提升視頻會議系統(tǒng)可靠性研究

葉 勛，葛元鵬，林靖穎

(國網(wǎng)福建省電力有限公司信息通信分公司，福建福州 350003)

視頻會議系統(tǒng)是公司上情下達、生產(chǎn)協(xié)調(diào)、應(yīng)急搶修等重要工作的必要保障系統(tǒng)之一。近年來，隨著電網(wǎng)發(fā)展迅猛，管理要求日益提升，對視頻會議的數(shù)量及質(zhì)量要求也大幅提高。

1 設(shè)備備份

一套完整的視頻會議系統(tǒng)通常由多點控制單元MCU、視頻會議終端、網(wǎng)絡(luò)管理軟件、傳輸網(wǎng)絡(luò)以及音視頻外圍輔助設(shè)備構(gòu)成。實現(xiàn)視頻會議系統(tǒng)的安全可靠，首先要實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的設(shè)備安全可靠。因此增加設(shè)備冗余度或備份就成為了一種重要手段。

1.1 MCU的1+1熱備份

目前，視頻會議系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可分為H.320方式及H.323方式。對于不同方式，MCU的1+1熱備份就有不同的區(qū)別。

(1)H.320方式。因 E1專線通道的獨占性，H.320方式下的MCU的1+1熱備份就是同時在線運行的兩套獨立系統(tǒng)，主備兩套MCU設(shè)備各自啟用網(wǎng)管系統(tǒng)，管理各自的視頻會議終端。當其中一臺MCU故障時，需要整套系統(tǒng)進行替換。

(2)H.323方式。H.323方式下MCU的1+1熱備份是兩臺MCU以IP方式級聯(lián)，使用同一套網(wǎng)管系統(tǒng)進行管理，在網(wǎng)管軟件上指定主用MCU和備用MCU，兩臺MCU與所有的視頻會議終端都是注冊在同一個GK下。當其中一臺MCU出現(xiàn)故障時，視頻會議終端資源自動切換到另一臺MCU進行管理。

圖1 H.323方式下MCU 1+1熱備份

(3)混合方式。兩臺MCU分別以H.320、H.323方式組網(wǎng)。該方式下，兩臺MCU為兩套獨立的系統(tǒng)，各自進行管理，當其中一臺MCU故障時，就需要整套系統(tǒng)進行替換。

對于可同時支持 H.320、H.323方式的 MCU，MCU以部分資源通過H.320方式組網(wǎng)，部分資源以H.323方式組網(wǎng)。該方式下，MCU可形成H.320與H.320、H.323與H.323、H.320與H.323方式1+1熱備份。MCU、視頻會議終端需要注冊使用GK。當其中一臺MCU出現(xiàn)故障，另外一臺MCU需要通過網(wǎng)管軟件，重新呼叫視頻會議終端入會。

1.2 視頻會議終端1+1備份

視頻會議終端的備份可分為兩種方式［1］:(1)在線熱備用。同一會場的兩臺視頻會議終端同時接入同一臺MCU，同時運行。當其中一臺視頻會議終端發(fā)生故障時，直接在網(wǎng)管系統(tǒng)上進行操作，切換至另一臺視頻會議終端，但需要在音響系統(tǒng)上切除故障視頻會議終端的聲音，避免形成回聲。(2)離線熱備用。同一會場的兩臺視頻會議終端，一臺接入MCU運行，一臺開機運行。當在運行視頻會議終端發(fā)生故障時，就需要迅速將在故障視頻會議終端的通道轉(zhuǎn)接至備用終端，并在網(wǎng)管系統(tǒng)上進行相應(yīng)的操作。

1.3 傳輸通道1+1備份

傳輸通道的備份同樣也有兩種實現(xiàn)方式［2］:(1)以不同路由的形式增加有關(guān)設(shè)備的傳輸通道。(2)利用現(xiàn)有成熟的通信設(shè)備進行傳輸通道的改造。例如，使用SDH設(shè)備，對總體的傳輸網(wǎng)絡(luò)進行環(huán)網(wǎng)改造，即可利用SDH設(shè)備的自愈環(huán)保護技術(shù)提高傳輸通道的可靠性。

