高清視頻會議系統(tǒng)在中石化原油管道運輸企業(yè)中的應(yīng)用
2012/02/03
摘要：互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展日新月異，傳統(tǒng)的文字、語音信息已不能滿足石油化工企業(yè)對實時信息交流的需求增長�；贗P網(wǎng)絡(luò)的視頻會議的出現(xiàn)為企業(yè)的信息需求提供了平臺，目前，基于H.323協(xié)議和H.264標(biāo)準(zhǔn)的高清視頻會議系統(tǒng)已成為視頻會議的主流。本文簡要介紹了高清視頻會議系統(tǒng)技術(shù)，對高清視頻會議的優(yōu)勢進(jìn)行了分析和論述，并以UTstarcom公司高清視頻會議產(chǎn)品為例，結(jié)合中石化管道儲運公司視頻會議系統(tǒng)，闡述了以最新ITU-T標(biāo)準(zhǔn)H.264SVC等技術(shù)創(chuàng)建高清視頻會議的過程和應(yīng)用效果。
1 引言
為了增強競爭力，現(xiàn)代企業(yè)正逐步向集團(tuán)化、規(guī)模化方向發(fā)展�；谑袌霾渴鸷统杀究刂频目紤]，企業(yè)需要在不同地點部署研發(fā)、生產(chǎn)、銷售機構(gòu)，在全球選擇供應(yīng)商及合作伙伴，這對企業(yè)的集中式管理提出了新的挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)日益頻繁的跨地域溝通交流和快速決策，現(xiàn)代企業(yè)需要更高效、更便捷、更先進(jìn)的溝通方式。
面對新的溝通需求，原有的電話、計算機等通信系統(tǒng)已不能完全適應(yīng)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，基于交互式多媒體通信技術(shù)的視頻會議已經(jīng)成為企業(yè)重要的溝通手段。視頻會議以身臨其境的可視化遠(yuǎn)程交流方式替代傳統(tǒng)的電話、E-mail及異地出差，能夠以更高的效率和更低的成本，滿足集中式管理的需求，讓企業(yè)在瞬息萬變的競爭環(huán)境中贏得先機，實現(xiàn)持續(xù)、快速、高效的整體運營。
2 視頻會議系統(tǒng)及其發(fā)展
視頻會議系統(tǒng)是指兩個或兩個以上不同地方的個人或群體通過傳輸線路及多媒體設(shè)備將聲音、影像及文件資料互傳，達(dá)到實時互動的溝通，從而完成會議目的的系統(tǒng)設(shè)備。視頻會議系統(tǒng)是集通信技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、微電子技術(shù)于一體的遠(yuǎn)程異地通信方式，使得在地理上分散的用戶可以共聚一處,通過圖形、聲音等多種方式實時交流信息，增加雙方對內(nèi)容的理解能力。
視頻會議系統(tǒng)的各分會場終端在對現(xiàn)場人物的圖像和聲音、主要背景以及相關(guān)的資料圖像進(jìn)行捕捉的同時實現(xiàn)圖像聲音的壓縮編碼。根據(jù)視頻會議的控制模式，經(jīng)過數(shù)字通信系統(tǒng)向指定方向在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸。與此同時，終端對接收到的圖像聲音進(jìn)行解碼解壓縮并在顯示終端(液晶電視、投影儀等)輸出指定會議參加方的圖像和聲音。
視頻會議是一種典型的多媒體通信應(yīng)用實例。20世紀(jì)60年代發(fā)達(dá)國家就開始進(jìn)行視頻會議的研究，早期的視頻會議系統(tǒng)以模擬方式傳輸，占用很大的帶寬，其代表有美國貝爾實驗室研制的可視電話、英國BT公司的1MHz帶寬黑白視頻會議系統(tǒng)。80年代末90年代初，隨著微電子、計算機、數(shù)字信號處理及圖像處理技術(shù)的發(fā)展，視頻會議的理論研究和實用系統(tǒng)研制方面也得到了迅速發(fā)展�？偟恼f來，其發(fā)展主要經(jīng)歷了模擬視頻會議、數(shù)字視頻會議和國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻會議三個階段。
