高清视频会议系统在中石化原油管道运输企业中的应用

摘要：互联网发展日新月异，传统的文字、语音信息已不能满足石油化工企业对实时信息交流的需求增长。基于IP网络的视频会议的出现为企业的信息需求提供了平台，目前，基于H.323协议和H.264标准的高清视频会议系统已成为视频会议的主流。本文简要介绍了高清视频会议系统技术，对高清视频会议的优势进行了分析和论述，并以UTstarcom公司高清视频会议产品为例，结合中石化管道储运公司视频会议系统，阐述了以最新ITU-T标准H.264SVC等技术创建高清视频会议的过程和应用效果。

1 引言

为了增强竞争力，现代企业正逐步向集团化、规模化方向发展。基于市场部署和成本控制的考虑，企业需要在不同地点部署研发、生产、销售机构，在全球选择供应商及合作伙伴，这对企业的集中式管理提出了新的挑战。为了实现日益频繁的跨地域沟通交流和快速决策，现代企业需要更高效、更便捷、更先进的沟通方式。

面对新的沟通需求，原有的电话、计算机等通信系统已不能完全适应，随着互联网的快速发展，基于交互式多媒体通信技术的视频会议已经成为企业重要的沟通手段。视频会议以身临其境的可视化远程交流方式替代传统的电话、E-mail及异地出差，能够以更高的效率和更低的成本，满足集中式管理的需求，让企业在瞬息万变的竞争环境中赢得先机，实现持续、快速、高效的整体运营。

2 视频会议系统及其发展

视频会议系统是指两个或两个以上不同地方的个人或群体通过传输线路及多媒体设备将声音、影像及文件资料互传，达到实时互动的沟通，从而完成会议目的的系统设备。视频会议系统是集通信技术、计算机技术、多媒体技术、微电子技术于一体的远程异地通信方式，使得在地理上分散的用户可以共聚一处,通过图形、声音等多种方式实时交流信息，增加双方对内容的理解能力。

视频会议系统的各分会场终端在对现场人物的图像和声音、主要背景以及相关的资料图像进行捕捉的同时实现图像声音的压缩编码。根据视频会议的控制模式，经过数字通信系统向指定方向在网络上进行传输。与此同时，终端对接收到的图像声音进行解码解压缩并在显示终端(液晶电视、投影仪等)输出指定会议参加方的图像和声音。

视频会议是一种典型的多媒体通信应用实例。20世纪60年代发达国家就开始进行视频会议的研究，早期的视频会议系统以模拟方式传输，占用很大的带宽，其代表有美国贝尔实验室研制的可视电话、英国BT公司的1MHz带宽黑白视频会议系统。80年代末90年代初，随着微电子、计算机、数字信号处理及图像处理技术的发展，视频会议的理论研究和实用系统研制方面也得到了迅速发展。总的说来，其发展主要经历了模拟视频会议、数字视频会议和国际统一标准的数字视频会议三个阶段。

2005年初第一款720P高清视频会议产品问世，拉开了高清视频会议的序幕。2007年Lifesize发布首款1080P高清视频会议系统，标志着视频会议系统已经进入到了高清时代。与传统的标清视频会议系统相比，高清视频会议系统通过提供更为清晰的画面质量、更好的声音效果，提供给与会者高效、高质量的视频体验，使与会者能够更有效的进行会议交流。随着HDTV，HD摄像机等设备的普及，高清视频会议系统得到了更为广泛的应用，视频会议系统也从标清时代走到了高清时代。更多的企业和机构认识到信息化建设对于企业发展所起到的至关重要的作用，对高清视频会议系统有了更多的需求，同时市场上也涌现出了多家厂商，积极应用高清视频会议新技术，不断开发出新产品，把高清视频会议系统的应用推到新局面。

