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公路交通應急指揮平臺統一通信系統的研究工學(xué)論文
摘要：文章通過(guò)對江蘇公路局通信現狀的剖析，研究整合現有資源形成省局、市處與大隊、支隊之間視頻會(huì )議的級聯(lián)和雙流的互通，并創(chuàng )建一套SIP語(yǔ)音會(huì )議系統融合PSTN、VOIP、SIP語(yǔ)音，探索了SIP語(yǔ)音會(huì )議與視頻會(huì )議的融合方案與方法。最后通過(guò)與桌面通信軟件的集成，在全省公路系統內部形成統一通信的平臺，為江蘇公路應急指揮和日常辦公提供通信保障。
關(guān)鍵字：應急指揮;統一通信;視頻會(huì )議;SIP服務(wù);通信平臺圖
1全省的三級音視頻中心及移動(dòng)視頻的融合1.應急指揮系統主要的通信方式國內外應急指揮通信手段有很多種，主要包括電臺通信、衛星通信、電話(huà)通信、多媒體集成通信等。多媒體應急通信和江蘇省交通運輸廳公路局的應急指揮通信需求有類(lèi)似之處，不同的是江蘇省交通運輸廳公路局的應急指揮通信是建立在自己的信息化專(zhuān)網(wǎng)上，數據更安全可靠，網(wǎng)絡(luò )帶寬更有保障,更適合使用現代化多媒體通信手段。
2.統一通信系統
(1)統一視頻系統。
本方案將江蘇省交通運輸廳公路
局系統內的省、市、地方三級視頻融合在一起，方便應急指揮中心組織各種會(huì )議。同樣，將移動(dòng)終端視頻，包括手機視頻和應急指揮移動(dòng)車(chē)視頻，通過(guò)移動(dòng)視頻網(wǎng)關(guān)與現有的MCU級聯(lián)，納入到會(huì )議室一起協(xié)同工作。全省的三級音視頻中心與移動(dòng)視頻融合(如圖1所示)，系統結構的特點(diǎn)如下。
�、偈〖壷笓]中心部署核心視頻
MCU會(huì )議，要求具有良好的兼容性，能支持原省級、地市級不同品牌的MCU接入，包括寶利通、騰博、中興、鼎視通等主流品牌。
�、�13個(gè)市處通過(guò)MCU級聯(lián)的方式
接入江蘇省交通運輸廳公路局MCU視頻會(huì )議，市處下屬的縣級MCU視頻通過(guò)級聯(lián)市處的方式接入到省廳公路局，10個(gè)路政支隊和48個(gè)大隊的視頻直接接入省廳公路局，以滿(mǎn)足其相互開(kāi)視頻會(huì )議。因此，要求具有滿(mǎn)足同時(shí)接入40路視頻，并能組建并發(fā)多組多分屏高清會(huì )議能力的視頻MCU設備。
�、凼〖壖壜�(lián)能與地市級視頻會(huì )議
的MCU同時(shí)互聯(lián)，各地市MCU不要求雙向呼叫。
�、芰粲幸苿�(dòng)手機視頻通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò )
接入視頻會(huì )議功能,并許可其他軟件端接入，包括PC機、PDA和手機上的軟終端。
多種品牌的移動(dòng)視頻終端接入視
頻會(huì )議，能支持H.323通信協(xié)議，管理軟件可配置移動(dòng)視頻網(wǎng)關(guān)地址、端口，以及協(xié)議。
根據網(wǎng)絡(luò )情況，有以下兩種接入方式，公共2G/3G網(wǎng)絡(luò )和專(zhuān)有VPDN網(wǎng)絡(luò )接入移動(dòng)終端視頻。
�、偻ㄟ^(guò)公共2G/3G公共網(wǎng)絡(luò )接入
移動(dòng)終端視頻。
�、谕ㄟ^(guò)專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )VPDN的移動(dòng)視
