应急现场实况实时图像传输方案GX

1、应急现场直播时实视频采集传输解决方案海事BGAN卫星与3G传输解决方案 北京中业宇通信科技有限公司2011年08月目 录一、方案总体描述3二、公司介绍3三、系统特点4四、系统结构图5（一）采用海事卫星网络下系统结构5（二）采用3G网络系统结构5五、系统工作原理6（一）采用海事卫星网络原理6（二）采用3G网络系统工作原理7六、系统产品规格7七、系统核心技术8八、系统设备组成10九、海事卫星系统连接注意事项11十、海事卫星方案实物连接示意图11十一、3G网络覆盖情况介绍12十二、售后服务12十三、附录1313.1、陆用BGAN终端BGAN Explorer 700介绍1313.2、车载BGAN终端

2、 GX-10 介绍17一、方案总体描述本方案采用的“单兵视频采访直播系统”通过海事卫星或3G网络将现场的实况实时视频、音频数据采集并传输到移动指挥车、各级指挥中心的中心端服务器，实现可视化指挥处置，兼容国家、省级现有实况实时的现场行动应急指挥平台。移动指挥车、各级指挥中心可以通过监视器实时了解前线作业状况，并通过话筒实时指挥前线作战。前线工作人员通过采集端系统的耳麦收听移动指挥车的指令，部署前线作战任务。本系统的采集端支持野外复杂环境使用，集成海事卫拨号模块，3G无线通信网络入网拨号模块，并具备摄像机模拟、数字信号输入接口，音频输出接口。二、公司介绍北京中业宇通科技有限公司是位于北京中关村高科

3、技产业园区的民营高新技术公司，是致力于卫星通信和卫星导航设备销售、技术服务和系统解决方案的专业公司。公司下设卫星通信事业部、GPS事业部、数字应用部、大客户部等四大业务主体部门，现有员工90%以上具备本科及以上学历，具有较高的业务素质，一致贯彻公司“完善自身，乃成大器”的基本行为准则，以客户为导向，依托于公司强大的技术开发实力和稳固的业务基础体系，为中国和亚洲部分国家及地区的石油天然气工程、水利工程、电力工程、特殊建筑工程、地质勘探、矿产开发、气象监测、海洋远程运输、森林防火、公安边防、政府机关、新闻媒体机构、电信应急通讯、灾害防御和灾害援助，以及移动商务应用等领域的广大用户提供先进完善的卫星

4、通信系统解决方案、卫星导航系统解决方案和数字化集成解决方案。利用先进的产品加上我们专业高效的服务，确保在用户最需要我们的时候，与用户齐头并进、共同发展。 中业宇通公司崇尚“客户需求至上，合作创造价值”的经营理念，倡导“专业造就成功，服务萌生感动”的行动准则，强调务实的工作作风，秉承一贯的创新理念，走专业化的发展道路，提供给客户的不仅仅是一个产品，而是一整套解决方案，让客户得到最好的产品和最优质的服务，与客户合作发展，实现双赢。办公地址：北京市海淀区北三环西路甲30号双天大厦509室邮 编： 100086电话：辛18301191860传真：

5、系统特点采用海事卫星BGAN终端，可实现在3G信号无覆盖的地区实时视频采集传输。BGAN终端可以提供移动状态最高432Kbps和固定状态共享最高492Kbps、独享384Kbps的稳定数据带宽，满足HalfSD画面25帧实时直播，并支持采集端与中心端双向通话。采用3G网络，数据传输链路简单，采集端内置WCDMA无线3G上网卡模块，也可采用外置CDMA无线3G上网卡。费用低廉，在3G信号覆盖范围内可自由移动，实现实时视频采集传输，并可支持采集端与中心端双向通话。硬件设备的选用：采访直播机（松下CF-U1便携触摸笔记本和松下CF-19军用三防笔记本）具有防水、防震、防尘

6、等特点。体积小巧，触摸屏幕、军用级、金属外壳、抗造耐用，更牢固，恶劣环境中提供更长使用寿命更高可靠度。其中，CF-U1具有双电池，在无须关机的情况下可直接进行电池的热切换，提供至少8小时的采访直播时间；CF-19三防军用笔记本采用单电池供电，当使用最大电池模式时采访直播时间约5小时。针对森林消防作业特点，可为CF-19笔记本配置备用锂电池，提供5*（N+1）小时工作时间（N为配备的备用锂电池块数）。CF-19笔记本接口丰富，具有两个USB接口，一个1394四针火线接口，内置联通WCDMA3G无线上网卡，一个RJ-45网口，一个话筒输入口，一个耳机输出口，一个express插槽，一个PC插槽，一

