周 雅，董永強(qiáng)，焦曉波

（1.許昌學(xué)院 電氣信息工程學(xué)院，河南 許昌 461000；2.許昌供電公司 電力通信中心，河南 許昌 461000）

1 視頻會(huì)議系統(tǒng)概述

1.1 應(yīng)用范圍和優(yōu)勢

利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，視頻會(huì)議使處在不同地理位置的人能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程雙向交流，其主要形式包括點(diǎn)對點(diǎn)式（可視通話）、廣播式及討論式（多點(diǎn)會(huì)議）。視頻會(huì)議具有節(jié)約時(shí)間、節(jié)省人力、物力和財(cái)力等諸多優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程會(huì)議、遠(yuǎn)程教育與培訓(xùn)、商業(yè)電視以及遠(yuǎn)程醫(yī)療等業(yè)務(wù)領(lǐng)域。

1.2 系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)

視頻會(huì)議系統(tǒng)主要由主控設(shè)備/多點(diǎn)控制單元（MCU）、視頻會(huì)議終端、帶遠(yuǎn)程控制功能的攝像頭、顯示設(shè)備（電視機(jī)或投影儀）及網(wǎng)管系統(tǒng)等組成。主控設(shè)備/MCU主要負(fù)責(zé)完成多點(diǎn)會(huì)議的控制；視頻會(huì)議終端完成對視頻信號的采集、壓縮、解壓縮等功能，主要結(jié)構(gòu)包括音/視頻采集部分、編/解碼、DSP數(shù)字信號處理以及音/視頻輸出部分。網(wǎng)管系統(tǒng)的作用是完成對整個(gè)會(huì)議系統(tǒng)的管理及會(huì)議控制管理[1]。

視頻會(huì)議所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括視頻壓縮/編解碼技術(shù)、音頻壓縮技術(shù)以及交換方式和控制方式。

2 電力系統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了保證各地區(qū)電網(wǎng)安全運(yùn)行和平穩(wěn)發(fā)展，建立一套獨(dú)立的省市縣三級視頻會(huì)議系統(tǒng)意義重大，可在發(fā)生應(yīng)急突發(fā)事件時(shí)，電力企業(yè)上下級單位相互協(xié)調(diào)指揮，迅速地處理電網(wǎng)異常，及時(shí)恢復(fù)電網(wǎng)正常運(yùn)行，減少大面積停電給社會(huì)和企業(yè)帶來的損失。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)一期視頻會(huì)議系統(tǒng)由于未考慮覆蓋縣級單位，僅組建了省市間互聯(lián)的系統(tǒng)模式。本次項(xiàng)目是在此基礎(chǔ)之上，充分考慮前期投資和挖掘系統(tǒng)潛力，構(gòu)建省市縣三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)視頻會(huì)議的建設(shè)。

由于是在省公司視頻會(huì)議系統(tǒng)基礎(chǔ)之上進(jìn)一步開發(fā)，而且原省局至市局間的連接方式需保留不變。因此，在許昌市局須另加1套會(huì)議終端和獨(dú)立的MCU用以控制市縣級間會(huì)議，各縣級單位需各增加1套視頻會(huì)議終端。在有需要時(shí)，可將各縣局會(huì)議加入省市公司會(huì)議，實(shí)現(xiàn)三級會(huì)議模式，若沒有縣級單位參加時(shí)，省市間仍采用原模式進(jìn)行會(huì)議。

2.2 系統(tǒng)拓?fù)?/h3>

在原先省市局間的兩級會(huì)議系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，加入縣級供電企業(yè)，進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)覆蓋范圍，構(gòu)成省市縣三級網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，見圖1。

2.3 系統(tǒng)要求

系統(tǒng)采用的圖像顯示標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為480p分辨力，而480p是D2標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電視顯示模式，垂直掃描線達(dá)480條，頻率是60 Hz，掃描模式為逐行掃描，將480線圖像信息行合并成一幀，圖像顯示比例可以是4∶3或16∶9。標(biāo)清視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)帶寬一般應(yīng)為384 kbit/s～2 Mbit/s。

視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

1）安全性高，不會(huì)受到黑客和病毒的攻擊；

2）穩(wěn)定性高，嵌入式操作系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠；

3）處理能力強(qiáng)，嵌入式操作系統(tǒng)指令精簡，實(shí)時(shí)性高，結(jié)合DSP，可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)、低延時(shí)的音視頻信號處理；

4）擴(kuò)展性好，基于嵌入式硬件的MCU和終端易于大容量、模塊化設(shè)計(jì)，可輕易實(shí)現(xiàn)容量、功能以及組網(wǎng)方式的靈活擴(kuò)展[2-3]。

