山西电力网真会议系统的应用分析

张淑娟，段 敬，刘 悦

（山西省电力公司电力通信中心，山西 太原 030001）

山西电力网真会议系统的应用分析

张淑娟，段 敬，刘 悦

（山西省电力公司电力通信中心，山西 太原 030001）

网真系统是一种通过结合超高清晰度视频、音频和交互式组件，在IP网络上创建一种独特的“面对面”体验的新型技术。它的主要目标是缩短人与人之间、人与地点之间的距离，从时间和空间感上都超越了传统会议。对该系统在山西电力的应用情况进行了分析。

网真系统；H.264；1 080 P

0 引言

随着网络通信技术的飞速发展，原有的传统E1视频会议已经无法达到即时性“面对面”的沟通效果，人物画面比例缩小、图像失真、声音与画面不同步、抗干扰能力差等缺陷，越来越无法满足人们日益增长的交流需求。而网真会议系统正是打破传统的视频会议，设计与真人大小一致的图画效果，配有高品质摄像系统及高保真、空间感声音拾取和播放设备，通过强大的网络调制和传输技术，将远在另外一端与会者的表态和声音实时、真实地展现在与会者面前。

1 网真会议系统

1.1 网真会议系统的特点

网真会议系统是通过现代通信方式实现“实时、可视、交互”的多媒体通讯技术，可以将人物的图像、语音、文字、图片等多种信息分送到各个用户的显示终端，实现等同于相互见面的效果。无论身处何处，只要有网络，人们犹如身临其境参加在同一会场中的会议一样。因此，网真视频会议系统是促进山西电力内部通信和办公效率的有效手段。

1.2 网真会议系统的指标

网真会议系统涉及两个重要的指标，分别是视频编码格式和图像分辨率。

目前，国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）与国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）是制定视频编码标准的两大组织机构，ITU-T的标准包括H.261、H.262、H.263、H.264，主要应用于实时视频通信领域，如视频会议系统；动态图像专家组MPEG（Moving Pictures Experts Group/Motion Pictures ExpertsGroup）系列标准是由ISO/IEC制定的，主要应用于视频存储（DVD）、广播电视、因特网或主流媒体等领域。ITU-T和ISO/IEC也共同制定了一些标准，H.262标准等同于MPEG-2的视频编码标准，而目前最热门的H.264标准则是MPEG-4的第十部分[1]，也是业界当前主流的编码标准和未来的技术发展方向。而网真会议系统就是利用了H.264的视频压缩编码标准。

H.264是由ISO/IEC与ITU-T组成的联合视频组（JVT）制定的新一代视频压缩编码标准，该标准在2003年3月正式获得批准[1]。H.264标准与以前的标准相比效率更高，同时具有视频编码技术简单、直观、开发接口友好等特点，适合各类应用场合。H.264比H.263和MPEG-4提高编码效率约50%，这意味着H.264仅需H.263或MPEG-4一半的编码率便可重建出相同质量的图像。同等的图像质量条件下，H.264的数据压缩比能比当前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[2]。

从图像的分辨率角度考虑，目前世界主流的分辨率格式和像素大小大概有以下5种：-CIF（352×288像素）、-4CIF（704×576像素）、-720 P（1 280×720像素，隔行扫面）、-1 080 i（1 920×1 080像素，隔行扫描）、-1 080 P（1 920×1 080像素，逐行扫面）。而视频显示有两种基本方式：隔行扫描和逐行扫描。隔行扫描依赖人眼的视觉暂留特性，人眼感觉到的是整幅图像。隔行扫描只要原来的一半数据量就可以获得高连续性，缺点是在高亮度物体边缘处易出现闪烁等缺陷，长时间观看会伤害视力，容易产生疲劳。逐行扫描是一次显示图像的所有水平线，作为一帧。当帧频能够达到要求时，逐行扫描无疑是最佳方案。因此，随着集成电路技术的快速发展，逐行扫描是未来的发展趋势；同时，人肉眼能够察觉的时间间隔是20ms左右，而对于每s 30帧的720 p，两帧之间的时间间隔为33ms，肉眼可以明显察觉到图像的跳动感，会感觉眼睛疲劳。所以，720 p的分辨率已经逐渐满足不了未来的发展方向。

目前，传统的视频产品采用的分辨率大都是4CIF或720 P，网真会议系统则采用的是1 080 P的分辨率和H.264的视频编解码技术，在图像质量和真人效果方面将会有本质的提升。另外，网真会议系统是基于IP的视频会议模式，这样可以加强办公协同与指挥调度的融合，方便地传送和显示电脑文档，用于远程培训、汇报、交流、会议、远程调度集成，统揽全局，实现远程指挥。

2 网真会议系统在山西电力的应用

山西电力网真系统主要应用在11个地市供电分公司和1个超特高压输变电分公司。另外，为了方便总经理与各分公司领导之间的沟通决策，在总经理办公室配备一套小型网真系统。

2.1 系统架构

网真系统采用了世界领先的数字视频信号压缩技术,可以极大地节省信号传输占用的网络带宽，可以直接承载现有的山西省电力骨干数据网，并与其他应用共享IP广域网带宽，因此，无需增加对现有网络的投资。