3 基于H.323的高清视频会议系统技术简介

3.1 H.323网络通讯协议

H.323协议是为了适应网络的发展专为已有的局域网运行的多媒体系统设计的，它的制定使基于分组网络的实时多媒体通信和会议的实现成为现实，为运行于不同通信网络的不同厂商的终端实现互操作提供了前提，提供了一种可让其他H.32x兼容产品互相通信的机制。因此H.323是目前视频会议系统中应用得最广泛的协议。

3.2 H.264数字视频编码技术

视频编码技术是视频会议的最基本条件之一，只有高效的视频编码才能保证在现实的互联网环境下提供视频服务。H.264是一种高性能的视频编解码技术，是由ITU-T和ISO两个组织联合组建的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO MPEG-4标准的第10部分。H.264 SVC作为H.264标准的一个扩展最初由JVT(Joint Video Team)在2004年开始制定，并于2007年7月获得ITU-T批准。

H.264是在MPEG-4技术基础之上建立起来，采用"回归基本"设计，其最大的优势是具有很高的数据压缩比率，且在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。采用H.264的多媒体系统在图像质量上大大优于传统系统，H.264比以前H.263和MPEG-4提高编码效率约50%。同等的图像质量条件下，H.264的数据压缩比能比DVD系统中使用的MPEG-2高2~3倍，比MPEG-4高1.5~2倍，比H.263高2倍。为此，H.264堪称是当今高清晰多媒体通讯的基石。HD-DVD与蓝光DVD均采取H.264作为其制作标准。

H.264SVC以H.264 AVC标准为基础，通过各种编码工具形成分层编码方式，以提供时间上，空间上和图像质量上的可调整特性，可产生不同帧率、图像分辨率或图像质量等级的解码视频。采用该技术的视频系统具有非常强的网络适应能力。

3.3 基于H.264SVC技术的高清视频会议系统的优势

随着IP网络的速率越来越高，承载业务从非实时走向实时，IP技术已成为实现视频、音频、数据等综合业务的最佳选择。近几年，随着宽带网络的日益完善和发展，IP网络的稳定性和可靠性不断提高，基于IP网络的视频会议系统应用发展很快，IP网络成为构建高清视频会议系统的最好选择。

基于H.264SVC编码技术的高清视频会议系统具有以下的优势：

(1)先进性：遵循有关国际标准和国内外有关的规范要求，采用当今最新和尖端的IT、通信、多媒体处理和视频会议等的成熟技术。
     (2)标准化：严格按照国际和国家标准设计，特别是要提供标准接口，使系统具有较高的兼容性，能够与其它国内外主流厂家的设备系统平滑连接和互通。
     (3)适应性强：具有带宽的动态自适应能力，在丢包失率达20%的情况上依然保持高品质的视频，不出现"马塞克"。
     (4)安全性：系统具有高度的安全性措施和加密系统，有效抵制网络病毒和黑客等的攻击，具有防火墙功能，具备严格的授权和认证机制。
     (5)可靠性：系统结构集成度高，能够保证7×24h不间断地稳定可靠运行，适应工作环境能力强，故障率低。
     (6)灵活和可扩展性：系统设计考虑到了今后网络和业务的发展，留有充分的扩充余地，能够方便地实现视频系统的扩展与升级。

4 中石化管道储运公司高清视频会议系统的应用情况概述

4.1 中石化管道储运公司企业简介

中石化管道储运公司是中国石化从事油气储运、油气管道规划、勘探、设计、施工的专业化管理企业。该公司基地位于江苏省徐州市，基地以外有潍坊、南京、鲁宁等11个输油生产单位和南京培训中心，共管辖着37条在役和在建输油管线，管线全长6千多公里；在用和在建原油码头7座；输油泵站93座，总罐容841万立方米，原油一次输送能力达12523万吨/年；管线途经北京、天津、河北、河南、山东、江苏、安徽、上海等13个省、自治区和直辖市，担负着胜利、中原、华北等5家油田的原油以及部分进口原油输送任务，为19家长江中下游及华北、东南沿海地区的炼化企业输送原油。