3 電力系統(tǒng)視頻會(huì)議系統(tǒng)組網(wǎng)

3.1 系統(tǒng)組網(wǎng)說明

本次系統(tǒng)組網(wǎng)主要涉及許昌地調(diào)及轄區(qū)內(nèi)5個(gè)縣調(diào)，原地調(diào)至省調(diào)會(huì)議系統(tǒng)必須保持不變，僅完成下屬第三級網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)任務(wù)，并順利實(shí)現(xiàn)第三級網(wǎng)絡(luò)與省調(diào)主會(huì)場對接。另外，保證許昌地調(diào)與5個(gè)縣調(diào)間的網(wǎng)絡(luò)和地調(diào)與省調(diào)間網(wǎng)絡(luò)具備明顯分界點(diǎn)，以便日后能嚴(yán)格按省調(diào)要求確定是否準(zhǔn)許縣調(diào)參加會(huì)議，保證各類會(huì)議都能順利召開。

3.2 系統(tǒng)會(huì)場設(shè)置

按照此次項(xiàng)目組網(wǎng)的要求，系統(tǒng)會(huì)場分為三級，省調(diào)主會(huì)場作為第一級會(huì)場，保持不變，許昌地調(diào)作為第二級會(huì)場，5個(gè)縣調(diào)會(huì)場作為第三級會(huì)場。當(dāng)然，為了能更好地滿足將來各類會(huì)議的人數(shù)要求，在許昌地調(diào)安排1～2個(gè)分會(huì)場，分會(huì)場僅可觀看會(huì)議，不能參與發(fā)言。許昌地調(diào)二級會(huì)場組成見圖2，各縣調(diào)三級會(huì)場組成見圖3。

3.3 系統(tǒng)設(shè)備配置

由于省調(diào)會(huì)場仍按原先系統(tǒng)方式保持，所以本次工程不安排在省調(diào)增加設(shè)備。許昌地調(diào)由于在原視頻會(huì)議系統(tǒng)中僅作為末端，只配備了視頻終端，而本項(xiàng)目中地調(diào)是作為二級與三級網(wǎng)絡(luò)的交匯處且擔(dān)負(fù)著控制整個(gè)縣調(diào)三級會(huì)議網(wǎng)絡(luò)的職責(zé)。因此，在許昌地調(diào)二級會(huì)場需配備1套MCU，用以對各縣調(diào)會(huì)議終端的控制。另外，按照此次系統(tǒng)組網(wǎng)要求，必須具備地調(diào)與縣調(diào)間單獨(dú)召開視頻會(huì)議，因此在許昌地調(diào)還需要再增加1套視頻會(huì)議終端與地調(diào)MCU連接，5個(gè)縣調(diào)會(huì)場作為本系統(tǒng)的末端會(huì)場，僅須各配置1套會(huì)議終端及其他配套設(shè)施即可。

為了能快速高效地與省調(diào)原先系統(tǒng)級聯(lián)，本次選購的設(shè)備仍按省調(diào)要求和原先系統(tǒng)設(shè)備型號保持一致，5個(gè)縣調(diào)均配備1套蘇州科達(dá)KDV8010A會(huì)議終端，地調(diào)增加1套科達(dá)KDV8000A型MCU和1套科達(dá)KDV8010A會(huì)議終端。

科達(dá)KDV8000A采用H.320/H.323雙協(xié)議平臺(tái)，嵌入式設(shè)計(jì)，模塊化插卡，19 in寬10U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，主控?zé)醾浞?，且單板支持熱插拔，散熱系統(tǒng)冗余配置，支持高清HD和標(biāo)清SD混合接入，支持MCU四級數(shù)字級聯(lián)，能夠支持線路備份和語音自動(dòng)備份，可滿足本次系統(tǒng)各項(xiàng)要求，且為今后系統(tǒng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)展或系統(tǒng)平滑升級奠定了基礎(chǔ)。

3.4 系統(tǒng)組網(wǎng)

電力系統(tǒng)屬于特殊行業(yè)，因此會(huì)議組網(wǎng)方式也有特殊要求，必須達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的保密要求。電力通信網(wǎng)絡(luò)是國家獨(dú)立的專用通信網(wǎng)，與公共通信網(wǎng)完全實(shí)現(xiàn)了隔離，因此，本次系統(tǒng)組網(wǎng)主要是借助于電力光傳輸及內(nèi)部以太網(wǎng)進(jìn)行連接。

