對于這樣的系統(tǒng),如果采用早期的法院系統(tǒng)信息化建設(shè)模式,語音、數(shù)據(jù)、視頻分別規(guī)劃,將會帶來重復(fù)投資、信息資源不能共享和互通、網(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)困難等諸多難題。為此,要同時實現(xiàn)上述三種通信業(yè)務(wù),就必須考慮在通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時加強(qiáng)資源的整合,盡量減少重復(fù)投資,以充分保障法院各項工作的順利、高效進(jìn)行。
基于湖南法院系統(tǒng)信息化建設(shè)的現(xiàn)狀和對各種業(yè)務(wù)的具體需求,科達(dá)通過全系列語音、數(shù)據(jù)及視頻產(chǎn)品為其打造了一個“三網(wǎng)合一”的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)通信平臺,可同時提供專網(wǎng)電話、計算機(jī)數(shù)據(jù)及視頻會議等多種業(yè)務(wù),有效解決了業(yè)務(wù)、資源、投入等各方面的難題。
一、“三網(wǎng)合一”常見問題
采用“三網(wǎng)合一”方式時,多種業(yè)務(wù)在同一條專線中傳輸,這在法院專用通信網(wǎng)建設(shè)中,會遇到以下幾個問題:
1、帶寬資源有限
專用網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)時一般需要采用專用線路,專用線路的租費(fèi)是比較昂貴的,一般在法院系統(tǒng)二、三級網(wǎng),比較合適的是租用基于SDH的E1電路,可以提供2M的帶寬。所以在建設(shè)初期就要考慮如何有效利用這2M帶寬解決所有的業(yè)務(wù)。
2、實時業(yè)務(wù)傳輸
在“三網(wǎng)合一”網(wǎng)絡(luò)中,語音和視頻業(yè)務(wù)都是實時性的業(yè)務(wù),這就需要每一路的語音或視頻都具有比較穩(wěn)定的帶寬保證,若帶寬出現(xiàn)爭搶情況,這些實時業(yè)務(wù)會不穩(wěn)定,如語音的延時、視頻的馬賽克等現(xiàn)象。
3、安全性
法院機(jī)關(guān)很多內(nèi)部業(yè)務(wù)都是需要保密的,在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時一定要考慮傳輸通道的安全性和各個業(yè)務(wù)實現(xiàn)方式的安全性。
4、維護(hù)管理
作為綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò),所有的業(yè)務(wù)都在一套硬件設(shè)備上完成傳輸工作,需要強(qiáng)大而操作簡便的維護(hù)管理系統(tǒng)。如果各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的傳輸都采用獨(dú)立的管理平臺,將需要同時維護(hù)多個系統(tǒng),造成時間和人力的浪費(fèi)。
二、科達(dá)綜合復(fù)用特點(diǎn)
針對以上問題,湖南省高級人民法院組織專家進(jìn)行了反復(fù)的論證、考察、比較,根據(jù)自身的網(wǎng)絡(luò)情況、線路條件、業(yè)務(wù)特點(diǎn),也參考了其他經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份法院的組網(wǎng)經(jīng)驗,并在上級技術(shù)部門的指導(dǎo)下,最終選用科達(dá)DSL系列綜合復(fù)用設(shè)備來實現(xiàn)“三網(wǎng)合一”。
科達(dá)DSL系列綜合復(fù)用設(shè)備是采用TDM和IP技術(shù)融合的通信平臺,可在一條專線上實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)接入。一方面,利用TDM技術(shù)實現(xiàn)各種業(yè)務(wù)所需帶寬的分配,另一方面,在TDM技術(shù)的基礎(chǔ)上加入路由技術(shù)和智能切換技術(shù),既保證了各種業(yè)務(wù)所需的帶寬,又提供了豐富的業(yè)務(wù)接入方式,同時也提高了線路資源的利用率。
利用科達(dá)DSL系列綜合復(fù)用設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),可以從根本上解決之前提到的“三網(wǎng)合一”所面臨的諸多問題。具體體現(xiàn)如下:
1、帶寬資源問題
