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网络视频会议系统解决方案教育行业

网络视频会议系统

教育行业解决方案

目 录
一、系统概述 3
二、技术方案 4
2.1系统建设的意义 4
2.2 系统应用图示 5
2.2.1网络课堂直播 5
2.2.2视频互动教学 6
2.2.3网络视频面试 6
2.2.4 远程教学观摩 7
2.2.5校长联席会议 7
2.2.6教师远程培训 8
2.2.7网络辅导答疑 8
2.2.8网络视频会议 9
2.2.9重大活动直播 10
2.3系统技术特色 10
2.3.1 产品人性化设计，操作简单方便 10
2.3.2 采用当前最先进的GIPS语音引擎技术 10
3.3.3 文档共享采用先进的矢量成像技术 10
2.3.4 采用先进的H.264视频编码技术 11
2.3.5 支持超大规模用户并发要求 11
2.3.6 方便的录制和编辑、回放 11
2.3.7 一个平台多种应用模式 11
2.3系统设计原则 11
2.3.1 实时性与同步性 11
2.3.2 可操作性和易用性 12
2.3.3 可扩展性 12
2.2.4 可靠性和稳定性 12
2.3.5 安全性和保密性 12
2.4系统架构说明 13
2.4.1软件系统架构 13
2.4.2系统组件说明 13
2.5系统功能介绍 16
2.5.1应用示意图 16
2.5.2视音频功能 16
2.5.3课件共享功能 18
2.5.4会议管理功能 19
2.6系统性能指标 20
2.6.1系统性能指标 20
2.6.2最低带宽要求 22
2.7产品安全设计方案 22
2.7.1 会议及课堂进入控制 22
2.7.2 数据传输和加密控制 22
2.7.3 防火墙 22
2.8系统部署方案 23
2.8.1系统实施步骤 23
2.8.2服务器端部署 23
2.8.2客户端硬件配置建议 23
2.8.3 服务器端硬件、软件要求 24

一、系统概述
网络视频会议系统为纯软件产品，采用B/S结构，能够运行在局域网、广域网或因特网上，不受地域限制。系统在部署和实施该系统时，只需要完成服务器端的安装配置。服务器采用分布式级联、动态网络带宽均衡技术。用户经过配置普通的 PC 机、标准的音视频采集和输出设备，经过运行IE等浏览器软件访问服务器，便可实现客户端应用程序的下载、安装、版本检查、升级等相应工作，最大程度上减少了客户端的实施和维护负担，并可实现实时可交互的视频、语音、文字、白板、投票等功能，实现实时互动式会谈，从而达到在Internet/Intranet上的全方位沟通和协同工作的目的。
网络视频会议系统为教育局或学校提供了远程异地办公和沟通管理的工具及一整套完整的解决方案，能够实现远程教学、远程家教辅导、远程培训、家长会、异地学术交流、公开教学观摩课等工作范围。
二、技术方案
2.1系统建设的意义
网络视频会议系统能够提供以下四个方面的服务
1、为教育管理人员服务，使她们能够充分利用网络化办公环境，快速便捷地处理大量教育信息，提高工作效率和管理水平，减轻工作强度。
2、是为教学人员服务，满足学校内各个教室互联互通，为她们提供一个网络互动授课平台、资源共建共享的平台，使她们在更大范围内共享思想与资源，从而提高教学质量与教学水平。
3、是为学生服务，使她们以全新的学习模式与手段，进行基于网络的自主式、协作式、研究探索式学习，从而全面提高其自身素质与能力。
4、是为家长服务，经过网络，架设起学校和家庭之间的沟通桥梁，促进学校教育和家庭教育的结合。
2.2 系统应用图示
2.2.1网络课堂直播
英语（单个课堂并发1961点）

