国土资源视频会议系统建设

[2007-4-16 10:22:49] 关键字：视频通信视频监控 MCU H.323

1 引言

　　根据《国土资源信息化“十五”规划和2010年远景目标(纲要)》和《全国国土资源政务管理信息系统和信息服务系统建设总体方案》的要求，结合当前国土资源管理工作和国土资源信息化工作的需求，国土资源部信自、中心组织实施了国土资源主干网及视频会议系统项目系统建设的主要目标之一是:构建以国土资源部为中心，链接全国各省、自治区、直辖市、计划单列市、新疆生产建设兵团国土资源行政主管部门和国土资源部有关直属单位的国土资源视频会议系统。它是建众在国土资源主干网网络系统上的一个重要应用，是网络时代出现的新型会议方式，它集图像、语音和数据传输于体，能为用户提供快捷、直接、全面的沟通和交流，节约时间，降低成本，提高效率，有着传统会议无法比拟的优势。

2 视频会议系统的发展历史

　　视频会议系统的历史可追溯到上纪60年代初，当时采用模拟会议电视系统，只能传输图像和语音，设备非常昂贵，应用范围有限，主要是政府部门和特殊行业。进入80年代中期.通信科技发展迅猛，编码和信息压缩技术的发展，使得视频会议设备的实用性大为提高。90年代，视频会议就已成为现实，通过ISDN连接，将大公司较远的分散的地点连接起来，但设备昂贵，并且图像质量很差。近几年，随着产品价格的不断降低，越来越多的客户可以使用其作为交流的媒体，视讯产品的市场也随之越来越大。随着网络技术的小断发展，视频会议网络端设备技术也不断发展，传统的语音采用PSTV传输，视频采用ISDN ( H.320)的传输方式最终将被TP ( H .323)网络传输所代替，基于IP技术的视频会议系统将为用户提供语音、视频和数据的三网融合。

　　根据网络视频会议系统传输方式的不同，先后经历了电交换技术和包交换技术，依据这两种技术，ITU(国际电信联盟)先后对视频会议系统制定了两个标准H.320与H .323。

2.1 H.320

　　由ITU制定的H.320标准是传统的电路交换网上视频传输的标准，包括通信、视频、音频、多点会议等多项标准。H.320多点会仪服务器MCS可以同时支持多个会议，各个会议的速率及模式可以不同，还可以在同一会议中接入不同速率的终端H.320标准下的组网方式有多种，现在广为应用的DDN网、ISD网、卫星网、数字微波、光纤专网和ATM网均能运载支持H.320标准的视频会议。

2.2 H.323

　　H.323由H.320发展而成应用于分组交换网网络，是局域网上多媒体通讯的系列标准。近年来，随着局域网迅猛发展，广域网带宽不断拓宽，Internet应用迅速普及，随着人们对数据、语音、视频相结合的通讯需求与日俱增，H.323系列标准也应运而生并不断完善。IP是H.323产品应用最普遍的网络技术。由于IP网络本质上是不保证服务质量的，因此ITU定义H.323为“不保证服务质量的分组交换网上传递信息的多媒体通信系统”的标准。为此H.323制定了一系列措施以提高和确保服务质量。

　　H.323视频会议网络在结构上属于总线型结构，每个H .323的终端都通过本身主机上的LAN网卡连接到网络上，包括MCU。此时MCU实际上起到一个多媒体会议服务器的作用，它为网上的多媒体会议提供多点会议服务。它可以分布式地安装于全网的不同地点，从而控制和调节网络的会议流量，起到分流的作用。

