摘? 要：隨著視頻會(huì)議技術(shù)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程會(huì)議的用戶體驗(yàn)越來越好，許多企業(yè)都在大力建設(shè)內(nèi)部的高清視頻會(huì)議系統(tǒng)。為了更高效地推動(dòng)視頻會(huì)議系統(tǒng)建設(shè)，降低建設(shè)成本、增強(qiáng)業(yè)務(wù)可靠性、提升會(huì)議智能化水平，結(jié)合云計(jì)算和多點(diǎn)控制單元資源池技術(shù)，研究一種基于云平臺(tái)的中大型視頻會(huì)議系統(tǒng)的部署方案，并對(duì)方案的系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、業(yè)務(wù)流向和管理策略等內(nèi)容進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：視頻會(huì)議;云服務(wù)器;軟件MCU;資源池;“一大N小”多中心

中圖分類號(hào)：TN948.63? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）20-0071-04

Discussion on the Deployment of Video Conference System

Based on Cloud Platform

SUN Weijun

（China Energy Engineering Group Guangdong Electric Power Design Institute Co.，Ltd.，Guangzhou? 510663，China）

Abstract：With the rapid development of video conference technology，the users experience of remote conference is getting better and better. Many companies are vigorously building internal high-definition video conference systems. In order to promote the construction of video conference system more efficiently，reduce construction costs，enhance business reliability，and improve the level of intelligence in conference，combine cloud computing and multipoint control unit（MCU）resource pool technology to study a deployment scheme of medium and large video conference system based on cloud platform，and the system architecture，network topology，business flow and management strategy of the plan are explained.

Keywords：video conference;cloud server;software MCU;resource pool;“one big N small” multi-center

0? 引? 言

隨著高清視頻會(huì)議技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬的快速提升，視頻會(huì)議系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)部決策部署、工作討論、技術(shù)交流和教育培訓(xùn)等多方面都發(fā)揮著越來越重要的作用。特別是2020年疫情暴發(fā)以后，為了保障人身安全，面對(duì)面的交流方式受到一定程度的約束與限制，更進(jìn)一步激發(fā)了各企業(yè)對(duì)視頻會(huì)議的場景需求。隨著云計(jì)算及虛擬化技術(shù)的飛速發(fā)展，其大規(guī)模、通用性、靈活性、高可靠性、高可擴(kuò)展性等優(yōu)勢(shì)已得到市場普遍認(rèn)可，而現(xiàn)有的基于硬件平臺(tái)的視頻會(huì)議系統(tǒng)的缺點(diǎn)則日益明顯：建設(shè)成本高、部署不靈活、擴(kuò)展性差、技術(shù)固化等。本文作者在電力通信行業(yè)工作多年，對(duì)網(wǎng)級(jí)、省級(jí)、地市級(jí)各級(jí)硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)的弊端體會(huì)尤為深刻。因此，作者研究了一種基于云平臺(tái)虛擬化部署的可覆蓋全企業(yè)總部、分/子公司和各級(jí)業(yè)務(wù)部門等所有用戶節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化的視頻會(huì)議系統(tǒng)部署方案，以實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)視頻會(huì)議資源的全面融合，從而大大降低建設(shè)成本、增強(qiáng)業(yè)務(wù)可靠性、提升會(huì)議智能化水平。

1? 視頻會(huì)議系統(tǒng)現(xiàn)狀

視頻會(huì)議系統(tǒng)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上位于不同地理空間的個(gè)人或者團(tuán)體，通過部署在當(dāng)?shù)氐亩嗝襟w語音視頻設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)資源，將語音、圖像及文件資料實(shí)現(xiàn)互通互傳并遠(yuǎn)程呈現(xiàn)在本地，從而實(shí)現(xiàn)異地間實(shí)時(shí)的互動(dòng)溝通交流。