2005年初第一款720P高清視頻會議產(chǎn)品問世，拉開了高清視頻會議的序幕。2007年Lifesize發(fā)布首款1080P高清視頻會議系統(tǒng)，標(biāo)志著視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入到了高清時代。與傳統(tǒng)的標(biāo)清視頻會議系統(tǒng)相比，高清視頻會議系統(tǒng)通過提供更為清晰的畫面質(zhì)量、更好的聲音效果，提供給與會者高效、高質(zhì)量的視頻體驗，使與會者能夠更有效的進(jìn)行會議交流。隨著HDTV，HD攝像機等設(shè)備的普及，高清視頻會議系統(tǒng)得到了更為廣泛的應(yīng)用，視頻會議系統(tǒng)也從標(biāo)清時代走到了高清時代。更多的企業(yè)和機構(gòu)認(rèn)識到信息化建設(shè)對于企業(yè)發(fā)展所起到的至關(guān)重要的作用，對高清視頻會議系統(tǒng)有了更多的需求，同時市場上也涌現(xiàn)出了多家廠商，積極應(yīng)用高清視頻會議新技術(shù)，不斷開發(fā)出新產(chǎn)品，把高清視頻會議系統(tǒng)的應(yīng)用推到新局面。
3 基于H.323的高清視頻會議系統(tǒng)技術(shù)簡介
3.1 H.323網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議
H.323協(xié)議是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展專為已有的局域網(wǎng)運行的多媒體系統(tǒng)設(shè)計的，它的制定使基于分組網(wǎng)絡(luò)的實時多媒體通信和會議的實現(xiàn)成為現(xiàn)實，為運行于不同通信網(wǎng)絡(luò)的不同廠商的終端實現(xiàn)互操作提供了前提，提供了一種可讓其他H.32x兼容產(chǎn)品互相通信的機制。因此H.323是目前視頻會議系統(tǒng)中應(yīng)用得最廣泛的協(xié)議。
3.2 H.264數(shù)字視頻編碼技術(shù)
視頻編碼技術(shù)是視頻會議的最基本條件之一，只有高效的視頻編碼才能保證在現(xiàn)實的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下提供視頻服務(wù)。H.264是一種高性能的視頻編解碼技術(shù)，是由ITU-T和ISO兩個組織聯(lián)合組建的數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，它既是ITU-T的H.264，又是ISO MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的第10部分。H.264 SVC作為H.264標(biāo)準(zhǔn)的一個擴展最初由JVT(Joint Video Team)在2004年開始制定，并于2007年7月獲得ITU-T批準(zhǔn)。
H.264是在MPEG-4技術(shù)基礎(chǔ)之上建立起來，采用“回歸基本”設(shè)計，其最大的優(yōu)勢是具有很高的數(shù)據(jù)壓縮比率，且在具有高壓縮比的同時還擁有高質(zhì)量流暢的圖像。采用H.264的多媒體系統(tǒng)在圖像質(zhì)量上大大優(yōu)于傳統(tǒng)系統(tǒng)，H.264比以前H.263和MPEG-4提高編碼效率約50%。同等的圖像質(zhì)量條件下，H.264的數(shù)據(jù)壓縮比能比DVD系統(tǒng)中使用的MPEG-2高2~3倍，比MPEG-4高1.5~2倍，比H.263高2倍。為此，H.264堪稱是當(dāng)今高清晰多媒體通訊的基石。HD-DVD與藍(lán)光DVD均采取H.264作為其制作標(biāo)準(zhǔn)。
H.264SVC以H.264 AVC標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，通過各種編碼工具形成分層編碼方式，以提供時間上，空間上和圖像質(zhì)量上的可調(diào)整特性，可產(chǎn)生不同幀率、圖像分辨率或圖像質(zhì)量等級的解碼視頻。采用該技術(shù)的視頻系統(tǒng)具有非常強的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力。
3.3 基于H.264SVC技術(shù)的高清視頻會議系統(tǒng)的優(yōu)勢
隨著IP網(wǎng)絡(luò)的速率越來越高，承載業(yè)務(wù)從非實時走向?qū)崟r，IP技術(shù)已成為實現(xiàn)視頻、音頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)的最佳選擇。近幾年，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的日益完善和發(fā)展，IP網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性不斷提高，基于IP網(wǎng)絡(luò)的視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展很快，IP網(wǎng)絡(luò)成為構(gòu)建高清視頻會議系統(tǒng)的最好選擇。