　　H.323网络一有四个主要组件，分别是终端、网关(Gateway)、网守(Catekeeper)和多点控制单元(MCU)。

2.3 H.320和H.323比较(表1)

3 国土资源视频会议系统建设

3.1 建设目标
　　建成一个稳定、可靠、易用、可扩展、易管理的网络视频会议系统。

3.2 技术要求
　　在建成国土资源主干网网络系统的基础上，构建国土资源网络视频会议系统，实现语音、视频及数据的实时交互传输。包括北京国土资源部中心节点、50个国土资源省级节点和部直属单位节点的连接，其中国土资源部中心节点是整个会议系统的控制中心，在此设置多点拧制单元(MCU)设备和会议视讯终端，其他50个分会场各配置会议视讯终端，组成基于H.323协议的视频会议系统。
1. 中心节点设置主会场1个，其他节点设置分会场各1个，共计51个会场;
2. 实现全国范围的视频会议，可以同步传输图像、语音和图文数据等;
3. 各会场的屏幕可同时显不多个会场画面;
4. 每个视频终端至少配置一台摄像机，用来传输本地图像;
5. 具有多媒体演示功能，可以在会议过程中演示多媒体信息;
6. 具有白板功能，能够完成白板数据的共享;
7. 系统传输速率为2Mbit/S,充分满足传输高质量图像的同时传输数据的需要。
会议系统可实现以下形式的会议:
1. 点对点的会议模式:任意两台终端之间进行点对点的视频会议.
2. 多点会议:利用多点控制单元(MCU)可实现多点交互式视频会议功能，数十个或数百个大型会议室可以同时召开集群会议。
3. 数据共享:在爵视频数据传输的同时，还可以传送数据，让用户更方便地进行资料演示、远程培训等工作。
  1. 对多点会议实现会议管理，包括以下几方面的内容:
  2. 对会议进行登记:MCU对会议进行预约、参加人员的设定，会议的时间、带宽等设定
  3. 议控制:会议过程中对会议人员的加入、退出，以及整个会议的开始、结束等进行控制。
  4. 分屏设定:可以召开4分屏或者更多的分屏方式，在一个画面上显示多个会场。
3.3 设计原则和标准

　　满足ITU制定的视频会议相关标准，以及其他组织和业内通用的标准，同时具备先进性、实用性、集成性、可扩展性、灵活性、安全性、可靠性、经济性等。具体采用H.323标准构建国土资源视频会议系统，网络采用星状网络拓扑结构，可满足举行国土资源视频会议的需求。考虑到边远地区建设网络的困难，在选择接入设备时要兼容H.320协议。

3.4 传输网络平台

　　国土资源视频会议系统建立在国土资源主干网上，其总体架构采用星型网络结构，以国土资源部为中心节点，通过中国联通2M SDH链路连接各个省、自治区、直辖市、计划单列市、新疆生产建设兵团国土资源管理部门和相关国土资源部直属事业单位各节点，中心节点到各下级节点配置双路由保护。

　　具体接入方式是通过中国联通的光纤接入资源，实现国土资源部全国SDH电路的端到端光纤连接。在北京国土资源部中心节点引入中国联通光传输电路，与联通北京城域网相连，采用华为622H光传输系统设备的STM一1模块提供155M光接口，与国土资源部的骨干路由器信道化155M接口相连，由路由器内部完成155M到2M的拆分，从而实现国土资源部和其他节点2M电路的互连，除可支持目前所需的50个2M数字电路的广域组网(最大支持63个2MB数字电路的广域网).同时可满足其将来扩容需求，提供多个l55M接口。其组网网络示意图和连接方式如图1。

3.5 会议系统

　　经过分析论证，国土资源视频会议系统选择华为的户品。在提供视频会议系统设备的众多厂家中，华为提供了拥有自主品牌的全套视频会议解决方案，有自主产权的MCU和终端，性价比高。同一厂家的MCU和终端组网不仅可以提供更多的功能，而且工程实施和维护起来更方便。

3.5.1 设备配置

(1)多点控制单元

　　MCU（多点控制单元)在国土资源部中心节点，型号为华为ViewPoint8620视讯交换平台，是电信级的MCU;和会议管理系统一起构成了国土资源部视频会议系统的核心模块作为视频会议系统的核心设备，
MCU视讯交换平台提供了如下功能:

①强大的业务特性

　　接入能力强大:单模块最大容量为128个会场，通过不同的单板配置组合，可实现容量的灵活伸缩，满足多种应用规模的需求。

　　多种线路接口:支持E1、ISDN (PRI), V.35,IP, STM-1等线路模式。由系统自动完成不同线路模式的转换，不需要外置网关。同时，还支持纯语音电话加入会议。