1.4 網(wǎng)管系統(tǒng)的1+1備份

網(wǎng)管系統(tǒng)的備份主要是在相應(yīng)的MCU設(shè)備上進行:MCU設(shè)備上將MC模塊進行主備配置。此外，網(wǎng)管系統(tǒng)使用的客戶端軟件、電腦服務(wù)器、MCU至各會場處網(wǎng)管系統(tǒng)使用的傳輸通道均需要進行1+1備份。

1.5 音響系統(tǒng)1+1備份

音響系統(tǒng)的備份主要是會場內(nèi)使用的音響系統(tǒng)設(shè)備的備份以及視頻會議中會議語音的備份。會場內(nèi)的音響系統(tǒng)1+1備份主要考慮的是調(diào)音臺、功放以及音箱。調(diào)音臺的備份可利用自身多余的端口數(shù)進行分區(qū)備份，亦可分設(shè)為多個調(diào)音臺進行互備。功放、音箱根據(jù)不同的功能需求進行1+1備份。視頻會議中會議語音的1+1備份更多的是借助電話會議系統(tǒng)進行的。會場通過調(diào)音臺將會議的語音同時向視頻會議系統(tǒng)以及電話會議系統(tǒng)發(fā)送，根據(jù)各系統(tǒng)運行情況，選擇最佳語音效果進行擴音。

1.6 電源系統(tǒng)1+1備份

穩(wěn)定的電源是系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，電源的冗余配置可通過將所有相關(guān)設(shè)備全部接入UPS系統(tǒng)、改造使用兩路及以上的交流電源供電等方式來實現(xiàn)提高電源系統(tǒng)的可靠性。

1.7 輔助設(shè)備1+1備份

輔助設(shè)備的1+1備份主要是指圖像切換臺、視頻矩陣、集中控制系統(tǒng)的1+1備份;圖像切換臺、視頻矩陣除了增加設(shè)備進行1+1備份，亦可通過布放好的視頻跳線，故障時直接跳過故障設(shè)備，直接接入下一信號流設(shè)備，保障會議正常進行;集中控制系統(tǒng)可通過增加設(shè)備進行1+1備份，亦可通過并接所控制設(shè)備的控制信號線，實現(xiàn)軟件與手工控制的互備份。

2 提升視頻會議系統(tǒng)切換時效性

隨著視頻會議服務(wù)水平要求的上升，對視頻會議系統(tǒng)提出相當苛刻的要求，即整個系統(tǒng)中某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可自行恢復(fù)或者經(jīng)過人工處理恢復(fù)，而會議中的參會人員沒有感覺到異樣。因此，設(shè)備出現(xiàn)故障，主備設(shè)備切換時間、人工介入操作的時間越短，設(shè)備故障所引起的影響就越容易被掩飾［3］。提升視頻會議系統(tǒng)故障狀態(tài)下切換的時效性就成為另一個關(guān)注重點。

2.1 “會場互備”方案

“會場互備”的方案，具體實施為［4］:(1)搭建公共平臺混合矩陣，利用各分會場已配置的矩陣資源，通過音視頻光端機進行互聯(lián)，建立本單位內(nèi)部的多點矩陣控制平臺，實現(xiàn)對各個分會場的多點控制。(2)對于使用相同品牌的矩陣，則可使用矩陣配置的網(wǎng)管系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理;對于不同品牌，則可事先選好備份會場，固化矩陣互聯(lián)輸入輸出關(guān)系。矩陣之間的互聯(lián)切換操作也可借助集中控制系統(tǒng)，事先燒錄具體使用的模式。(3)各分會場的視頻會議終端、攝像頭均接入矩陣，實現(xiàn)圖像信號的會場互備。(4)音頻部分參照國網(wǎng)公司電視電話會議的要求，各分會場均以采用語音的“一主兩備”［1］措施即會議電視伴音為主用，電話會議匯接機組成的專線式電話會議系統(tǒng)和交互式電話會議系統(tǒng)為備用。因此，音頻部分的互備更多的是調(diào)音臺的互備，通過音頻光端機將不同會場的音臺互備。

