高清视频会议系统技术方案

南山分局
高清视频会议系统技术建设方案
汉中鸿硕科技有限责任公司
二零一四年六月
第1章项目概况
1.1 项目背景
随着视频通讯技术的发展及应用，高质量的视频会议系统已逐渐成为人类社会经济生活中不可缺少的一部分，尤其是那些信息化建设程度较高的企业、政府和事业单位，其分布范围广，但是又要求实现各分支机构之间的协同与合作，高质量的视频会议系统可以充分加强系统内各分支机构之间的交流与合作。

通过视频会议系统，可以满足相互间业务交流沟通、会商及业务培训非常频繁,因此亟需建立一套远程多媒体视频通信系统，以满足用户系统内的日常会议、业务会议和多媒体沟通等需求,以提高系统内部的交流和沟通，以提高日常工作效率。

1.2 建设目标
该视频会议网络系统建成后，可以实现：
●运用网络通信与多媒体技术进行远程会议和业务培训等。

●建设高清720P视频会议系统,要求硬件达标1080p,为日后平滑过渡到
1080p提供前提条件.
●既能够召开全系统视频会议，也可召开下属分之机构的区域性会议.
●具备视频会议直播和转播,提高会议、培训、业务交流等方面开放程度。

●充分保障用户投资，建设的系统具有充足的升级、扩容能力，随时应变
用户未来的扩容需求.
●具有良好的系统管理性、安全性,具有全局管理平台，具有健壮的安全接
入机制。

●具有良好的系统兼容性,可无缝兼容SIP视频音频应用、UC等通信方式.
1.3 视频会议功能
视频会议系统实现各个会场与主会场之间、以及各个会场之间的音视频和数
据的实时交互，并可方便地进行数据处理.中心会场和各个会场视频终端配置IP 地址.组织会议可由MCU向每个终端发起邀请,也可由每个终端向MCU进行申请，或者事先把用户加到邀请地址区里,这样会议开始时会自动进行邀请工作，无须管理员手动管理。

会议当中可以指定会议的主席方,它具有更多的会议功能，包括四分屏显示等。

视频会议支持多个会场以不同的速率加入到同一个会议中召开混速会议。

在用户视频会议网络内，视频会议系统能够实现系统内直接参与视频会议的功能。

对于用户各分会场,视频会议终端设备通过远程通讯线路接入到中心会场.图像画面可随着发言者的切换而切换，或者由中心会会场或会议发起者进行视频和音频的控制，MCU对语音信号进行混音处理后再送往各会场。

同时，需同时传输清晰连贯的数据图像，应对内部培训、资料共享等业务需求。

因此利用该系统在网上进行交互式视频会议可以达到在同一会场召开会议的效果。

为用户与各下属分支行之间的业务会、行政会、工作会、表彰会、远程培训等多种应用提供支持.
1.4 系统配置和设计原则
鉴于视频会议的发展趋势，综合视频会议特点，根据用户视频会议系统的要求，针对实地环境现状.通过分析，对本次视频会议系统的选型遵循以下原则：➢先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平,设备实现高清视频会议质量;同时，系统的安装调试和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点.该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。

➢经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案,通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比,以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经
济实用.
➢可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略,可以保证系统的运行安全.
➢开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到整体信息通信环境的现状和技术的发展趋势，具有开放性的接口，可方便控制维护.
➢可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时,本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

例如核心MCU设备具备充足的容量升级空间，随着用户以后系统扩容，MCU只需添加相应的板卡即可实现支持容量的提升.
➢追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下,追求最优化的系统设备配置,以尽量降低系统造价.
➢兼容性，充分保护用户投资
系统必需具有极强的兼容性,保留并充分兼容用户现有的视频会议设备,从而充分保护用户投资。

严格符合ITU-T H。

323和IEFT SIP标准，可支持SIP与H。

323设备会议互通，双流收发.
提高监管力度与综合管理水平
系统设备控制需要高效率、准确及可靠。

本系统通过视频会议维护管理平台对各子系统运行情况进行综合监控，实时动态撑握使用情况.大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外,系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行,在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

针对用户的具体需求，将按照如下原则建设：
➢将建设高清MCU于用户机房中心，实现全网高清视频通信
➢将建设管理维护平台TMS，用户用户机房，实现全网高清视频系统的监管和维护
➢新建720P高清视频会议终端，建设于大中型会议室。

1.5 视频会议功能需求
建设的视频会议系统，需具备如下功能.
(1）、高清视频会议
用户建设的视频会议终端，支持业界领先的高清1080P视频会议效果,并且可实现真正的点对点、多点高清10800通信。