②电信级的设备稳定性

　　单板可热拔插:所有单板均采用可带电热拔插设计，系统可连续工作不断电。

　　核心模块主备倒换:采用成熟的主备倒换技术，所有的核心模块均实现主备倒换，一旦主用系统出现故障时，将自动切换到备用系统.用户终端不会感觉到切换过程。

　　嵌入式实时操作系统:采用嵌入式实时操作系统，具有良好的实时性和稳定性，无需文件系统，不会被病毒感染、不会被黑客侵占，有极高的系统稳定性。

③高超的网络适应性

　　网络适应能力:在IP网络方面提供QoS保证机制，确保在网络质量下降的情况保证系统可用性。

④良好的，可扩展性和可维护性

　　支持系统平滑扩容:采用插板式结构，所有单板能带电拔插，即插即用，满足用户在不同阶段的扩容需求。

　　完善的设备网管:提供了完善的网管功能，在有多个设备时，可以通过网管系统对所有设备进行统一的管理和维护。

⑤丰富的特色功能

　　数字多画面:提供了数字多画面技术，系统提供9种画面组合方式，包括一大几小的混合方式，并且可声控自动切换，以及主席控制切换。

　　电视监控墙:提供图像模拟信号输出接口，多个会场画面可组成电视墙，实现主会场对整个会议的统一掌握。

（2)视讯终端系统

　　国土资源视频会议系统视讯终端设务选择了两种型号:华为ViewPoint8030 mBox和iewPoint Openeye.分别用于会议室型会场和桌面用户。在每一个下属节点会场会议室配置1套会议室型视讯终端，领导办公室配置1套桌面视讯终端(软件产品，可直接安装到个人电脑 )。

会议室视讯终端提供的主要功能包括:

①容易操作
　　直观图形界面：用户通过遥控器即可实现对系统的所有操作，用户进行常用操昨时只需一键操作，不用进入任何控制界面。

　　支持中文内核:提供中文输入法，用户不仅能够输入中文会场名还能发送中文字幕信息给对方会场。

　　支持后台操作:提供了WEB控制方式，不需要安装任何软件，只要通过网页浏览器即可完成所有操作，操作界面与活功图像完全独立，丝毫不影响会议进行。WEB操作台还提供了图像监控功能，可对本地、远地图像进行实时监控。

②使用安全

　　完善的安全认证机制:提供完善的安全认证机制。分别提供GK注册认证、召集用户身份认证、系统配置权限认证、会议控制口令保护等多种不同级别的安全保障，能有效防止发生误操作。

　　良好的网络适应能力:具有良好的网络适应性。即使网络出现误码、丢包、时钟漂移或偶然断线等不稳定情况.终端仍能最大程度保证会议正常进行。

③更多特性

　　桌面传送:无需增加硬件，将用户计算机屏幕内容实时传送给对方会场，并与活动图像同时显示，很适合护培训、教学、汇报等应用场合。

　　XGA输出:活动图像或桌面内容都叮通过1GA接口输出，最高分辨率可达 1024*768象索，可接显示器、投影仪，提供更好的显示效果。

　　丰富的会议模式:支持H.320/H.323多点会议控制，包括申请主席、释放主席，观看会场、浏览会场、广播会场、点名发言、设置多画面、添加、删除会场等功能。

桌面视讯终端提供的主要功能包括:

①多种业务功能

　　远程视频通信:既支持点对点方式，也支持多方会谈方式，适合于个人用户的可视通信。

　　数据会议业务:提供电子白板、在线交谈、文件传输、应用共享等功能。

②简洁的操控方式

　　完全图形化界面:操作直观简洁，消除了普通用户和电脑之间的陌生感。

　　在线自动升级:当有新产品发布时，系统自动检测提醒升级过程全自动化。

③强大的多点会议功能

　　召集方便:通过内置的软件，可实现召集会议、控制会议、结束会议，整个过程自助进行，无需人工预约或申清。

　　控制灵活：可申请主席并进行广播会场、观看会场、点名发言、自由浏览、切换多画面、添加和删除会场等各种控制功能。

④超强的环境适应能力

　　支持多网卡选择:对于既有宽带，又有窄带接入的用户，可以灵活选择使用哪个网络。

　　网络纠错能力:针对低带宽采用超强QoS服务质量保证机制，在网络条件相对较旅的环境下也能够轻松的使用音视频业务。

⑤良好的兼容性

　　是一款增强的H.323终端，可以和任何标准的第二方终端互通，包括大型会议室型终端、电话式终端等。可以在办公室或家里加入大型的电视电话会议。

(3)会议管理系统

　　主要包括一套ViewFoint8620本地管理台软件和一套ViewFoint8000 GateKeeper网守软件.

　　本地管理台软件负责对核心设备的管理，包括参数设置、诊断、日志查询等。还可完成会场和会议管理、活动会议(活动会议是指正在召开的会议)控制等视讯业务、本地管理台的视讯业务分类如下:
1. 会场管理窗口:包括定义、修改、删除和查询会场等操作。
2. 会议管理窗口:包括定义、修改、删除、查向和调度会议等操作。
3. 活动会议控制窗口:包括设置多画而、增删会场、静音和闭音、结束会议等操作。
按照会议的复杂度，分为一般会议和级联会议。
1. 一般会议:用来区分级联会议，该会议仅使用同一个MCU的资源(目前，国土资源视频会议系统主要为一般会议)。
2. 级联会议:在多个MCU上召开同一个会议，其操作较一般会议复杂。
本地管理台召开般会议时其会议流程如图2。