由于當(dāng)前電信運(yùn)營商SDH網(wǎng)絡(luò)覆蓋非常廣泛,而且技術(shù)上也非常成熟,所以此次全省法院系統(tǒng)組網(wǎng)統(tǒng)一均采用租用SDH 2M數(shù)字電路(E1)作為傳輸資源。E1線路有一個特點(diǎn),它可以利用信道化處理技術(shù)將2M帶寬物理分割為32個64K的低速信道,每個信道稱為一個時隙。利用這些信道的組合就可以為不同的業(yè)務(wù)提供所需的相應(yīng)帶寬。
而綜合復(fù)用設(shè)備正好可以根據(jù)不同業(yè)務(wù)的特點(diǎn)及帶寬需求,利用TDM時分復(fù)用技術(shù)實現(xiàn)這些信道的分配與組合。每種業(yè)務(wù)所對應(yīng)的信道組相當(dāng)于一條獨(dú)立的物理傳輸通道,因此各業(yè)務(wù)間是完全隔離的,互不干擾。
比如,在一條2M的E1數(shù)字電路中,除去網(wǎng)管和時鐘同步的2個時隙,可分配給具體業(yè)務(wù)的有30個時隙,根據(jù)需求,語音業(yè)務(wù)可分配4個時隙(相當(dāng)于4路無壓縮的語音中繼),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占用4個時隙(相當(dāng)于256K帶寬),視頻業(yè)務(wù)占用22個時隙(相當(dāng)于1.4M左右?guī)挘。這樣分割以后,各種業(yè)務(wù)之間的帶寬都是有保障的,不會出現(xiàn)帶寬爭搶的現(xiàn)象,語音、視頻等實時業(yè)務(wù)的效果可得到有效保證。
當(dāng)然,這樣的分割不僅僅局限于語音、數(shù)據(jù)、視頻這些有著本質(zhì)差異的業(yè)務(wù),它也可以用于分割普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與關(guān)鍵數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),比如普通的辦公網(wǎng)與重要的業(yè)務(wù)網(wǎng),以此來保障重要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所需的帶寬。
為解決以往TDM方式下的帶寬資源浪費(fèi)問題,科達(dá)綜合復(fù)用設(shè)備支持帶寬切換技術(shù),比如,在視頻會議不開時,可將其帶寬切換給數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),保證帶寬得到充分利用。
2、實時業(yè)務(wù)傳輸問題
計算機(jī)數(shù)據(jù)屬于突發(fā)性業(yè)務(wù),往往對延時、抖動不敏感,而語音和視頻屬于實時性業(yè)務(wù),對延時、抖動的要求相對苛刻得多。要解決語音和視頻的實時性問題,其業(yè)務(wù)傳輸通道必須保證端到端的穩(wěn)定帶寬。在上述帶寬資源分配下,由于每種業(yè)務(wù)占用的相當(dāng)于是一條獨(dú)立的物理線路,因此完全可以保證語音和視頻的實時性,不會出現(xiàn)延時、抖動等不穩(wěn)定因素。
3、安全性問題
由于各種業(yè)務(wù)間是一種物理隔離的關(guān)系,來自數(shù)據(jù)網(wǎng)的病毒和黑客不會影響語音和視頻傳輸安全,因此采用綜合復(fù)用技術(shù)可以充分保障多種業(yè)務(wù)并存時的安全隔離性。
4、維護(hù)管理問題
科達(dá)綜合復(fù)用設(shè)備具有完善的端到端網(wǎng)管功能,它可通過圖形化的集中網(wǎng)管界面,實現(xiàn)全網(wǎng)、全程統(tǒng)一管理,包括設(shè)備配置、告警、日志等所有范疇,因此完全可以做到遠(yuǎn)程設(shè)備的免維護(hù),基層單位無需配備精良的設(shè)備維護(hù)人員,大大節(jié)省維護(hù)資源。
此外,科達(dá)綜合復(fù)用設(shè)備具有非常豐富的業(yè)務(wù)接口,如10/100M、E1、V.35、RS232等,可徹底解決其他組網(wǎng)方式帶來的業(yè)務(wù)接口單一等問題,使得整個系統(tǒng)具有良好的可擴(kuò)展性。
二、湖南法院“三網(wǎng)合一”方案
綜合復(fù)用設(shè)備組網(wǎng)時可分為中心平臺設(shè)備和遠(yuǎn)端接入設(shè)備,整個網(wǎng)絡(luò)采用星性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。中心平臺作為整個網(wǎng)絡(luò)的中心,提供語音、數(shù)據(jù)的交換功能和視頻的交換通道(視頻在MCU中交換,下文中將會敘述);各個遠(yuǎn)端點(diǎn)配置遠(yuǎn)端接入設(shè)備,實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)的接入。遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)和中心平臺之間租用專線實現(xiàn)互聯(lián)。
