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摘要：本文对质检系统直属局的高清会议室会场改造和省内各分支局多点高清会议建设进行研究。通过分析目前高清视频会议系统的组成和布局，研究基于有线和无线以及各种媒体的通信技术在高清视频会议系统中应用，实现现场会议、统一通信、应急指挥等功能。本文还对关键技术进行重点分析，详细介绍了关键技术的实现方法。
关键字：高清视频会议、高清会场、统一通信、应急指挥
中图分类号：E271 文献标识码： A
摘要：This article focuses on HD Conference Room Hall renovation of Shandong entry-exit inspection and Quarantine Bureau and multipoint HD Video Conference construction of branches Bureau. By analyzing the composition and layout of the current HD video conferencing system, research based on both wired and wireless, and the various media of communication technology application in video conference system, realization of various functions such as conferencing, unified communications, and emergency command. This article also to focus on the key technical analysis provides details of key technology enablers.
Keywords: HD video conferencing system, HD Conference Room Hall, unified communications, emergency command
隨着宽带接入的飞速发展和无线网络技术的日益成熟，用户通信需求正在从单纯以语音为主的通信方式向即时消息、语音、视频、会议、协同等多种通信方式融合的方向发展。其中视频会议系统集合了多种通信系统，并逐步发展成为政府、企业等日常办公必不可少的组成部分。近年来，随着技术的发展，视频会议从标清时代转为高清时代，网络从有线网络扩展到无线网络，会议现场从会议室扩展到移动办公[1]。高清视频会议系统远不止是简单地提高视频分辨率，也不是指一款产品，而是一个系统，包括现场会议、视频会议、视频监控、统一通信等内容。
根据国家质检总局的要求，山东局改造标清视频会议系统成为高清视频会议系统。这次改造不仅完成了高清会场和高清多点会议的改造，还兼容了原有标清系统，并互为备份，同时扩展了基于无线网络的移动办公系统，实现移动视频会议；还扩展了音频系统和视频监控系统，实现视频监控和视频会议一体的应急指挥系统。高清视频会议系统提供丰富的多媒体业务，能全面满足会议室会议、统一通信、应急指挥三位于一体的各种需求。
应急指挥平台集内部通信、外部通信、应急调度、视频业务于一体。平台利用计算机通信集成技术，交互语音问答、自动呼叫分配、数据仓库和分析，IP-PBX，通过多媒体网关，融合了电话网、互联网、移动设备（电话，笔记本等）等多种通讯手段，实现多种通信手段的统一入口，提供增值业务功能、呼叫中心、调度指挥等众多的集成应用功能，实现电话、传真、短信、Email、电话会议、语音信箱、协同工作平台、视频等多种的沟通方式，还可以根据部门和权限划分为工作人员提供有部门特色的办公系统、CIQ2000及其外挂系统和其他业务系统的统一入口。
图 1 高清视频会议及统一通信系统架构图
高清多点视频会议方案及关键技术研究
高清视频系统由摄像机、信号源、屏幕显示器、切换控制设备、监视器、录像编辑设备和编解码器等主要部分组成，以上所有设备均要求能达到高清标准。以1080P标准为例，要想达到真正1080P高清视频会议显示效果，要求视频信号流经的每个环节都能支持1080P高清。[2]
