遠程交互視頻教研平臺建設方案

遠程交互教研平臺

建設方案北京星立方科技發(fā)展股份有限公司2015年2月目錄TOC\o"1-5"\h\z第1章.系統(tǒng)建設要求11.1系統(tǒng)整體要求11.2MCU功能要求31.3高清會議終端要求4PC軟件客戶端要求4移動客戶端要求4第2章.方案設計5系統(tǒng)簡介5方案拓撲圖6實際部署62.4MCU及會場帶寬要求8第3章.方案特點103.1優(yōu)質的視/音頻質量103.2良好的網絡適用性103.3多種設備多種選擇113.1高清、標清混合組網11MCU級聯(lián)及統(tǒng)一會管12全自動會議召開12多種應用擴展融合13使用維護簡單13安全可靠13第4章.系統(tǒng)功能介紹134.1星立方全編全解MCU單元13簡介13功能特性14技術參數144.2星立方1080P高清會議終端15簡介15功能特性15技術參數16星立方會控軟件17簡介17功能特性17星立方軟件會議終端18簡介18功能特性19星立方移動會議終端19平板電腦193G智能手機20附錄二典型系統(tǒng)架構21第1章.系統(tǒng)建設要求北京市東城區(qū)史家實驗小學（原曙光小學）擬建遠程交互教研平臺，用于學校實時互動式教學、互動式教研，培訓、異地同步備課、同步授課、語音文字答疑、觀摩課程、遠程等日常教學工作。本系統(tǒng)在原視頻會議系統(tǒng)基礎中，特別為教研方面添加了強大數據操作功能。本系統(tǒng)在滿足現有需求的前提下，更具有一定的應用前瞻性和技術領先性。未來三至五年內，在視訊領域內具備持續(xù)的領先性，并可根據國家信息化的不斷發(fā)展，在應用規(guī)模、系統(tǒng)容量、功能的擴展與兼容等方面，滿足系統(tǒng)整體上的動態(tài)調整、靈活擴容。通過對以上需求的深入了解以及系統(tǒng)的研究分析，本系統(tǒng)應滿足但不僅限于如下功能要求：1.1系統(tǒng)整體要求此教研平臺應由如下部分組成：MCU集群組、高清會議終端、會議管理端、移動終端組成。方案包含1個遠程教研管理平臺，1個標準遠程教研室，4個分遠程教研室，每個遠程教研室各部署一臺高清終端，其他桌面級采用pc安裝軟件客戶端入會。系統(tǒng)支持日?；邮浇萄谢顒拥恼匍_，除支持音視頻同步即時傳送外；更可在音視頻通信畫面上,劃分出虛擬白板，實現主會場與遠程教研室的互動操作。本系統(tǒng)支持高清會議終端、PC、筆記本電腦、移動終端等設備的同時接入。系統(tǒng)完成后可達到如下目標:1、教育學術交流和遠程培訓，視頻會議擁有的強大數據操作功能：文檔共享、共享白板、協(xié)同瀏覽、文件下載、重點標注等功能，可以讓各地的教師們共享各種文字、圖形、數據、報表等信息，在語音和視頻交流的同時對教學題進行深入探討和反復修改，從而達到共同提升的最終目的。2、交換式遠程教育，教學觀摩，資源共享，網絡協(xié)同教育等功能，能為教育信息化解決在不同時間和不同空間地域的同步教育問題。視頻會議系統(tǒng)在教育行業(yè)具有高度的實用性、易用性、安全性等特點，為遠程教育提供了良好的運行平臺，是一個綠色、高效、網絡面對面的教科研平臺，讓教育信息化真正的做到了無時間和空間限制的同步智能化管理，是新時代信息化教育的一個全新的起點。系統(tǒng)整體要求具備如下特性：穩(wěn)定性視頻會議系統(tǒng)提供的是實時視/音頻、數據的交互通信，系統(tǒng)的任何不穩(wěn)定都會影響通信的質量，因此穩(wěn)定性對視頻會議終端來說是至關重要的。