遠(yuǎn)程交互視頻教研平臺(tái)建設(shè)方案

遠(yuǎn)程交互教研平臺(tái)

建設(shè)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(shè)要求11.1系統(tǒng)整體要求11.2MCU功能要求31.3高清會(huì)議終端要求4PC軟件客戶端要求4移動(dòng)客戶端要求4第2章.方案設(shè)計(jì)5系統(tǒng)簡(jiǎn)介5方案拓?fù)鋱D6實(shí)際部署62.4MCU及會(huì)場(chǎng)帶寬要求8第3章.方案特點(diǎn)103.1優(yōu)質(zhì)的視/音頻質(zhì)量103.2良好的網(wǎng)絡(luò)適用性103.3多種設(shè)備多種選擇113.1高清、標(biāo)清混合組網(wǎng)11MCU級(jí)聯(lián)及統(tǒng)一會(huì)管12全自動(dòng)會(huì)議召開(kāi)12多種應(yīng)用擴(kuò)展融合13使用維護(hù)簡(jiǎn)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(jiǎn)介13功能特性14技術(shù)參數(shù)144.2星立方1080P高清會(huì)議終端15簡(jiǎn)介15功能特性15技術(shù)參數(shù)16星立方會(huì)控軟件17簡(jiǎn)介17功能特性17星立方軟件會(huì)議終端18簡(jiǎn)介18功能特性19星立方移動(dòng)會(huì)議終端19平板電腦193G智能手機(jī)20附錄二典型系統(tǒng)架構(gòu)21第1章.系統(tǒng)建設(shè)要求北京市東城區(qū)史家實(shí)驗(yàn)小學(xué)（原曙光小學(xué)）擬建遠(yuǎn)程交互教研平臺(tái)，用于學(xué)校實(shí)時(shí)互動(dòng)式教學(xué)、互動(dòng)式教研，培訓(xùn)、異地同步備課、同步授課、語(yǔ)音文字答疑、觀摩課程、遠(yuǎn)程等日常教學(xué)工作。本系統(tǒng)在原視頻會(huì)議系統(tǒng)基礎(chǔ)中，特別為教研方面添加了強(qiáng)大數(shù)據(jù)操作功能。本系統(tǒng)在滿足現(xiàn)有需求的前提下，更具有一定的應(yīng)用前瞻性和技術(shù)領(lǐng)先性。未來(lái)三至五年內(nèi)，在視訊領(lǐng)域內(nèi)具備持續(xù)的領(lǐng)先性，并可根據(jù)國(guó)家信息化的不斷發(fā)展，在應(yīng)用規(guī)模、系統(tǒng)容量、功能的擴(kuò)展與兼容等方面，滿足系統(tǒng)整體上的動(dòng)態(tài)調(diào)整、靈活擴(kuò)容。通過(guò)對(duì)以上需求的深入了解以及系統(tǒng)的研究分析，本系統(tǒng)應(yīng)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(tái)應(yīng)由如下部分組成：MCU集群組、高清會(huì)議終端、會(huì)議管理端、移動(dòng)終端組成。方案包含1個(gè)遠(yuǎn)程教研管理平臺(tái)，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)程教研室，4個(gè)分遠(yuǎn)程教研室，每個(gè)遠(yuǎn)程教研室各部署一臺(tái)高清終端，其他桌面級(jí)采用pc安裝軟件客戶端入會(huì)。系統(tǒng)支持日?；?dòng)式教研活動(dòng)的召開(kāi)，除支持音視頻同步即時(shí)傳送外；更可在音視頻通信畫(huà)面上,劃分出虛擬白板，實(shí)現(xiàn)主會(huì)場(chǎng)與遠(yuǎn)程教研室的互動(dòng)操作。本系統(tǒng)支持高清會(huì)議終端、PC、筆記本電腦、移動(dòng)終端等設(shè)備的同時(shí)接入。系統(tǒng)完成后可達(dá)到如下目標(biāo):1、教育學(xué)術(shù)交流和遠(yuǎn)程培訓(xùn)，視頻會(huì)議擁有的強(qiáng)大數(shù)據(jù)操作功能：文檔共享、共享白板、協(xié)同瀏覽、文件下載、重點(diǎn)標(biāo)注等功能，可以讓各地的教師們共享各種文字、圖形、數(shù)據(jù)、報(bào)表等信息，在語(yǔ)音和視頻交流的同時(shí)對(duì)教學(xué)題進(jìn)行深入探討和反復(fù)修改，從而達(dá)到共同提升的最終目的。2、交換式遠(yuǎn)程教育，教學(xué)觀摩，資源共享，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同教育等功能，能為教育信息化解決在不同時(shí)間和不同空間地域的同步教育問(wèn)題。