图示：北京四中网校
2.2.2视频互动教学

图示：北京四中网校
2.2.3网络视频面试
面试考官
面试学生
面试学生
的简历

2.2.4 远程教学观摩

图示：上海奉贤教育局
2.2.5校长联席会议

图示：全国教育部67所网络学院院长联席会议
2.2.6教师远程培训

图示：教育部高校师资精品课程远程培训
2.2.7网络辅导答疑

图示：中央电大网络辅导答疑课程
2.2.8网络视频会议

图示： 10月万名中小学班主任远程培训开班典礼

图示：甘肃兰州教育局教育工作会议
2.2.9重大活动直播

图示：太原市教育城域网开通仪式网络直播

2.3系统技术特色
2.3.1 产品人性化设计，操作简单方便
网络视频会议系统，软件客户端非常小（小于2M），基于web的形式安装，尊重用户电脑操作习惯，简单、方便，无需手工干预，带宽不好时，仍能迅速进入网络课堂中。客户端界面简洁，人性化设计，主要功能以较大的图片按钮的形式出现，无需过多的菜单操作，使用简单方便。
2.3.2 采用当前最先进的GIPS语音引擎技术
网络视频会议系统采用GIPS国际标准，集成了高效的回音消除、自动增益、背景降躁、静音检测等算法，消除了普通视频软件在使用过程中语音失真、延迟的缺点，带来比电话还清晰、接近CD播放音质的语音通话效果。
3.3.3 文档共享采用先进的矢量成像技术
网络视频会议系统支持同步共享各种类型的课件文档(包括Office 、 PDF 、 Visio 、 AutoCAD 、 Photoshop 等各种格式的文档)，并提供丰富的文档标注工具。支持ppt动画，矢量成像技术使共享的课件文档能满屏显示，并任意缩放（从25%－800％），而不损失原有课件的质量和清晰度。矢量成像的另一个优势就是在网络传输时对带宽的要求非常低。
2.3.4 采用先进的H.264视频编码技术
网络视频会议系统用国际先进的H.264视频编码标准，而且在视频优化处理方面采用先进的带宽自适应机制、视频多码率支持、误码掩盖技术、前向纠错编码技术、视频图像的平滑处理等优化算法，使得视频更流畅，更清晰。
2.3.5 支持超大规模用户并发要求
网络视频会议系统支持多个服务器连接，采用网状互连，直接支持负载均衡、单点故障冗于、在线扩展。经过采用分布式实时多媒体数据存储、传输和同步技术等专利技术，能够支持大规模并发用户同时进行多媒体交互，而不会影响速度和交互性能。单台服务器可支持 用户并发。当前，北京四中网校、教育部师资培训、达内IT教育等客户并发规模都在5000人以上。
2.3.6 方便的录制和编辑、回放
网络视频会议系统中，整个网络课堂的能够录制下来成通用“三分屏”格式的流媒体课件，能够方便地编辑和回放，不需要借助特殊格式的播放器，无需把课程文件下载到本地。
2.3.7 一个平台多种应用模式
网络视频会议系统进行模块化设计，本公司的核心专有技术是基于IP网络的多媒体协同与广播平台（IMCC平台）。在此平台的基础上，整合多种应用模式，实现网络课堂直播、视频互动教学、网络课件点播、网络远程培训、校长联系会议、远程教学观摩等多种应用。
需要说明一点的是，盛维系统完全是自主知识产权的，所有的代码都是由公司现有的开发团队完成的。因此，在后续的技术支持、服务、系统集成和定制开发方面，盛维公司是一家非常理想的合作伙伴。
2.3系统设计原则
2.3.1 实时性与同步性
◆ 视频传输的连续性、画面清晰、无马赛克
◆ 语音连贯、无杂音，有效的回音消除、自动增益，静音检测、背景降燥
◆ 视频教学时保证电子教案与声音、视频同步等
2.3.2 可操作性和易用性
◆ 服务器系统安装简单管理方便，应有安装向导，基本实现一键式安装；
◆ 系统管理和维护方便，视频服务器支持自动启动和远程管理。
◆ 客户端无须手工下载安装，并能够实现自动更新和升级。
◆ 客户端无须手工作配置和参数设定即可参加网上课堂。
◆ 客户端简洁清晰，操作按钮意义明确，无须进行培训即可使用。
2.3.3 可扩展性
◆ 分布式服务级联技术，可无限扩展系统规模
◆ 可实现分布式服务器的负载均衡
◆ 软件采用组件化设计，可方便地与用户自身的系统集成
2.2.4 可靠性和稳定性
◆ 系统采用了分布式结构，管理服务器和媒体服务器的分布灵活，扩展性很强，能够根据用户对稳定性的要求动态扩展。
◆ 从系统的多层结构上讲，大量与数据库相关的应用程序完全在底层平台提供的接口基础上构造起来。这种分层结构降低了系统的复杂性，从而使系统具备了很高的稳定性和对应用系统的容错能力。
◆ 系统中的各个服务均采用了先进的多线程结构，优化的I/O系统，在Windows 服务器上充分利用操作系统的高度并发和异步完成的高效性，在充分利用硬件提供的有限资源的前提下，实现最大流量的网络视频输出和高效的事务处理。
2.3.5 安全性和保密性
◆ 用户安全认证是一套多级审核系统，管理员分别对各个机构、各软件应用模块进行管理，用于添加和审核注册用户，并为用户分配本系统的使用权限。
◆ 通信和数据流传输采用了MD5和DES加密技术。
◆ WEB页面间的数据传输使用的HTTPS、SSL、DES等加密算法
2.4系统架构说明
2.4.1软件系统架构
网络视频会议系统为B/S结构，在部署和实施该系统时，只需要完成服务器端的安装配置。而用户运行IE浏览器软件访问服务器，便可实现客户端应用程序的下载、安装、版本检查、升级等相应工作，最大程度上减少了客户端的实施和维护负担。系统架构图如下：