每个网真会议室通过现有IP网络，利用千兆以太网端口直接接入到现有的省数据通信骨干网上核心和骨干路由器上实现全网网真会议室的互联，如图1所示。

2.2 应用技术要求

网真会议系统除了会议室本身环境标准以外，最关键的是利用有限的带宽，以很低的延时提供超高质量的音频和极高清晰度的视频。当然，除此之外，分辨率和编解码技术也都采用了最先进的1 080 P和H.264，以及空间环绕立体声效果，它可以直接重现会议成员的各种语音变化。这样的系统营造出了一种“房间中的房间”的环境，让用户感到他们似乎与位于远程地点的会议成员们处在同一个会议室之中。除了直接的眼神交流以外，接近于零的延时让用户能够实时地进行交流，捕捉对话中的每个细节。无论您和对方处于同一个城市之中，还是位于不同的城市，任何表情、任何动作都清晰可见。

图1 地市12套网真系统架构

2.3 技术特点

2.3.1 独一无二的压缩与加密技术

为了追求最逼真的实时效果，网真采用最高速和最大压缩比的视频压缩处理芯片，并采用对称多处理技术SMP（SymmetricalMulti-Processing） 及独特的总线结构将72颗高速芯片实现并行处理，从而实现了单屏图像最大500∶1的压缩比和50～70ms内将1.5 G压缩到3～5m，保证双方真实的现场在线还原。大大降低了运动画面的"托尾"效果，使得运动画面流畅。独特的压缩算法不影响系列标准和协议的采用。网真的高速压缩芯片同时提供了高性能的加密解密处理能力，使得网真的视频、语音、数据等信号在网络中传输时安全性、私密性得到了保证。

2.3.2 独特的三维空间声效技术

在追求最逼真视觉效果的基础上，思科网真同时追求最高质量的声音效果，采用MPEG4 AAC-LD音频编码格式和左、中、右三维空间音效部署模式，可以实现声音在远端还原出来后依旧保证三维空间音效，可以达到高保真CD音响效果。

2.3.3 创新型“一键式”开会理念

网真为解决传统视频会议操作复杂、运营维护技术门槛高等一系列不足，追求简单易用，创新性地将多种技术综合，融合UC统一通信技术，不论是点对点的两方会议还是几十方的会议召开，只需要一个点击操作就可瞬间召开，实现了融高科技于手指间。

2.3.4 虚拟会场环境设计理念

网真为了让本地与远程参会人员有“同处一个会议室，同在一张会议桌”开会的感觉，所有会场采用统一颜色的会议桌、统一颜色的背景墙，让本地和远程参会人视觉和感官统一，创造同在一桌上开会的效果。

另外，网真专业的灯光效果，可以将这些灯光与桌子和背景墙颜色配合，使得参会人的脸色自然，更加真实。

2.3.5 采用视频与共享数据分离传输的技术

网真会议系统将需要与其他分会场共享的数据信息传送与视频会议信号分离传送，保证了视频不受数据的影响，同时可以为其设置不同的网络传输服务质量QOS（Quality of Service）机制。

2.4 网络环境

各地市和省核心的连接线路采用POS155 M，吕梁与晋中、运城与临汾、长治与晋城、忻州与阳泉、大同与朔州之间采用POS155M链接。

通过对山西电力核心层节点到骨干层节点的线路SDH-155M以及上述各地市直接的带宽使用率的调研统计和分析，实际承载线路带宽使用率的峰值在20%以下，也就是说目前承载网络最大使用带宽使用峰值为31M，所以还有124M以上的空闲带宽。而网真会议系统需要的最大峰值带宽为16M。所以山西电力核心承载网络完全满足网真系统使用的带宽要求，同时合理有效地利用现有网络带宽资源，也是山西电力骨干数据网络价值的体现。

2.5 硬件环境

网真系统在专属的网真会议室设计的会议桌中嵌入专用的办公用具，如摄像头和显示器、照明装置、扬声器、麦克风和投影仪等。同时也提供小型配置，与现有的办公用具一起使用。

2.6 软件应用

网真应用结合了各种基于标准的办公应用，可以支持各类办公软件。每个会场将放置一部IP电话，主要用于显示会议预定情况和启动/关闭会议。

3 网真会议系统与传统视频会议区别

网真区别传统会议主要有以下几个方面。

a）网真提供超高清1 080 p的图形，人物1∶1真实的大小。实现真实的人与人的虚拟面对面沟通，让与会者的交流达到最佳效果。而传统的视频会议无法实现高清晰的图形，造成画面模糊、画面与声音不同步，降低了与会人员的沟通效果。

b）网真采用高保真的专利声音采集还原系统。能够将与会者的声音高保真传输给对方，包括声音发出的方向，声音高频低频的保证等。并且通过专利技术还可以避免手机等信号的干扰情况出现。而传统视频会议由于压缩技术的限制，对声音的频宽进行了限制，容易出现音色变调，声音混乱。并且出现手机干扰时经常出现声音中断，图形抖动等现象。