視頻會(huì)議系統(tǒng)在教育行業(yè)具有高度的實(shí)用性、易用性、安全性等特點(diǎn)，為遠(yuǎn)程教育提供了良好的運(yùn)行平臺(tái)，是一個(gè)綠色、高效、網(wǎng)絡(luò)面對(duì)面的教科研平臺(tái)，讓教育信息化真正的做到了無(wú)時(shí)間和空間限制的同步智能化管理，是新時(shí)代信息化教育的一個(gè)全新的起點(diǎn)。系統(tǒng)整體要求具備如下特性：穩(wěn)定性視頻會(huì)議系統(tǒng)提供的是實(shí)時(shí)視/音頻、數(shù)據(jù)的交互通信，系統(tǒng)的任何不穩(wěn)定都會(huì)影響通信的質(zhì)量，因此穩(wěn)定性對(duì)視頻會(huì)議終端來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。此系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到電信級(jí)運(yùn)營(yíng)要求，能7X24小時(shí)不間斷的工作；具備容災(zāi)備份機(jī)制，即平臺(tái)中任何一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障，都能迅速切換至其他冗余/備份服務(wù)器，不影響數(shù)據(jù)的安全性和視頻業(yè)務(wù)的不間斷持續(xù)性，對(duì)前端用戶是不可感知的。采用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)處理，隨外界環(huán)境變化做彈性調(diào)整；流量控制和前向糾錯(cuò)編碼(FEC)技術(shù)能抵抗30%以上的網(wǎng)絡(luò)丟包率，徹底消除視頻馬賽克和語(yǔ)音斷續(xù)現(xiàn)象。?先進(jìn)性由于網(wǎng)絡(luò)、通訊等技術(shù)發(fā)展極為迅速，更新?lián)Q代頻繁，為保證系統(tǒng)具有較長(zhǎng)的生命力，設(shè)計(jì)的視頻系統(tǒng)方案，不僅考慮現(xiàn)在的需要，而且要充分考慮未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，使該系統(tǒng)能夠在盡可能長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)保證應(yīng)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(guó)際領(lǐng)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(shí)，保證技術(shù)的領(lǐng)先地位。在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，支持MCU集群及分布式冗余部署，使得系統(tǒng)隨時(shí)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，規(guī)模無(wú)限擴(kuò)大。從而保證系統(tǒng)的先進(jìn)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(hù)和隔離，分別針對(duì)不同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，采取了不同的措施，包括系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)存取的權(quán)限控制和支持專用網(wǎng)等安全措施，能夠保證系統(tǒng)的安全可靠。易用性視頻會(huì)議終端的使用、管理和維護(hù)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(xí)慣，非常易于掌握和使用，用戶實(shí)現(xiàn)溝通交流只需一次按鍵加入會(huì)議即可，會(huì)議全程都可以由中心會(huì)場(chǎng)的會(huì)控進(jìn)行，分會(huì)場(chǎng)無(wú)需任何操作。靈活性視頻會(huì)議終端以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為載體，網(wǎng)絡(luò)存在不同的網(wǎng)絡(luò)條件、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)帶寬；計(jì)算機(jī)存在不同的硬件配置、操作系統(tǒng)；對(duì)于視頻會(huì)議本身的應(yīng)用要求存在不同。