基于H.264SVC編碼技術(shù)的高清視頻會議系統(tǒng)具有以下的優(yōu)勢：
(1)先進(jìn)性：遵循有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)外有關(guān)的規(guī)范要求，采用當(dāng)今最新和尖端的IT、通信、多媒體處理和視頻會議等的成熟技術(shù)。
(2)標(biāo)準(zhǔn)化：嚴(yán)格按照國際和國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，特別是要提供標(biāo)準(zhǔn)接口，使系統(tǒng)具有較高的兼容性，能夠與其它國內(nèi)外主流廠家的設(shè)備系統(tǒng)平滑連接和互通。
(3)適應(yīng)性強：具有帶寬的動態(tài)自適應(yīng)能力，在丟包失率達(dá)20%的情況上依然保持高品質(zhì)的視頻，不出現(xiàn)“馬塞克”。
(4)安全性：系統(tǒng)具有高度的安全性措施和加密系統(tǒng)，有效抵制網(wǎng)絡(luò)病毒和黑客等的攻擊，具有防火墻功能，具備嚴(yán)格的授權(quán)和認(rèn)證機制。
(5)可靠性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)集成度高，能夠保證7×24h不間斷地穩(wěn)定可靠運行，適應(yīng)工作環(huán)境能力強，故障率低。
(6)靈活和可擴展性：系統(tǒng)設(shè)計考慮到了今后網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展，留有充分的擴充余地，能夠方便地實現(xiàn)視頻系統(tǒng)的擴展與升級。
4 中石化管道儲運公司高清視頻會議系統(tǒng)的應(yīng)用情況概述
4.1 中石化管道儲運公司企業(yè)簡介
中石化管道儲運公司是中國石化從事油氣儲運、油氣管道規(guī)劃、勘探、設(shè)計、施工的專業(yè)化管理企業(yè)。該公司基地位于江蘇省徐州市，基地以外有濰坊、南京、魯寧等11個輸油生產(chǎn)單位和南京培訓(xùn)中心，共管轄著37條在役和在建輸油管線，管線全長6千多公里；在用和在建原油碼頭7座；輸油泵站93座，總罐容841萬立方米，原油一次輸送能力達(dá)12523萬噸/年；管線途經(jīng)北京、天津、河北、河南、山東、江蘇、安徽、上海等13個省、自治區(qū)和直轄市，擔(dān)負(fù)著勝利、中原、華北等5家油田的原油以及部分進(jìn)口原油輸送任務(wù)，為19家長江中下游及華北、東南沿海地區(qū)的煉化企業(yè)輸送原油。
4.2 中國石化管道儲運公司視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展簡介
在企業(yè)的競爭中，高層的決策如何有效、快速地傳遞到執(zhí)行層是一個非常關(guān)鍵的問題，這關(guān)系到企業(yè)在競爭中能否掌握先機、能否引導(dǎo)市場。由于管道儲運公司特殊的經(jīng)營環(huán)境和單位構(gòu)成，具有點多線長面廣的特點。視頻會議靈活、直觀、便捷的會議形式使之與企業(yè)的生產(chǎn)、運維密不可分。
作為中國石化油品管道運輸?shù)凝堫^企業(yè)，為了企業(yè)信息實時有效的上傳下達(dá)，早在1999年10月，總部已經(jīng)為其建設(shè)了Viper Sat衛(wèi)星遠(yuǎn)端站，用于數(shù)據(jù)備份和傳輸視頻會議。并配置了1臺基于H.320協(xié)議的Concord4200視頻會議終端，使其能作為中石化衛(wèi)星視頻會議系統(tǒng)的一個節(jié)點參加總部召開的電視會議。在及時地了解總部的政策與決策，及時向總部匯報生產(chǎn)與管理等情況方面發(fā)揮了很大作用，同時節(jié)省了大量的差旅費用。
為了保障中石化總部、管道儲運公司、徐外各二級單位信息及時的互通，保障輸油生產(chǎn)的正常有序的進(jìn)行，提高各部門之間的工作效率，節(jié)省各種現(xiàn)場會議的費用支出。儲運公司于2004年在徐州基地建成華為ViewPoint8620視訊交換平臺，并陸續(xù)為徐外各二級單位配發(fā)了華為視頻會議終端。該視訊平臺建成后，保障了石化總部、儲運公司、徐外各二級單位視頻會議的召開，達(dá)到了預(yù)期的目的。