目前主流的視頻會(huì)議系統(tǒng)核心多點(diǎn)控制單元（Multiple Control Unit，MCU）平臺(tái)大多數(shù)均采用傳統(tǒng)的專用硬件平臺(tái)架構(gòu)，通信媒體流、信令流的處理和轉(zhuǎn)發(fā)完全依靠專用的核心DSP芯片來完成。而DSP芯片目前主要由美國TI和德國英飛凌研發(fā)生產(chǎn)，成本高昂，直接導(dǎo)致視頻會(huì)議核心設(shè)備價(jià)格居高不下。另外，由于視頻會(huì)議系統(tǒng)業(yè)務(wù)可靠性的特殊要求，目前硬件平臺(tái)大多數(shù)都配備了主備兩套系統(tǒng)，尤其是核心MCU設(shè)備，都是采用雙MCU主備部署，同時(shí)還需冷備一些關(guān)鍵的業(yè)務(wù)板卡。但在視頻應(yīng)用越來越廣泛，系統(tǒng)容量越來越大的發(fā)展趨勢(shì)下，仍然采用主備部署模式，必然會(huì)造成投資的巨大浪費(fèi);另一方面，如果減少備用系統(tǒng)，又會(huì)大大降低系統(tǒng)的可靠性。

除此之外，視頻會(huì)議技術(shù)更新迭代越來越快，如Web RTC、H.265、VP8、VP9視頻編解碼協(xié)議、OPUS音頻編解碼協(xié)議等音視頻技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)層出不窮。在傳統(tǒng)MCU硬件平臺(tái)應(yīng)用上述先進(jìn)技術(shù)是無法通過軟件版本更新迭代來平滑過渡的，必須替換其中的主機(jī)板卡，甚至是更換整套設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，現(xiàn)有的視頻會(huì)議硬件平臺(tái)既限制了各企業(yè)的視頻業(yè)務(wù)發(fā)展，更無法滿足視頻會(huì)議系統(tǒng)先進(jìn)性、安全性、可擴(kuò)展性的發(fā)展趨勢(shì)需求。

2? 視頻會(huì)議軟件平臺(tái)可行性

近年來，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字化技術(shù)得到了飛速發(fā)展。在IT架構(gòu)轉(zhuǎn)向云計(jì)算的大趨勢(shì)下，硬件MCU維護(hù)復(fù)雜、技術(shù)固化、缺少高可靠備份機(jī)制、擴(kuò)展困難等局限性日益凸顯。云計(jì)算平臺(tái)目前可以提供的能力分為計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力和網(wǎng)絡(luò)能力（詳見3.4部分），而視頻會(huì)議軟件平臺(tái)需要的計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力都可以使用云計(jì)算平臺(tái)的對(duì)應(yīng)能力來代替。軟件MCU可通用云服務(wù)器虛擬化部署、組建分布式云計(jì)算集群，實(shí)現(xiàn)多活熱備、軟硬解耦、統(tǒng)一運(yùn)維管理等先進(jìn)功能。

2007年H.264 SVC柔性分層編碼標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，經(jīng)過10多年發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入成熟階段。采用SVC柔性編碼架構(gòu)的軟件MCU，無需對(duì)終端碼流進(jìn)行重復(fù)編解碼，可根據(jù)用戶觀看需求和網(wǎng)絡(luò)帶寬條件做智能路由，讓視頻會(huì)議的架構(gòu)跳躍發(fā)展到智能路由架構(gòu)，在具備適配終端不同速率和分辨率、會(huì)議并發(fā)不限組數(shù)等優(yōu)勢(shì)的前提下，MCU運(yùn)算量大幅降低，同等硬件條件下接入性能可大幅度提升。

綜上所述，視頻會(huì)議軟件平臺(tái)部署靈活、實(shí)施快速、擴(kuò)容方便、軟件可持續(xù)升級(jí)、運(yùn)維管理簡單、業(yè)務(wù)可靠性更高而且建設(shè)成本更低，必將成為主流視頻會(huì)議廠商下一代方案的共同選擇。

3? 視頻會(huì)議軟件平臺(tái)部署方案

3.1? 系統(tǒng)架構(gòu)

視頻會(huì)議系統(tǒng)架構(gòu)主要由系統(tǒng)平臺(tái)、終端及附屬設(shè)備、承載網(wǎng)絡(luò)三部分組成。其中系統(tǒng)平臺(tái)由MCU、GK、SIP服務(wù)器、管理系統(tǒng)等組成。