頻接入。通過(guò)VPDN方式接入，PC機、PDA、手機終端能夠直接接入江蘇公路交通信息化專(zhuān)網(wǎng)，獲得內部IP地址，方便開(kāi)展工作。
(2)電話(huà)融入音視頻會(huì )議。
普通電話(huà)撥打特定電話(huà)會(huì )議號碼，即可接入視頻會(huì )議參與討論。主要通過(guò)視頻MCU作為SIP語(yǔ)音服務(wù)器的一個(gè)SIP終端，使參與視頻MCU會(huì )議的人員能和電話(huà)參與者開(kāi)辟一個(gè)電話(huà)會(huì )議，實(shí)現了兩個(gè)會(huì )議的混音。
省級視頻會(huì )議系統包括省級視頻
MCU、省級視頻終端、省級3G移動(dòng)視訊網(wǎng)關(guān)、PC視頻軟客戶(hù)端。級聯(lián)的MCU將江蘇省交通運輸廳公路局下屬各市處的現有視頻MCU級聯(lián)起來(lái)，不改變現有平臺的視頻MCU，后續各市同樣可以在現有的4種品牌(寶利通、騰博、中興、鼎視通)中任意選擇，所以級聯(lián)的MCU必須滿(mǎn)足以下功能和特性，即終端無(wú)關(guān)性、支持標準H323和SIP協(xié)議、高清視頻和高清音頻效果和安全可靠的網(wǎng)絡(luò )部署。
系統部署、升級和維護要求自動(dòng)升級功能，方便用戶(hù)的使用。支持視頻通信模式調整、文字交互、后臺廣播、錄制播放、用戶(hù)管理、頻道管理、權限管理、數據加密等功能�；赪eb的方式來(lái)進(jìn)行后臺管理，操作簡(jiǎn)單，界面直觀(guān)。
3G移動(dòng)視訊網(wǎng)關(guān)的主要作用就是
將3G手機移動(dòng)用戶(hù)接入到音視頻會(huì )議室，及時(shí)有效的將第一現場(chǎng)展現到專(zhuān)家會(huì )議室。同時(shí)，可充分擴展專(zhuān)家們現場(chǎng)感，能夠及時(shí)地延伸專(zhuān)家、領(lǐng)導的視覺(jué)，使得感知到達最前沿的事件現場(chǎng)。
3G移動(dòng)視訊網(wǎng)關(guān)是為了實(shí)現將公
網(wǎng)的手機用戶(hù)集成到現有的視頻MCU中來(lái)的一個(gè)可選設備。目前，江蘇省交通運輸廳公路局采用了定制3G的VDPN，可直接接入視頻MCU，但必須在手機上安裝配套的移動(dòng)視頻接入軟件。
(3)統一語(yǔ)音系統。
基于SIP的VOIP語(yǔ)音、基于PSTN
的電話(huà)語(yǔ)音、基于視頻會(huì )議的語(yǔ)音和SIP電話(huà)的語(yǔ)音多網(wǎng)異構融合(詳見(jiàn)圖2)。
電話(huà)語(yǔ)音會(huì )議包括VoIP電話(huà)、SIP電話(huà)和普通PSTN電話(huà)。SIP的英文全稱(chēng)Session Initiation Protocol，中文意思是會(huì )話(huà)初始協(xié)議。主要用于多方多媒體通信，SIP支持多設備功能調整和協(xié)商。如果服務(wù)或會(huì )話(huà)啟動(dòng)了視頻和語(yǔ)音，則仍然可以將語(yǔ)音傳輸到不支持視頻的設備，也可以使用其他設備功能，如單向視頻流傳輸功能。本方案采用SIP協(xié)議最大的意義在于，SIP能夠滿(mǎn)足江蘇省交通運輸廳公路局建立統一通信系統的需求，可將現有的、獨立的視頻會(huì )議、VoIP電話(huà)、SIP電話(huà)、普通PSTN電話(huà)融合一體。