此系統(tǒng)應達到電信級運營要求，能7X24小時不間斷的工作；具備容災備份機制，即平臺中任何一臺服務器出現故障，都能迅速切換至其他冗余/備份服務器，不影響數據的安全性和視頻業(yè)務的不間斷持續(xù)性，對前端用戶是不可感知的。采用網絡帶寬自適應處理，隨外界環(huán)境變化做彈性調整；流量控制和前向糾錯編碼(FEC)技術能抵抗30%以上的網絡丟包率，徹底消除視頻馬賽克和語音斷續(xù)現象。?先進性由于網絡、通訊等技術發(fā)展極為迅速，更新?lián)Q代頻繁，為保證系統(tǒng)具有較長的生命力，設計的視頻系統(tǒng)方案，不僅考慮現在的需要，而且要充分考慮未來業(yè)務發(fā)展的需要，使該系統(tǒng)能夠在盡可能長的時期內保證應用的需要。本系統(tǒng)基于這一原則，在視頻壓縮算法上，采用國際領先的H.264視頻壓縮算法，512?768Kbps可傳送720P,1M可傳送1080P，向下兼容MPEG-4,H.263等壓縮算法，使得系統(tǒng)兼容性良好的同時，保證技術的領先地位。在系統(tǒng)結構上，支持MCU集群及分布式冗余部署，使得系統(tǒng)隨時適應網絡結構，規(guī)模無限擴大。從而保證系統(tǒng)的先進性。安全性本系統(tǒng)既考慮信息資源的充分共享，更注意信息的保護和隔離，分別針對不同的應用和不同的網絡通信環(huán)境，采取了不同的措施，包括系統(tǒng)安全機制、數據存取的權限控制和支持專用網等安全措施，能夠保證系統(tǒng)的安全可靠。易用性視頻會議終端的使用、管理和維護都充分考慮使用者的專業(yè)水平。全遙控器操作方式，功能按鈕符合人們平常習慣，非常易于掌握和使用，用戶實現溝通交流只需一次按鍵加入會議即可，會議全程都可以由中心會場的會控進行，分會場無需任何操作。靈活性視頻會議終端以計算機和網絡為載體，網絡存在不同的網絡條件、網絡結構和網絡帶寬；計算機存在不同的硬件配置、操作系統(tǒng)；對于視頻會議本身的應用要求存在不同。這要求視頻會議終端具有非常強得靈活性和適應性。視頻會議終端適合于從64kbps?8M的網絡環(huán)境，適應所有的代理服務器和防火墻，滿足不同網絡環(huán)境需求。除去專用高清會議終端，也可全面兼容現在的PC、筆記本、移動設備、機頂盒。系統(tǒng)提供專業(yè)的視頻、音頻和實時交互性能，全面滿足不同級別的應用需求用戶不僅使用用于開展視頻會議，還可以開展全方面的各種培訓、各種講座、研討會，及提供在線支持、培訓、交流。經濟性采用先進的多媒體及網絡技術，以靈活的網絡帶寬占用實現了清晰流暢的視頻和音頻效果，具有優(yōu)越的性能；同時該系統(tǒng)支持多播，可大大減少網絡主干的帶寬占用，充分保護用戶的投資。星立方高清視頻會議支持高清、標清終端智能混合組網，通過星立方獨有的上、下行非并行編解碼處理技術，二級會場只需部署標清會議終端，即可享受全高清視頻會議的品質。系統(tǒng)不僅具有先進的性能，而且建設成本相對較低，用途廣泛，具有很好的經濟性。?可擴展性在系統(tǒng)容量方面可通過集群及分布式MCU部署部署，支持無限量擴展。在系統(tǒng)結合方面，該系統(tǒng)留有應用接口，可同其他標準系統(tǒng)或產品相結合，使系統(tǒng)的功能得到擴展和增強。