視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力的研究

國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司淮北供電公司 張 敏 袁 瑜 王冰清

視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力的研究

國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司淮北供電公司 張 敏 袁 瑜 王冰清

視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程在線視頻會(huì)議,是電力企業(yè)辦公系統(tǒng)的重要組成部分,可以保證上層指令的及時(shí)傳達(dá)和基層工作情況的及時(shí)反饋.視頻會(huì)議系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)為通信渠道,對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸速度和視頻質(zhì)量有較高要求,需要通過(guò)對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)的靈活部署提升網(wǎng)絡(luò)綜合承載能力,為視頻會(huì)議系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提供保障.本文將對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹,探討電力視頻會(huì)議和承載網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況,并通過(guò)對(duì)通信鏈路的規(guī)劃部署,提高系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)能力.

視頻會(huì)議;系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò);容災(zāi)能力

一、前言

網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議是一種基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的新型通信會(huì)議模式,參與會(huì)議的人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸聲音、圖像等元素,實(shí)現(xiàn)在線視頻交流.通過(guò)這種會(huì)議模式不僅能夠?qū)⑻幱诓煌攸c(diǎn)的人員快速組織起來(lái),而且有利于加深會(huì)議參與人員對(duì)內(nèi)容的理解,會(huì)議成本也得到了大幅度降低.但是視頻會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)有較高要求,需要承載網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的容災(zāi)能力,為視頻通信的質(zhì)量和穩(wěn)定性提供保障.

二、視頻會(huì)議系統(tǒng)簡(jiǎn)述

視頻會(huì)議系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將位于不同地點(diǎn)的人群組織起來(lái)召開(kāi)網(wǎng)絡(luò)媒體會(huì)議的支撐系統(tǒng),視頻會(huì)議系統(tǒng)的連接圖如圖1所示.參與會(huì)議的人員可以在終端設(shè)備上看到其他人的圖像,并接收到對(duì)方的聲音,而且能夠傳輸會(huì)議需要使用的各種格式的文件,包括文字、圖片、表格等.這種跨越空間的會(huì)議模式提高了企業(yè)的即時(shí)通信能力,有利于辦公效率的提升.視頻會(huì)議系統(tǒng)主要有會(huì)議終端、控制單元和外圍設(shè)備的部分組成,由控制單元MCU接入各個(gè)終端設(shè)備,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中交換,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線視頻通信,為視頻會(huì)議的召開(kāi)提供支持.其中多點(diǎn)控制單元實(shí)際上是一個(gè)多媒體信息交換機(jī),能夠進(jìn)行多點(diǎn)呼叫與連接,可以實(shí)現(xiàn)視頻選擇、視頻廣播、數(shù)據(jù)廣播和音頻混合等多項(xiàng)功能.外圍設(shè)備是進(jìn)行視頻圖像和音配采集的設(shè)備,同時(shí)具備播放功能,包括音箱和麥克風(fēng)等.會(huì)議終端則是配合外圍采集設(shè)備的智能主機(jī),能夠?qū)Σ杉降膱D像和音頻等進(jìn)行輸入或輸出,經(jīng)過(guò)編碼或解碼處理后,實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的傳輸通信[1].

圖1 視頻會(huì)議系統(tǒng)示意圖

三、會(huì)議視頻系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)分析

(一)數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù)

在視頻會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,如果以原始視頻數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行傳輸,所占帶寬比例非常大,所以需要采用數(shù)據(jù)壓縮編碼技術(shù),對(duì)音頻和視頻進(jìn)行采集、存儲(chǔ),并進(jìn)行處理和傳輸.目前較為成熟的壓縮編碼技術(shù)主要分為無(wú)損壓縮編碼和有損壓縮編碼兩種類型.無(wú)損壓縮編碼不會(huì)造成數(shù)據(jù)損失,但是壓縮比較低.有損壓縮編碼雖然會(huì)造成一定的數(shù)據(jù)損失,但是數(shù)據(jù)損失率較低,在20倍壓縮情況下仍能保證圖像質(zhì)量完好[2].

(二)分層編碼和傳輸技術(shù)

由于視頻會(huì)議系統(tǒng)是面向多個(gè)個(gè)人和群體的應(yīng)用系統(tǒng),由于群組成員的接入速率和終端條件存在差異,對(duì)信號(hào)的分辨率要求也有所不同,所以要采取有效措施應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化,即分層編碼和傳輸技術(shù).其分層方法分為三種,分別是時(shí)司分層、空司分層和信噪比分層[3].

