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WVM電力調度網絡視頻會議系統

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WVM電力調度網絡視頻會議系統

一、概述
  隨著視頻會議系統的日漸成熟,眾多的行業開始關注并使用適合自己的視頻會議系統,而電力行業也不例外,視頻會議系統方便了總公司召開各縣局領導參加工作例會;各縣局調度中心的業務調度會議;安檢等部門的現場施工工作會議;電廠、變電站、調度中心的溝通會議;業務培訓及技術培訓會議。同時可以實現遠程的工作匯報、遠程的工作檢查和監督、遠程的突發時間應急指揮等需要,節省差旅費用、降低電力企業成本;減少在旅途時間、提高工作效率;提高電力系統各局之間的信息溝通和技術交流;提高系統內各級電力企業對市場的響應效率;縮短上層領導的決策周期;隨時召集和舉行會議及培訓;遠程交換數據,傳送會議內容等。
 
二、系統要求
  根據電力公司自身的網絡情況及使用需求,對構建的視頻會議系統要求應具備以下特點:
  1.  視頻會議系統應具有高可靠性、高穩定性和高容錯能力。
  2.  視頻會議系統應具有較高的安全性和保密性,避免重要資料的泄露。
  3.  視頻會議系統應具有很好的易用性和靈活性,視頻會議系統的使用和管理人性化,讓即使不太懂電腦的人也能夠簡單的操作視頻會議系統。
  4.  系統要能夠實時地采集和顯示如數據、圖像、聲音資料,供會議系統和決策支持系統使用。
  5.  系統應操作簡便,故障診斷、設備維護簡單靈活方便,視頻會議系統及終端應支持遠程Web配置、維護和監控,支持軟件在線升級。
  6.  良好的Qos保障,能夠針對IP網絡狀況提供相應解決策略及控制技術。
  7.  具有交互式、討論式、廣播式等多種電視會議模式。
  8.  圖像穩定、可靠,畫面清晰、逼真,層次感強,唇音同步,無停頓、黑屏等現象。
  9.  聲音清晰流暢,無失真,立體感強,實現雙聲道高品質語音,達到CD或更高音質,具有回聲抑制及噪聲消除等功能。
  10. 操作界面采用中文與圖形相結合的方式,美觀大方,簡明易用,靈活方便。
  11. 系統的主要設備應能擴容和平滑升級,以適應企業業務需求的拓展和通信傳輸技術及帶寬的發展。
 
三、組網方式
  目前,視頻會議系統體系結構的標準化工作主要由國際電信聯盟(ITU-T)來完成。ITU-T關于視頻會議系統的體系結構標準主要有兩個:H.320和H.323。
H.320是基于電路交換的視頻會議標準,視頻設備之間通過專線或ISDN相連,網絡結構主要采用主從星型結構。H.320的優點是傳輸圖像的信道是固定分配的,帶寬是有保證的,不會有其它業務擠占該帶寬。在帶寬資源較為緊張的廣域網上,能保證視頻會議的效果。但由于設備之間要采用專線連接,因此對線路要求較高,組網不夠靈活。
  H.323是基于分組交換的視頻會議標準。視頻設備之間的通信依托于路由器、交換機等構建的數據網絡(Internet/Intranet),每個視頻設備通過數據網絡實現互聯通信。由于依托于數據網絡,因此H.323視頻會議系統具有非常靈活的網絡結構,不需要為視頻業務提供專門的信道。只要數據網絡到達的地方,就可實現視頻通信。除了視頻傳輸之外,H.323還能提供視頻點播、網上直播、數據會議、桌面可視通話等豐富的多媒體應用功能。但由于視頻業務與數據業務在同一個網上傳輸,因此存在帶寬爭用的問題,它要求網絡設備具有較好的QoS機制。
  本次視頻會議系統依托系統內部專網或因特網接入。同時,根據需求,今后可能需要將視頻會議系統延伸至辦公網PC,實現基于PC的可視通話和桌面會議應用擴展,這些辦公PC與視頻會議系統和終端之間采用IP網相連。
