地市級氣象高清視頻會商系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用

楊柳

新疆巴州氣象局 新疆 841000

0 引言

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和視頻會議技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的電話通信已經(jīng)不能夠滿足人們?nèi)找嬖鲩L的“面對面”交流的需求，視頻會商系統(tǒng)的出現(xiàn)就解決了這個難題。對于氣象部門來說，面對日益增多的惡劣天氣和氣象災(zāi)害，天氣會商系統(tǒng)的建設(shè)尤為重要。巴州氣象局于 2008年建立了與自治區(qū)氣象局及各縣局進行通信的標清視頻會商系統(tǒng)，通過標清系統(tǒng)與區(qū)局及縣局進行及時、充分的交流，提高了天氣預(yù)報的準確性和時效性，在遇到重大災(zāi)害性天氣時發(fā)揮了良好的指導(dǎo)預(yù)報作用，并能立即開展及時而有效的應(yīng)急氣象服務(wù)。

近幾年來，現(xiàn)有的視頻會商系統(tǒng)在不間斷的運行過程中出現(xiàn)了設(shè)備性能、管理平臺等方面的一些問題：會場視頻信號和雙流信號有些模糊，且設(shè)備不支持高清，無法達到1080p(分辨率1920x1080)、雙流H.239標準，標清系統(tǒng)已不能滿足快速發(fā)展的業(yè)務(wù)需求；系統(tǒng)運行時間長，設(shè)備老化，故障增多，有時在會商時出現(xiàn)視頻、音頻信號不穩(wěn)定，無法發(fā)送雙流信號，而在重新啟動設(shè)備后又恢復(fù)正常等情況，這些故障已對日常會商產(chǎn)生了一定的影響；系統(tǒng)管理軟件無法遠程直接對會議進行管理，預(yù)報員操作也較為繁瑣。高清視頻會商系統(tǒng)作為今后視頻會商技術(shù)發(fā)展的趨勢，能夠改善視頻會商的質(zhì)量及效果，解決上述現(xiàn)存的問題，因此，建設(shè)一套高清視頻會商系統(tǒng)是非常有必要的。

1 高清視頻會商系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

地市級高清視頻會商系統(tǒng)包括多點控制單元(MCU)、視頻終端等核心設(shè)備，還包括高清顯示設(shè)備、視頻矩陣、音響等輔助設(shè)備。系統(tǒng)建立在氣象信息網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上，地市氣象局與自治區(qū)氣象局通過6M專線連接，到縣局為2M專線，基本具備了承載區(qū)-地-縣高清視頻會商系統(tǒng)的通信能力，系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 高清視頻會商系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 高清視頻會商系統(tǒng)的組成與特性

2.1 地市級MCU

使用Polycom公司的RM500作為地市級的多點控制單元(MCU)。RMX500是一款高性能、高穩(wěn)定性的 MCU，能夠為用戶提供功能豐富、簡單、易于管理的多點視頻和一體化(視頻，音頻，內(nèi)容)的會議服務(wù)，與標清會商系統(tǒng)的MCU相比有明顯的優(yōu)勢：

(1) 全面支持高清(音頻、視頻和雙流)，支持多種不同的通信協(xié)議、格式、速率的會議。高清顯示的圖像分辨率可以達到 1280 x 720(720p)～1920 x 1080(1080p)，832kbp～4Mb的速率接入會議。最大與會者數(shù)達到48個，包括24路視頻和24路音頻。支持H.239 協(xié)議的終端可以同時發(fā)送或接收主路和第二路視頻流，實現(xiàn)與會者同時接收動態(tài)會議圖像和計算機畫面內(nèi)容或動態(tài)視頻流。

(2) LPR (Lost Packet Recovery，丟包恢復(fù)) 技術(shù)是最新的POLYCOM 專利技術(shù)，抗丟包傳輸能力出色，是目前專業(yè)機構(gòu)評測的最強大的丟包恢復(fù)處理技術(shù)。LPR能夠有效保護IP視頻通話免受網(wǎng)絡(luò)丟包的影響，在通話過程中臨時調(diào)整通話比特率，保護視頻通話免受短期網(wǎng)絡(luò)問題影響，減少抖動緩沖區(qū)及相關(guān)時延。

(3) 有靈活、快速、安全的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用支持，兩個千兆口，提供內(nèi)部路由。支持跨網(wǎng)組會，防火墻穿透和 NAT功能，可以手動指定TCP和UDP端口，根據(jù)與會終端采用的呼叫類型來設(shè)置不同的IP 網(wǎng)絡(luò)類型。