山东局高清视频会议系统整网分成三层结构，国家总局和山东局采用2M的SDH专网连接，省局跟各地方分支局采用10M专网连接。山东局作为山东省视频会议控制中心，负责接收和转发总局的视频信号，并采集山东局信号上传至国家局。山东局主控中心部署在山东出入境检验检疫局中心机房，负责整体高清视频会议系统的运行、操作、控制和管理工作；实现参与国家部总局召开的视频会议，并负责山东省内系统会议及各分支局多点会议管理工作。
图 2 山东局视频会议网络拓扑图
山东局高清视频会议系统与各分支局采用专网MSTP（多服务传送平台）专线连接，与普通办公网络并行并互为备份。山东局内部网络拓扑图如图3所示，第一会议室和第二会议室作为两个并行的高清会场，两个高清会场通过专网连接国家总局视频会议系统，并转播到其他各分会场，会场也可以各自独立召集会议。两个会场同时又互为备份、互相控制，提高了系统的稳定性。高清MCU可以实现省内各分支局视频会议控制，高清录播服务器基于网络实现对高清视频会议的录制和播放功能，与内网的会场高清录播服务器分开，专门针对网络上视频会议，提高了录播稳定性。综合管理服务器提供桌面客户端、远程呈现功能，为会议室、个人办公和移动办公提供统一可扩展的视频环境。视频监控系统通过网络获取各地监控视频信息，并传送到会议室会场，以VGA信号源的方式进入视频会议终端，视频会议终端把这路信号切入视频会议系统。
图 3 山东局多点会议网络拓扑图
高清视频会议系统由省局会议室视频会议主控终端发起会议，通过MCU连接省局内网中各分会议室如党组会议室、局领导办公室会议、监控子系统等；通过专网连接省内各分支局的会议终端系统，由会议室视频终端系统实现点对点的控制，从而控制整个会议的发言、画面切换等功能。通过综合管理服务器可以扩展实现网络中的办公电脑接入会议，通过在办公电脑中安装会议终端软件，可以实现与会场会议连接，作为会议的一个终端。同时移动办公系统通过私有转往和内网网关的安全管理，通过统一通信的方式访问会议终端系统，也可以作为会议的一个移动终端参加。
视频会议传输中经常出现丢包现象，影响视频会议质量。针对这个现象，山东局采用丢包恢复技术和动态带宽分配技术。针对随机或突发性的丢包环境，采用丢包恢复技术。对于丢包率相对固定的环境，采用动态带宽分配技术和丢包恢复技术结合的方法。视频会议终端监控所在通话的呼入丢包信息，一旦检测到丢包，视频会议终端就会采用丢包恢复技术或动态带宽分配技术。
丢包恢复采用前向纠错方法，是一种差错恢复方法，由发送方系统为发出的数据流添加冗余数据，使接收方系统可以侦测并纠正错误，而无需请求发送方系统重新传送丢失的信息。动态带宽分配技术是一种算法，可以在视频通话过程中自动且动态的调整视频码率，以消除或避免丢包。当检测到丢包后，动态带宽分配会降低码率，然后观察是否还存在丢包现象。如果丢包只是暂时的，动态带宽分配会逐渐增加码率；如果持续检测到丢包，则会再进一步降低码率，直到数秒内不再出现丢包。
统一通信方案设计
统一通信是指把计算机技术与传统通信技术融为一体的新通信模式，作为一种解决方案和应用，其核心内容是：让人们无论任何时间、任何地点，都可以通过任何设备、任何网络，获得数据、图像和声音的自由通信。也就是说，统一通信系统将语音、传真、电子邮件、移动短消息、多媒体和数据等所有信息类型合为一体，从而为人们带来选择的自由和效率的提升[基于统一通信的指挥调度系统研究与实现 上海交通大学 徐瑞卿]。
统一通信方案采用cisco的CUCM（Cisco® Unified Communications Manager）作为协作服务的核心，统一对视频、语音、消息传送、移动性、即时消息 (IM) 和在线状态实现会话和呼叫控制。CUCM中的橋接系统利用网络与其他基于标准的解决方案和设备透明协作以提高互操作性：会话发起协议 (SIP) 规范化与透明度的增强可提高不同终端和解决方案之间的互操作性。呼叫准入控制 (CAC) 可启用智能视频带宽管理。通过赋予到达互联网可寻址用户和设备的能力，电邮使最终用户拨号选项有助确保呼叫控制平台与以后的版本兼容。协作通信的架构主要分为：
1，核心呼叫控制层面，包括CUCM（统一通信服务器），CUCM IM （即时消息）
2，应用层面，包括提供会议服务的CWMS，WebEx服务；提供语音留言的UnityConnect; 提供客户协作联络中心的UCCE，UCCX等产品；