  根據上述分析,電力系統的視頻會議系統必須采用基于H.323協議體系的結構進行組網。
按照視頻會議系統設備結構的不同,視頻會議系統設備可分為基于嵌入式設計的硬件系統和基于PC構架的軟件系統兩種。
  嵌入式硬件系統通?;謐ㄓ猛ㄐ糯砥鰨–PU)和數字信號處理器(DSP)實現系統控制和視音頻信號處理,操作系統采用嵌入式實時操作系統(如VxWorks)。這種結構的視頻會議系統具有如下幾個特點:1)安全性高,不會受到黑客和病毒的攻擊;2)穩定性高,嵌入式操作系統穩定、可靠,可7×24小時不間斷穩定運行;3)處理性能強,嵌入式操作系統指令精簡,實時性高,結合DSP,可實現高品質、低延時的視音頻信號處理;4)擴展性好,基于嵌入式硬件的MCU和終端易于大容量、??榛杓?,可輕易實現容量、功能以及組網方式的靈活擴展。
  而PC構架的系統在硬件上一般采用PC機(或服務器、工控機)加插卡(編解碼卡、信道卡)的方式實現,操作系統通?;諼⑷鞼INDOWS操作系統。受PC結構及操作系統本身的限制,這類系統的穩定性、可靠性、安全性、可擴展性均不如嵌入式硬件系統,但由于其實現簡單、成本低廉,所以具有易于部署、應用靈活等特點。
  電力系統的視頻會議系統,要求具有較高的安全性、穩定性和可靠性,中心視頻會議系統和會議室終端均應選擇基于嵌入式硬件結構的系統設備,以保證系統的應用效果、可靠性和安全性;而需要將應用擴展到辦公桌面時,建議選擇基于PC結構的軟件編解碼技術,以利于大規模部署和實現靈活應用。
 
四、系統功能說明
 
1) 雙視頻流
  根據需求,在召開視頻會議的同時,為了實現更為方便的會議資料傳輸、遠程教學和遠程圖像展示等功能,要求系統支持H.239雙視頻流功能。內置雙流功能的視頻會議終端提供兩路視頻流,第一視頻流傳送會場聲音和圖像,第二視頻流傳送計算機桌面、實物展示臺、POWERPOINT幻燈片等圖像。
2)多畫面分割
  根據需求,本系統需要實現多畫面功能,以實現在一個顯示器上同時分屏顯示多個分會場畫面,一方面可以在MCU上可直接輸出分屏模擬圖像,另一方面又可以將合成后的分屏圖像數字碼流傳送到各個分會場,由分會場終端解碼輸出模擬分屏圖像。為了保證送到各分會場分屏圖像質量,要求中心MCU的多畫面處理采用數字混合方式,而不應采用模擬多畫面分割器的模擬混合方式。在分屏模式上,針對不同的會議速率,應支持2、4、9、16等均勻分割,也應支持5+1、7+1等非均勻分割。在非均勻分割方式下,應支持動態多分屏切換。
3)混音
  根據需求,建議本系統可以實現混音功能,以提供多個會場同時發言討論的效果,同時,通過混音功能的支持,還可實現會前點名功能。
4)數字錄像和點播
  根據需求,本系統要能對召開的視頻會議進行錄像,并可以通過IE登錄方式進行會議點播。為保證錄像效果,建議采用數字錄像技術,由安裝有錄像軟件的PC或服務器直接接收MCU轉發過來的數字碼流進行直接錄制和存儲。
5)網絡管理
  由于整個網絡節點很多,建議本系統采用統一的網管,支持分布式應用,采用全中文的圖形化界面,保證操作維護簡單、便捷,在網管上可以對視頻會議系統和所有終端進行管理,包括狀態管理、配置管理、告警管理以及測試等。
 
 
五、系統方案
  根據前述的項目設計依據、設計原則、需求分析和設計建議的基本思想,結合電力系統的實際情況,提供完全滿足本項目需求的全系列產品和全方位的視頻會議系統解決方案,具體描述如下:1.系統組網圖
2.組網說明