系统核心MCU设备具备接收、发送高清1080P能力。

（2）、稳定的系统
建设的系统具有极高的稳定性：
•高清视频会议终端支持7×24小时工作。

•MCU为电信级产品，7×24小时工作。

•MCU产品为专用硬件架构，专用DSP,非PC、工控机、windows平台.
•MCU为大容量产品设计。

（3）、丰富的会议召开模式
系统多种会议召开模式，支持：
•实现用户的业务会议和调度会议
•各会议室召开点对点和全系统高清多点会议
•所有会议都可实现单屏、多分屏
•高清多分屏会议中，任意会场切换至全屏显示，分辨率保持高清分辨率1080P不变。

•可通过管理员切换改变分屏模式，也可通过终端遥控器自有选择所需观看的分屏/单屏画面，任意终端观看图像模式互不干扰。

•MCU支持多分屏显示（20个分屏画面)，分屏模式种类超过50种
（4）、双流数据会议
系统支持ITU—T H。

239标准，可随时召开双流会议.
•双流分辨率支持至XGA(1024×768）和WXGA
•任意终端(支持H.239)均可发送双流
•双流不影响MCU点数和终端高清图像质量
•可选择任意用户笔记本桌面,以双流的方式发送至全网,而不需通过终端发送双流，可实现数据共享的全网普及和管理。

•双流的发送可控制，保证不会出现误操作发送双流的情况.
（5）、混速、混协议、混分辨率会议
系统不仅支持高清、标清混合会议，并支持终端任意分辨率、任意带宽、任意视音频协议加入到同一会议中，从而提升系统的扩展性，充分利用网络资源.
（6)、灵活的设备部署
系统中建设高清终端和和高清MCU，
•可随时召开全系统高清会议。

•主会场和任意分会场可随时召开高清分组会议。

•MCU资源分配可随时改变，适应任意会议需求，无严格系统、下属单位的物理划分.
（7)、极高的兼容性、标准性
系统必需支持ITU-T、IETF相关标准
•视频必需支持ITU—T H。

261、H.263、H。

263+、H。

263++、H。

264
•音频至少支持G。

711、G。

722、G。

722。

1，支持宽频音频协议例如MPEG—AAC-LD等
•系统支持ITU—T H.323和IETF SIP标准,并且可同时使用H.323和SIP标准
(8)、强大的安全机制
系统具有强大的安全机制:
•MCU、终端必需支持ITU-T H.235加密标准。

•可随时召开加密、非加密终端混合会议。

•MCU、终端产品具有完备的密码保护机制，MCU具有7级密码权限。

•终端支持802。

1X网络安全机制。

•系统支持ITU-T H.460.18/19标准，安全穿越防火墙,提高安全等级.
(9）、系统良好的扩展性
系统具有良好的扩展性，支持：
•MCU支持高清720P/1080P无需添加硬件。

•会议室终端完全支持双向720P会议，可扩展支持1080P,无需添加硬件.
•针对用户需求,MCU和会议室终端均可选择720P高清会议模式。

•MCU提供和视频端口等数量的音频端口数，音频端口不占用视频端口资源。

•MCU、终端产品可随时配合统一通信平台部署，例如Microsoft OCS 等。

1.6 视频会议方案特点
1.6.1 高清视频会议
(1）、高清晰度性能展现
高清（H。

264 ，30—60帧/秒，画面上实现1080P 1920×1080）的分辨率使每个与会者感受到栩栩如生，身临其境的图像效果。

音频采用MPEG-4 AAC —LD，频响范围高达20KHz，支持多标准宽频音频与高分辨率数据会议.
16:9宽屏视频输出，可视面积增加33％，更加符合人眼观赏习惯
高清HD标准,主要包括720P(1280×720P），1080i（1920×1080i），1080P （1920×1080P)三种标准。

真正意义上的高清HD 1080P会议应满足如下定义：
1 无论单点、多点会议均可实现终端的收发高清图像。

2 MCU召开多点会议，无论是单屏或多分屏会议，均必须实现MCU、终端的收发高清图像。

3 多分屏高清会议中,任意小屏幕图像全屏显示,分辨率保持高清不变。

4 MCU召开高清会议，MCU支持端口数不能下降.
5 MCU召开加密高清会议，MCU支持端口数不能下降。

高清MCU具有大端口容量，极高的稳定性，在提供高清的视频体验前提下，保证了系统的稳定性、可扩容性。

（5）、每个用户最优化效果
系统针对每个用户端口而非单个会议进行独立的音视频处理，并自动与终端协商向每个用户发送独立和经优化的音视频流.
（6）、投资保障
最新的高性能架构体系，除支持目前的720P高清视频终端的能力，还可与标清终端及下一代设备如3G 、SIP 和桌面视频设备无缝连接，互联互通.
(7）、标准化及高兼容性
系统全面兼容H。