系統(tǒng)平臺(tái)根據(jù)部署方式不同又可分為硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)?？紤]到現(xiàn)有主流硬件平臺(tái)的局限性，中大型企業(yè)在建設(shè)視頻會(huì)議系統(tǒng)時(shí)，可建設(shè)一個(gè)全網(wǎng)統(tǒng)一的視頻會(huì)議系統(tǒng)軟件平臺(tái)，采用總部/分公司兩級(jí)組網(wǎng)方案，通過虛擬化組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)軟件MCU資源池，按照“一大N小”多中心模式，即在企業(yè)總部建設(shè)大規(guī)模軟件MCU資源池（大中心），按照分/子公司地域分布合理選擇另外N個(gè)分/子公司建設(shè)小規(guī)模軟件MCU資源池（區(qū)域小中心），采用分布式資源池部署的方式，通過承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)所有軟件MCU資源池邏輯上平等，互為備份。

終端及附屬設(shè)備可繼續(xù)沿用現(xiàn)有的成熟方案及產(chǎn)品，在本地會(huì)議室按需組建一個(gè)音視頻網(wǎng)絡(luò)，并將通信媒體流、信令流經(jīng)視頻會(huì)議終端重編解碼，最終通過承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與軟件MCU資源池節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)互通。公司總部、各分/子公司和各級(jí)業(yè)務(wù)部門等用戶節(jié)點(diǎn)可采用星型結(jié)構(gòu)就近接入到本地部署的軟件MCU資源池節(jié)點(diǎn)，如圖1所示。

3.2? 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

企業(yè)總部軟件MCU資源池（大中心）應(yīng)能容納全企業(yè)所有終端的接入需求，并根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)留一定的冗余量。N個(gè)區(qū)域軟件MCU資源池（區(qū)域小中心）應(yīng)能容納各自區(qū)域所有終端的接入需求，并預(yù)留一定的冗余量。各軟件MCU資源池節(jié)點(diǎn)根據(jù)業(yè)務(wù)需求配置相應(yīng)數(shù)量的通用云服務(wù)器設(shè)備以及軟件許可，經(jīng)交換機(jī)匯聚后接入傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過承載網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互聯(lián)互通。

公司總部、各分/子公司和各級(jí)業(yè)務(wù)部門等用戶節(jié)點(diǎn)配置單套終端和多媒體設(shè)備（重要會(huì)場可配置主備雙終端），接入到就近的區(qū)域軟件MCU資源池節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)需要召開本地會(huì)議室時(shí)，各區(qū)域的視頻終端就近接入到本地的軟件MCU資源池節(jié)點(diǎn)各自開展本地會(huì)議;而當(dāng)需要召開全網(wǎng)大會(huì)或者跨區(qū)域會(huì)議時(shí)，分布在公司總部和不同分/子公司的軟件MCU資源池節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)通過虛擬背板連接為一個(gè)整體，無需人工介入操作。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。

3.3? 業(yè)務(wù)流向

總部/分公司兩級(jí)組網(wǎng)建設(shè)的視頻會(huì)議軟件平臺(tái)，各單位視頻會(huì)議終端原則上接入本地的軟件平臺(tái)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)各會(huì)場終端召開視頻會(huì)議時(shí)，信令和媒體流量均通過本地軟件平臺(tái)節(jié)點(diǎn)完成交互;歸屬不同軟件平臺(tái)節(jié)點(diǎn)的會(huì)場終端間召開視頻會(huì)議時(shí)，信令和媒體流量經(jīng)節(jié)點(diǎn)之間的連接完成交互;當(dāng)某個(gè)軟件節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，最優(yōu)備份軟件節(jié)點(diǎn)將即時(shí)接管其下屬的所有會(huì)場終端，最優(yōu)備份軟件節(jié)點(diǎn)可以通過系統(tǒng)預(yù)先配置好，也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.4? 承載網(wǎng)絡(luò)

視頻會(huì)議業(yè)務(wù)由于帶寬需求較大且對(duì)私密性、安全性要求較高，應(yīng)承載在專用的IP網(wǎng)絡(luò)上。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)方面，各會(huì)場可接入企業(yè)內(nèi)部本地的辦公局域網(wǎng)并劃分專用的語音視頻VPN來實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議數(shù)據(jù)流的通道隔離。傳輸網(wǎng)絡(luò)方面，企業(yè)可通過自建傳輸網(wǎng)并劃分專用傳輸通道，或者通過租用運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，本文不再敷述。