(4) 基于Web 的軟件界面操作方便、簡捷，只需要通過計算機上的IE 瀏覽器訪問RMX的Web 客戶端程序，即可管理、監(jiān)控會議以及維護設(shè)備，并且擁有豐富的設(shè)備信息，使管理人員更好的監(jiān)控設(shè)備運行情況。

2.2 視頻終端Polycom HDX 8000

Polycom HDX 8000視頻終端可為大中型會議室提供高清 (HD) 語音、視頻和內(nèi)容，可發(fā)送和接收全 HD (1080p，1920 x 1080)視頻, 支持 Siren22?寬帶音頻及StereoSurround?環(huán)繞立體聲。與標清會商系統(tǒng)的終端相比除了分辨率有明顯的提高，還有一些新的功能：

(1) 雙監(jiān)視器仿真。它是為只有一臺監(jiān)視器的會議室而設(shè)計的，用戶可以在一臺監(jiān)視器上的兩個不同窗口中同時查看近端、遠端站點或者雙流信息。

(2) 能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(NAT)。視頻終端能夠同時使用局域網(wǎng)內(nèi)部IP地址與外部IP地址，使局域網(wǎng)的終端能夠與外部的其他終端進行視頻通信。Polycom HDX 7000視頻終端的基本配置與8000相同，在此不再贅述。

在該系統(tǒng)建設(shè)過程中，出現(xiàn)了地-縣級視頻會議的圖像經(jīng)常定幀的問題，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試，發(fā)現(xiàn)某些縣局的通信質(zhì)量較差，而導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)定幀的情況。對這些縣局的網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)整后，能基本滿足高清視頻會議召開的條件，整個系統(tǒng)的視頻圖像均比較順暢(圖2)。

圖2 HDX8000基本接線圖

3 高清視頻會商系統(tǒng)的應(yīng)用

巴州局高清視頻會商系統(tǒng)與自治區(qū)局MCU級聯(lián)，成為全疆視頻會商系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)的使用為分布在全疆各地的各級氣象部門之間的信息快速傳遞、會議召開提供了更加靈活、清晰、穩(wěn)定的交流平臺，系統(tǒng)主要應(yīng)用于三個方面：

(1) 區(qū)-地-縣天氣預(yù)報會商。新疆幅員遼闊，地勢復(fù)雜，天氣預(yù)報難度大，高清視頻會商系統(tǒng)的建立，為各級氣象部門之間的同步會商提供了實施平臺，加強了自治區(qū)氣象臺對偏遠縣局的指導(dǎo)預(yù)報作用。圖像與雙流的雙路高清傳輸，有效的提高了會商的質(zhì)量。

(2) 全疆、全州業(yè)務(wù)會議。相對于傳統(tǒng)的電話或電子郵件傳輸方式，視頻會議以其及時、快速的特點展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，高清視頻效果能更加準確和詳盡的傳達各種會議精神。

(3) 全疆、全州遠程視頻培訓(xùn)。隨著近年來氣象部門的新業(yè)務(wù)逐漸增多，各種各樣的業(yè)務(wù)培訓(xùn)需求更加明顯，培訓(xùn)效果也有更高的要求，高清視頻會商系統(tǒng)能夠滿足當前的培訓(xùn)需求，更好的完成培訓(xùn)任務(wù)。

4 結(jié)語

巴州局高清視頻會商系統(tǒng)的建成完成了各地州、縣局與自治區(qū)局的數(shù)據(jù)、圖像和視頻的交換，為提高氣象災(zāi)害和重大突發(fā)事件的預(yù)報服務(wù)水平以及遠程會議、培訓(xùn)提供了高效、穩(wěn)定、快速的支撐，有效地提高了全州氣象信息系統(tǒng)的整體服務(wù)水平。

雖然縣局至州局的通信線路基本能夠達到召開高清視頻會議的標準，但有時在傳輸信息較多時仍會出現(xiàn)定幀的情況，提高縣局至州局的通信線路帶寬能有效的改善會議效果。在州局網(wǎng)絡(luò)設(shè)備具有QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)機制設(shè)定功能的條件下，可以利用設(shè)備的QoS策略，既能夠在網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時確保視頻、音頻信息不受延時或者丟棄，給高清視頻會商保留足夠的帶寬，還可以保證網(wǎng)絡(luò)的高效運行。這些問題將在今后的業(yè)務(wù)應(yīng)用中逐步解決，使得高清視頻會商系統(tǒng)的運行更加高效和穩(wěn)定。

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