這要求視頻會(huì)議終端具有非常強(qiáng)得靈活性和適應(yīng)性。視頻會(huì)議終端適合于從64kbps?8M的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，適應(yīng)所有的代理服務(wù)器和防火墻，滿足不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境需求。除去專用高清會(huì)議終端，也可全面兼容現(xiàn)在的PC、筆記本、移動(dòng)設(shè)備、機(jī)頂盒。系統(tǒng)提供專業(yè)的視頻、音頻和實(shí)時(shí)交互性能，全面滿足不同級(jí)別的應(yīng)用需求用戶不僅使用用于開(kāi)展視頻會(huì)議，還可以開(kāi)展全方面的各種培訓(xùn)、各種講座、研討會(huì)，及提供在線支持、培訓(xùn)、交流。經(jīng)濟(jì)性采用先進(jìn)的多媒體及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以靈活的網(wǎng)絡(luò)帶寬占用實(shí)現(xiàn)了清晰流暢的視頻和音頻效果，具有優(yōu)越的性能；同時(shí)該系統(tǒng)支持多播，可大大減少網(wǎng)絡(luò)主干的帶寬占用，充分保護(hù)用戶的投資。星立方高清視頻會(huì)議支持高清、標(biāo)清終端智能混合組網(wǎng)，通過(guò)星立方獨(dú)有的上、下行非并行編解碼處理技術(shù)，二級(jí)會(huì)場(chǎng)只需部署標(biāo)清會(huì)議終端，即可享受全高清視頻會(huì)議的品質(zhì)。系統(tǒng)不僅具有先進(jìn)的性能，而且建設(shè)成本相對(duì)較低，用途廣泛，具有很好的經(jīng)濟(jì)性。?可擴(kuò)展性在系統(tǒng)容量方面可通過(guò)集群及分布式MCU部署部署，支持無(wú)限量擴(kuò)展。在系統(tǒng)結(jié)合方面，該系統(tǒng)留有應(yīng)用接口，可同其他標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)或產(chǎn)品相結(jié)合，使系統(tǒng)的功能得到擴(kuò)展和增強(qiáng)。MCU功能要求支持11個(gè)以上1080P高清會(huì)議終端同時(shí)接入組網(wǎng)，召開(kāi)會(huì)議；支持標(biāo)準(zhǔn)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(chǎng)上主流的視頻會(huì)議終端，如cisco、polycom、華為、中興等標(biāo)準(zhǔn)H.323協(xié)議終端，便于未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)容；支持標(biāo)準(zhǔn)H.239雙流數(shù)據(jù)；?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(qǐng)求終端不同目標(biāo)分辨率的視頻：如MCU合屏畫(huà)面中，某1080P終端畫(huà)面占據(jù)的分辨率為704*576,則MCU向高清1080P終端請(qǐng)求704*576分辨率的視頻畫(huà)面，而不是1920*1080分辨率的畫(huà)面，提升效率，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載；支持?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式會(huì)議，即視/音頻數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)MCU編解碼，直接轉(zhuǎn)發(fā)到各個(gè)會(huì)議終端，降低MCU負(fù)載和功耗，在同等條件和硬件配置下，可支持更多會(huì)議的并發(fā)召開(kāi)；支持最多5級(jí)樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，MCU自動(dòng)級(jí)聯(lián)，智能合屏編碼；支持2臺(tái)以上MCU冗余及負(fù)載均衡；支持自動(dòng)會(huì)議管理和手動(dòng)會(huì)議管理模式；支持每個(gè)會(huì)議不少于4個(gè)視頻排布模板；支持每個(gè)會(huì)議模板設(shè)置主碼流和子碼流，根據(jù)接入設(shè)備或終端的不同，自動(dòng)發(fā)送不同碼流的視頻；支持每個(gè)會(huì)議模板設(shè)置主分辨率和子分辨率，根據(jù)接入設(shè)備或終端的不同，自動(dòng)發(fā)送不同分辨率的視頻；支持對(duì)所有硬件終端的開(kāi)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程呼入、一鍵呼入；支持對(duì)所有硬件終端的遠(yuǎn)程管理、參數(shù)配置；支持自動(dòng)響應(yīng)所有硬件終端的呼入請(qǐng)求；支持移動(dòng)設(shè)備Android/iOS系統(tǒng)的手機(jī)、平板電腦接入，無(wú)需增加服務(wù)器；支持視頻融合設(shè)備的接入，并與其他視/音頻系統(tǒng)互聯(lián)互通；1.3高清會(huì)議終端要求?