7、个SDHC插槽等等。中心端服务器采用流行的2U或4U工控机，效率高、稳定性强，占用空间小，可以上标准机架机柜，方便模块集成。软件的特点：l 采用先进的视频压缩算法（VP），在同样码率的前提下，比MPEG-4/H.264具有更高的压缩效率，特别适用于传输信道质量复杂的网络环境l 网络传输自适应算法，在传输信道状况恶劣的情况下（特别是3G信道，质量及其不稳定），保证视音频数据传输的连续性，从而保障画面流畅l 采用海事卫星、3G等无线网络传输技术，延时小、适应性强，无须租用卫星、铺设微波等工作设备携带方便、操作简单、可靠性高，前线工作人员只需要携带摄像机、采访直播机、3G无线网卡或BGAN海事卫星终

8、端等设备即可进行现场实景动态实时视频采集传输直播。四、系统结构图4.1、采用海事卫星网络下系统结构1，采集端采用BGAN Explorer 700，放指挥中心机房的中心端采用海事卫星专线链接。采集端可以执行地面实况现场直播，视频资料实时传输到指挥中心，供指挥中心使用。2，采集端采用车载BGAN终端GX-10，中心端采用BGAN Explorer 700链接。OR采集端采用BGAN Explorer 700，中心端采用BGAN Explorer 700链接。4.2、采用3G网络系统结构本系统由摄像机、采访直播机、（安装在采访直播机上的）采集端软件、3G无线网卡、中心端服务器、（安装在中心端服务器

9、上的）中心端软件组成。采集端的组成实物图如下所示：单兵视频采访直播系统-采集端软硬件中心端的组成实物图如下所示：单兵视频采访直播系统-中心端软、硬件五、系统工作原理5.1、采用海事卫星网络原理上行方向（从视频采集端到视频中心端，视音频同时传输）：新闻现场的视音频数据在采访直播机端进行压缩编码，编码后的数据通过以太网口经过双绞线后送入BGAN卫星终端，BGAN卫星终端将数据进行QPSK调制，然后通过卫星发射天线将调制后的数据发送给海事卫星进行转发，海事卫星地面站的卫星接收设备将接收到的转发数据进行解调后送给地面站里的卫星通信服务器，卫星通信服务器把收到的数据通过专线送给视频中心端，视频中心端对收

10、到的视音频压缩数据进行解压，最终封装成SDI信号输出。下行方向（从视频中心端到视频采集端，只传输音频）：视频中心端的音频数据在中心端服务器进行压缩编码，编码后的数据通过专线送给海事卫星地面站里的卫星通信服务器，卫星通信服务器对数据进行QPSK调制，然后通过卫星发射天线将调制后的数据发送给海事卫星进行转发，BGAN卫星终端将收到的转发数据进行解调后通过以太网口送给视频采集端，视频采集端对收到的音频数据进行解压缩，然后输出给用户。5.2、采用3G网络系统工作原理本地实时视音频数据由摄像机通过数据线输入到采访直播机中，采集端软件对视音频数据进行压缩编码，然后通过3G等无线网络将数据传输到中心端服务器

11、，中心端软件对收到的视音频数据进行解压缩，最后，把解压缩后的视音频数据封装成SDI格式输出。系统工作流程图如下所示：单兵视频采访直播系统-系统工作流程图六、系统产品规格项目内容软件运行环境要求Windows XP Professional SP3 / Windows XP Home Edition SP3/Windows7（采集端软件运行环境）CoreDuo处理器 2GHz以上、内存1GB以上（中心端软件运行环境）通信适用线路WCDMA，TD-SCDMA，CDMA2000，WIFI,有线LAN, WiMAX, BEGAN等差错控制协议FEC、ARQ网络传输协议UDP/IP图像图像输入方式PAL

12、/NTSC帧速最大29.97fps实况转播模式编码方式ON2 TECHNOLOGIES VP.2有效像素数360×240 / 720×576720×576/ 1920×1080声音频道1ch、单声道/立体声频率8KHz、11.05KHz、16KHz、22.1KHz声音输入PC麦克/DV切换声音输出PC扬声器符号化方式GSM6.0其他文件传送功能简单动画文件浏览单兵视频采访直播系统-产品规格七、系统核心技术（2） VP视频压缩算法VP是on2公司的视频压缩算法，已获Adobe Flash 和 Sun JavaFX 应用平台所采用。2005年，On2将其VP