323、SIP和H.320系统,并在实际应用中对所有主流厂家的视频会议设备高度兼容.另外，全系列产品需支持ITU-T H.261、H。

263、H.264等视频标准,以保持对原有设备最大兼容性.
（8）、简易使用, 容易管理
系统支持预约、管理和监控每一独立会议及每个用户可自主选择不同分屏模式观看会议.视频自动应答向导支持预约及即时建立的会议。

提供XML API 以便和预约及管理软件整合.
1.6.2 SIP协议的支持
SIP(会话发起协议），有别于传统的H。

323通信协议，SIP视频通信系统可以大规模部署，并且实现和统一通信系统(UC)的无缝整合。

➢最高呼叫速率达6Mbps
➢可在会议中混合H.320/H。

323/SIP
➢支持主流统一通讯(UC)提供商的视频的SIP协议，如微软、北电、Avaya等，可以很好地融合到统一通讯网络
➢SIP中支持H.264
➢SIP中支持高清HD（720P/1080P)和w576p、w288p等分辨率
➢SIP中支持AAC-LD、加密、双流
1.6.3 视频会议系统的安全保证
（1）、访问控制-H。

235身份认证
➢网闸和防火墙穿越服务器均可提供H。

235身份认证服务
➢终端/MCU必须拥有合法的用户名和密码，才能注册和拥有会议功能
➢阻止了非法用户未经允许加入会议或进行骚扰呼叫
（2)、访问控制—网络安全认证802。

1X
➢支持802.1x安全认证技术
➢支持RADIUS 认证网络
（3）、内容加密—H。

235 AES
➢支持H。

235 v3构架下的AES加密,提供更好的安全性和兼容性
➢点对点和多点通信，任何速率下均支持加密，对视频质量无任何影响
➢通讯码流即使被恶意截取，也无法被破解，会议内容被充分保护
➢设备软件均已包含AES加密，无需另外购买
1.6.4 系统的高可用性、扩展性
提供的解决方案，提供了高可用性，主要体现在：
➢终端、MCU产品均支持7×24小时连续工作
➢终端、MCU产品均严格遵循ITU—T标准，具有最大的兼容性
➢终端、MCU产品均基于全硬件平台，非PC架构，保证了系统的稳定、安全性。

➢高清终端、MCU均支持高清720P能力。

➢MCU产品端口数恒定,不会因为实现高清、加密、高清分屏而减少端口数。

➢MCU具有极高的硬件处理能力,对任意终端都进行单独数据处理
另外,系统不仅仅局限于目前用户召开高清、标清混合会议的需求，在更多方面提供了功能的提升和扩展,从而满足用户未来需求。

➢全线产品支持IPv4、IPv6双协议栈，网络平滑过渡.
➢全线产品支持ITU-T H.460。

18/19穿越防火墙标准，提供最佳的安全解决方案。

综上，整体视频会议系统是一个完全符合国际标准，基于IP网络基础的高清视频会议系统。

它综合了各种视频会议的先进技术于一身，在现有的网络上开展多媒体应用,适合视频会议、远程业务交流、远程培训等会议应用,真正实现多网合一。

同时，本系统充分考虑了网络的扩展性，以适应系统的中长期发展。

在网络结构、网络应用、网络管理、系统性能等各个方面均能适应未来多媒体应用的发展,最大限度的保护了用户的投资。

1.7 视频系统部署方案
结合以往工程的设计经验，在满足用户使用要求的前提下,我们针对本项目制定了用户视频会议系统设计方案。

系统的稳定高效的运行是我们的最终目标。

针对于用户的网络结构，将视频会议系统的核心设备MCU建设在网络中心是非常重要的.并且，采用集中式系统结构可以大大提高系统的稳定性.而且借助MCU的强大性能和扩展能力,能够保证整个系统稳定的运行，并且可以在适当的时候进行扩容。