根據(jù)湖南法院的情況,結(jié)合DSL系列綜合復(fù)用的應(yīng)用特點(diǎn),科達(dá)提供的“三網(wǎng)合一”整體解決方案如下圖所示:
全網(wǎng)采用科達(dá)DSL-4000/DSLC-120綜合復(fù)用設(shè)備組建。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模為省高法和14個地市中院以及123個區(qū)縣基層法院。省院作為省級網(wǎng)絡(luò)中心、地市法院作為市級網(wǎng)絡(luò)中心,均配置DSL-4000中心平臺設(shè)備,通過E1專線互聯(lián)。各區(qū)縣基層院作為全網(wǎng)接入端,配置DSLC-120綜合接入設(shè)備,通過E1專線向上與地市法院相連。由中心平臺設(shè)備和綜合接入設(shè)備提供相應(yīng)的語音、數(shù)據(jù)及視頻業(yè)務(wù)的統(tǒng)一接入。
在語音方面,DSL系列綜合復(fù)用設(shè)備具有完善的程控交換與匯接功能,整個網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)于由PBX互聯(lián)構(gòu)成的電話專網(wǎng)。由于采用電路交換和PCM無壓縮語音編碼機(jī)制,因此可提供電信級的電話通信質(zhì)量,聲音清晰,傳真通暢。
在數(shù)據(jù)方面,通過DSL系列綜合復(fù)用設(shè)備的內(nèi)置路由實現(xiàn)各級法院的計算機(jī)網(wǎng)互聯(lián),無需另配路由器等數(shù)據(jù)通信設(shè)備,大大節(jié)省了全網(wǎng)建設(shè)成本?七_(dá)內(nèi)置路由基于統(tǒng)一的NIP平臺,支持RIP、OSPF等動態(tài)路由協(xié)議,具有豐富的網(wǎng)絡(luò)安全特性。
在視頻方面,由平臺提供透明的傳輸通道,通過外配的科達(dá)KDV系列視頻會議設(shè)備實現(xiàn)多媒體通信。DSL系列綜合復(fù)用設(shè)備具有豐富的業(yè)務(wù)接口,包括電路型業(yè)務(wù)接口、IP業(yè)務(wù)接口等,可根據(jù)具體情況為視頻業(yè)務(wù)提供靈活的組網(wǎng)接入。對于基于H.320協(xié)議的視頻會議組網(wǎng),可采用電路型業(yè)務(wù)通道,如E1、V.35接入,對于H.323協(xié)議的視頻會議組網(wǎng),可采用內(nèi)置路由的IP通道,如10/100M以太網(wǎng)接入。
四、湖南法院視頻會議系統(tǒng)
由于視頻業(yè)務(wù)占用的帶寬資源較大,法院系統(tǒng)在視頻會議網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時需要充分考慮網(wǎng)絡(luò)資源的配置和設(shè)備的選型情況。此次視頻會議系統(tǒng)在建設(shè)時主要考慮了兩個方面的問題:體系結(jié)構(gòu)和編碼技術(shù)。
1、體系結(jié)構(gòu)
視頻會議有H.320和H.323兩種體系結(jié)構(gòu)。
H.320是基于電路交換的視頻通信系統(tǒng),視頻設(shè)備之間通過專線連接,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是主從星型結(jié)構(gòu)。H.320的優(yōu)點(diǎn)是傳輸圖像的信道是固定分配的,帶寬有保證,不會有其它業(yè)務(wù)擠占該帶寬,在帶寬資源較為緊張的廣域網(wǎng)上,能保證會議電視的效果。但由于設(shè)備之間要采用專線連接,因此對線路要求較高,組網(wǎng)不夠靈活。
H.323是基于分組交換的多媒體通信系統(tǒng)。視頻設(shè)備之間的通信依托數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)
(Internet/Intranet),每個視頻設(shè)備通過IP協(xié)議實現(xiàn)互聯(lián)通信。由于依托于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),因此H.323視頻會議系統(tǒng)具有非常靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),不需要為視頻業(yè)務(wù)提供專門的信道。只要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)到達(dá)的地方,就可實現(xiàn)視頻通信。