  電力調度主會?。?電力調度主會場作為整個視頻會議系統的控制中心,配置多點控制單元WVM電力調度網絡視頻監控系統。WVM電力調度網絡視頻監控系統接收來自主會場和各分會場會議終端的音視頻碼流,并對這些碼流進行處理、轉發,所有會議終端處都能接收到發言會場的碼流,經解碼輸出到顯示器就可還原發言會場的圖像、聲音。
  會議控制臺、網管服務器、數字錄像點播服務器等配套設備通過10/100M以太網接口連接到WVM電力調度網絡視頻監控系統上?;嵋榭刂鋪ǜ涸鴰嵋櫚惱偌?、管理和結束等管理控制功能;網管服務器負責進行網絡的參數設置和對網絡運行情況進行監控;數字錄像點播服務器負責會議錄像,網絡上的PC機可以通過WEB方式進行點播。
  配置的WVM電力調度網絡視頻監控系統可以實現多組會議同時召開,可以提供16畫面分割、智能混音等功能。
  主會?。褐行幕岢∨渲肏WVM6610高清視頻會議終端1臺,與WVM電力調度網絡視頻監控系統通過100M以太網接口連接,對音視頻信號進行編碼,再通過網絡傳送到中心進行轉發、控制等處理。視頻終端解碼輸出端連接等離子顯示設備,音頻輸出信號通過調音臺混音、功放放大,再送到音箱。
各分會?。焊鞣只岢∨渲肏WVM5210標清視頻會議終端一臺。通過專網與控制中心的WVM電力調度網絡視頻監控系統相連接,把音視頻信號進行編碼后通過網絡傳送到中心進行轉發、控制等處理,視頻終端解碼輸出端口連接背投電視,音頻輸出信號通過調音臺混音、功放放大,再送到音箱。
 
六、系統功能及應用
(1)召開遠程視頻會議
  召開遠程視頻會議是本系統的基本應用功能,基本模式是首先將分布在異地的各個會場通過通信網絡連接起來,各個會議終端采集各會場視音頻信號并進行相應的編碼壓縮,然后通過網絡傳輸將數字化的視音頻碼流送到WVM電力調度網絡視頻監控系統,進而由WVM電力調度網絡視頻監控系統對視音頻碼流進行處理,并將主會場或發言會場的視音頻碼流轉發到每個分會場,由分會場終端再進行解碼輸出到會場顯示出來。
  本項目系統設計結構采用WVM電力調度網絡視頻監控系統到終端星形連接方式,可召開單組會議、多組會議等多種會議模式?;嵋櫚男問嬌梢允塹愣緣愕?,也可以是多點的,利用WVM電力調度網絡視頻監控系統對混音功能的支持,可實現會前點名、會議討論等靈活的應用功能。
  在遠程會議應用中,可支持4種會議控制方式:主席控制、導演控制、自動輪詢以及語音激勵,根據會議的不同需要可選擇不同的會議控制方式。
a、主席控制模式
  任意一個開會會場經管理人員準許均能在任意時間申請成為主席即主會場,一個時刻只能有一個主席,成為主席的會場可以點名某一個分會場發言,這樣其他所有會場都看到發言會場的圖像。主席還可以選擇自己想要觀看的會場,同時具有強制退出任一會場或結束會議及遠遙發言會場攝像頭動作的能力。非主席會場若要發言,可以向主席會場提出申請,申請的信號會在主席會場發出指示,由主會場批準發言會場。
  主會場可??夭僮韃渭踴嵋櫚娜糠只岢〉納閬窕畝?,調整畫面內容和清晰度,控制攝像機搖擺、傾斜、變焦、聚焦等動作,也可切換各分會場的視頻源,分會場只能通過??仄骰騊C機終端來控制本端的攝像機或切換本端的視頻源。一般當主席允許某分會場發言或點名某分會場發言時,圖像和聲音將自動切換到該會場。
b、導演控制模式
  在沒有主席的情況下,會議管理員通過會議控制臺也能夠控制會議的進程,管理員在會議控制臺上選擇需要發言的會場,該會場的聲音和圖像即可廣播給其他分會場。
c、自動輪詢
  通過設置循環切換的周期和需自動輪詢的會場名稱,即可將這些會場圖像依次循環發送到其他各會場。
d、語音激勵
  根據與會者發音的強度和講話時間長短選擇最符合條件的發言者,將其畫面發給所有分會場。
(2)召開分組會議
  本項目通過WVM電力調度網絡視頻監控系統系統支持的多組會議功能,可以在該系統中同時召開多達32組的會議,會議組織形式可根據需要進行設置,各會議間互不干擾。
