多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器軟件架構(gòu)研究

羅有平 周炳然

摘要：多媒體會(huì)議子系統(tǒng)體系架構(gòu)主要由多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器和媒體處理單元構(gòu)成。針對(duì)多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器的軟件架構(gòu)和信令流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，展示了該子系統(tǒng)的體驗(yàn)效果。試驗(yàn)結(jié)果表明，這套多媒體會(huì)議子系統(tǒng)能將各類(lèi)IP化接入的音視頻資源拉進(jìn)會(huì)場(chǎng)，為用戶帶來(lái)全新的協(xié)作體驗(yàn)，具有較高的實(shí)用性和通用性。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)一通信；多媒體會(huì)議；應(yīng)用服務(wù)器；軟件架構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP302.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-1739（2018）15-60-4

Research on Software Architecture of Multimedia Conference Application Server

LUO Youping1， ZHOU Bingran2（1. The 54th Research Institute of CETC， Shijiazhuang Hebei 050081， China； 2. Hebei Education Examination Institute， Shijiazhuang Hebei 050091， China）

0引言

多媒體會(huì)議子系統(tǒng)是統(tǒng)一通信系統(tǒng)中的重要組成部分[1]，為統(tǒng)一通信系統(tǒng)用戶提供了豐富的多點(diǎn)交互業(yè)務(wù)，包括音頻會(huì)議、視頻會(huì)議和數(shù)據(jù)會(huì)議等業(yè)務(wù)。這3類(lèi)會(huì)議類(lèi)型既可以分別使用，又可以合并在一起實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的音頻、視頻以及數(shù)據(jù)協(xié)同的多媒體會(huì)議[2]。

多媒體會(huì)議子系統(tǒng)基于IP傳輸網(wǎng)絡(luò)，在攝像頭、SIP話機(jī)及智能終端等多種客戶端之間建立連接，以音視頻實(shí)時(shí)交互的形式召開(kāi)音視頻會(huì)議，為異地協(xié)同會(huì)商、作業(yè)和決策提供直觀、準(zhǔn)確的作業(yè)環(huán)境。提高溝通效率，為用戶帶來(lái)全新的協(xié)作體驗(yàn)[3]。

多媒體會(huì)議實(shí)現(xiàn)了使用音頻、視頻及數(shù)據(jù)等多種媒體中的一種或多種進(jìn)行通信[4]，并允許各種具備不同媒體通信能力的用戶加入會(huì)議。其中，音視頻會(huì)議支持多個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行音頻或視頻會(huì)議[5-6]，數(shù)據(jù)會(huì)議支持電子白板、屏幕共享、文檔共享、文件傳輸、文字交流、舉手、投票及公告欄等功能。按照會(huì)議發(fā)起方式，多媒體會(huì)議又可分為即時(shí)會(huì)議和預(yù)約會(huì)議。

1系統(tǒng)架構(gòu)研究

多媒體會(huì)議子系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖1所示，多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)位于通信業(yè)務(wù)控制服務(wù)之上，通過(guò)通信業(yè)務(wù)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)觸發(fā)[7]、業(yè)務(wù)提供及路由選擇等功能。

多媒體應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn)會(huì)議控制、會(huì)場(chǎng)控制、會(huì)場(chǎng)錄音及錄像的信令控制功能。媒體服務(wù)器實(shí)現(xiàn)多媒體會(huì)場(chǎng)資源控制和管理功能，能夠接收并解析應(yīng)用服務(wù)器的消息，實(shí)現(xiàn)會(huì)場(chǎng)建立、視頻拼接、視頻推送、音頻混音、媒體轉(zhuǎn)碼、組播會(huì)議、錄音錄像和數(shù)據(jù)處理等功能。

多媒體會(huì)議子系統(tǒng)中各模塊間涉及到SIP、XCAP、MSRP、SOAP及SNMP等多種協(xié)議。每種協(xié)議與具體功能相關(guān)[8]，發(fā)揮著各自的重要作用。各種協(xié)議用途分別為：

①SIP協(xié)議不僅用于建立、修改和終止多媒體會(huì)話，還應(yīng)用于即時(shí)消息、狀態(tài)呈現(xiàn)等融合業(yè)務(wù)；

②XCAP協(xié)議用于聯(lián)系人、通訊錄、群組的獲取與配置；

③MSRP協(xié)議用于圖片、視頻文件等面向會(huì)話的傳輸；

④SOAP協(xié)議用于用戶開(kāi)戶、銷(xiāo)戶等功能；

⑤SNMP協(xié)議用于運(yùn)維管理系統(tǒng)對(duì)本子系統(tǒng)的維護(hù)、配置和管理；

⑥XML私有協(xié)議用于內(nèi)部各模塊間的協(xié)同消息傳輸。

2集群部署與設(shè)計(jì)

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)軟件采用的會(huì)議模型是每個(gè)會(huì)議中有一個(gè)中心控制點(diǎn)，每個(gè)與會(huì)者都與中心控制點(diǎn)有信令關(guān)系，每個(gè)會(huì)議可以通過(guò)一個(gè)會(huì)議中心來(lái)管理和控制各與會(huì)者在線的會(huì)話，多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器軟件架構(gòu)如圖2所示。