　　网守负责对整套系统中的会议室型、桌面型终端、MCU等设备或者模块的注册和管理外，还具有以下功能:
1. 地址解析:执行节点名或节点号码到节点IP地址的转换;
2. 接入控制:根据被叫节点是否在线、用户权限、网络可用带宽等条件控制用户的接入;
3. 带宽管理:根据给定策略接纳节点带宽请求;
4. 区域管理:为其所管理的区域内的节点提供地址解析、接入控制等功能;
5. 网段限制:禁止某个网段内的节点使用视讯业务，该网段称为限制网段;
6. 动态节点授权:对于IP地址经常变化的节点，可以以节点名称和节点号码对其授权，而不根据节点IP地址授权。
3.5.2 QoS问题

　　QoS(服务质量)一直是IP网络中非常重要的问题，尤其是对QoS敏感的视频会议业务来说，这个问题尤为突出，如何用目前的ITU标准确保

　　视讯系统的安全性，如何确保QoS，尤其是在因特网环境下的QoS，都是业界一直致力于研究的问题。

　　早期的视频会议系统采用H.320标准。H.320视频会议系统以线路交换为基础，服务质量高，延迟时间小，传输带宽有保证，会议质量有保证，但线路交换的最大问题是只能支持单一的应用，因此H.320视频会议系统必须租用专用的线路，运行费用高，维护费用高，线路使用率低。

　　H.323视频会议以TP网络为基础IP网络的最大特点是可以支持多种应用，在支持视频会议的同时，还可以支持其他多种应用，线路利用率高，运行费用低，网络维护费用低。但IP网络是一种突发性网络，极易发生拥塞，会产生延迟、丢包现象，导致画面和语音的间断，这对于重要的会议显然是不能接受的。因此，保证延迟时间和把丢包率控制在一个可以接受的范围内对保证视频质量非常关键。IP网络的服务质量( QoS)远比线路交换复杂得多，不仅支持IP网络的底层传输线路误码率低，同时由于多种应用竞争同一传输系统和网络设备的处理能力，容易发生拥塞，保证QoS需要非常复杂的配置。

　　因此，仔细规划相关链路传输带宽，仔细规划网络设各的性能和服务能力，仔细配置网络中每一设备的QoS，提供端到端的QoS保证，是保持H.323视频会议质量的关键。

　　国土资源主干网采用了SDH（Synchronous Digital Hierarchy)线路，是一种新的数字传输体制，它被称为电信传输体制的一次革命。SDH为物理层技术，用来传输和复用，传输速率可高达10Gbps.通过在接入端设备的控制，点对点的网络传输带宽分配控制在2M，完全能够满足双流图像和语音、数据的清晰而稳定传输的需要。

3.5.3 组网

　　采用IP方式组网，所有设备个部通过国土资源主干网连接、各地节点通过2M SDH线路和信自、中心的ViewPoint 8620视讯交换平台连接，国土资源部主会场以及部领导办公室的桌面终端通过国土资源部外网局域网和Viewpoint 8620视讯全换平台连接。ViewPoint 8620本地管理台和ViPwPoint 8000 GK也通过外网局域网和ViewPoint 8620视讯交换平台连接。各省级节点的视讯终端通过外网局域网或路由器与2M SDH链路相连(见图3)。

4 总结

　　目前，国土资源视频会议系统已经召开过多次全国范围内所有节点参加的视频会议，会议过程中声音、图像清晰稳定，达到了用户要求。通过视频会议可以加强部对下属单位的业务管理、提高工作效率、实现高效办公、减少会议开支，而且通过多媒体交互技术，实现直观、可视、便捷的会议效果，并能进行交互式的技术培训、方案探讨及远程会商等工作。该系统为今后逐步实现国土资源部网络化管理提供安全、便利和快捷的技术和硬件基础。

参考文献

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[3] 许榕生.刘宝旭，方楠.网络嫌体.五洲传播出版社，1999年.
Construction of Land and Resources Videoconference System
Yu Zhigang1，2
1.China University of Geosciences,Wuhan, Huhei, 430074
2.Information Center, Ministry of Land and Resources, Beijing, 100812
Abstract: This paper first introduces the history and development of the videoconference.then the related technologies
of it are analyzed and compared. Based on the present demand of land and resources administration and informatization,this
paper explainas the necessity of constructing land and resources videoconference system ,focusing on the design and advanced techniques of this system. The significance of constructing the videoconference system is explained in the last section of the paper.
Keywords: Videoconference;H.320;H.323; IP; QoS; SDH; MCU