由于近幾年高清視頻會議技術(shù)的迅速發(fā)展，視頻會議已經(jīng)正式步入高清時代。石化總部已經(jīng)于2010年將總部的視頻會議系統(tǒng)正式升級為高清視頻會議系統(tǒng)，徐外的多個輸油處、站已經(jīng)將視頻會議設(shè)備進(jìn)行了不同程度的升級。徐州基地的視頻會議系統(tǒng)與各點設(shè)備的兼容性、多樣性的矛盾已經(jīng)成為一個日益突出的問題，正是在此背景下，經(jīng)過相關(guān)專業(yè)人員的設(shè)備調(diào)研，決定將視頻會議系統(tǒng)更新為高清視頻會議系統(tǒng)，以適應(yīng)總部和下屬單位的工作需要。
4.3 管道儲運公司高清視頻會議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c組成
管道儲運公司高清視頻會議系統(tǒng)于2011年4月搭建完畢，從原來基于H.320協(xié)議使用衛(wèi)星線路和ISDN、E1等線路模式的視頻會議系統(tǒng)更新為基于H.264SVC標(biāo)準(zhǔn)和H.323協(xié)議的高清視頻會議系統(tǒng)。目前已建成總部—管道儲運公司—徐外各輸油管理處—輸油泵站(油庫)的四級視頻會議級聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，通過管道儲運公司高清視頻會議系統(tǒng)匯接、轉(zhuǎn)發(fā)的上下級會議點共計109個，視頻會議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有節(jié)點終端通過互聯(lián)網(wǎng)或中石化專網(wǎng)參加中石化總部和管道儲運公司視頻會議。線路接入方式分為主、備線路，主用網(wǎng)絡(luò)基于中石化專用內(nèi)網(wǎng)線路，至各點的視頻會議專用帶寬最低保障2M，同時出于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的考慮，根據(jù)實際使用情況，對專網(wǎng)帶寬進(jìn)行動態(tài)管理，視頻會議不開啟時，多余的網(wǎng)絡(luò)帶寬動態(tài)調(diào)整為辦公網(wǎng)絡(luò)使用，由于此類線路屬中石化內(nèi)網(wǎng)自建線路，所以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相對穩(wěn)定，可以保障高清視頻會議的正常開啟。備用線路基于管道儲運公司辦公網(wǎng)絡(luò)和部分公網(wǎng)線路組成，以光纖專線接入，帶寬按各點的實際情況而不同，此類接入方法的帶寬視網(wǎng)絡(luò)繁忙情況不同而變化。當(dāng)主用線路產(chǎn)生阻斷的時候，將切入備用線路，保障視頻會議的順利開啟。其系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖所示。
圖：系統(tǒng)拓?fù)鋱D
4.4 高清視頻會議設(shè)備選擇
上述高清視頻會議系統(tǒng)采用UTstarcom公司的高清視頻會議產(chǎn)品，其優(yōu)勢如下：采用最新ITU-T標(biāo)準(zhǔn)H.264SVC，低成本實現(xiàn)全編碼全解碼；真正達(dá)到隨時、隨地、隨心所想的視頻會議技術(shù)；極短延遲時間(約200ms)；快速的展示反應(yīng)； 視頻路由器同時支持SD及HD(720p60fps/1080p/30fps)；Router自動載量平衡及高顯示效能；統(tǒng)一的用戶接口和通訊目錄；個人視頻版面設(shè)定及以高清觀賞展示；靈活的互聯(lián)網(wǎng)及VPN網(wǎng)的實施；提供最佳成本效益的選擇；第一個適合互聯(lián)網(wǎng)、3G運行的視頻會議系統(tǒng)；沒有馬賽克的視頻會議系統(tǒng)；超強丟包恢復(fù)功能適應(yīng)惡劣網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；實現(xiàn)ADSL接入的視頻會議系統(tǒng)；可以任意混速率，任意分屏模式；冗余熱備，自動切換。
此外，由于管道儲運公司原視頻會議系統(tǒng)內(nèi)各個匯接點的視頻會議設(shè)備型號繁多且不盡相同，為了減少企業(yè)設(shè)備的閑置和更新的費用，原設(shè)備和新設(shè)備要求具有良好的兼容性。所以技術(shù)人員在設(shè)備選型時尤為關(guān)注新設(shè)備的兼容性。經(jīng)過滿負(fù)荷工業(yè)級測試，UTstarcom高清視頻會議系統(tǒng)成功的和總部寶利通高清MCU進(jìn)行了近50h的無間斷會議測試，會議效果清晰、穩(wěn)定。管道儲運公司與下屬輸油管理處的會議連接方式有兩種，一是輸油管理處通過傳統(tǒng)MCU設(shè)備與管道公司高清視頻會議系統(tǒng)進(jìn)行級聯(lián)后參與會議。二是不具備級聯(lián)條件的輸油處通過模擬轉(zhuǎn)接的方式參與視頻會議。經(jīng)過全點匯接滿負(fù)荷近300h測試，達(dá)到了令人滿意的會議效果。