4.2 中国石化管道储运公司视频会议系统应用发展简介

在企业的竞争中，高层的决策如何有效、快速地传递到执行层是一个非常关键的问题，这关系到企业在竞争中能否掌握先机、能否引导市场。由于管道储运公司特殊的经营环境和单位构成，具有点多线长面广的特点。视频会议灵活、直观、便捷的会议形式使之与企业的生产、运维密不可分。

作为中国石化油品管道运输的龙头企业，为了企业信息实时有效的上传下达，早在1999年10月，总部已经为其建设了Viper Sat卫星远端站，用于数据备份和传输视频会议。并配置了1台基于H.320协议的Concord4200视频会议终端，使其能作为中石化卫星视频会议系统的一个节点参加总部召开的电视会议。在及时地了解总部的政策与决策，及时向总部汇报生产与管理等情况方面发挥了很大作用，同时节省了大量的差旅费用。

为了保障中石化总部、管道储运公司、徐外各二级单位信息及时的互通，保障输油生产的正常有序的进行，提高各部门之间的工作效率，节省各种现场会议的费用支出。储运公司于2004年在徐州基地建成华为ViewPoint8620视讯交换平台，并陆续为徐外各二级单位配发了华为视频会议终端。该视讯平台建成后，保障了石化总部、储运公司、徐外各二级单位视频会议的召开，达到了预期的目的。

由于近几年高清视频会议技术的迅速发展，视频会议已经正式步入高清时代。石化总部已经于2010年将总部的视频会议系统正式升级为高清视频会议系统，徐外的多个输油处、站已经将视频会议设备进行了不同程度的升级。徐州基地的视频会议系统与各点设备的兼容性、多样性的矛盾已经成为一个日益突出的问题，正是在此背景下，经过相关专业人员的设备调研，决定将视频会议系统更新为高清视频会议系统，以适应总部和下属单位的工作需要。

4.3 管道储运公司高清视频会议系统网络拓扑与组成

管道储运公司高清视频会议系统于2011年4月搭建完毕，从原来基于H.320协议使用卫星线路和ISDN、E1等线路模式的视频会议系统更新为基于H.264SVC标准和H.323协议的高清视频会议系统。目前已建成总部—管道储运公司—徐外各输油管理处—输油泵站(油库)的四级视频会议级联网络，通过管道储运公司高清视频会议系统汇接、转发的上下级会议点共计109个，视频会议系统网络采用星型拓扑结构，所有节点终端通过互联网或中石化专网参加中石化总部和管道储运公司视频会议。线路接入方式分为主、备线路，主用网络基于中石化专用内网线路，至各点的视频会议专用带宽最低保障2M，同时出于网络优化的考虑，根据实际使用情况，对专网带宽进行动态管理，视频会议不开启时，多余的网络带宽动态调整为办公网络使用，由于此类线路属中石化内网自建线路，所以网络环境相对稳定，可以保障高清视频会议的正常开启。备用线路基于管道储运公司办公网络和部分公网线路组成，以光纤专线接入，带宽按各点的实际情况而不同，此类接入方法的带宽视网络繁忙情况不同而变化。当主用线路产生阻断的时候，将切入备用线路，保障视频会议的顺利开启。其系统组网结构如图1所示。

     图1 系统拓扑图

4.4 高清视频会议设备选择

上述高清视频会议系统采用UTstarcom公司的高清视频会议产品，其优势如下：采用最新ITU-T标准H.264SVC，低成本实现全编码全解码；真正达到随时、随地、随心所想的视频会议技术；极短延迟时间(约200ms)；快速的展示反应； 视频路由器同时支持SD及HD(720p60fps/1080p/30fps)；Router自动载量平衡及高显示效能；统一的用户接口和通讯目录；个人视频版面设定及以高清观赏展示；灵活的互联网及VPN网的实施；提供最佳成本效益的选择；第一个适合互联网、3G运行的视频会议系统；没有马赛克的视频会议系统；超强丢包恢复功能适应恶劣网络环境；实现ADSL接入的视频会议系统；可以任意混速率，任意分屏模式；冗余热备，自动切换。