截至目前，許昌地網(wǎng)光傳輸網(wǎng)已經(jīng)覆蓋5個(gè)縣轄供電服務(wù)區(qū)，因此，5個(gè)縣調(diào)的會(huì)議路由安排從各個(gè)縣境內(nèi)具備與地網(wǎng)連接的就近變電站點(diǎn)2 Mbit/s接入，具備2個(gè)站點(diǎn)接入的須配備備用通道。另外，由于目前各縣調(diào)的內(nèi)部以太網(wǎng)也已完成與地調(diào)聯(lián)網(wǎng)，且本會(huì)議終端支持以太網(wǎng)接口傳輸，因此，各個(gè)縣調(diào)的還應(yīng)配備1條以太網(wǎng)路由作為熱備用通道，以確保任何時(shí)候任何會(huì)議均保持通道暢通?？h調(diào)會(huì)議通道接入點(diǎn)情況見表1，終端IP地址分配情況見表2。電力系統(tǒng)許昌地區(qū)省市縣三級視頻會(huì)議拓?fù)鋱D見圖4。

表1 縣調(diào)會(huì)議通道接入點(diǎn)一覽表

表2 終端IP地址分配一覽表

3.5 系統(tǒng)控制

系統(tǒng)實(shí)行分級控制，地調(diào)終端由省調(diào)控制，縣調(diào)終端由地調(diào)控制，縣調(diào)作為系統(tǒng)末端，按要求非特殊情況不允許操作人員隨意控制終端。會(huì)議系統(tǒng)主席設(shè)置根據(jù)會(huì)議級別和有無省調(diào)參加，在召開省級及以上會(huì)議時(shí)，省調(diào)作為會(huì)議主席控制整個(gè)系統(tǒng)。在召開地市級會(huì)議且省調(diào)不參加時(shí)，許昌地調(diào)作為會(huì)議主席控制整個(gè)系統(tǒng)。

視頻會(huì)議過程應(yīng)由主會(huì)場主席進(jìn)行控制，主席可以選擇轉(zhuǎn)發(fā)分會(huì)場音/視頻、選擇收看各分會(huì)場畫面和監(jiān)控各分會(huì)場的情況。主席還可以指定某分會(huì)場發(fā)言并與之對話，而其他分會(huì)場可收聽他們的發(fā)言和收看發(fā)言人圖像。若各分會(huì)場需要發(fā)言必須向主席申請。在主會(huì)場可顯示多個(gè)分會(huì)場的畫面，并能將多分屏畫面向所有分會(huì)場進(jìn)行廣播（即所有分會(huì)場都可以觀看主會(huì)場畫面），而主會(huì)場可通過主席指定或自動(dòng)輪循方式觀看任一分會(huì)場畫面。每路音頻可單獨(dú)調(diào)節(jié)大小、多路混音輸出，通過采用回聲抑制技術(shù)則可以消除回音和噪聲。

在會(huì)議控制室里，會(huì)議控制人員需配置1臺(tái)安裝有Windows操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)作為會(huì)議網(wǎng)管控制臺(tái)，輸入MCU的IP地址，打開進(jìn)入到會(huì)議控制界面，即可進(jìn)行會(huì)議管理控制及會(huì)議設(shè)置與維護(hù)。

4 系統(tǒng)測試效果

該視頻會(huì)議系統(tǒng)支持分組會(huì)議、自助式會(huì)議、雙視頻流、數(shù)據(jù)會(huì)議、遠(yuǎn)程會(huì)議及多畫面風(fēng)格顯示，具有良好的交互性和實(shí)時(shí)性，能方便快捷地實(shí)現(xiàn)人機(jī)、人與人之間的信息交流，使得各會(huì)場之間能夠通過視頻會(huì)議設(shè)備進(jìn)行音/視頻等信息的互通，實(shí)現(xiàn)了高效率的通信傳輸，最終提高了企業(yè)的辦公效率。

經(jīng)過幾個(gè)月的試運(yùn)行，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，已順利召開了多次視頻會(huì)議，完全可以滿足當(dāng)前及以后電力系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需要。

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展和新一代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IPv6的日趨成熟，基于3G網(wǎng)絡(luò)的高速、高清視頻傳輸是視頻會(huì)議下一步的研究熱點(diǎn)。視頻會(huì)議將在電力行業(yè)以及更多領(lǐng)域得到更加廣泛的應(yīng)用，市場前景十分廣闊。

[1]陳于平.視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].低壓電器，2009（24）：50-56.

[2]劉強(qiáng).高清遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].音響技術(shù)，2010（5）：34-36.

[3]彭文標(biāo)，易慶林，李海軍，等.遠(yuǎn)程視頻會(huì)議系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電視技術(shù)，2009，33（10）：80-82.