本公司的核心专有技术是基于IP网络的IMCC平台（Internet-based Multimedia Communication and Cast）即：基于互联网的多媒体通信及广播平台。它采用开放式体系架构，并融合了我们自己研发成功的自适应层次式IP多播技术、分布式实时多点通信数据库技术等专利技术，实现了一个真正在互联网上运行的支持大规模用户的多媒体互动通信平台。在这个平台上实现网络会议、实时交流，协同工作等多种应用，从而为用户提供全面而个性化的服务。
2.4.2系统组件说明
网络视频会议系统的构成从底层到前端可分为三层，如下图所示，从网络的构成来说主要集中于OSI通信模块的第5至第7层，即从下至上为会话层、表示层和应用层。
IMCC（Internet-based Multimedia Communication and Cast）即：基于互联网的多媒体通信及广播平台，系统组件如下图所示：
表示层
会话层
应用层

1、会话层
◆ IMCC 多点多媒体交换模块： IMCC平台能够智能高效地根据请求的任务找到最优路径发送数据包到目标接收端。
◆ IMCC 多点通信数据库模块：这是基于交换机制的分布在多个点的通信数据库，用于交换和保存系统状态数据和历史媒体数据，这种分布式的通信数据库的位置安排，使得用户能够在离自己最近的一个服务器取得数据。
◆ IMCC 数据包过滤器：经过对数据包的过滤，将含有影响安定团结的词语的数据在传到会话层时就进行筛，使之无法到达表示层。
◆ H.323 网关：H.323 协议定义了系统的四个主要组成部分：终端（ Termial ）、网关 (Gateway) 、网闸 (Gatekeeper) 和多点控制器 (MCU) 。
◆ PSTN网关：PSTN即公众服务电话网，IMCC平台提供信令互通和网关互通，可提供紧凑型或松散型的集成。
◆ SIP 网关：SIP网关即会话初始化协议（Session Initiation Protocol）的网关，用于与电子邮件系统、VOIP语音电话系统集成。