由于此次視頻會議系統(tǒng)基于DSL綜合復(fù)用設(shè)備,無論采用E1/V.35專線方式接入還是采用10/100M以太網(wǎng)接入,均可通過信道化的帶寬分配充分保障傳輸效果,因此,從節(jié)約投資角度出發(fā),此次視頻會議系統(tǒng)全部采用H.323協(xié)議進(jìn)行組網(wǎng),通過10/100M以太網(wǎng)接入?紤]今后網(wǎng)絡(luò)條件的改造,在實際的設(shè)備選型上,科達(dá)選用了同時支持H.323、H.320雙協(xié)議的MCU,既滿足目前需求,又可實現(xiàn)今后平滑擴(kuò)展。
2、編碼技術(shù)
視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)在上個世紀(jì)80年代開始出現(xiàn),主要有兩大陣營,分別是ITU-T制定的H.26x系列和ISO/IEC制定的MPEG-x系列。
其中,H.261、H.263、H.263+、MPEG-1的編解碼標(biāo)準(zhǔn)占用帶寬為64K-2M,只支持352×288(CIF)的圖像分辨率,即使今后網(wǎng)絡(luò)帶寬提升,也無法提高圖像分辨率。MPEG-2能支持704×576(4CIF)的高分辨率,但占用帶寬要求太高,要達(dá)到4CIF分辨率,需要6M以上的帶寬,即使在低分辨率情況下最低帶寬也至少2M,主要應(yīng)用于視頻存儲(DVD)和視頻廣播。
MPEG-4繼承了MPEG-2高質(zhì)量圖像和H.263低帶寬要求的特點(diǎn),相對于MPEG-2來說,其編碼效率提高了3到4倍。MPEG-4電視會議系統(tǒng)對于突變情況如場景切換等具備更好的適應(yīng)性,可以用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量,滿足了較低碼率應(yīng)用的需求,在1.5Mbps的情況下,圖像質(zhì)量可以達(dá)到DVD質(zhì)量,MPEG-4也逐漸成為網(wǎng)絡(luò)流媒體的編解碼標(biāo)準(zhǔn)。
H.264是JVT(Joint Video Team,視頻聯(lián)合工作組)制定的最新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),它進(jìn)一步提升了視頻壓縮比、視頻質(zhì)量以及對各類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性。H.264不僅比H.263節(jié)約了50%的碼率,而且對網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能。它引入了面向IP包的編碼機(jī)制,有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸和視頻的流媒體傳輸,支持不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級編碼,從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。
綜上所述,視頻編解碼方式是視頻會議的一個最重要的技術(shù)性能指標(biāo)之一,我們可以看到,視頻編解碼技術(shù)是不斷發(fā)展的,選用何種編解碼技術(shù)要結(jié)合具體的應(yīng)用和帶寬資源來綜合考慮,并盡可能選擇同時支持多種編解碼標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,以滿足未來的發(fā)展需要,保護(hù)前期投資。
由于此次規(guī)劃的語音、數(shù)據(jù)以及視頻三種業(yè)務(wù)共用1個2M,為了保障語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的順利運(yùn)行,視頻業(yè)務(wù)不能占用過多的帶寬。因此,必須選擇具有高效壓縮算法的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。在上述提到的幾種標(biāo)準(zhǔn)中,MPEG-4和H.264都可以提供高效、高質(zhì)量的視頻處理機(jī)制,因此此次視頻會議系統(tǒng)在設(shè)備選型上,科達(dá)選用了既可支持MPEG-4又可支持H.264的MCU和視頻會議終端。
五、運(yùn)行情況
湖南法院系統(tǒng)綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)自投入實施以來,已全部開通數(shù)據(jù)、電話、以及視頻會議業(yè)務(wù),目前全網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,大大方便了省高院和各地市中院及各區(qū)縣基層院的多種業(yè)務(wù)實時溝通,有力地提升了全省法院系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力和綜合辦案能力。