c）网真特有的数据压缩技术，虽然采用1 080P高清格式，但是在数据传输上只占3～5M带宽。而传统所谓最高清视频会议，也不过采用720 P，但占有数据带宽为2～8M。而有些号称能实现1 080 P的会议系统，对带宽的消耗是网真的几倍甚至是十几倍，甚致无法真正使用。

d）网真会议使用非常简单。召开有两种方式，第一，从网真会议室的IP电话拨打对方网真会议室的IP电话号码，对方自动应答，网真会议召开；这个过程与普通电话的呼叫、接续过程没有任何区别，简单、易用。第二，从Email的客户端，如Outlook，预定一个特定时间的会议，选择会议室为网真会议室，预定成功后，网真会议室IP电话上就有了预定记录，到会议时间，从IP电话上轻轻一按就接通对方网真会议室。而传统视频会议从制定开会时间，到会议召开，会议行进维护，会议结束，都需要专业人员在每个现场支持。第一浪费人力物力，第二无法保证会议的私密性。与传统的视频会议系统的会议召开相比方便了许多。

e）网真系统除了提供视频语音外，还可以同时提供数据传送，文件共享，实物投影，会议白板等功能，大大提高了沟通的效率。这是传统视频会议无法匹敌的。

f）网真系统还可以结合协作多个媒体源，可以将视频监控，视频点播等结合到会议中来，在应急指挥、集中指挥、远程调度等情况下为与会者的快速决策提供第一手的资料。这也是传统视频会议无法实现的。

4 网真会议系统的应用前景

利用现有的网络建成一套可以随时面对面交流、高质量、高清晰、操作简单的协作会议平台，从而有效地提高响应速度和生产效率，加速收入增长和精简成本的同时使山西电力尽快成为全国电力系统“信息化电力”。

4.1 高清会议及信息共享平台

网真系统将大大提高山西电力的日常办公效率。例如召开远程生产调度会议、远程工程实施会议和工作进展报告会、实现跨地区业务部门成员之间的互动式交流和协作等。员工之间可以进行数据的共享和讨论，同时进行实时的语音和视频对话，充分利用企业IP综合网的优势，提高办公效率。

4.2 应急指挥通信平台

在应急突发情况或发生紧急事务需要协调处理时，利用随时可进行多点视频会话的特点，第一时间利用系统召集各有关部门参加协调讨论，做好相应的部署。网真系统和现场视频图像的结合，还可以使决策者如同身临现场环境，快速沟通并调动各方面资源，第一时间内解决应急突发事件。

4.3 专家交流/员工培训平台

为满足山西电力内部培训的需求，网真系统还可以作为视频培训系统使用，它能实现远程交互教学，提高培训质量。网真系统不仅可以进行音视频的交流，还可以进行文字的实时交流、文件传输、电子白板、电子文档共享，现场纸质文件扫描共享、协同浏览、文件下载等主要功能。

4.4 对外交流的平台

随着发展，通过网真还可以实现同全国、乃至全球已部署的网真系统的政府、地区、企业进行B2B的业务交流，大大扩展了山西电力的辐射范围和社会影响力。

5 结束语

网真视频会议系统对于山西电力的意义，不仅在于提供更加完善的会议通信服务平台，更重要的在于将其应用到山西电力的生产调度系统、管理信息系统、电网建设项目、应急指挥系统等领域，全面提升企业管理水平和综合实力，为企业提供更加快速、更加及时的视频通信手段，加快企业决策流程，提高企业决策水平。

［1］ 诺冲.视频编码之释—从H.261到H.264［DB/OL］.http://www.cnii.com.cn/20050801/ca345379.htm.

［2］ 国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）与国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）组成的联合视频组（JVT）.H.264新一代视频压缩编码标准［S］.2003-03.

App lication and Analysis of Telepresense Conference System in Shanxi Power System

ZHANG Shu-juan，DUAN Jing，LIU Yue
（Electric Power Communication Center of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030001，China）

Telepresence system is a multimedia decoder technology based on high definition video,audio and interactive components.It is a new technique which creats unique“face to face”experience on IP network.It aims to shorten the distance between human and human,human and place and surpasses traditional conference on time and space.This paper analyses the application of telepresence system in Shanxi Power.

telepresence system；H.264；1 080 P

TN949.23

B

1671-0320-（2011）03-0069-04

2010-12-28，

2011-04-12

张淑娟（1982-），女，山西长治人，2005年毕业于太原科技大学计算机科学与技术专业，助理工程师，从事会议电视、交换的运行维护工作；

段 敬（1983-），男，山西太原人，2006年毕业于太原理工大学电子信息工程专业，助理工程师，从事数据网运行维护管理工作；

刘 悦（1975-），女，内蒙古呼市人，1998年毕业于北京电力管理干部学院计算机应用与管理专业，工程师，从事会议电视、交换的运行维护工作。