医院远程医疗系统方案建议
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目录第一章项目概述 (2)第一节技术现状 (2)第二节医疗行业用户特点和视频通讯需求: (2)第三节系统分析 (3)第四节VTEL技术方案考虑 (4)一、视频编解码方式 (4)二、组网方案 (5)三、高可靠性、稳定性 (6)第二章项目分析及建议 (8)第一节需求分析 (8)第二节建设的内容 (9)第三节项目的建议 (10)第三章视频会议系统技术方案 (13)第一节视频会议系统设计 (13)一、系统设计依据 (13)二、系统设计原则 (15)第二节视频会议系统组网 (16)一、方案一系统拓扑图及组网说明 (16)二、方案二系统拓扑图及说明 (18)三、系统完成的功能 (20)第三节建成后医疗会议系统所能达到的功能 (21)一、基本功能 (21)二、扩展功能 (22)第五章场地及环境要求 (24)第一节机房设计和装修 (24)第二节会议室装修与设计 (25)一、会议室空间 (25)二、会议室的位置 (26)三、音频控制 (27)四、会议室装潢 (27)五、视频会议室改造建议 (28)第一章项目概述第一节技术现状随着通信技术的飞速发展及超大规模集成电路的应用,高清标准的视音频编解码技术已逐渐成熟,而另一方面用户对视频、音频的要求也越来越高,需要高品质的视频应用产品。
为了满足用户对实时、高质量视讯会议业务的更高需求,VTEL在长期以来的市场竞争和产品研发中,结合传统电视会议和MPEG-2编解码技术的优势,推出高清晰度会议电视系统,该系统通过宽带传输网络,采用MPEG-2编解码技术和VTEL中央多点会议管理系统,支持2M最高到8M的编解码速率,提供给客户广播级的视频效果、CD般的声音质量等一整套会议电视服务和运营的解决方案。
同时随着我国医疗事业的发展,对远程医疗的需求也越来越迫切,这样就要求我们将成熟的视频会议技术、产品、系统与具体的医疗需求相结合,设计出真正能够满足远程医疗需求,解决远程医疗问题的应用系统。
秉承VTEL在中国十余年的会议电视组网经验,VTEL在远程医疗领域继续为客户提供完整的服务和运营的总体解决方案。
第二节医疗行业用户特点和视频通讯需求:➢对视音频质量要求高:医疗行业的用户因为要经常面对大量的医疗视频和多媒体数据,因此对系统的音视频质量要求非常高,以达到最理想的视音频通讯效果。
➢本医院区域内的应用非常多:医疗行业往往在本医院内有大量的手术室和会议室,同时要求在本医院范围内构建示教和会议系统,因此大量的应用集中在本医院范围内。
这样可以通过采用音视频直接传输的方式,避免编解码造成的音视频质量下降,也能够有效的降低系统造价;即使通过医院内部的网络传输编码后的音视频,由于网络是医院内部的局域网,带宽能够得到充分保证。
➢对系统的稳定性、可靠性要求非常高:医疗行业对系统运行的稳定性和可靠性要求非常高。
对设备的稳定性,系统的稳定性,发生故障后的恢复和备份都有很高的要求。
➢对系统的易用性要求高:能够满足医疗行业用户的视频会议系统必须是一个稳定而且容易使用的系统。
➢对数据要求高:医疗行业有着大量的数据共享需要,会诊和示教都需要大量的图片、照片等数据传输,这就要求构建的远程医疗系统必须拥有强大的数据功能。
第三节系统分析基于以上对医疗行业系统用户的需求和用户特点的分析,可以看出XXXX医院的远程医疗系统可以分为两个部分,一个部分是用于本医院内部的医疗示教和医疗会议,另一个部分是用来与其他医院进行远程会诊、远程交流的。
这两个部分从功能上有所区分,各有侧重点,医院内部的部分由于网络带宽有保证,因此重要的是保证系统功能的丰富性和音视频传输的质量;而用来远程交流的部分由于是与其他医院进行通信的,并且依托在公网上进行传输,因此系统的兼容性,互通性,网络适应能力成为本部分的重点。
但两者又不是相互割裂,完全独立的,因为远程交流传输的内容来源于医院内部的各个会诊室、手术室,而这些都是建立在医院内部系统上的。
作为XXXX医院内部的医疗示教和会议系统,由于只分布于医院内部,地域上在一个比较小的范围内,因此可以采用在各个手术室和会议室铺设音视频电缆,通过电缆传送图像和声音的方式。
能够采用这样的方式,是由于作为核心的Meta 5000设备的技术特性所决定的,Meta 5000的MC部分可以直接接入音视频信号,并按照主席控制,导演者控制等成熟的模式进行控制,提供丰富的功能。
采用直接传输会议室和手术室音视频信号有几个大的优点:1.避免音视频编解码造成的质量下降,2.基本不占用医院内部的带宽资源,3.可大量节省用户投资。
作为另外一种选择,由于XXXX医院目前已经具有覆盖整个医院的网络,在这个网络平台上的传输带宽和传输质量是有保证的,因此医院内部的示教、会议系统也可以建立在这个网络平台上。
在每个会议室和手术室都配置一台VExtra终端,通过网络与Meta 5000进行连接,实现各种示教、会议功能。
这种方式的优点是:1.音视频都经过编码,可以方便实现存储等功能,2.可以通过组播功能在PC上任意监看某个会议室的音视频,3连接简单,每个点只通过一条网线进行连接就可以。
系统的外部接口,其主要功能是与其他的各个医院和医疗机构通过公网进行连接,实现会诊、会议等功能,而其他医院采用的终端可能是各种品牌的产品,因此这部分最重要的就是产品的标准性和互通性,必须严格遵循H.323协议,其次还要有良好的网络适应性,这样才能适应公网的传输。