(三)同步技術(shù)

視頻會(huì)議的性質(zhì)決定了視頻會(huì)議系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)會(huì)議視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫?不僅要達(dá)到音頻和視頻的同步,還要同步媒體信息,主要使用時(shí)間戳和存儲(chǔ)緩沖器為信息的同步性提供保障.通過(guò)設(shè)置接收緩沖區(qū)來(lái)消除信息延遲,保證不同端口的視頻會(huì)議能夠同步進(jìn)行[4].

四、系統(tǒng)承載網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

隨著電力視頻會(huì)議系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,視頻會(huì)議已經(jīng)成為電力企業(yè)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的重要組成部分,其應(yīng)用不斷向更深層次推進(jìn).與此同時(shí),視頻會(huì)議作為一級(jí)部署的VPN業(yè)務(wù),系統(tǒng)運(yùn)行對(duì)網(wǎng)絡(luò)綜合承載能力要求也不斷提升,要進(jìn)行更加靈活高效的網(wǎng)絡(luò)部署.對(duì)數(shù)據(jù)通信的骨干網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整合等都是為了實(shí)現(xiàn)這一目的,但整合工程量大,無(wú)法短期實(shí)現(xiàn),而在視頻會(huì)議系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中,其承載網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足一級(jí)VPN業(yè)務(wù)的需求.而且一級(jí)VPN業(yè)務(wù)的部署和使用會(huì)因?yàn)閂PN的RD/RT轉(zhuǎn)換、選路參數(shù)轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)IP地址轉(zhuǎn)換和路由雙向重發(fā)布問(wèn)題等,導(dǎo)致數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí),需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行故障排查,進(jìn)而增加系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間.

從現(xiàn)有的視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)行情況來(lái)看,主要受數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和系統(tǒng)容量幾方面的影響.對(duì)視頻會(huì)議進(jìn)行一級(jí)VPN業(yè)務(wù)部署時(shí),如果遇到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量出現(xiàn)激增的情況,其核心路由和防火墻等設(shè)備的交換能力以及路由表的容量等都面臨著巨大的性能壓力.特別是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的層級(jí)數(shù)較多的時(shí)候,會(huì)造成以及VPN業(yè)務(wù)系統(tǒng)的承載能力出現(xiàn)瓶頸.

電力視頻會(huì)議系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信需要經(jīng)過(guò)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和多個(gè)運(yùn)維部門,在管理制度、運(yùn)維流程和職責(zé)分工等方面都存在較大差異.在系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,由于各級(jí)單位的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)整體技術(shù)水平差異較大,部分市縣級(jí)公司配備的運(yùn)維管理人員不足,技術(shù)能力不足,無(wú)法確保運(yùn)維工作質(zhì)量,難以支撐視頻會(huì)議的全面運(yùn)維需要.

另一方面,電力視頻會(huì)議的縱橫向分工界面建設(shè)和系統(tǒng)流程、運(yùn)維規(guī)范等還未建設(shè)完全,難以為全網(wǎng)的業(yè)務(wù)通信質(zhì)量提供保障,當(dāng)出現(xiàn)跨域故障時(shí),全網(wǎng)應(yīng)急措施組織實(shí)施不到位,會(huì)給視頻會(huì)議的正常召開(kāi)帶來(lái)阻礙,視頻會(huì)議的穩(wěn)定性和可靠性面臨著較大的風(fēng)險(xiǎn)隱患,而且容易出現(xiàn)人為操作失誤的現(xiàn)象,目前還無(wú)法滿足一級(jí)VPN業(yè)務(wù)部署的等級(jí)保證要求.目前承載網(wǎng)絡(luò)存在的主要問(wèn)題如表1所示.

表1 承載網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)存問(wèn)題

五、承載網(wǎng)絡(luò)的改造目標(biāo)及思路

(一)改造需求分析

對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造,不能影響用戶正常視頻業(yè)務(wù)的使用,因此在改造初期,應(yīng)保留原有業(yè)務(wù)匯聚路由器的接入方式,針對(duì)于用戶接入網(wǎng)絡(luò)的故障發(fā)生率高、隱患多以及故障排查困難等薄弱環(huán)節(jié),對(duì)網(wǎng)絡(luò)用戶接入電路進(jìn)行改造,提升業(yè)務(wù)質(zhì)量.由于多數(shù)視頻會(huì)議系統(tǒng)不具備網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),因此不能及時(shí)發(fā)出網(wǎng)絡(luò)故障警告并對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理.所以應(yīng)為系統(tǒng)安裝網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng),融合多域設(shè)備管理,融合網(wǎng)元層管理與網(wǎng)絡(luò)層管理,打破分層管理模式,將垂直網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)楸馄交W(wǎng)絡(luò),滿足網(wǎng)絡(luò)化管理要求,降低網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本和對(duì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理人員的依賴.通過(guò)對(duì)視頻會(huì)議VPN通道的改造,提高視頻會(huì)議承載網(wǎng)絡(luò)的綜合承載能力和部署效率,在資源、技術(shù)和管理上滿足視頻會(huì)議的業(yè)務(wù)覆蓋需求,滿足QOS保障和服務(wù)響應(yīng)支撐的差異化需求,為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障.通過(guò)建立全網(wǎng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,對(duì)會(huì)議視頻通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和技術(shù)體制進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,滿足全網(wǎng)范圍內(nèi)的視頻通信需求,提升業(yè)務(wù)的規(guī)范化程度.