3.5? 會(huì)議管理

基于云平臺(tái)的視頻會(huì)議系統(tǒng)采用一套能支撐大規(guī)模視頻會(huì)議并發(fā)、多業(yè)務(wù)融合的會(huì)議管理平臺(tái)，在分布式云架構(gòu)組網(wǎng)模式下，統(tǒng)一對(duì)MCU、終端進(jìn)行管理。通過會(huì)議管理部門按職能和從屬關(guān)系對(duì)總部、各分/子公司進(jìn)行分級(jí)分層權(quán)限分配。各分/子公司負(fù)責(zé)本級(jí)設(shè)備的配置和管理，公司總部或上級(jí)機(jī)構(gòu)可以查詢并管理下級(jí)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。通過分級(jí)分權(quán)，可充分利用系統(tǒng)資源，同時(shí)大大減輕由集中運(yùn)維帶來的工作壓力。

在視頻會(huì)議系統(tǒng)使用上，可由各使用部門直接發(fā)起、召集、控制各種類型的會(huì)議，會(huì)議管理部門擁有全局的權(quán)限控制權(quán)，可確保整個(gè)會(huì)議過程的可監(jiān)控、可管理，真正做到用、管分離。

3.6? 新技術(shù)應(yīng)用

隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進(jìn)步以及互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛地運(yùn)用到了各個(gè)領(lǐng)域，隨之而來的則是海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。其中，語音數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)分析及由此衍生的語音識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)受到了越來越多的重視。

視頻會(huì)議系統(tǒng)本就是基于語音圖像處理的平臺(tái)，在新技術(shù)應(yīng)用方面，結(jié)合語音識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)，可開發(fā)各種類型的智能會(huì)議業(yè)務(wù)應(yīng)用有：

（1）基于圖像識(shí)別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)參會(huì)人員人臉識(shí)別、職位匹配、智能簽到、人數(shù)統(tǒng)計(jì)等功能，在多方會(huì)議的實(shí)時(shí)視頻上顯示與會(huì)者的姓名、部門、職位等信息，并自動(dòng)生成會(huì)議簽到表。

（2）基于語音識(shí)別技術(shù)，可完成發(fā)言內(nèi)容自動(dòng)識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)同聲字幕、自動(dòng)生成會(huì)議紀(jì)要等功能，將發(fā)言內(nèi)容同步顯示在屏幕上，方便與會(huì)者隨時(shí)觀看和學(xué)習(xí)，并自動(dòng)生成和輸出會(huì)議紀(jì)要。

語音識(shí)別技術(shù)、圖像識(shí)別技術(shù)均依賴于大數(shù)據(jù)及云計(jì)算技術(shù)，而本方案也是基于云計(jì)算架構(gòu)部署，很容易通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議及接口集成上述智能會(huì)議業(yè)務(wù)應(yīng)用。因此，在建設(shè)基于云平臺(tái)的視頻會(huì)議系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)預(yù)留智能會(huì)議業(yè)務(wù)應(yīng)用的擴(kuò)展能力，各企業(yè)可根據(jù)實(shí)際使用場景需求部署相應(yīng)的智能會(huì)議業(yè)務(wù)應(yīng)用。

4? 結(jié)? 論

隨著視頻會(huì)議需求的不斷增長，傳統(tǒng)專用硬件系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜、技術(shù)固化、擴(kuò)展困難、建設(shè)成本高等缺點(diǎn)越發(fā)凸顯。在IT架構(gòu)全面轉(zhuǎn)向云計(jì)算的大趨勢(shì)下，傳統(tǒng)硬件視頻會(huì)議系統(tǒng)也逐步向云化架構(gòu)轉(zhuǎn)型。本文介紹了一種基于云平臺(tái)的中大型視頻會(huì)議系統(tǒng)的部署方案，通過虛擬化組網(wǎng)技術(shù)組建分布式云計(jì)算集群，按照“一大N小”多中心模式部署軟件MCU資源池，各資源池互為備份。從而實(shí)現(xiàn)多活熱備、軟硬解耦、統(tǒng)一運(yùn)維管理等先進(jìn)功能，并將大大降低視頻會(huì)議系統(tǒng)建設(shè)成本、增強(qiáng)業(yè)務(wù)可靠性、提升會(huì)議智能化水平。

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作者簡介：孫偉鈞（1984.08—），男，漢族，廣東河源人，工程師，碩士研究生，研究方向：電力通信。