13、影像解码器授权于Adobe后（后又授权于Macromedia），借助Adobe Flash，VP已经广泛的应用于Internet，土豆网已从Sorenson Spark格式转为On2 VP格式，作为其创建Adobe Flash视频内容的缺省(default)编解码器。VP相比H.264/MPEG-4 AVC以及WindowsMediaVideo具有更高的压缩率，在相对较低配置的设备上可以处理高品质图像。VP编码算法主要包括以下几部分：（1）熵解码：VP的码流分为两个部分存储，一部分是预测模式和运动向量，另外一部分是残差；基于预测的熵编码；（2）DCT：采用的是8x8的变换；（3）运动估计：相对

14、其它标准而言，主要引入了一个Gold Frame的概念，和H.264中长短帧的长帧有些类似；（4）滤波：VP的滤波不仅是个环内滤波，也可以叫预测滤波，VP不是整帧都滤波，只是对那种跨越边界的块进行滤波。（3） 网络自适应传输算法本系统采用自主研发的网络自适应算法，在3G信道抖动的环境下，通过调整帧速及分辨率，保证视频画面的连续性，当3G信道质量恢复后，帧速和分辨率会提高到原来的水平。自动恢复到原来的状态降低帧数、继续连接 保持帧数画面质量减弱 时常监控网络状态信号状况变差信号状况更加差信号状况恢复优先设定帧数时的实例 网络自适应算法流程图八、系统设备组成系统设备组成如下名称主要参数视频采访直播

15、机（CF-19）l STCCam端软件l CPU：Intel i5l 内存：4Gl 硬盘80G（SATA接口）l 屏幕尺寸：10.4英寸l 物理接口：LAN端口（RJ-45，10/100/1000Mbps）、Wifi Link 4965AG（802.11a/b/g）、调制解调器端口（RJ11）、IEEE1394a接口（4针）、USB端口BGAN卫星终端（TT-700）l 速率：上、下行492kbpsl 物理接口：RJ-11、RJ-45、USB、蓝牙l 话音：4K、3.1K编码l 传真：T.30标准传真l 数据传输：文件点对点传输和FTP传输l 网络浏览：共享最高492kbps或者独享384kb

16、ps上网带宽，可收发邮件、浏览网页或其他网络应用l 地位服务：15米定位精度视频中心端服务器l STCMulti端软件l CPU：Dual Intel Xeon 3.2GHzl 内存：4GBl 网卡：100Mbps/1000Mbpsl SDI板卡：Decklink HD Extreme九、海事卫星系统连接注意事项1. 视频采访直播机（CF-19）通过双绞线（RJ-45）与BGAN卫星终端终端（TT-700）连接；2. 视频采访直播机的网络配置为“自动获得IP地址”和“自动获得DNS服务器地址”；3. 视频中心端服务器通过专线（中国联通专线/中国电信专线，需要提前向电信运营商申请）与海事卫星地面

17、站的卫星通信服务器连接；4. 视频中心端服务器推荐参数设置（新闻直播时）：l 速率：352kbps/400kbpsl 分辨率：HalfSDl 帧速：25fps十、海事卫星方案实物连接示意图十一、3G网络覆盖情况介绍本产品一个重要的优势在于利用3G无线传输技术，实现画面清晰的视频直播功能。因此3G网络的覆盖状况，对产品的应用具有很大的影响。从中国联通、中国移动和中国电信三家运营商了解到，截止到2010年初，中国三大电信运营商的3G网络覆盖状况及速率状况如下表所示：运营商3G技术覆盖城市个数网络速率（理论最大值）中国联通WCDMA335下行速率：7.2 Mbps上行速率：5.76 Mbps中国移动

18、TD-SCDMA238下行速率：3.6 Mbps上行速率：384 kbps中国电信CDMA2000342下行速率：3.1 Mbps上行速率：1.8 Mbps此外，今年中国联通要继续加大3G的覆盖范围，计划在今年上半年就完成全国所有的县城以上的3G覆盖，也包括重点的乡镇，同时加强重点楼宇商厦室内3G覆盖的建设进程。中国移动已于今年年初启动TD-SCDMA四期建网，预计完成后覆盖全国330多个城市，完成对目前未建网城市的全面覆盖，在已建网城市采取继续扩容方案。中国电信今年进一步加大对已建成的CDMA2000网络扩容建设，加大CDMA2000网络覆盖率，把3G全面推向镇、村。预计在未来35年内，林区