(3)召開自助式會議
  通?;嵋椴捎彌行腤VM電力調度網絡視頻監控系統的會議控制臺來實現召集、管理與控制,而各分局會場僅有視頻會議終端,無法控制中心WVM電力調度網絡視頻監控系統。為了便于各分局自主召開會議,本項目視頻會議系統支持自助式會議和主叫呼集會議,各會場僅需對終端進行操作即可召集會議,無需中心管理員干預。在操作方式上,可以采用??仄骱艚?,也可采用PC登錄終端的終端控制臺進行操作。
(4)雙視頻流
  本系統采用的WVM電力調度網絡視頻監控系統和HWVM6610高清視頻會議終端可支持標準的H.239雙視頻流功能,通過簡單的結構和操作,即可實現豐富的雙視頻流應用。
對于本視頻系統,遠程培訓和討論是一種重要的應用。在某些培訓和討論中,往往需要同時傳輸兩路圖像,一路是會場中的人像,另一路是培訓課件或討論內容,如POWERPOINT、WORD、照片、幻燈片、VCD/DVD影片、實物等。為了在分會場同時顯示人像和物體等,需要雙視頻流技術來支持上述應用。
(5)多畫面顯示
  多畫面分割顯示功能作為視頻會議系統中的輔助功能,可增強系統應用的靈活性,便于在單一顯示設備上以分屏形式同時顯示多個遠端會場的圖像。
  本系統通過WVM電力調度網絡視頻監控系統的多畫面分割的方式實現多畫面分割功能,每塊多畫面分割板可輸出1路多畫面。針對不同的會議碼率,該板的畫面合成能力為:768K以下16畫面,768K-1216K為13畫面,1216K-2048K為9畫面,2048K-3072K為6畫面,3072K-3840K為4畫面,3840K-4800K為3畫面,4800K-8192K為2畫面。在768K以下進行畫面合成時,可支持4、9、16、VIP(如5+1、7+1等)等多種靈活的動態分屏模式。
  利用該多畫面分割板,可通過板上的C端子直接輸出多畫面圖像,也可以通過WVM電力調度網絡視頻監控系統轉發??榻銑傻畝嗷媸致肓鞣址⒌剿謝岢?,由會場會議終端解碼輸出多畫面圖像。
可通過會議管理軟件來控制和選擇參與多畫面處理的會場,可在無需結束會議的情況下,實現分屏格式以及多分屏與無分屏間的動態切換。
  由于WVM電力調度網絡視頻監控系統采用全數字方式實現多分屏功能,因此召開多分屏模式的多點會議時,其單程時延小于400ms。(無分屏會議單程時延小于250ms)。
(6)流媒體功能
  本系統可以通過配置流媒體服務器實現豐富、靈活的流媒體應用功能,包括數字錄像和視頻點播。在配置上,僅需配置一套基于PC或服務器的流媒體服務器軟件,PC或服務器與WVM電力調度網絡視頻監控系統通過網絡相連即可。這樣在召開會議時,可以由會議控制臺控制是否需要將本次會議視音頻信號錄制下來,由于采用數字碼流錄制的方式,因此不會損傷視頻圖像質量。同時,錄制好的圖像可以通過流媒體進行發布,提供實時點播或今后視頻點播或回放,點播客戶端僅需通過安裝有IE瀏覽器的PC即可實現觀看,具體功能有:
1) 通過接收WVM電力調度網絡視頻監控系統的碼流分發,能同時錄制一個會議中的多個分會場的內容,也可同時錄制多個會議的主會場的內容,系統同時可錄制30路數字視頻源;
2) 具有對錄像內容自動分類存貯和自動以WEB形式發布的功能。
3) 具有格式轉換功能,將VCD、DVD等片源轉換成流式文件。
4) 系統支持通過??櫚牡?,滿足大容量并發流需求。
5) 系統提供完善的流管理功能,管理員可自行添加和刪除節目。
6) 提供完善的用戶管理系統,提供各種權限不同的流服務,流媒體的接收端需要通過驗證后,方能進行收看。
  通過配置視頻會議網管系統實現全網統一管理和調度功能,可同時管理WVM電力調度網絡視頻監控系統、終端等設備,基本管理??榘ㄅ渲霉芾?、故障管理、安全管理和性能管理。