3，终端及网关层面，包括各种IP电话终端，Jabber软件终端，网关等等；
4，管理层面，包括Prime Collaboration;
图 4 统一通信系统架构图
山东据统一通信增加了企业通讯录功能。统一通信企业通信录客户端负责向服务端发起数据查询、创建、插入、替换及删除请求，支持企业用户的相关应用。为了满足统一通信企业通讯录相关业务需求，统一通信企业通信录需要为其提供对应的接口。在统一通信中企业通信录业务可以作为其它统一通信业务的入口，并辅助其它业务获得通信相关的信息。目前山东据通讯录实现了通讯录与业务网通讯录互联并及时更新的功能。
质检系统作为政府部分，信息安全尤为重要，所以一直都采用内网与外网物理隔离的方式。移动办公网络与内网连接，为保证网络安全采取了一系列措施。首先，采用3G虚拟拨号专网（VPDN）线路，实现移动办公3G网络与互联网的物理隔离。再者，建立安全专区，其中采用虚拟化技术，虚拟化服务器和虚拟桌面系统，仅将内网终端的屏幕画面镜像到移动终端上；并采用SSL VPN（安全套接层虚拟专用网）设备，在移动终端和业务应用服务间进行数据再加密。然后，内网与安全专区的数据资源的交互由网闸负责，只有合法的请求网闸才会将数据摆渡给内网。
图 5 移动办公网络拓扑图
统一通信方案采用微软的软件实现方案，基于普通办公网络、视频网络以及移动办公网络。把微软的服务器架设在虚拟服务器上，视频会议的MCU、会议终端等直接采用SIP（信令控制协议）协议注册到统一通信服务器上，客户端就可以在地址簿中选择会议终端，实现点对点的视频会议功能。
总结
高清视频会议系统正逐步取代标清会议系统，通过兼容无线网络和有线网络上的相关其他多种媒体，高清视频会议正逐渐成为信息化控制的核心。通过研究山东局的视频会议会场设计及全省系统的视频会议网络及移动办公网络，为政府视频会议专网中实现会场高清视频会议及移动视频会议提供了解决方案。并对视频监控、视频会议、移动办公等信息化系统集中控制进行研究，促进了政府信息系统一体化进展的研究。
参考文献：
[1]秦岳. 内蒙古科技厅高清网络视频会议系统设计与实现. 复旦大学硕士学位论文，2011年，14-15页
[2] 李媛敏，张秋华，范 飞，雷 鸣. 高清视频会议室视频系统改造剖析，《电视技术》，2010年第34卷第07期（总第344期）
关键字：高清视频会议、高清会场、统一通信、应急指挥
中图分类号：E271 文献标识码： A
摘要：This article focuses on HD Conference Room Hall renovation of Shandong entry-exit inspection and Quarantine Bureau and multipoint HD Video Conference construction of branches Bureau. By analyzing the composition and layout of the current HD video conferencing system, research based on both wired and wireless, and the various media of communication technology application in video conference system, realization of various functions such as conferencing, unified communications, and emergency command. This article also to focus on the key technical analysis provides details of key technology enablers.
Keywords: HD video conferencing system, HD Conference Room Hall, unified communications, emergency command
