进行的高清会议进行点播或直播回放；
配置RMX500C实时多媒体处理平台，提供多点视音频交互；
在会场配置HDX构建720P的高清视频会议系统，既可以支持点到点的高清视音频会议和内容共享，也可以支持覆盖全网的多点或多组多点高清视频会议。在召开视频会议的时候有多种视频显示模式可供选择，既可以用分屏的方式显示所有分会场，也可以使用定制轮询或语音激励等方式来轮流显示各分会场。
3.3.2超高清能力
MCU及高清视频会议终端在1Mbps带宽内可实现双向720P，视频帧率达到25帧,以上能力在H.264下实现。
3.3.3高清多分屏能力