  配置管理提供系統正確運行所需要的對內和對外接口,通過網絡系統對任何一個WVM電力調度網絡視頻監控系統、并可對其任何系統參數進行配置,包括對初始安裝的支持,含軟件、硬件資源工作參數的設定和校核等,對網絡點的部件如插板、端口和冗余結構等的配置。
  故障管理具有激活檢測、故障定位、告警監視和校正非正常操作的功能,對網絡運行情況和設備的端口進行監視。當設備出現故障時,通過執行維護測試和故障測試程序,跟蹤、設別和定位故障,完成故障的修復,同時記錄運行日志。網管中心系統對網絡節點的異常情況進行告警,同時顯示并記錄告警內容,故障排除后,提示告警清除并形成統計報告。網管中心系統保存一定階段的告警報告即告警歷史記錄,以便對告警報告進行檢索并做詳細分析,同時可人為刪除告警報告。
  設備管理中心能夠提供網絡安全管理,防止非法用戶訪問設備管理中心,同時可保證設備管理中心與WVM電力調度網絡視頻監控系統之間的通信安全,可控制進網及?;ね?、操作系統,防止有意及無意的濫用,保障系統的安全?;咕哂型緡渲?、運行、故障、計費、訪問等數據信息的?;ず捅阜荽朧?。具有用戶認證能力、多級別訪問權限、防止繞過鑒權、記錄所有的登錄等。
  性能管理可在對各端口進行實時的監測,某端口出現故障時能自動告警,并對出現故障端口進行檢測,自動判斷出故障類型,若整個會議過程中由于外界因素或人為因素出現掉點現象,管理系統能實時的顯示告警信息并能自動進行再連接,以在短時間內恢復。
  視頻會議網管軟件控制網管客戶端的登錄,處理從網管客戶端下行來的命令和WVM電力調度網絡視頻監控系統和會議室型終端上行的通知等消息,起到管理和總控角色,當網管系統出現故障時,能夠自動恢復正常的工作,不影響系統的正常運行。
  整個系統為用戶提供友好的全中文的操作界面,維護簡單、便捷,不需要很深的專業知識,具體如下。
  1) 支持多客戶端同時登陸管理。
  2) 采用標準的網管協議SNMPv2。
  3) 具有嚴格的用戶安全檢查和權限檢查機制,保證系統的安全可靠。
  4) 以圖形方式同時實時顯示網絡中各MCU和會議終端設備的工作狀態,對各類告警以最緊急、緊急、一般和輕微四鐘告警狀態和顏色進行聲、光顯示。
  5) 對于各類告警具有自動記錄功能,可按照告警類別、發生時間、發生地點進行查詢和統計。
  6) 具有日志管理功能,對系統管理員的各類操作命令進行記錄,并可供查詢,便于進行分析。
  7) 以圖形方式顯示各設備的配置情況、電路工作狀態、交叉連接情況,并可由系統管理員進行在線配置。
  8) 提供系統自診斷功能,通過加電時系統診斷,單板診斷,自環診斷等多種途徑,能夠快速定位故障位置。
  9) 具有圖像、數據信道自動切換功能。在會議啟動時,開放圖像信道,在開完電視會議后,關閉圖像信道,將圖像信道的帶寬全部切換到數據信道。
  10) 具有版本遠程升級功能,在網管中心可對全網會議電視MCU和會議終端設備的軟件版本進行遠程升級。
(8)會議管理
  本系統通過配置分布式會議控制臺實現會議的調度和管理。
  會議控制臺通過IP網與MCU相連,一個WVM電力調度網絡視頻監控系統最大支持32個會議控制臺同時連接,進行會議控制,擁有對視頻會議控制和管理的最高權限。
會議控制臺的主要功能描述:
  1)  網絡綜合配置:包括會議傳輸速率的設定,音頻標準的選擇等。
  2)  會議綜合管理控制:包括控制方式轉換,選擇與會終端,開始會議,會議時間設定,會議內容紀錄,對各個終端靜音,強制顯像,多畫面顯示,強制主席令牌分配和釋放,強制終端及從WVM電力調度網絡視頻監控系統退出,會議預設置等等。
