陳東豐

【摘要】視頻會議系統(tǒng)是計算機多媒體技術(shù)和辦公自動化的結(jié)合體，它是一個集語音、圖像處理等多種信息采集功能于一體的現(xiàn)代化工作平臺。隨著科技發(fā)展與進步，特別是受突發(fā)狀況的影響，為避免人員聚集和病毒交叉感染，視頻會議系統(tǒng)的應用和發(fā)展迎來了高速期，本文對視頻會議系統(tǒng)平臺的部署方式進行介紹和對比分析，并針對影響會議系統(tǒng)MCU平臺云化部署可能造成的時延問題，針對性地建立一種行之有效的時延測試方法，從而確定MCU云部署時延對視頻會議系統(tǒng)的影響程度。

【關(guān)鍵詞】視頻會議;云平臺;時延;內(nèi)存

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.15.004

視頻會議又稱會議電視或視訊會議，是依托于通信網(wǎng)絡時代出現(xiàn)的新型的會議方式，它能通過通信網(wǎng)絡和媒體設(shè)備實現(xiàn)兩個或多個不同地方的個人或群體的實現(xiàn)語音、圖像處理等多種信息采集功能于一體的現(xiàn)代化工作平臺。視頻會議作為目前最先進的通訊技術(shù)，只需借助互聯(lián)網(wǎng)，即可實現(xiàn)高效高清的遠程會議、辦公，在持續(xù)提升用戶溝通效率、縮減企業(yè)差旅費用成本、提高管理成效等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，已部分取代商務出行，成為遠程辦公最新模式。

十八大以來，各級政府及企事業(yè)單位，積極貫徹“八項規(guī)定”，開展反四風建設(shè)，大力縮減會議開支，鼓勵通過采用視頻會議等新技術(shù)手段召開會議。特別是“公車改革后”給會務和差旅都提出了較大的挑戰(zhàn)，而受到席卷全球的突發(fā)情況的影響和隨著云計算的發(fā)展，視頻會議系統(tǒng)的應用和發(fā)展迎來了高速發(fā)展期。

1. 視頻會議系統(tǒng)組成

視頻會議系統(tǒng)在技術(shù)實現(xiàn)方式上主要分為模擬（如利用閉路有線電視系統(tǒng)實現(xiàn)單向視頻會議）和數(shù)字（通過軟硬件計算機和通訊技術(shù)實現(xiàn)）兩種。從表現(xiàn)形式上可分為硬件視頻會議，軟件視頻會議系統(tǒng)，軟硬結(jié)合視頻會議系統(tǒng)。從編碼方式上可以分為H.323的視頻會議系統(tǒng)和MPEG4和H.264的視頻會議系統(tǒng)。

一般的視頻會議系統(tǒng)包括MCU多點控制器（視頻會議服務器）、會議室終端、PC桌面型終端、電話接入網(wǎng)關(guān)（PSTNGateway）、Gatekeeper（網(wǎng)閘）等幾個部分。各種不同的終端都連入MCU進行集中交換，組成一個視頻會議網(wǎng)絡。

2. 視頻會議系統(tǒng)MCU平臺部署

視頻會議系統(tǒng)中多點控制單元MCU是實質(zhì)上是一臺多媒體信息交換機，進行多點呼叫和連接，實現(xiàn)視頻廣播、視頻選擇、音頻混合、數(shù)據(jù)廣播等功能，完成各終端信號的匯接與切換。MCU與現(xiàn)行交換機不同之處在于，交換機完成的是信號的點對點連接，而MCU則要完成多點對多點的切換、匯接或廣播。視頻會議系統(tǒng)MCU平臺部署主要有本地部署和公有云平臺部署兩種方式。MCU本地部署可實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地化、降低網(wǎng)絡時延，但存在設(shè)備建設(shè)成本和維護成本較高的問題，同時，在設(shè)備故障時，容易造成數(shù)據(jù)丟失無法恢復，因此安全性較差。MCU公有云平臺部署，設(shè)備資料部署在云端，網(wǎng)絡時延相對較高，但建設(shè)成本和維護成本較低，當云平臺設(shè)備故障時，基于云平臺的保護機制，數(shù)據(jù)不會丟失，安全性能高。隨著寬帶網(wǎng)絡的高速發(fā)展，網(wǎng)絡的穩(wěn)定性不斷提高，網(wǎng)絡時延的越來越低，超高的帶寬速率和超低的時延，使得MCU部署在公有云平臺的部署部署方式已逐漸成為視頻會議系統(tǒng)部署的發(fā)展方向。

3. 視頻會議系統(tǒng)MCU云平臺部署方案介紹

本著以建設(shè)具有功能實用、操作簡便、運行可靠、費用節(jié)約的融合型視頻會議系統(tǒng)，本文提供了一種MCU云端部署的主流視頻會議系統(tǒng)建設(shè)解決方案。

3.1 平臺簡介

視頻會議系統(tǒng)中心平臺部署在中國電信天翼云上，在云上搭建一個客戶專網(wǎng)，各會場通過專線連接到視頻會議中心平臺，實現(xiàn)多方視頻會議、圖文共享、協(xié)同操作、會議錄制等各項功能。其中客戶專網(wǎng)保證了網(wǎng)絡傳輸?shù)姆€(wěn)定性和私密性，MCU平臺部署在云平臺則節(jié)約了建設(shè)成本和后期的維護成本。

3.2 方案組網(wǎng)介紹

如圖1所示

組網(wǎng)說明：

（1）平臺側(cè)：視頻會議中心平臺采用云化服務器（云主機）部署，采用Linux操作系統(tǒng);

（2）終端側(cè)：1主+N個分會場，其中主會場部署高性能分體式視頻會議終端，分會場可配置分體式視頻會議終端或一體化硬件會議終端;