(二)改造方案設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)承載網(wǎng)絡(luò)的改造需求,在改造方案設(shè)計(jì)上主要應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則:(1)提升網(wǎng)絡(luò)接入段的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量,通過(guò)提升網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能,使其具備較高的適應(yīng)性,能夠滿足高速率傳輸需要,降低視頻業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延;(2)符合電力視頻會(huì)議VPN業(yè)務(wù)的整體發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)發(fā)展路線;(3)在用戶端的接入帶寬設(shè)計(jì)上,應(yīng)具備較高的擴(kuò)展性,為將來(lái)的業(yè)務(wù)發(fā)展提供方便;(4)注重網(wǎng)絡(luò)維護(hù)效率的提升,通過(guò)提高網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性,提高網(wǎng)絡(luò)利用率,降低建設(shè)和運(yùn)維成本;(5)通過(guò)漸進(jìn)性的改造方案設(shè)計(jì),將網(wǎng)絡(luò)改造對(duì)現(xiàn)有視頻會(huì)議業(yè)務(wù)的影響降至最低.

六、視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力的提升對(duì)策

(一)通信鏈路的優(yōu)先級(jí)規(guī)劃

由于現(xiàn)有視頻會(huì)議接入內(nèi)網(wǎng)以數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)承載通道,其使用優(yōu)先級(jí)低,因此無(wú)法對(duì)通信可靠性提供保障,可改用專線通道對(duì)視頻會(huì)議系統(tǒng)的承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行獨(dú)立組網(wǎng),使其優(yōu)先級(jí)達(dá)到最高,可以有效提升通信鏈路的安全性和可靠性.

(二)網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力的實(shí)現(xiàn)

為了使視頻會(huì)議的連接通道保持通暢,應(yīng)增加視頻VPN專用的CE設(shè)備,保證緊急會(huì)議和行政會(huì)議能夠隨時(shí)召開(kāi).專用CE設(shè)備應(yīng)采用E1專線直接連接到傳輸網(wǎng)絡(luò),通過(guò)GE光鏈路直達(dá)通信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備,滿足其雙通道、雙上聯(lián)業(yè)務(wù)需求.并將原有終端設(shè)備連接到CE設(shè)備,采用GE光鏈路的上聯(lián)通道,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行雙設(shè)備、雙鏈路保護(hù).

(三)系統(tǒng)可靠性的提升對(duì)策

為保證每條鏈路獨(dú)立運(yùn)行,互不干擾,在進(jìn)行視頻會(huì)議數(shù)據(jù)傳輸時(shí),將兩種通信模式同時(shí)開(kāi)啟.系統(tǒng)建成后,建立基于兩種鏈路的通信系統(tǒng),其中一套是基于IP傳輸線路,另一套是基于E1傳輸專線.系統(tǒng)各通信鏈路之間獨(dú)立運(yùn)行,互不干擾.會(huì)場(chǎng)的音頻、視頻信號(hào)通過(guò)高清媒體矩陣切換和交互,顯示、擴(kuò)音設(shè)備等使用1套設(shè)備.如果某一條鏈路出現(xiàn)過(guò)程,可以通過(guò)矩陣切換,連接另一條通信鏈路,保證視頻會(huì)議的穩(wěn)定進(jìn)行.新增終端設(shè)備要能夠同時(shí)支持兩條線路,并將兩條線路同時(shí)與MCU和終端進(jìn)行連接,最大限度的為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保障.

七、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,視頻會(huì)議系統(tǒng)在電力企業(yè)的應(yīng)用極大的提升了辦公效率,可以有效降低會(huì)議成本,但對(duì)系統(tǒng)的承載網(wǎng)絡(luò)有較高要求.傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部署形式和其技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)無(wú)法滿足以及VPN業(yè)務(wù)的需求,需要對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改進(jìn),提高網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)能力.本文主要介紹了視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)部署現(xiàn)狀,并提出通過(guò)通信鏈路優(yōu)化和增加CE設(shè)備等方式,提高網(wǎng)絡(luò)的綜合承載能力.

[1]陳巖松.電力視頻會(huì)議網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)研究[J].信息通信,2017,(01):102-103.