MCU功能要求支持11個以上1080P高清會議終端同時接入組網，召開會議；支持標準H.323協(xié)議及SIP協(xié)議，可兼容第三方私有協(xié)議；兼容目前市場上主流的視頻會議終端，如cisco、polycom、華為、中興等標準H.323協(xié)議終端，便于未來系統(tǒng)擴容；支持標準H.239雙流數據；?支持高清1080P及以上分辨率全編全解；支持單模板最大16路1080P視頻合屏；支持智能請求終端不同目標分辨率的視頻：如MCU合屏畫面中，某1080P終端畫面占據的分辨率為704*576,則MCU向高清1080P終端請求704*576分辨率的視頻畫面，而不是1920*1080分辨率的畫面，提升效率，降低網絡傳輸負載；支持數據轉發(fā)模式會議，即視/音頻數據不經過MCU編解碼，直接轉發(fā)到各個會議終端，降低MCU負載和功耗，在同等條件和硬件配置下，可支持更多會議的并發(fā)召開；支持最多5級樹狀網絡架構，MCU自動級聯(lián)，智能合屏編碼；支持2臺以上MCU冗余及負載均衡；支持自動會議管理和手動會議管理模式；支持每個會議不少于4個視頻排布模板；支持每個會議模板設置主碼流和子碼流，根據接入設備或終端的不同，自動發(fā)送不同碼流的視頻；支持每個會議模板設置主分辨率和子分辨率，根據接入設備或終端的不同，自動發(fā)送不同分辨率的視頻；支持對所有硬件終端的開機狀態(tài)監(jiān)控、遠程呼入、一鍵呼入；支持對所有硬件終端的遠程管理、參數配置；支持自動響應所有硬件終端的呼入請求；支持移動設備Android/iOS系統(tǒng)的手機、平板電腦接入，無需增加服務器；支持視頻融合設備的接入，并與其他視/音頻系統(tǒng)互聯(lián)互通；1.3高清會議終端要求?主會場終端視頻采集分辨率要求1080P(1920*1080)；?分會場終端視頻采集分辨率要求1080P(1920*1080)；?支持終端視頻接收分辨率為1080P；支持標準碼流和低碼流設置，同一視頻可發(fā)送不同碼流和分辨率視頻；支持智能響應MCU指定分辨率的視頻編碼及發(fā)送，如：MCU合屏畫面中，此1080P終端畫面占據的分辨率為704*576，則發(fā)送704*576分辨率的視頻畫面，而不是1920*1080分辨率的畫面，提升效率，降低網絡傳輸負載；支持標準視頻、VGA桌面作為輔流輸入，同時支持軟件插件方式抓取PC桌面，作為輔流輸入；支持會議錄像功能，無需外接任何設備，即可在終端上進行錄像管理、導出、回放、點播；嵌入式系統(tǒng)，全遙控在操作，支持通過U盤直接升級；內置Web管理，可進入遠程管理維護終端；1.4PC軟件客戶端要求支持windowsXP、win7、win8操作系統(tǒng)；支持無縫接入硬件終端視頻會議；?支持支持視/音頻雙向發(fā)送和接收1080P分辨率視頻數據；支持接收H.239雙流數據；支持直接呼叫標準H.323協(xié)議會議終端；?支持呼叫SIP語音電話；支持單獨軟件客戶端獨立組會，不受硬件終端、會控端在線與否的影響；支持虛擬電子白板、聊天室功能；支持PC桌面共享功能；1.5移動客戶端要求支持Android/iOS系統(tǒng)的手機和平板電腦；支持接收720P的視頻畫面；支持WiFi/3G網絡；支持H.264和Mpeg4編碼選擇，高硬件配置可支持高清1080P編解碼；支持手機、平板電腦的回聲消除；第2章.方案設計2.1系統(tǒng)簡介星立方高清視頻會議系統(tǒng)是基于IP網絡全高清多方視頻會議系統(tǒng)，支持MCU全編全解會議及基于直接流發(fā)兩種會議模式。