（3）傳輸網(wǎng)絡：各會場終端通過電信專線連接到視頻會議中心平臺注冊。為了保證會議的流暢性和穩(wěn)定性，服務器中心帶寬不低于：30M，各會場前端專網(wǎng)接入網(wǎng)絡帶寬不低于4Mbps，上下行對稱。建成后的視頻會議系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)主會場與分會場會議系統(tǒng)的音視頻溝通。支持會議錄制，實現(xiàn)雙流輸出。建成后的視頻會議系統(tǒng)具備靈活擴容能力，可按需增加/減少參會單位、部門。

3.3 MCU云平臺部署方案優(yōu)勢

3.3.1 技術(shù)和安全性高

業(yè)界最新的云平臺架構(gòu)，支持全編全解，支持媒體資源動態(tài)調(diào)度。視頻會議平臺非共享平臺，為用戶獨享平臺;視頻會議系統(tǒng)部署在專網(wǎng)內(nèi)，專網(wǎng)專用，完全隔離其他網(wǎng)絡;會場終端通過專線連接到視頻會議云平臺;支持H.235，SRTP和AES-128加密算法;支持終端注冊認證、密碼認證、會議加密等多種安全機制。

3.3.2 操控簡潔

會控操作界面借鑒互聯(lián)網(wǎng)化設(shè)計風格，使用方便，用戶能夠快速掌握操作方法。無論是專業(yè)硬件會議終端，還是軟件客戶端，均能保證操作簡單易用、連接快速實時、數(shù)據(jù)傳輸安全保密。

3.3.3 快速擴容

產(chǎn)品擴容簡單、快捷，如要增加會場，僅需購買會議終端和平臺服務即可快速接入視頻會議系統(tǒng)。另外，無論是專業(yè)硬件會議終端，還是軟件客戶端（需連接專線），均能保證操作簡單易用、連接快速實時、數(shù)據(jù)傳輸安全保密。

3.3.4 維護量少

在網(wǎng)絡條件滿足的情況下，3-5分鐘即可完成設(shè)備安裝，在第一次調(diào)試完成后，后續(xù)會議“1”鍵即可入會，無需專人維護，視頻會議就像用電話一樣簡單。

4. MCU云化部署視頻時延測試

4.1 時延因素分析

采用MCU云化部署，最重要的是需要考慮視頻的延時，產(chǎn)生的時延主要分為幾個部分：1、視頻采集與編碼。2.視頻設(shè)備到服務器的傳輸。3.服務器分發(fā)到客戶端的傳輸。4. 客戶端的播放

其中，這個過程延時消耗最大的是1和4，也就是編/解碼的部分，通常情況下1的時延要大于4的延時，如果2和3時延太大，則將無法考慮采用MCU云化部署。

目前市面上的視頻編碼多采用硬編碼，雖然是硬編碼，采用芯片進行的視頻編碼計算，但不得不說，這個還是計算量大，時間消耗長，在arm設(shè)備中硬編碼，以海思芯片為例，大部分可以控制在200ms以下的時間消耗，在手機上，由于手機性能的不一樣，消耗的時間也不一樣，但經(jīng)過長期的推流開發(fā)經(jīng)驗，手機硬編碼的時間消耗大部分也在300ms左右。

4.2 時延測試

時延因素的分析，為精確計算時延，我們在做延時測試時的做法是，在PC上開啟一個精確到毫秒的計時器，再通過攝像機流推送到服務器，再同時開啟一個電視作為播放器，再通過屏幕截屏或者手機拍照的方式，將源視頻和播放視頻都包括在一張照片內(nèi)，再進行時間差值的計算，從而做到準確的延時統(tǒng)計了！

首先通過本地電腦打開秒表計算器的畫面，并將畫面用三種方式在市政府的電視上進行展示，三個場景中的秒表時間差即需要測試的時延（畫面詳見下圖）。左邊電視的畫面1為電腦通過視頻矩陣直接連到電視，未通過會議設(shè)備，相當源設(shè)備的時間。右邊電視共有兩個畫面，其中畫面（左）2為電腦通過本地視頻會議設(shè)備將畫面上傳至云平臺，再有云平臺傳送到本地畫面的時間，畫面（右）3為在分會場將視頻信號進行環(huán)回，實現(xiàn)將本地電腦傳送到云平臺后回傳到本地設(shè)備后的畫面。

通過測試計算：

從視頻源發(fā)出到分會場收到的時延相當于畫面2-畫面3=20.805-20.281=0.569秒，而從視頻源發(fā)出到返回的時延相當于為畫面1-畫面3=21.350-20.281=1.069秒，可見，在視頻會議系統(tǒng)MCU云化部署后，從本地視頻傳送到分會場到回送畫面，總時間僅為1秒左右，可以滿足正常的會議時延要求。如圖2所示

5. 結(jié)束語

5G時代移動帶寬的高速低延時使得移動設(shè)備入會效果變得極其優(yōu)秀，大量的桌面視頻溝通，移動視頻溝通將非常普遍。那么傳統(tǒng)一個集團企業(yè)對視頻的需求可不再是十位數(shù)、百位數(shù)了，而是一躍變成千位數(shù)和萬位數(shù)級別的規(guī)模，未來的MCU部署模式也將越來越多樣化，而傳統(tǒng)的本地部署存在各種制約因素，無法支撐大量并發(fā)不斷變化的會議需求，而通過引入當下主流的云服務架構(gòu)模式，將MCU進行云化部署，將能滿足企業(yè)越來越高的會議模式需求，而云化部署的多樣性、靈活性、可擴展性、更新迭代和安全性等能力是MCU本地化部署無法比擬的，必將逐步成為未來的視頻會議系統(tǒng)主流部署方式。

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