1.7.1 会场视频会议室
在视频会议系统中，主会场会议室建设高清视频会议终端，本着如下原则:
1.实现高清1080P的图像质量，提供目前业界最佳的视频通信质量.
2.终端具备丰富的视音频输出输入接口，充分利用已有视音频输入输出设备，例如投影仪、视音频矩阵、平板显示设备等。

3.充分保证设备的可升级性和可扩展性。

4.考虑用户的实际情况，提供最具性价比的终端解决方案
1.8 视频会议室设计
1.8.1 会议室的类型、大小与环境
会议室的类型
会议室的类型按会议的性质进行分类,一般分为多功能会议室与专业性会议室。

多功能会议可用于行政工作会议、商务会议、报告会等各种活动，这类会议室内的设备比较完备，主要包括会议电视终端设备(含编解码器、受控型的主摄像机、配套的监视器）、话筒、扬声器、图文摄像机、辅助摄像机（景物摄像等）,若会场较大，可配备投影电视机（以背投为佳).专用性会议室主要提供学术研讨会、远程教学、医疗会诊,因此除上述公用会议室的设备外，可根据需要增加供教学、学术用的设备，如白板、录像机、传真机、打印机等等。

会议室大小
会议室的大小与电视会议设备、参加人员数目等有关系，可根据会议通常所参加的人数多少，在扣除第一排座位到前面的监视器的距离外（该距离是为提供摄像必要的取景距离），按每人2m2的占用空间来考虑，甚至可放宽到每人占用2。

5m2的空间来考虑，15-30人的小会议室须30—60 m2；30—60人的中型会议室须60—100 m2;60人以上的大型会议室通常在100－300 m2;300 m2以上为特大型会议室，如礼堂、影剧院等.
会议室的环境
会议室内的温度、湿度应适宜，通常考虑为18～22℃的室温，60％～80％湿度较合理。

视讯会议室内摆放有电视会议设备,这些设备对温度、湿度都有较高的要求，保持室内的合适温度、合适湿度是保证电视会议系统可靠稳定运行的基本条件。

为保证室内的合适温度、合适湿度，会议室内可安装空调系统，以达到加热、加湿、制冷、去湿、换气的功能。

会议室要求空气新鲜。

会议室的环境噪声级要求为40dB（A），以形成良好的开会环境。

若室内噪声大，如空调机的噪声过大，就会大大影响音频系统的性能，其它会场就难听清该会场的发言，更严重的是,当多点会议采用“语音激励模式”时，会议中将持续切换到该会场的现象。

1.8.2 会议室的布局、照度、音响效果
会议室的布局
影响画面质量的另一因素，是会场四周的景物和颜色、以及桌椅的色调。

一般忌用“白色”、“黑色”之类的色调，这两种颜色对人物摄像将产生“反光”及“夺光”的不良效应。

所以无论墙壁四周、桌椅均采用浅色色调较适宜，如墙壁四周米黄色、浅绿、桌椅浅咖啡色等，南方宜用冷色，北方宜用暖色，使所提供的视频电平近似0.35V.摄像背景(被摄人物背后的墙)不宜复杂,否则将增加摄像对象的信息量，不利于图像质量的提高。

可以考虑在室内摆放花卉盆景等清雅物品，增加会议室整体高雅，活泼，融洽气氛，对促进会议效果很有帮助。

从观看效果来看,监视器的布局常放置在相对于与会者中心的位置，距地高度大约一米左右,人与监视器的距离大约为4－6倍屏幕高度。

各与会者到监视器的水平视角应不大于60度。

所采用的监视器屏幕的大小，应根据会议电视的数
据速率，参加会议的人数，会议室的大小等几方面的因素而定。

对小型会议室，只需采用29寸至34寸的监视器即可,或者大会议室中的某一局部区采用;大型会议室应以投影电视机为主，都采用背投式，可在酌情选择电视机的大小，最好将电视机置于会议室最前面正对人的地方。

摄像机放置的最佳位置应与监视器的位置基本相同，扬声器的位置可放置在会议室的四角,实际中常常是挂在四周的墙上.
会议室照度
灯光照度是会议室的基本必要条件。

摄像机均有自动彩色均衡电路，能够提供真正自然的色彩，从窗户射入的光（色温约5800K）比日光灯（3500K）或三基色灯（3200K)偏高,如室内有这两种光源（自然及人工光源），就会产生有蓝色投射和红色阴影区域的视频图像；另一方面是召开会议的时间是随机的，上午、下午的自然光源照度与色温均不一样。