（2）、表示层
◆ 视频：系统同时支持16路视频图像，随时切换任意参会者的视频窗口；在带宽足够的情况下，可达到每秒25帧的流畅效果，绝无马赛克现象。
◆ 语音：同时支持16人发言，最大限度的满足会议需要；声音无延迟、无杂音。
◆ 多种信息共享与协同：支持Office及其它文档共享、应用程序共享、屏幕共享及文件交换等多种功能。并支持多人同时用荧光笔、激光笔等标注工具将重要内容进行标注、勾画等操作。
◆ 白板：可支持传统物理白板和电子白板的显示。
◆ 应用程序共享、屏幕共享：此功能使用户能够方便的将桌面操作情况和基于PC的应用操作步骤共享给其它人员。
◆ 文件预先上传机制：一次上传的文件可供多次网络课堂使用，充分保证应用的效率。
◆ 即时文字交流和文件传输：有公共文字交流平台和一对一的文字交流平台两种方式，可增强用户间的即时沟通能力。
◆ 远程控制：能够对用户进行授权，进行远程的桌面程序交互操作。
◆ 投票：为企业决策提供方便快捷的手段。
◆ 录制、编辑、回放：能够对课堂全程或部分进行录制，制作的内容可供会后任何时候使用。
◆ 多种接入方式：可采用电话拨号、 ISDN 、 ADSL 、 LAN 、 HFC 、 DDN 等不同形式的宽窄带接入。
◆ 多种级别的会议权限验证：极大程度上保障了会议的安全可靠。
◆ 与H.323会议系统的后台相连：支持和硬件视频会议系统相连。
◆ 提供与PSTN电话会议系统集成的接口：根据用户的具体需求，可与公网的PSTN电话会议系统以松散或紧凑的方式集成。

（3）、应用层
把表示层的各个组件根据行业应用的需求，进行选择和集成，即可构成各种具有针对性的应用，具体包括：
◆ 网络实时交互课堂
经过音视频互动、屏幕广播、课件共享、文件传输、网页协同浏览、与硬件电子白板集成等功能，从而实现身临其境、直观真实的现场效果。为学员提供时间上更灵活，没有地域限制，更高效率、更省费用的实时交互课程。
◆ 网络视频直播
基于WEB的网络视频直播，集实时语音、视频、文字、白板等功能为一体，能够在Internet上构建多个虚拟网络教室，营造师生互动的网络环境，使得教学辅导效果倍增。适用于广大教育部门和培训机构的各种教学辅导、网上交流、课程答疑等。
◆ 网络视频会议
为教育机构广大用户提供了一个强大、稳定的视频会议平台。经过配置普通的 PC 机、标准的音视频采集和输出设备，就能够实现实时可交互的视频、语音、文字、白板、投票等功能，从而达到在Internet/Intranet上的全方位沟通和协同工作的目的。
2.5系统功能介绍
2.5.1应用示意图
网络视频会议系统为B/S结构，在部署和实施该系统时，只需要完成服务器端的安装配置。而客户端运行IE等浏览器软件访问服务器，便可实现客户端应用程序的下载、安装、版本检查、升级等相应工作，最大程度上减少了客户端的实施和维护负担。系统应用示意图如下：

2.5.2视音频功能
◆ 采用先进的MPEG4/H.264视频压缩算法，具有良好的带宽适应性和视频压缩率，适应从 56Kbps 拨号上网到各种带宽接入的网络环境。
◆ 支持实时16路视频，视频大小、码率、帧数等可根据会议需要灵活设置。
◆ 会议主持人可随时切换任意参会者的视频窗口，提供多种界面显示模板，调整视频大小和布局。
普通显示器布局：在1~16路视频之间有10种布局方式，分为数据+视频模式和纯视频模式，其中1~3是数据+视频模式，用于在会议讨论中的数据交流，4~10是纯视频模式；

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10
等离子显示器模式：在1~12路视频之间有6种布局方式，都为纯视频模式;主讲人/主持人点击某一界面布局，选择所需要的布局方式，所有与会者随至切换至此布局模式。