如圖2所示，當A會場視頻會議終端故障，A會場攝像頭信號即可通過A會場視頻矩陣互聯(lián)至公共平臺混合矩陣，再輸出給B會場視頻矩陣，最終送達B會場視頻會議終端;同樣，其他遠端的會議圖像通過矩陣系統(tǒng)返回到A會場顯示設(shè)備。而音頻部分，A會場音頻通過調(diào)音臺，音頻光端機互聯(lián)至B會場調(diào)音臺，最終輸出到B視頻會議終端。此時，需要在視頻會議系統(tǒng)網(wǎng)管上將B終端申請主席，廣播會場的操作。同樣，遠端會議音頻也通過矩陣系統(tǒng)返回至A會場。上述所有矩陣可事先固化輸入輸出關(guān)系，亦可通過集中控制系統(tǒng)事先燒錄模式，切換時僅需按一個鍵即可實現(xiàn)。

圖2 會場終端互備示意圖

2.2 方案的比較分析

“會場互備”方案本質(zhì)上就是另一種形式的設(shè)備在線1+1熱備，這種形式對于切換故障設(shè)備，人工操作的事項相對較少，能夠迅速恢復(fù)視頻會議。因此，相對于使用在線1+1熱備的視頻會議系統(tǒng)，會場互備方案在時效性上并無較大差別。

對于未使用設(shè)備在線1+1熱備的視頻會議系統(tǒng)，可分別按照不同的故障切換狀態(tài)進行比較:

(1)MCU故障切換。當MCU故障切換時，H.320方式或者混合方式下需要視頻會議系統(tǒng)整體的切換［5－6］。此時，所有的分會場均需要進行視頻會議終端的切換，主會場還需進行攝像頭、矩陣以及其他會場的信號源以及相應(yīng)備用MCU網(wǎng)管系統(tǒng)的操作，切換的時間與各會場人員操作速度緊密相關(guān);特別對于一些單位視頻會議系統(tǒng)建設(shè)不完善的現(xiàn)有條件，單個會場不具備兩套視頻會議系統(tǒng)進行保障，甚至出現(xiàn)需要參會人員更換會場的情況，影響會議不可避免。若各會場均采用“會場互備”的方案，其借用了備用會場的視頻會議系統(tǒng)，將圖像傳送至?xí)h會場中，參會人員不需要移動;視頻會議系統(tǒng)切換主要是會議前事先組織好的備用視頻會議系統(tǒng)簡單的網(wǎng)管操作以及矩陣切換操作，操作時間將大幅壓縮，對于會議的影響大幅減低。H.323方式下，兩臺MCU自身的“無縫切換”即完成全部切換，從時效性上看該方案不具優(yōu)勢［7－8］。

(2)視頻會議終端故障切換。當會議主會場視頻會議終端故障時，對于視頻會議終端離線熱備用方式，故障視頻會議終端在用通道接入備用視頻會議終端上，同時需要在網(wǎng)管系統(tǒng)上進行呼叫上線、申請主席，廣播終端等一些列操作?！皶龌洹狈桨缚蛇x擇本會場矩陣切換聯(lián)接使用備用會場的同視頻會議系統(tǒng)終端，同時進行網(wǎng)管的申請主席，廣播終端操作，時效性上稍具優(yōu)勢。當分會場視頻會議終端故障時，“會場互備”方案可快速通過矩陣的切換使用備用視頻會議系統(tǒng)經(jīng)主會場;特別是在主會場與分會場進行點名發(fā)言或其他互動的情況下，操作時效性較高。

(3)傳輸通道的切換。由于傳輸通道的故障影響視頻會議終端的使用，因此其結(jié)果與視頻會議終端的切換相似。

(4)音響系統(tǒng)、輔助設(shè)備的故障切換時效性并無較大差別。

3 結(jié)束語

隨著視頻會議系統(tǒng)應(yīng)用頻率的增加、推廣范圍的擴大，視頻會議系統(tǒng)安全平穩(wěn)運行及可靠保障便成為了研究與解決的重點。本文提出的方案為提高視頻會議系統(tǒng)的可靠性提供了參考，但由于諸多因素的限制，在研究中并未考慮全部，提出的方案仍有一定的局限性，需在日后進行更深入的研究。

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