主會(huì)場(chǎng)終端視頻采集分辨率要求1080P(1920*1080)；?分會(huì)場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)碼流和低碼流設(shè)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(yīng)MCU指定分辨率的視頻編碼及發(fā)送，如：MCU合屏畫(huà)面中，此1080P終端畫(huà)面占據(jù)的分辨率為704*576，則發(fā)送704*576分辨率的視頻畫(huà)面，而不是1920*1080分辨率的畫(huà)面，提升效率，降低網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載；支持標(biāo)準(zhǔn)視頻、VGA桌面作為輔流輸入，同時(shí)支持軟件插件方式抓取PC桌面，作為輔流輸入；支持會(huì)議錄像功能，無(wú)需外接任何設(shè)備，即可在終端上進(jìn)行錄像管理、導(dǎo)出、回放、點(diǎn)播；嵌入式系統(tǒng)，全遙控在操作，支持通過(guò)U盤(pán)直接升級(jí)；內(nèi)置Web管理，可進(jìn)入遠(yuǎn)程管理維護(hù)終端；1.4PC軟件客戶端要求支持windowsXP、win7、win8操作系統(tǒng)；支持無(wú)縫接入硬件終端視頻會(huì)議；?支持支持視/音頻雙向發(fā)送和接收1080P分辨率視頻數(shù)據(jù)；支持接收H.239雙流數(shù)據(jù)；支持直接呼叫標(biāo)準(zhǔn)H.323協(xié)議會(huì)議終端；?支持呼叫SIP語(yǔ)音電話；支持單獨(dú)軟件客戶端獨(dú)立組會(huì)，不受硬件終端、會(huì)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(dòng)客戶端要求支持Android/iOS系統(tǒng)的手機(jī)和平板電腦；支持接收720P的視頻畫(huà)面；支持WiFi/3G網(wǎng)絡(luò)；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(jī)、平板電腦的回聲消除；第2章.方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介星立方高清視頻會(huì)議系統(tǒng)是基于IP網(wǎng)絡(luò)全高清多方視頻會(huì)議系統(tǒng)，支持MCU全編全解會(huì)議及基于直接流發(fā)兩種會(huì)議模式。支持星立方自有視頻會(huì)議協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)的H.323、SIP協(xié)議，可同步兼容已有的各品牌H.323會(huì)議終端，并進(jìn)行統(tǒng)一管理及無(wú)縫擴(kuò)展。星立方硬件高清視頻會(huì)議系統(tǒng)由：MCU集群組、星立方高清會(huì)議終端、會(huì)控端、軟終端、H.323/SIP會(huì)議終端、移動(dòng)終端及全自動(dòng)錄播系統(tǒng)組成。系統(tǒng)支持日常遠(yuǎn)程視頻教研活動(dòng)的舉行，支持高清會(huì)議終端PC、筆記本電腦、移動(dòng)終端等硬件設(shè)備的同時(shí)接入。星立方硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)使用MCU二次編碼合屏方式，將各個(gè)終端的視/音頻發(fā)送到MCU,由單獨(dú)的二次編解碼模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼和再編碼，將多路視頻和音頻合成一路，分發(fā)到各個(gè)會(huì)議終端。此種方式比傳統(tǒng)軟件會(huì)議更加節(jié)約MCU和終端的網(wǎng)絡(luò)帶寬，比傳統(tǒng)硬件會(huì)議更加靈活可控。