1 2 3

4 5 6

◆ 支持视频全屏显示，双屏，多路分屏，支持等离子屏显示。
◆ 采用先进的GIPS音频压缩算法，在各种网络带宽条件下均保持声音清晰连贯。
◆ 采用业界领先的多路混音技术，系统同时支持16路高质量的语音通话。音频交互与视频同步，最大限度的满足会议需要。
◆ GIPS强大的噪音消除，回音抑制技术使得通话无回音，无杂音。
◆ 产品支持4－16路混音，并可进行灵活的话筒切换控制，使沟通更加流畅自然的进行。
◆ 采用高效的AGC(自动增益)/AEC(回声消除)/NS(噪音抑制)/VAD(静音检测)技术及自动修包机制、网络防抖动算法等音频优化手段使得通话清晰连贯。

图：教育部高教司组织的全国网络学院院长联席会议

2.5.3课件共享功能
◆ 白板共享：独有的白板捕获设备和技术，实时捕获主持人在普通硬件白板上的书写，并可迅速广播到与会者的计算机屏幕上，使普通白板与现代网络会议完美结合。
◆ 文档共享：同步共享所有可打印的文档(包括Office 、 PDF 、 Visio 、 AutoCAD 、 Photoshop 等各种格式的文档)，并提供丰富的文档标注工具。采用先进的矢量成像技术保证共享的文档具有高质量的清晰度，任意缩放文档显示的大小，文档内容不失真。
◆ 屏幕共享：先进的屏幕共享功能，与会者可实时、同步看到被共享的计算机桌面，经过授权能够对正在共享的电脑进行远程控制。
◆ 协同浏览：主讲人和与会者能够同步浏览网络上的信息，并支持多网页浏览。
◆ 电子举手：用户能够随时举手，主讲人能够根据会议情况决定是否让用户提问题，以保证良好的会议秩序。
◆ 邮件通知：用户只需直接点击电子邮件中的URL链接就可直接进入虚拟会议中去。
◆ 文件管理：上传的文件可供多次网络会议和培训的使用，充分保证应用的效率。
◆ 文件传输：能够方便的将某个文件实时地传送给某个用户或全体。
◆ 电子投票：为主讲人进行收集意见提供方便快捷的手段。
◆ 远程控制：能够对用户进行授权，进行远程桌面程序的交互操作。
◆ 会议录制：全程录制，形成标准的Flash格式。

2.5.4会议管理功能
1、 会议管理
(1)、创立会议
允许注册用户即时或提前创立新会议，并预告新会议的主要内容。系统支持远程自动注册和管理员进行注册两种方式。
(2)、我的会议
注册用户的个性化会议安排管理，可查阅数据库中记录的全部相关会议信息。
(3)、会议日历
可查询、修改、删除会议。
2、 会议角色描述
会议角色可分为会议主持人、主讲人和与会者3种，经过3种角色的动态分配，而形成一个活泼有序的互动会议环境。描述如下：
(1)、会议主持人
负责创立会议，维护会议秩序，决定由谁来做主讲人，谁能得到话筒进行发言，同时能够实时召集未进入会议的人员，或当与会者到齐后，锁定/开始会议，或见有未注册的人员闯入会议时，立即驱逐。最后负责关闭会议。会议主持人角色可经过密码切换给其它人。
(2)、主讲人
负责会议上所进行的活动，并授权给与会者进行共同操作。在会议交流中，会议主持人可随时把主讲人的权限切换给某一个与会者。会议的视频共享首先是主讲人影像的广播式共享。系统同时支持显示16个视频窗口，除共享主讲人的视频外，还能够共享其它与会者的视频，并可轮询播放所有人的视频。
(3)、与会者
与会者即传统会议里的普通用户，与会者能够实时看到主讲人的视频、听到声音、读到其所调用的讲义。与会者可随时举手要求发言，也可经过文字交流一对一、一对多或多对多地进行实时讨论。在主持人的许可下，与会者能够变成主讲人，也能够被指定为主持人。