隨着宽带接入的飞速发展和无线网络技术的日益成熟，用户通信需求正在从单纯以语音为主的通信方式向即时消息、语音、视频、会议、协同等多种通信方式融合的方向发展。其中视频会议系统集合了多种通信系统，并逐步发展成为政府、企业等日常办公必不可少的组成部分。近年来，随着技术的发展，视频会议从标清时代转为高清时代，网络从有线网络扩展到无线网络，会议现场从会议室扩展到移动办公[1]。高清视频会议系统远不止是简单地提高视频分辨率，也不是指一款产品，而是一个系统，包括现场会议、视频会议、视频监控、统一通信等内容。
根据国家质检总局的要求，山东局改造标清视频会议系统成为高清视频会议系统。这次改造不仅完成了高清会场和高清多点会议的改造，还兼容了原有标清系统，并互为备份，同时扩展了基于无线网络的移动办公系统，实现移动视频会议；还扩展了音频系统和视频监控系统，实现视频监控和视频会议一体的应急指挥系统。高清视频会议系统提供丰富的多媒体业务，能全面满足会议室会议、统一通信、应急指挥三位于一体的各种需求。
应急指挥平台集内部通信、外部通信、应急调度、视频业务于一体。平台利用计算机通信集成技术，交互语音问答、自动呼叫分配、数据仓库和分析，IP-PBX，通过多媒体网关，融合了电话网、互联网、移动设备（电话，笔记本等）等多种通讯手段，实现多种通信手段的统一入口，提供增值业务功能、呼叫中心、调度指挥等众多的集成应用功能，实现电话、传真、短信、Email、电话会议、语音信箱、协同工作平台、视频等多种的沟通方式，还可以根据部门和权限划分为工作人员提供有部门特色的办公系统、CIQ2000及其外挂系统和其他业务系统的统一入口。
图 1 高清视频会议及统一通信系统架构图
高清多点视频会议方案及关键技术研究
高清视频系统由摄像机、信号源、屏幕显示器、切换控制设备、监视器、录像编辑设备和编解码器等主要部分组成，以上所有设备均要求能达到高清标准。以1080P标准为例，要想达到真正1080P高清视频会议显示效果，要求视频信号流经的每个环节都能支持1080P高清。[2]
山东局高清视频会议系统整网分成三层结构，国家总局和山东局采用2M的SDH专网连接，省局跟各地方分支局采用10M专网连接。山东局作为山东省视频会议控制中心，负责接收和转发总局的视频信号，并采集山东局信号上传至国家局。山东局主控中心部署在山东出入境检验检疫局中心机房，负责整体高清视频会议系统的运行、操作、控制和管理工作；实现参与国家部总局召开的视频会议，并负责山东省内系统会议及各分支局多点会议管理工作。
图 2 山东局视频会议网络拓扑图
山东局高清视频会议系统与各分支局采用专网MSTP（多服务传送平台）专线连接，与普通办公网络并行并互为备份。山东局内部网络拓扑图如图3所示，第一会议室和第二会议室作为两个并行的高清会场，两个高清会场通过专网连接国家总局视频会议系统，并转播到其他各分会场，会场也可以各自独立召集会议。两个会场同时又互为备份、互相控制，提高了系统的稳定性。高清MCU可以实现省内各分支局视频会议控制，高清录播服务器基于网络实现对高清视频会议的录制和播放功能，与内网的会场高清录播服务器分开，专门针对网络上视频会议，提高了录播稳定性。综合管理服务器提供桌面客户端、远程呈现功能，为会议室、个人办公和移动办公提供统一可扩展的视频环境。视频监控系统通过网络获取各地监控视频信息，并传送到会议室会场，以VGA信号源的方式进入视频会议终端，视频会议终端把这路信号切入视频会议系统。
图 3 山东局多点会议网络拓扑图
高清视频会议系统由省局会议室视频会议主控终端发起会议，通过MCU连接省局内网中各分会议室如党组会议室、局领导办公室会议、监控子系统等；通过专网连接省内各分支局的会议终端系统，由会议室视频终端系统实现点对点的控制，从而控制整个会议的发言、画面切换等功能。通过综合管理服务器可以扩展实现网络中的办公电脑接入会议，通过在办公电脑中安装会议终端软件，可以实现与会场会议连接，作为会议的一个终端。同时移动办公系统通过私有转往和内网网关的安全管理，通过统一通信的方式访问会议终端系统，也可以作为会议的一个移动终端参加。
视频会议传输中经常出现丢包现象，影响视频会议质量。针对这个现象，山东局采用丢包恢复技术和动态带宽分配技术。针对随机或突发性的丢包环境，采用丢包恢复技术。对于丢包率相对固定的环境，采用动态带宽分配技术和丢包恢复技术结合的方法。视频会议终端监控所在通话的呼入丢包信息，一旦检测到丢包，视频会议终端就会采用丢包恢复技术或动态带宽分配技术。