因此这部分推荐采用Vable 700视频会议终端,音视频输入输出与Meta 5000相连,通过Meta 5000的切换选择将不同会议室或手术室的图像传送到其他医院去。
第四节VTEL技术方案考虑根据XXXX医院对远程医疗系统安全、可靠、稳定的高度要求,并综合考虑XXXX医院对远程医疗系统的功能需求,在建设XXXX医院远程医疗系统时需要考虑以下几个方面的因素:一、视频编解码方式高清晰视频是相对于普通清晰度的视频而言的,在视频会议系统发展过程中,2002年以前,几乎所有的视讯系统的活动图像都是采用的CIF格式(352×288像素)的定义,被称为标清视频。
2002年以后,部分视频厂商提出高清的概念,目前的高清系统是能够提供4CIF格式(704×576像素)的活动图像的系统。
而且除了解析度这个指标之外,高清系统对视频的对比度、饱和度、信噪比等等的指标都有严格的要求,这方面主要借鉴的是广电行业的标准。
要实现一个高清晰的视频会议系统,当前一般可以采用MPEG-4、H.263/H.264和MPEG-2几种视频编解码方式。
其中MPEG-4主要是应用于视频播放点播领域,在双向通讯时对纠错能力考虑较少,目前市面上的MPEG-4视频会议系统大多基于服务器+软件构架,稳定性和处理性能明显不如硬件构架的视频会议系统。
H.264是最新的编解码方式,在图像压缩率、图像清晰度、容错能力、网络适应能力等各方面都具有优异的性能,可以在2Mbps左右的带宽下实现高清晰度的图像传输,但由于其编码非常复杂,处理器要求非常高,当前的视频终端只有CIF品质的编解码能力,无法提供4CIF高清晰的图像质量。
而MPEG-2视频编码标准是国际运动图像专家组推荐的用于广电系统传输电视节目的标准,已有10多年的历史了,从技术角度来说是相当成熟和稳定的,而且MPEG-2能够在广电行业得到大规模的应用,也能说明其提供的视频质量是非常高的,VTEL提供的基于MPEG-2的产品,均通过了广电行业的认证,真正能够提供高清晰、高质量的图像传输。
二、组网方案传统的H.320/H.323视频会议系统,均是采用星形拓朴,中心MCU一点对应外部多点的组网结构。
在这样的组网结构下,MCU作为会议的核心承担太多的风险,如果MCU切换不过来或者由于时钟问题、个别会议终端问题,将影响整个会议的进行,而这种故障将是灾难性的。
因此就产生了传统的点对点的组网结构。
中心不配置MCU,而是配置音视频矩阵和多个终端与外部终端做点对点对应连接,终端解码输出的图像和声音由中央矩阵负责切换。
这样的组网结构,虽然保证了系统的稳定性和可靠性,但是在功能方面,与MCU相比有较大的差距,只能实现一些简单的会议功能,无法象MCU那样提供多样的、丰富的功能。
VTEL吸取以上两种组网结构的优点,摒弃两者的缺点,推出了优化的MCU 组网方案,该方案不同于传统的MCU结构,也不同于传统的点对点矩阵系统,既可以完成所有MCU可以完成的功能,又能同时保证系统的高度可靠,不会由于MCU的众多问题影响稳定性,也不会担心由于中心会场的会议终端而影响整个会议的召开。
VTEL的优化组网方案的整体框架是根据ITU-T建议,META 5000 MCU 采用MC和MP分开设计,MC部分完成会议视频、音频、数据的交换,实现会议的导演控制、主席控制、自由轮询、分组会议等会议功能;MP部分完成视频、音频的编码解码、电路适配。
通过MP单元完成与各个分会场的通信连接,保证系统的同时备份,一个MP单元出故障只会影响个别的会议点,不会影响整个会议的召开,保证会议的高度可靠性和稳定性。
此方案的原理图如下:三、高可靠性、稳定性因为医疗行业对远程医疗系统的稳定性和可靠性有着非常高的要求,为了满足用户的这种需求,就必须有针对性的在设备、线路、系统等多个层次加以考虑,VTEL提出的基于META 5000 MCU的解决方案综合考虑了各方面的因素,力求建设一个最稳定、可靠、高效的视频会议系统。
1.设备可靠性终端设备:此方案中选用的是VExtra系列的终端产品,该产品作为电信级的通信设备,在可靠性方面具有优良的表现。
♦基于专业嵌入式平台设计,不会受到病毒感染;♦采用模块化设计,提高稳定性和有效缩短故障恢复时间;♦采用DSP技术,低功耗;♦双电源设计保证稳定可靠;♦支持48伏直流供电;♦满足7×24小时不间断运行。
MCU设备:META 5000 MCU是一款电信运营级的MCU产品,具有极高的稳定性。
♦基于专业嵌入式平台设计,不会受到病毒感染;♦采用DSP技术,低功耗;♦MC和MP相互独立,保证系统整体稳定性;♦多模块插卡式结构,提供有效的备用板卡支持;♦冗余电源设计保证供电稳定可靠;♦支持48伏直流供电;♦真正的热备份;♦满足7×24小时不间断运行;2.系统结构设计♦优化的点对点组网方案VTEL推出的优化的MCU组网方案,既具有了MCU多种灵活丰富的功能,又具有点对点方案的高度可靠性,在前面的组网方案中已有详细的描述,这里就不赘述了。
♦支持音视频直接接入Meta 5000 MCU既可以与终端通过网络进行连接,也可以将各个会场的音视频直接接入设备进行控制,这种情况下图像和声音只是通过电缆进行传输,不会受到网络因素的影响,可靠性极高。