2.6系统性能指标
2.6.1系统性能指标

项目
性能
视频
国际标准Mpeg4、H.264压缩算法
采样速率1～25帧/秒
视频流量（平均）28K～2M bps可调
同时支持16路视频窗口
音频
音频编码GIPS 12k
同时支持16路混音
AGC(自动增益)/AEC(回声消除)/NS(噪音抑制)/VAD(静音检测)
延时情况
音频：<200ms
视频：<500ms
桌面及程序共享：< 300ms
电子白板： < 200ms
网页、文档共享： <300ms
媒体优先级
文字>音频流>白板流>文档流>视频流
媒体内容
所有与会者的视频，音频，标注，文字，网页、白板、文档等
媒体同步性
各媒体流同步误差小于0.1秒
支持的网络通信协议与技术
IP, UDP，TCP，HTTP，FTP，QoS，RTP，MultiCast等国际标准与技术
NAT、网关、SOCKS5代理和防火墙支持
支持
VPN和VLAN支持
支持
与硬件白板集成
支持
CPU占用（平均）
（参考P4 1.7G，256MRAM）
30%左右
2.6.2最低带宽要求
产品能够适应各种网络带宽条件，即能够在宽带条件下提供优良的交互性能，也应当保证在拨号窄带上提供音频、数据甚至视频的交互能力。下列指标为最低带宽要求：
·音频：≥12K
·音频+数据：≥28K
·音频+数据+视频：≥72K
为保证稳定通畅高质量音频、视频、数据双向交互效果，推荐用户端采用宽带接入的方式，按照≥200 K的带宽接入Internet
2.7产品安全设计方案
拥有专利技术的技术为客户提供了安全的系统保障，客户经过网络上的一个安全的节点使用网络视频会议系统而不用改变原有的防火墙设置，网络视频会议系统中所有的会话数据都采用SSL技术加密封装，确保用户交流信息的安全，用户信息在网络视频会议系统中只是交换传输而不会存储。
详细如下：
2.7.1 会议及课堂进入控制
每个用户必须经口令认证才能进入。
学生在课堂上的活动，必须经课堂管理员授权。
资源中心网站能够安排不公开的课堂，学生凭课程号进入网络课堂。
课堂界面上有一个参加者名单窗口，教师能够随时检查。
如果发现有不速之客到会，课堂管理员可随时驱逐。
2.7.2 数据传输和加密控制
数据加密技术用一种特殊的编码处理，在会议期间传送的不是清晰可辩的文本。
数据传输过程中采用加密技术。
2.7.3 防火墙
网络视频会议系统的应用不需要改变现有的安全层，如防火墙、代理服务器。
2.8系统部署方案
2.8.1系统实施步骤
为了保证工程顺利实施，我们将工程周期分为7个阶段：设备订货阶段、设备到货检验阶段、联网调试安装阶段、和教学管理平台系统集成阶段、培训期、工程验收和售后服务阶段、系统正常运行后的售后跟踪服务，分别如下：
工程周期 时间单位：天
阶段
内容
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
订货
★

2
到货

★

3
安装

★
★
★

4
集成

★
★
★
★
★
★
★
★
★
5
培训

★
★
★

6
验收

★
7
服务
★
★
★
★
★
★
★
★
★
★

2.8.2服务器端部署
根据并发40个教室的要求，整个网络视频会议系统经过1台服务器即可实现上述功能。
2.8.2客户端硬件配置建议
教室端
项目
描述
1
PC
P4 3.0G/1G内存
Windows XP／WIN7/WIN8
2
摄像头
Sony D70 摄像头
3
视频采集卡
宝狮602采集卡
4
无线麦克

5
音箱

6
投影

办公桌面端
项目
描述
1
PC
P4 2.0G/512M内存
Windows xp/WIN7/WIN8
2
耳麦
普通耳麦
2.8.3 服务器端硬件、软件要求
型号
品牌服务器
机型
机架式或者塔式服务器
数量
1台
CPU
双Intel Xeon 3.0GHz以上
硬盘
标配硬盘
内存
4GB内存
网卡
百兆以太网卡
光驱
24倍速IDE CD-ROM,
操作系统
Windows Server（每台服务器都要安装）
系统软件
IIS（只在中心管理服务器1台服务器上安装）
Mysql只在中心管理服务器1台服务器上安装）