卫星会议电视系统的设计与实现

发布: 2010-10-20 00:53 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

卫星会议电视系统的设计与实现
    【摘要】首先对卫星会议电视系统的关键技术一会议网控系统的设计与实现方法进行
了探讨，并对卫星会议电视系统的组成、卫星载波的分配和会议过程的控制进行了设计，
同时简要介绍了会议编解码终端和网控设备及其基本功能。
    【关键词］卫星会议电视；会议网控系统；会议终端；多点管理器
1引言
    会议电视就是利用电视技术和设备通过通信网络在两地（点到点会议电视系统）或多
个地点（多点会议电视系统）召开会议的通信方式。由此可见，会议电视系统由会场和通
信传输信道组成。会议电视系统的会场通常分为主会场和分会场，主会场为会议电视系统
的控制中心，主要的控制设备、图像或声音的分配或切换设备均配备在主会场。会议电视
系统的通信传输信道通常采用光缆（称为地面会议电视系统）、卫星（称为卫星会议电视
系统）或者是光缆和卫星信道并用（称为混合型会议电视系统）。光缆信道质量高，传输
误码率低，但对于偏僻地区而言，敷设光缆的代价很高。卫通信道相对于光缆信道而言质
量稍差，传输误码率也相对较高，但通常情况下均能满足传输会议电视信号所需要的优于
1x10-6的要求，且卫通覆盖面大，可与覆盖范围内任何偏僻地区进行通信。因此下文着重
介绍借助于卫通传输会议电视信号的卫星会议电视系统的设计及其实现方法。
2系统关键技术及实现
    借助于卫星会议电视系统召开会议，首先要租用卫星转发器，而卫星转发器资源紧张、
租费昂贵，因此，如何节省卫星转发器资源无疑是卫星会议电视系统的关键所在。
    在召开会议或进行会议讨论时，为保证音频信息的清晰，在会议过程中的某一时间段
内通常只能由一个会场的人员讲话（譬如由主会场的人员讲话），这样所有分会场的人员
均接收主会场的会议信号，即主会场的会议信号可广播给各分会场。同时，在会议讨论期
间，主会场除了必须要接收与其对话的分会场的会议信号之外，其它分会场的会议信号则
可接收可不接收，即只有一个或部分分会场的会议信号回传给主会场。因此，借助于卫星
通信网络构成的卫星会议电视系统其传输信道不可能是—一对应（一收一发）方式，而是
单向的（一个广播信道，数个回传信道），会议控制信息，特别是载波切换的控制信息，
不能像双向信道那样通过BAS命令来进行传输，而必须要建立一套专用的网络控制系统。
    卫星会议电视系统的网控系统具有下述基本功能：
    * 会议电视卫通电路的初始建立（包括电路初始呼叫建立和会议初始模式建立等）；
    * 多点会议连接、会议终端编号、主席令牌分配等；
    * 根据会议命令实现卫通电路的切换（关闭某个当前发送的载波，开启某个即将发送
的载波）和会议过程切换（包括主席控制视频广播、数据广播，主席令牌分配、释放和收
回，分会场请求视频广播。申请数据传送或广播，主席控制分会场的选择等）；
    * 会议拆除控制等。
    卫星会议电视系统的网控系统可采用VSAT－TES卫通网，通过预分配，在会议期间配
置成星状网，主会场发送一个载波，用于信息广播，接收N个载波（N为分会场的个数），
用于接收分会场的会议监控信息。网控信息传送的信道采用各个卫通站的TES－DCU信道单
元，信道的速率可选择4.8kbps或更低。网控设备采用一个卫星会议多点管理器（SCMM）
和多个（每一卫通站有一个）卫星会议远端管理器（SCRM）。SCMM负责卫星会议电视系统
的网控和分会场的遥控功能，即：传送并处理来自主会场的控制信息，同时接收（多路）
或发送（一路）与分会场有关的会议控制信息，从而对卫星设除主摄像机、主监示器、麦
克风必备之外，其它均为可选外设。卫星会议电视系统的编解码器还应该支持同步／异步
用户数据，提供网管接口、音频线路接口等。
3.2卫星会议多点管理器（SCMM）
   SCMM中中央处理器可以通过人机界面的控制命令或来自卫通站站控。会议终端网控及远
端控制命令，实现会议控制信息命令的转换、处理和执行（如对主会场会议电视所用的调
制解调器进行监控）。数据发送口和接收口具有控制数据和接口处理的功能。另外考虑到
TES日常业务与会议网管信息共用问题，在数据会议电视系统进行控制和管理。SCRM负责本
地分会场会议请求命令的传递，执行本站的远端控制命令，实现会议控制信息和命令的转
换、处理和遥控操作（包括对卫通载波开关的控制）。
3卫星会议电视系统的组成
   CNMS为卫星会议电视系统的网控终端，实现整个卫星会议电视系统的操作、控制和监
视；TMA为分会场管理终端，实现对分会场编解码终端的控制与管理；MCU为多点控制器，
实现会议电视业务信号的分配和切换；DVC为会议终端（包含摄像机、监视器等）。
3.1 会议终端（DVC) 
    会议终端的核心设备是编解码器。依据标准为ITU－TH261，速率为px64 kbps（P＝1
－30）。基本外与TES数据信道单元板接口之前加一个数据选择器。