19、电信CMDA网络信号覆盖达到30%。由上述数据可以分析出，在传输速率和覆盖范围上中国联通优于其他两家运营商。在发展趋势上，三家运营商3G信号的全国覆盖不会需要很长的时间。因此，本产品的网络传输限制会随着3G信号的全国覆盖而消失。十二、售后服务提供一次免费技术培训，提供产品技术说明书以及疑难解答等技术文档。采集端松下CF-19硬件由厂家提供1年免费质保服务，中心端服务器硬件提供1年免费质保服务。采集端、中心端硬件超出免费质保期后终身提供收费维修服务。采集端、中心端操作系统软件、单兵视频直播系统软件采取有偿升级服务。十三、附录13.1、陆用BGAN终端BGAN Explorer 700介绍技术指标

20、：一般指标重量（包括电池）3.2公斤尺寸长:297毫米 宽:399毫米厚:51毫米接口天线 USB 1个以太网口 2个蓝牙接口 - 可支持 - 串行端口 - 拔号网络 - 局域网接入 - 无线手柄WLAN 接口 - 802.1 1a/b/g - 加密协议(WEP/WPA/WPA2) - DHCP64kbps ISDN接口 2个 - .1kHz 音频 - DI &UDIRJ11接口 2个数字信号输入输出接口 2个12V 太阳能电池板接口 1个用户注册激活BGAN SIM卡操作界面（电脑）BGAN LaunchPad 操作软件Web Interface操作界面（终端）终端控制按钮和显示屏电

21、源电池支持交流/直流,外接电源适配器提供交流电直流/交流适配器输入100240伏交流，4763赫兹，1.5安输出19伏直流 65瓦电池使用时间使用状态： 2.5小时（144kbps数据传输模式） 1.5小时（492kbps数据传输模式）待机时间： 36 小时电池型号可充电锂离子电池输入电压10-32 伏直流环境指标正常温度要求使用外接直流电-25°C 至 +55°C使用电池0°C 到+55°C湿度在+40°C下达到95%无冷凝防水与防尘主机IP 52天线IP 66天线指标最大辐射功率(EIRP)+20dBW±1dB适应操作系统Wind

22、ows: 2000, XPMAC: OS 10.1 及以上版本Linux: Redhat 9数据指标IP 数据标准IP数据业务随机分配的数据业务发送：最高达 492kbps （使用共享数据信道）接收：最高达 492kbps （使用共享数据信道）高级IP数据业务保证速率的数据业务发送：32, 64, 128kbps接收：32, 64, 128kbpsISDN 数据业务UDI/RDI (64kbps)短信息业务160 字符/条语音指标语音4kbps 3.1kHz 音频增值业务语音信箱呼叫转移呼叫中止呼叫等待呼叫保持附件电缆以太网线 (2米)，USB线 (1.8米)标配件交流/直流电源适配器100/

23、240 伏 (交流)标配件交流电源插头2 孔英式插头标配件天线电缆41.5 厘米，10米标配件语音手柄蓝牙手柄，2米电缆充电和充电底座选配件汽车充电点烟器外接充电电线选配件太阳能面板太阳能电源给设备供电选配件安装固定杆工具包用于外接天线选配件备用电池标准锂离子电池选配件设备包帆布包选配件其它天线电缆：10米（3毫米），30米（5毫米），选配件60米（10毫米）-软性电缆100米（10毫米）连接主机和天线13.2、车载BGAN终端GX-10 介绍实例：大兴安岭防火办根河航站直升机机载BGAN图像传输项目技术指标：物理特性室外单元（ODU）·外壳：圆拱状玻璃纤纬·尺寸：494m

24、m（直径）×150mm（高）·重量：6kg·安装：磁盘或螺栓·防水尘保护等级：IP55·组成部件： -          天线：4-组螺旋单元-          射频单元：功率放大器，双工器，低噪声放大器-          稳定平衡器：天线控制单元的2-轴设计，用于

25、自动卫星跟踪-          12-路GPS接收器-          连接 IDU电缆：RG-223同轴电缆（5米标准配置），TNC连接头（凸型）室内单元（IDU）·外壳：铝合金·尺寸：44×210×260mm（H×W×D）·重量：2.4kg·安装：带有安装支架的螺栓安装·防水尘保护等级：IP54·组成部件：-&

26、#160;         核心模块：BGAN第10类调制解调器-          接口和电源模块-          SIM卡-          无线局域网天线操作特性·电源：        直流输入（10.8to 31.2V）/120瓦，（汽车供电12V或24V）·发射频率：    1626.5-1660.5MHz·接收频率：    1525.0-1559.0MHz·天线射频功率：818dBWEIRP·接收G/T：    >-12.5dB/K环境特性·操作温度：&