MCU部署于教委或?qū)W校信息中心，負(fù)責(zé)接收并轉(zhuǎn)發(fā)所有教研視頻流；會(huì)控端一般置于主教研會(huì)場(chǎng)，用于控制整體教研流程，控制主教研室及教研室分會(huì)場(chǎng)大屏顯示視頻，實(shí)現(xiàn)對(duì)整體教研活動(dòng)的管理與記錄，能夠分別管理每臺(tái)硬件終端；會(huì)議終端為所有會(huì)場(chǎng)級(jí)配置，部署于各會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)、領(lǐng)導(dǎo)辦公室，發(fā)送本會(huì)場(chǎng)視/音頻和接收其它會(huì)場(chǎng)視/音頻及數(shù)據(jù)流。星立方硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)采用最先進(jìn)的信息技術(shù)、最人性化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提供最優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品性能，提供高清晰、高質(zhì)量視/音頻及各種多媒體應(yīng)用，以一體機(jī)嵌入式的終端為用戶的日常工作提供服務(wù)。做到多方面資源的利用，進(jìn)而節(jié)約企業(yè)資源，減少浪費(fèi)。

2.2方案拓?fù)鋱D規(guī)額盤(pán)議霰件視插主總理件終舉學(xué)校中心機(jī)房遠(yuǎn)程赦硏空言控端會(huì)祈系蚪嘗垃人訊主教研室墾克鳳翟動(dòng)第琳_匹觀遡室|血規(guī)額盤(pán)議霰件視插主總理件終舉學(xué)校中心機(jī)房遠(yuǎn)程赦硏空言控端會(huì)祈系蚪嘗垃人訊主教研室墾克鳳翟動(dòng)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(shù)清壓慨機(jī)旨廂領(lǐng)導(dǎo)寸_；顯示丸畀圖3-1高清視頻會(huì)議平臺(tái)拓?fù)涫疽鈭D說(shuō)明：MCU部署于企業(yè)中心機(jī)房，負(fù)責(zé)會(huì)議過(guò)程中數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)發(fā)以及開(kāi)會(huì)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量狀態(tài)的監(jiān)控；企業(yè)會(huì)議室部署高清硬件終端和會(huì)控終端，通過(guò)硬件終端召開(kāi)會(huì)議，會(huì)控終端控制整體會(huì)議布局及設(shè)置；各分公司或辦處根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況使用高清硬件終端、標(biāo)清硬件終端或軟終端參與會(huì)議，使用硬件終端參與會(huì)議的學(xué)?？梢赃x擇性部署硬件終端輔助控制軟件。實(shí)際部署主教研室會(huì)場(chǎng)：高清硬件終端：主教研室為最重要的會(huì)議室，在整個(gè)會(huì)議過(guò)程中起主導(dǎo)作用，建議部署一臺(tái)星立方高清硬件終端作為主會(huì)場(chǎng)的終端設(shè)備。星立方視頻會(huì)議終端在原有的會(huì)議系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性的首次使用服務(wù)器二次編碼方式，將各個(gè)終端的視/音頻發(fā)送到MCU端，由單獨(dú)的二次編解碼模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼和再編碼，將多路視頻和音頻合成一路，分發(fā)到各個(gè)會(huì)議終端。音頻輸入輸出設(shè)備：主會(huì)場(chǎng)音頻設(shè)備根據(jù)實(shí)際辦公桌椅的擺放配置全向麥克風(fēng)或跟蹤會(huì)議系統(tǒng)。全向麥內(nèi)置揚(yáng)聲器，擁有高靈敏度的麥克風(fēng)，會(huì)議室任意角度發(fā)言都可以良好采音，配置全向麥后，無(wú)需配置其他音頻設(shè)備；跟蹤會(huì)議系統(tǒng)包含手拉手鵝頸麥以及攝像機(jī)自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，鵝頸麥克具有減少嘯叫、方向性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，按下麥克，攝像機(jī)自動(dòng)定位到發(fā)言者位置，使用鵝頸會(huì)議麥的同時(shí)為主會(huì)