  3)  各終端視頻音頻狀態監視?;嵋榭刂鋪ü芾碓笨裳≡竇囁厝魏我桓齷岢〉耐枷?,至少可以同時觀看9個會場的圖像。
  在大型會議召開過程中,會議控制臺主要行使以下職能:
  1)  創建會議:可以創建的會議類型包括即時會議和預約會議,即時會議創建后會議馬上開始,預約會議指定會議在規定時間開始,在會議創建過程中可以設置會議持續時間,會議的發言終端和主席終端。
  2)  修改/查看會議參數:對于預約會議,可以修改會議的名稱,會議模式,持續時間,參加會議的會場,會議的主席,發言人等。
  3)  刪除會議:終止會議的進行,將會議從WVM電力調度網絡視頻監控系統中刪除。
  4)  終端查看:選擇特定的會議,查看其參加會議的終端的狀態,如是否在線,是否是發言人等。
  5)  退出/邀請終端:會議過程中,可以臨時讓某個終端退出,也可以邀請某個終端參加會議。
  6)  指定/取消發言人。
  7)  指定/取消主席。
  8)  終端選看/取消選看:會議過程中,指定終端選擇收看其他某個終端的圖像,在不需要選看,可以取消終端選看功能。
  9)  發言人輪詢會?。涸詵⒀災斬私蟹⒀緣墓討?,可以指定其定時查看其他會場的收看情況。
  10)  選擇當前視頻源:對于配置多個視頻輸入設備的終端,可以選擇某個視頻輸入源的圖像。
  11)  終端??亟?使能:可以暫時禁止/使能終端??毓δ?。
  12)  終端攝像頭??仄骺刂疲憾災斬說納閬褳方性凍桃??,可以移動攝像頭的位置,調整攝像頭的背景亮度,調整攝像頭的焦距,攝像頭對焦調整,攝像頭預置位保存/加載等。
  13)  廣播短消息:會議進行中,可以向會議中的終端發送短消息。
  14)  解碼器自檢:會議進行中,對指定終端的解碼器自檢和重啟等操作。
  15)  終端組管理:可以對終端進行分組管理,方便創建會議的時候選擇終端,報刊組的創建、刪除和修改等操作。
  16)  會場畫面監視功能:會議控制臺有9個畫面,支持對9個會場畫面進行監視。用戶可以選擇指定的終端的圖像進行監視,同時可以對某個畫面進行靜音和停止監視圖像等操作,通過查看視音頻圖像的參數,了解當前圖像在各個會場的情況。
  17)  混音控制:支持對會議混音功能,選擇指定的終端參加混音,其他終端作為觀眾,討論的聲音經混音器傳遞給其他終端收聽。
  18)  多畫面顯示控制:支持選擇指定的終端圖像在指定的多畫面窗口位置進行顯示。
  19)  數碼放像機控制:支持選擇會議錄像文件,由數碼錄像機播放文件,并通過網絡傳輸到需要接收的網絡設備上。
  20)  數碼錄像機控制:支持會議錄像功能,將會議所有發言人的圖像和聲音錄到文件中,保存在數碼錄像機上。
  21) 網絡拓撲結構查詢功能:會議控制臺支持對全網拓撲結構的查詢功能。
  22) 會議消息顯示:對會議中發生的消息進行即時顯示并且保存,如會場終端的斷線,加入等。
  23) 會議點名。
 
七、結束語
  方案采用先進的H.323協議組網,WVM電力調度網絡視頻監控系統和終端均基于嵌入式設計、??榛峁?,不會受到網絡病毒的攻擊,可支持MPEG-2、MPEG-4、H.264等多種高清視頻編碼技術和MP3雙聲道音頻編碼技術,系統硬件設計選用了最新的數字處理芯片和大規模集成電路技術,軟件設計也采用了先進的程序結構和方法,可在提供高質量視音頻處理的同時保證系統的穩定、可靠運行,通過嵌入式實時操作系統可精簡系統指令,在保證快速響應上層請求的同時保證性能穩定。本方案中整個系統的管理、維護、操作均基于用戶熟悉的IE瀏覽器,采用全中文、圖形化操作界面,利用鼠標拖拉即可實現豐富的管理功能;在目前和今后的網絡條件和應用需求下,可充分體現系統的先進性與實用性。