本方案的精髓在于通過(guò)SIP協(xié)議將多種語(yǔ)音通話(huà)融合，能夠開(kāi)展多種方式語(yǔ)音的多方語(yǔ)音會(huì )議。SIP協(xié)議是其中的靈魂，將其聯(lián)成一體。因為VoIP就是基于SIP協(xié)議上IP電話(huà)，SIP電話(huà)完全采用SIP協(xié)議，而SIP服務(wù)器也有PSTN電話(huà)的多種接口方式，將PSTN電話(huà)整合起來(lái)。本方案不要求公路局上下都使用SIP硬終端或軟終端一種語(yǔ)音方式，而是根據自己的網(wǎng)絡(luò )情況，選擇適合自身的語(yǔ)音方式。例如：應急車(chē)輛到現場(chǎng)勘察，可以使用手機，也可使用SIP協(xié)議的移動(dòng)終端，手機的通話(huà)質(zhì)量依賴(lài)運營(yíng)上提供的服務(wù)，SIP協(xié)議移動(dòng)終端的通話(huà)質(zhì)量依賴(lài)運營(yíng)商提供的2G/3G網(wǎng)絡(luò )。
SIP服務(wù)器為核心將其他語(yǔ)音設備融合到一起，多種語(yǔ)音通話(huà)方式通過(guò)SIP服務(wù)器提供的語(yǔ)音橋功能任意組合的開(kāi)語(yǔ)音會(huì )議。其中具有SIP協(xié)議的MCU通過(guò)SIP協(xié)議作為一個(gè)語(yǔ)音終端圖2 SIP、PSTN、VoIP融合結構圖注冊到SIP服務(wù)器，VoIP話(huà)機基于底層的SIP協(xié)議與語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)的尋址接入SIP服務(wù)器，PSTN電話(huà)和手機通過(guò)語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)上的E1接口也接入到SIP服務(wù)器。
這些語(yǔ)音設備通過(guò)核心SIP組件提供的功能方便地組織多種方式組合的電話(huà)語(yǔ)音會(huì )議。通話(huà)的終端形式多樣，可以是智能手機、具有網(wǎng)絡(luò )的PDA、計算機、固定電話(huà)、SIP終端手機。
(4)多媒體融合的會(huì )議系統。
�、俦O控視頻與視頻會(huì )議的融合。
監控視頻可以充分利用視頻會(huì )議
系統，監控圖像在視頻會(huì )議系統中實(shí)現快速共享。
雙流共享模式是通過(guò)視頻MCU互
通中的雙流功能，展示到視頻會(huì )議室為專(zhuān)家和領(lǐng)導決策指揮提供實(shí)施依據。固定點(diǎn)視頻和車(chē)載移動(dòng)視頻接入相應的流媒體服務(wù)器，省級視頻會(huì )議中心可以通過(guò)MCU的雙流功能查看監控視頻。省級可查看遠端市級計算機調用的監控視頻，而不需要安裝和管理一套監控系統，也不必從繁多的監控視頻中選擇。
接入視頻終端模式是用解碼器將當地流媒體的視頻流解碼成模擬信號，接入到視頻終端上的VGA或DVI端子上，實(shí)現監控視頻和會(huì )議視頻同步共享。
�、谝曨l會(huì )議與語(yǔ)音會(huì )議的融合。
無(wú)縫的將音視頻會(huì )議與電話(huà)會(huì )議
結合起來(lái)，整個(gè)視頻會(huì )議室都作為SIP終端接入SIP服務(wù)器進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)。會(huì )議室的每個(gè)人都能通過(guò)面前的耳麥與參與電話(huà)會(huì )議室的遠方專(zhuān)家進(jìn)行討論。
基本方案是將視頻會(huì )議納入到電話(huà)語(yǔ)音會(huì )議系統，只要讓MCU與SIPServer融合即可，理論上需要在兩者之間架設一臺SIP-323的網(wǎng)關(guān)中央服務(wù)器，經(jīng)過(guò)反復驗證，具有SIP協(xié)議的MCU作為SIP終端接入SIP服務(wù)器會(huì )使整個(gè)融合流程簡(jiǎn)單化。這樣可以實(shí)現的語(yǔ)音會(huì )議與視頻會(huì )議的融合，具有SIP電話(huà)功能的任何終端撥入特定的會(huì )議室號碼，即可參加視頻會(huì )議和語(yǔ)音會(huì )議。