支持星立方自有視頻會議協(xié)議及標準的H.323、SIP協(xié)議，可同步兼容已有的各品牌H.323會議終端，并進行統(tǒng)一管理及無縫擴展。星立方硬件高清視頻會議系統(tǒng)由：MCU集群組、星立方高清會議終端、會控端、軟終端、H.323/SIP會議終端、移動終端及全自動錄播系統(tǒng)組成。系統(tǒng)支持日常遠程視頻教研活動的舉行，支持高清會議終端PC、筆記本電腦、移動終端等硬件設備的同時接入。星立方硬件視頻會議系統(tǒng)使用MCU二次編碼合屏方式，將各個終端的視/音頻發(fā)送到MCU,由單獨的二次編解碼模塊，進行數據解碼和再編碼，將多路視頻和音頻合成一路，分發(fā)到各個會議終端。此種方式比傳統(tǒng)軟件會議更加節(jié)約MCU和終端的網絡帶寬，比傳統(tǒng)硬件會議更加靈活可控。MCU部署于教委或學校信息中心，負責接收并轉發(fā)所有教研視頻流；會控端一般置于主教研會場，用于控制整體教研流程，控制主教研室及教研室分會場大屏顯示視頻，實現對整體教研活動的管理與記錄，能夠分別管理每臺硬件終端；會議終端為所有會場級配置，部署于各會議現場、領導辦公室，發(fā)送本會場視/音頻和接收其它會場視/音頻及數據流。星立方硬件視頻會議系統(tǒng)采用最先進的信息技術、最人性化的產品設計，提供最優(yōu)質的產品性能，提供高清晰、高質量視/音頻及各種多媒體應用，以一體機嵌入式的終端為用戶的日常工作提供服務。做到多方面資源的利用，進而節(jié)約企業(yè)資源，減少浪費。

2.2方案拓撲圖規(guī)額盤議霰件視插主總理件終舉學校中心機房遠程赦硏空言控端會祈系蚪嘗垃人訊主教研室墾克鳳翟動第琳_匹觀遡室|血規(guī)額盤議霰件視插主總理件終舉學校中心機房遠程赦硏空言控端會祈系蚪嘗垃人訊主教研室墾克鳳翟動第琳_匹觀遡室|血1Sty1XZ1■i|\W_視揃穌議件—丿■\：7^c,\呂日I百S啊我電胭鋼i術清壓慨機旨廂領導寸_；顯示丸畀圖3-1高清視頻會議平臺拓撲示意圖說明：MCU部署于企業(yè)中心機房，負責會議過程中數據信息的轉發(fā)以及開會時網絡流量狀態(tài)的監(jiān)控；企業(yè)會議室部署高清硬件終端和會控終端，通過硬件終端召開會議，會控終端控制整體會議布局及設置；各分公司或辦處根據經濟情況使用高清硬件終端、標清硬件終端或軟終端參與會議，使用硬件終端參與會議的學校可以選擇性部署硬件終端輔助控制軟件。實際部署主教研室會場：高清硬件終端：主教研室為最重要的會議室，在整個會議過程中起主導作用，建議部署一臺星立方高清硬件終端作為主會場的終端設備。星立方視頻會議終端在原有的會議系統(tǒng)的技術基礎上，創(chuàng)新性的首次使用服務器二次編碼方式，將各個終端的視/音頻發(fā)送到MCU端，由單獨的二次編解碼模塊，進行數據解碼和再編碼，將多路視頻和音頻合成一路，分發(fā)到各個會議終端。音頻輸入輸出設備：主會場音頻設備根據實際辦公桌椅的擺放配置全向麥克風或跟蹤會議系統(tǒng)。全向麥內置揚聲器，擁有高靈敏度的麥克風，會議室任意角度發(fā)言都可以良好采音，配置全向麥后，無需配置其他音頻設備；跟蹤會議系統(tǒng)包含手拉手鵝頸麥以及攝像機自動跟蹤系統(tǒng)，鵝頸麥克具有減少嘯叫、方向性強的優(yōu)勢，按下麥克，攝像機自動定位到發(fā)言者位置，使用鵝頸會議麥的同時為主會