此外，由于管道储运公司原视频会议系统内各个汇接点的视频会议设备型号繁多且不尽相同，为了减少企业设备的闲置和更新的费用，原设备和新设备要求具有良好的兼容性。所以技术人员在设备选型时尤为关注新设备的兼容性。经过满负荷工业级测试，UTstarcom高清视频会议系统成功的和总部宝利通高清MCU进行了近50h的无间断会议测试，会议效果清晰、稳定。管道储运公司与下属输油管理处的会议连接方式有两种，一是输油管理处通过传统MCU设备与管道公司高清视频会议系统进行级联后参与会议。二是不具备级联条件的输油处通过模拟转接的方式参与视频会议。经过全点汇接满负荷近300h测试，达到了令人满意的会议效果。

4.5 高清视频会议的创建和设置

所有高清系统内合法用户(会议发起者：包括总部或系统内任意会议点)必须通过IP网络登录至门户服务器，每个合法用户都拥有属于自己的独立会议室，既可以通过视频会议管理员发起会议，也可以通过会议呼叫功能邀请在线用户参与专属会议室的会议。会议管理员可以通过WEB网页管理会议，主要包括管理与会者的连接和断开，音频上传或静音，视频信号的开启和禁用，同时可切换分屏模式，UTstarcom系统支持1~9分屏任意设置。如经由管道储运公司汇接的高清视频会议开启时，会议管理员登陆门户服务器，各分会场则需开启视频终端，调整好会议室音响、镜头、灯光等，由视频会议管理员进行视频会议的管理工作。

该系统支持会议进行时各个会议点共享演示各类Office文档(pptwordexcel)、应用程序以及音、视频素材。

软终端的应用是此会议系统的一个亮点，此种会议形式使任何人在任意地点(前提是网络畅通)可以通过PC机、笔记本、IPAD、智能手机等设备参与会议，真正做到了沟通无限。

同时，该系统以NAT方式将我公司内网的一个IP地址与一个公网IP地址做映射，用于领导随时随地的参与会议。与会者依据会议管理员提供的用户名和密码登陆该外网IP地址即可参与会议。

出于信息共享和存档的需求，本系统配置的录播服务器内置2T的硬盘，可以录制2500h不间断高清视频，视频格式为FLV。可以通过网页以流媒体的方式播放并提供加密下载。

4.6 高清视频会议的应用效果

在该系统近期的应用过程中，网络带宽满足时，1080P全高清的应用使会议参与者感受到极致高清，沟通无界的会议效果。当网络带宽发生拥堵，带宽不足时，系统自动进行降速处理，视频显示分辨率降低但没有出现传统视频会议同等条件下的马赛克和停顿的现象，而软终端的使用又使以前无法实现的恶劣环境下的互动交流成为了现实。大大提高了企业办事效率，各种高清视频素材的使用使以往必须通过现场会议解决的问题迎刃而解。双向高清视频会议系统，针对油品管道运输企业会议点多，分布广，业务繁杂的特点，既节约了企业会议经费，又直观的将信息及时的上传下达，从而达到资源利用率最大化的目的，得到了总部领导和参会人员的一致肯定。

5 结束语

基于H.323协议和H.264标准的高清视频会议系统已经成为视频会议的主流，而采用WEB技术的高清视频会议，大大降低了高清视频会议的门槛。它与几乎所有的浏览器兼容，无需额外下载安装任何插件，极大地提高了安全性。同时，由于采用的是领先的云计算技术，大幅度提高了信息传输的速度和稳定性。在数字高清、信息共享得到大量应用的时代，中国石化作为一家一直致力于"建设有较强国际竞争力的跨国能源公司"的大型国有企业，高清视频会议的应用是提高其办公效率，节省企业资源的一种必要手段。可以预见到，随着高清视频会议技术和互联网络的不断发展，高清视频会议业务作为企业多媒体应用的成功模式，它在大型国有企业中的成功推广必将产生巨大的市场价值。