3.統一通信管理軟件系統
統一通信軟件的集成程度依賴(lài)江蘇省交通運輸廳公路局視頻MCU接口和SIP服務(wù)接口，接口開(kāi)放程度越高，集成度就越高，集成的功能也就越多。
視頻會(huì )議系統的會(huì )議管理通過(guò)對
MCU的管理完成，通常會(huì )有專(zhuān)門(mén)的MCU控制軟件來(lái)完成會(huì )議模板的創(chuàng )建，實(shí)現會(huì )議用戶(hù)、會(huì )議權限、會(huì )議室管理以及分屏方式，會(huì )議中視頻、語(yǔ)音廣播的控制等。軟件集成則需要將這些功能統一到一個(gè)平臺集中管理，免除管理員登錄不同的軟件界面，減少頻繁的切換界面控制相應的應用，提供工作效率。
通過(guò)對前期參與測試的MCU視頻廠(chǎng)家提供的二次開(kāi)發(fā)接口A(yíng)PI的深入分析研究，廠(chǎng)家對上述功能做了很好的包裝，方便集成軟件商利用接口做第三方集成開(kāi)發(fā)。廠(chǎng)家采用的是面對服務(wù)的開(kāi)放模式，符合當前開(kāi)放編程理念，即基于HTTP協(xié)議基礎上，利用XML-RPC消息調用機制實(shí)現。把想要做的事件用XML格式封裝，提交到WEB服務(wù)，服務(wù)將運行結果用XML包裝響應給相應的調用者，調用者解析這些XML格式信息就可以得到想要的信息。
(1)管理軟件功能。
�、傧到y集成。
a.集成MCU視頻的管理系統。
b.集成SIP服務(wù)器的管理系統。
c.集成短信接口。
d.集成郵件系統。
�、跁�(huì )議室管理。
a.視頻會(huì )議室的創(chuàng )建、修改、刪除。
b.語(yǔ)音會(huì )議室的創(chuàng )建、修改、刪除。
c.會(huì )議室的列表和狀態(tài)查詢(xún)。
d.會(huì )議室成員的列表和狀態(tài)查詢(xún)。
�、弁ㄔ�(huà)管理。
a.任意兩個(gè)SIP客戶(hù)端之間可以直接進(jìn)行通話(huà)。
b.任何有權限的用戶(hù)都可以通過(guò)系統管理會(huì )議室，包括：創(chuàng )建、修改和刪除，并可以將系統內的任意SIP客戶(hù)端、固定電話(huà)和移動(dòng)電話(huà)加入到語(yǔ)音會(huì )議室中。
c.主動(dòng)加入會(huì )議室，用戶(hù)只要撥打已經(jīng)開(kāi)會(huì )的會(huì )議室號碼，通過(guò)簡(jiǎn)單的提示音操作就可以進(jìn)入會(huì )議室。
�、軤顟B(tài)顯示。SIP電話(huà)會(huì )議系統能夠顯示SIP客戶(hù)端的狀態(tài)，SIP客戶(hù)端分有三種狀態(tài)：在線(xiàn)等待、在線(xiàn)接聽(tīng)和離線(xiàn)(未注冊)。
(2)接口要求。
�、僮裱F有短信接口規則。
�、谧裱]件系統整合規則。
�、圩裱c現有用戶(hù)權限系統整合
規則。
�、軐ν馓峁┒伍_(kāi)發(fā)接口，至少包含的功能有：MakeCall發(fā)起撥號;End-Call終止通話(huà);GetUserState獲取用戶(hù)狀態(tài);GetUserInfo獲取用戶(hù)信息;Make-Meeting發(fā)起會(huì )議;EndMeeting終止會(huì )議;AddMeetingUser加入用戶(hù)到會(huì )議;
RemoveMeetingUser刪除會(huì )議用戶(hù)。
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