因此会议室应避免采用自然光源,而采用人工光源，所有窗户都应用深色窗帘遮挡。

在使用人工光源时，应选择冷光源,诸如“三基色灯”（R、G、B)效果最佳。

避免使用热光源,如高照度的碘钨灯等。

会议室的照度,对于摄像区，诸如人的脸部应为500LUX，为防止脸部光线不均匀（眼部鼻子和全面下阴影)三基色灯应旋转适当的位置，这在会议电视安装时调试确定。

对于监视器及投影电视机,它们周围的照度不能高于80LUX，在50～80LUX之间，否则将影响观看效果。

为了确保文件、图表的字迹清晰，对文件图表区域的照度应不大于700LUX.
会议室的音响效果
为保证声绝缘与吸声效果，室内铺有地毯、天花板、四周墙壁内都装有隔音毯，窗户应采用双层玻璃，进出门应考虑隔音装置.
根据声学技术要求，一定容积的会议室有一定混响时间的要求。

一般来说，混响的时间过短，则声音枯燥发干；混音时间过长,声音又混淆不清.因此,不同的会议室都有其最佳的混响时间，如混响时间合适则能美化发言人的声音，掩盖噪声，增加会议的效果。

具体混响时间的计算公式如下：
T=KV/{S［-2.3lg(1—P）]+4MV}
式中：
K为房间形状的参变数，一般取0。

161;
V为房间容积(m³）；
S为房间内吸声物总表面面积（m²)；
P为室内平均吸声系数；
M为空气衰减系数；
T为混响时间（s）；
会议室的高度大约在4m的情况下,容积200m3的最佳混响时间为0。

3～
0.5s，200～500m3时为0。

5～0.6s,500～2000m3为0.6～0.8s。

1.8.3 会议室的电声设计
按国家标准要求,装有电声设备的厅堂必需进行建筑声学及电声设计。

厅堂的音质特性是建筑声学和电声电声的综合效果,建筑声学是电声的前提，搞好建声设计是很重要的。

厅堂内的背景噪声高低影响语言清晰度和听音效果,一般在厅堂内最小声级的位置上，信噪S/N大于30dB，才不至于对清晰度有明显影响，信噪比提高到50dB，就可以获得高质量放声，一般厅堂内的语言电声系统的平均声压级约为70dB左右。

背景噪声又是厅堂电声系统节目源的动态下限，直接影响到听众的听音效果.根据国际标准噪声评价数NR曲线，它是评价噪声烦恼和危害的参数.各类厅堂及专业用厅堂内噪声允许值以及根据我国一些厅堂实际噪声水平和设计所采用的指标多为NR40以下，为保证有足够的信噪比，要求所有厅堂内主生
噪声的设备如空调,可控硅调光设备等全部开启的情况下，空场背景噪声应满足评价数小于或等于NR35.
隔声隔振措施
厅内应有良好的隔声隔振措施，隔声隔振指标按GB3096—82《城市区域环境噪声标准》居民文教区执行即：昼间50dBA,夜间40 dBA。

建筑声学指标
各厅内建筑门窗、玻璃、座椅、装饰物等设施不得有共振现象,厅内不得出现回声、颤动回声、房间驻波和声聚焦等缺陷。

混响时间见下表：
频响范围（Hz）混响时间(S）
多功能厅：250-8000 1.2-1。

8
夜总会：200-10000 1。

2-1.5
杜比立体声影院: 200-10000 1。

0-1.5
1.8.4 视讯会议室的典型布置图
视讯会议室除了规定要求的布局必须严格执行外，可适当灵活布置。

下图是一个比较典型的视讯会议室的布置图：
1.8.5 会议室供电系统
会议室供电
会议电视系统的所有结点均可在一端接地的标准单相220V/50HZ的交流电下工作，其电压允许变化范围220V＋20％～220V－15%。

为保证会议室供电系统的安全可靠,以减少经电源途径带来的电气串扰，应采用三套供电系统.一套供电系统作为会议室照明供电；第二套供电系统作为整个终端设备、控制室设备的供电,并采用不中断电源系统;第三套供电系统用于空调等设备的供电.
会议室接地
接地是电源系统中比较重要的问题。

控制室或机房、会议室所需的地线，宜在控制室或机房设置的接地汇流排上引接。

如果是单独设置接地体，接地电阻不应大于4；设置单独接地体有困难时,也可与其它接地系统合用接地体,接地电阻不应大于0.3。

必须强调的是，采用联合接地的方式，保护地线必须采用三相五线制中的第五根线,与交流电流的零线必须严格分开,否则零线不平衡电源将会对图像产生严重的干扰.。