4.5 高清視頻會議的創(chuàng)建和設(shè)置
所有高清系統(tǒng)內(nèi)合法用戶(會議發(fā)起者：包括總部或系統(tǒng)內(nèi)任意會議點)必須通過IP網(wǎng)絡(luò)登錄至門戶服務(wù)器，每個合法用戶都擁有屬于自己的獨立會議室，既可以通過視頻會議管理員發(fā)起會議，也可以通過會議呼叫功能邀請在線用戶參與專屬會議室的會議。會議管理員可以通過WEB網(wǎng)頁管理會議，主要包括管理與會者的連接和斷開，音頻上傳或靜音，視頻信號的開啟和禁用，同時可切換分屏模式，UTstarcom系統(tǒng)支持1~9分屏任意設(shè)置。如經(jīng)由管道儲運公司匯接的高清視頻會議開啟時，會議管理員登陸門戶服務(wù)器，各分會場則需開啟視頻終端，調(diào)整好會議室音響、鏡頭、燈光等，由視頻會議管理員進(jìn)行視頻會議的管理工作。
該系統(tǒng)支持會議進(jìn)行時各個會議點共享演示各類Office文檔(pptwordexcel)、應(yīng)用程序以及音、視頻素材。
軟終端的應(yīng)用是此會議系統(tǒng)的一個亮點，此種會議形式使任何人在任意地點(前提是網(wǎng)絡(luò)暢通)可以通過PC機、筆記本、IPAD、智能手機等設(shè)備參與會議，真正做到了溝通無限。
同時，該系統(tǒng)以NAT方式將我公司內(nèi)網(wǎng)的一個IP地址與一個公網(wǎng)IP地址做映射，用于領(lǐng)導(dǎo)隨時隨地的參與會議。與會者依據(jù)會議管理員提供的用戶名和密碼登陸該外網(wǎng)IP地址即可參與會議。
出于信息共享和存檔的需求，本系統(tǒng)配置的錄播服務(wù)器內(nèi)置2T的硬盤，可以錄制2500h不間斷高清視頻，視頻格式為FLV�？梢酝ㄟ^網(wǎng)頁以流媒體的方式播放并提供加密下載。
4.6 高清視頻會議的應(yīng)用效果
在該系統(tǒng)近期的應(yīng)用過程中，網(wǎng)絡(luò)帶寬滿足時，1080P全高清的應(yīng)用使會議參與者感受到極致高清，溝通無界的會議效果。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)帶寬發(fā)生擁堵，帶寬不足時，系統(tǒng)自動進(jìn)行降速處理，視頻顯示分辨率降低但沒有出現(xiàn)傳統(tǒng)視頻會議同等條件下的馬賽克和停頓的現(xiàn)象，而軟終端的使用又使以前無法實現(xiàn)的惡劣環(huán)境下的互動交流成為了現(xiàn)實。大大提高了企業(yè)辦事效率，各種高清視頻素材的使用使以往必須通過現(xiàn)場會議解決的問題迎刃而解。雙向高清視頻會議系統(tǒng)，針對油品管道運輸企業(yè)會議點多，分布廣，業(yè)務(wù)繁雜的特點，既節(jié)約了企業(yè)會議經(jīng)費，又直觀的將信息及時的上傳下達(dá)，從而達(dá)到資源利用率最大化的目的，得到了總部領(lǐng)導(dǎo)和參會人員的一致肯定。
5 結(jié)束語
基于H.323協(xié)議和H.264標(biāo)準(zhǔn)的高清視頻會議系統(tǒng)已經(jīng)成為視頻會議的主流，而采用WEB技術(shù)的高清視頻會議，大大降低了高清視頻會議的門檻。它與幾乎所有的瀏覽器兼容，無需額外下載安裝任何插件，極大地提高了安全性。同時，由于采用的是領(lǐng)先的云計算技術(shù)，大幅度提高了信息傳輸?shù)乃俣群头�(wěn)定性。在數(shù)字高清、信息共享得到大量應(yīng)用的時代，中國石化作為一家一直致力于“建設(shè)有較強國際競爭力的跨國能源公司”的大型國有企業(yè)，高清視頻會議的應(yīng)用是提高其辦公效率，節(jié)省企業(yè)資源的一種必要手段�？梢灶A(yù)見到，隨著高清視頻會議技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，高清視頻會議業(yè)務(wù)作為企業(yè)多媒體應(yīng)用的成功模式，它在大型國有企業(yè)中的成功推廣必將產(chǎn)生巨大的市場價值。
電信網(wǎng)技術(shù)
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