丢包恢复采用前向纠错方法，是一种差错恢复方法，由发送方系统为发出的数据流添加冗余数据，使接收方系统可以侦测并纠正错误，而无需请求发送方系统重新传送丢失的信息。动态带宽分配技术是一种算法，可以在视频通话过程中自动且动态的调整视频码率，以消除或避免丢包。当检测到丢包后，动态带宽分配会降低码率，然后观察是否还存在丢包现象。如果丢包只是暂时的，动态带宽分配会逐渐增加码率；如果持续检测到丢包，则会再进一步降低码率，直到数秒内不再出现丢包。
统一通信方案设计
统一通信是指把计算机技术与传统通信技术融为一体的新通信模式，作为一种解决方案和应用，其核心内容是：让人们无论任何时间、任何地点，都可以通过任何设备、任何网络，获得数据、图像和声音的自由通信。也就是说，统一通信系统将语音、传真、电子邮件、移动短消息、多媒体和数据等所有信息类型合为一体，从而为人们带来选择的自由和效率的提升[基于统一通信的指挥调度系统研究与实现 上海交通大学 徐瑞卿]。
统一通信方案采用cisco的CUCM（Cisco® Unified Communications Manager）作为协作服务的核心，统一对视频、语音、消息传送、移动性、即时消息 (IM) 和在线状态实现会话和呼叫控制。CUCM中的橋接系统利用网络与其他基于标准的解决方案和设备透明协作以提高互操作性：会话发起协议 (SIP) 规范化与透明度的增强可提高不同终端和解决方案之间的互操作性。呼叫准入控制 (CAC) 可启用智能视频带宽管理。通过赋予到达互联网可寻址用户和设备的能力，电邮使最终用户拨号选项有助确保呼叫控制平台与以后的版本兼容。协作通信的架构主要分为：
1，核心呼叫控制层面，包括CUCM（统一通信服务器），CUCM IM （即时消息）
2，应用层面，包括提供会议服务的CWMS，WebEx服务；提供语音留言的UnityConnect; 提供客户协作联络中心的UCCE，UCCX等产品；
3，终端及网关层面，包括各种IP电话终端，Jabber软件终端，网关等等；
4，管理层面，包括Prime Collaboration;
图 4 统一通信系统架构图
山东据统一通信增加了企业通讯录功能。统一通信企业通信录客户端负责向服务端发起数据查询、创建、插入、替换及删除请求，支持企业用户的相关应用。为了满足统一通信企业通讯录相关业务需求，统一通信企业通信录需要为其提供对应的接口。在统一通信中企业通信录业务可以作为其它统一通信业务的入口，并辅助其它业务获得通信相关的信息。目前山东据通讯录实现了通讯录与业务网通讯录互联并及时更新的功能。
质检系统作为政府部分，信息安全尤为重要，所以一直都采用内网与外网物理隔离的方式。移动办公网络与内网连接，为保证网络安全采取了一系列措施。首先，采用3G虚拟拨号专网（VPDN）线路，实现移动办公3G网络与互联网的物理隔离。再者，建立安全专区，其中采用虚拟化技术，虚拟化服务器和虚拟桌面系统，仅将内网终端的屏幕画面镜像到移动终端上；并采用SSL VPN（安全套接层虚拟专用网）设备，在移动终端和业务应用服务间进行数据再加密。然后，内网与安全专区的数据资源的交互由网闸负责，只有合法的请求网闸才会将数据摆渡给内网。
图 5 移动办公网络拓扑图
统一通信方案采用微软的软件实现方案，基于普通办公网络、视频网络以及移动办公网络。把微软的服务器架设在虚拟服务器上，视频会议的MCU、会议终端等直接采用SIP（信令控制协议）协议注册到统一通信服务器上，客户端就可以在地址簿中选择会议终端，实现点对点的视频会议功能。
总结
高清视频会议系统正逐步取代标清会议系统，通过兼容无线网络和有线网络上的相关其他多种媒体，高清视频会议正逐渐成为信息化控制的核心。通过研究山东局的视频会议会场设计及全省系统的视频会议网络及移动办公网络，为政府视频会议专网中实现会场高清视频会议及移动视频会议提供了解决方案。并对视频监控、视频会议、移动办公等信息化系统集中控制进行研究，促进了政府信息系统一体化进展的研究。
参考文献：
[1]秦岳. 内蒙古科技厅高清网络视频会议系统设计与实现. 复旦大学硕士学位论文，2011年，14-15页
[2] 李媛敏，张秋华，范 飞，雷 鸣. 高清视频会议室视频系统改造剖析，《电视技术》，2010年第34卷第07期（总第344期）