3.3 卫星会议远端管理器（SCRM）
    SCRM的中央处理器通过终端的人机界面的控制命令（或来自站控，或来自会议终端，
或来自中央站的SCMM等控制命令），实现会议控制信息信令的转换、处理和遥控操作。  
    SCRM的数据发送和接口，与SCMM类似，具有与信道接口和中央处理器的接口。
3.4 多点控制器（MCU）
    MCU通常由网路接口模块、音频处理器、视频处理器、控制处理器、数据处理器等组
成。MCU的作用相当于一个交换机，在数字域中实现音频、视频。数据信令等数字信号的
混合和切换，同时又不影响音频、视频等信号的质量。
4卫星载波分配的设计与实现
    根据系统的构成和所描述的功能，卫通频谱规划有4种基本方案，其中人为广播载波，
f1,f2,f3 为选择载波，可同时存在，也可只有f1，或f1，f2，取决于主会场的需求。
    4个频谱规划方案相比，方案1是最基本的，各站地位相等，但主会场只能收看一个分
会场；方案2增加了中央站多路接收功能，因而主会场可同时收看到多个分会场，远端站
的配备是相同的，但要具备广播能力；方案3和4不仅规定了中央站，而且广播站只能在中
央站，远端站不能直接接收其它远端站的信号，其它方面与方案2相同，只是方案3中的中
央站用了两个载波f01和f02,一个用于广播主会场的信息，另一个用于广播本地或远端分
会场的信息，而方案4中的中央站用了一个载波fo，为了在广播主会场的信息的同时广播
分会场的信息，则会议终端要增加画中画和话音混合功能。
    从经济方面来看，方案1开会成本低（转发器带宽小）；方案2增加了转发器带宽，但
灵活性和可扩展性好，它包含了方案1，同时也可以根据会议需要增加载波数，提高了会
议效果；方案3和方案4远端卫通站的工程造价低。方案4与方案2相比节省了远端卫通站的
工程造价，同时通过扩展设备的功能也可达到方案2的效果。方案2，3，4的权限情况是所
有远端站都回传，在中央站用MCU，其代价是需要（N＋l）B带宽，其中N为远端站的个数。
    根据上述分析，选取频谱规划2和4较为合理，当远端站都已具备广播能力时选择方案
2，否则选择方案4。
5会议过程控制
    会议电视系统的会议过程控制包括初始建立（电路建立人初始连接（公共模式建立）
多点会议建立、动态模式切换、会场切换和会议结束等程序。
5.1 初始建立程序
    初始建立用于点对点或点对多点会议电视通信电路的建立。一般会议电视有3种可能
的呼叫建立方式：
    * 通过通信网的电话或传真进行带外人工呼叫建立，包括会议定义、会议参加者、会
议时间、会议密级等，另外还包括初始连接模式；
    * 通过会议电视系统的控制与管理系统实现自动或人工呼叫建立: 
    * 通过会议电视系统会议终端的拨号功能实现呼叫建立。
5.2初始连接程序
    初始连接用于点对点会议电视系统会议终端间建立初始通信模式的程序，以便在此公
共模式上进行模式初始化。一般有两种方式：
    * 按H.242标准，采用64K－OF模式进行初始连接，包括能力集交换，切换到公共通信
模式；
    * 直接按初始呼叫指定的H－OF模式进行初始连接，甚至直接采用选定的公共通信模
式（H模式）。
5.3 多点会议建立程序
    卫星会议电视系统中多点会议的建立应该遵循支持广播会议的H.331建议。因此，MCU
要想连接每一个卫星会议终端，都必须首先通过卫星会议电视系统的网控系统建立卫星电
路，然后是该终端加入MCU。MCU需要把每个终端连接一遍后，在确认各终端已按公共模式
初始化后，再通过卫通电路把选定的初始会议终端连接到MCU。
    会议建立还包括终端编号、MCU编号、会议控制方式选择，如果是主席控制，则在会
议建立之后，要将主席令牌分配给主席会场。
5.4 会议切换控制程序
    会议切换包括会场切换、通信模式切换、数据广播切换。完成上述切换的控制方式有
3种：自动声音激活方式；主席控制方式；导演控制方式。然而由于卫星会议电视系统包
括有许多与MCU单向连接的卫星远端分会场，因此申请发言、切换控制、确认切换等一系列
交互操作都必须通过卫星会议电视系统的网控系统来实现。具体控制过程是：
    *当主会场要求某个卫星远端分会场甲发言时，它首先通过SCMM向正在回传的卫星远
端分会场乙的SCRM发出指令，要求其关载波；SCMM得到关载波的确认后，向卫星远端分会
场甲的SCRM发出指令，要求其发载波；
    * 当某个卫星远端分会场甲申请发言时，它首先通过SCRM向主会场的SCMM发出请求发
言的信号；等到SCMM关掉正在回传的卫星远端站乙的载波，本站的SCRM收到SCMM的允许发
载波指令后，控制本站的调制解调器发载波。
5.5会议结束程序
    当宣布会议结束并保存了必要的会议记录后即可结束会议。会议电视的控制与管理系
统应能根据会议结束命令拆除并释放所有被占用的电路。
6结束语
    目前该系统已在使用，系统工作情况良好。该会议电视系统对于专用的会议室型会议
电视系统，特别是已经建立了卫星通信网的部门有一定的参考价值。