（1）應(yīng)用門(mén)戶

應(yīng)用門(mén)戶模塊完成用戶業(yè)務(wù)訂購(gòu)管理、訪問(wèn)配置會(huì)議策略、查看歷史會(huì)議記錄以及當(dāng)前會(huì)議狀態(tài)等。

（2）會(huì)場(chǎng)信息發(fā)布

會(huì)場(chǎng)信息發(fā)布模塊實(shí)現(xiàn)會(huì)議的狀態(tài)、會(huì)議成員的加入及退出等會(huì)議事件的變化通知，通過(guò)內(nèi)部消息通知狀態(tài)呈現(xiàn)服務(wù)器和群組管理服務(wù)器來(lái)發(fā)布會(huì)場(chǎng)信息。

（3）會(huì)議中心

會(huì)議中心負(fù)責(zé)維護(hù)多媒體會(huì)議中每個(gè)參與者之間的信令關(guān)系，也執(zhí)行會(huì)議策略、獲得通知會(huì)議的狀態(tài)事件。同時(shí)，通過(guò)內(nèi)部消息控制媒體處理服務(wù)器中的音視頻代理或數(shù)據(jù)代理單元，完成多媒體會(huì)議的媒體面控制；并且完成用戶基本信息認(rèn)證，以檢查用戶是否已經(jīng)注冊(cè)，是否具備使用該業(yè)務(wù)的權(quán)限。在多媒體會(huì)議中，向與會(huì)者發(fā)送心跳檢測(cè)，以確定與會(huì)者是否在會(huì)議中，成員退出會(huì)議后可以主動(dòng)通過(guò)呼叫會(huì)議號(hào)重新加入會(huì)議。

（4）音視頻代理

音視頻代理負(fù)責(zé)與媒體處理服務(wù)器進(jìn)行音視頻會(huì)議媒體面的協(xié)商、音視頻媒體流的控制。

（5）數(shù)據(jù)代理

數(shù)據(jù)代理負(fù)責(zé)與媒體服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)會(huì)議媒體面的協(xié)商、數(shù)據(jù)媒體流的控制。

（6）管理單元

管理單元負(fù)責(zé)多媒體會(huì)議服務(wù)器配置、升級(jí)、運(yùn)行狀態(tài)、日志等管理操作功能以及完成用戶的開(kāi)戶、銷(xiāo)戶及用戶信息修改等。

（7）策略控制

策略控制模塊配置加載會(huì)議策略，由會(huì)議中心負(fù)責(zé)執(zhí)行這些策略。對(duì)于影響會(huì)場(chǎng)信息狀態(tài)的變化將通過(guò)會(huì)場(chǎng)信息發(fā)布告知會(huì)場(chǎng)訂閱者。

3流程設(shè)計(jì)

以接入到統(tǒng)一通信系統(tǒng)的桌面終端、移動(dòng)終端、監(jiān)控?cái)z像頭和模擬電話等典型終端為例，它們之間組成多方音視頻會(huì)議的信令流程如圖3所示。

①用戶A選擇會(huì)議模板或即時(shí)會(huì)議，點(diǎn)擊開(kāi)會(huì)，發(fā)送開(kāi)啟會(huì)議請(qǐng)求到多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器；

②多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器分配會(huì)場(chǎng)資源，并把主席A加入會(huì)場(chǎng)，向主席A發(fā)送開(kāi)啟會(huì)議成功響應(yīng)；

③主席A訂閱會(huì)場(chǎng)狀態(tài)；

④多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器把會(huì)場(chǎng)狀態(tài)發(fā)送給主席A；

⑤主席A邀請(qǐng)SIP終端B加入會(huì)議，給多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送邀請(qǐng)成員B入會(huì)請(qǐng)求；

⑥多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器給主席A發(fā)送允許邀請(qǐng)響應(yīng)；

⑦多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器分配媒體資源，并把成員B加入會(huì)場(chǎng)，呼叫成員B；

⑧多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器通知主席A正在呼叫成員B，主席A界面上顯示成員B狀態(tài)為呼叫中；

⑨成員B振鈴，給多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送振鈴消息；

⑩多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器通知主席A成員B在振鈴中，主席A界面上顯示成員B狀態(tài)為振鈴中；

成員B摘機(jī)，給多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送接聽(tīng)消息；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器通知主席A成員B已接聽(tīng)，主席A界面上顯示成員B狀態(tài)為已入會(huì)；主席A和成員B已入會(huì)成功，A與B媒體流匯聚到媒體服務(wù)器進(jìn)行編解碼、混音及混屏等；

成員B訂閱會(huì)場(chǎng)狀態(tài)；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器把會(huì)場(chǎng)狀態(tài)發(fā)送給成員B；

主席A邀請(qǐng)模擬電話C加入會(huì)議，給多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送邀請(qǐng)成員C入會(huì)請(qǐng)求；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器給主席A發(fā)送允許邀請(qǐng)響應(yīng)；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器分配媒體資源，并把成員C加入會(huì)場(chǎng)，經(jīng)過(guò)號(hào)碼分析發(fā)現(xiàn)成員C為程控號(hào)碼，進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，發(fā)送IAM（初始地址消息）消息給程控交換機(jī)；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器通知主席A正在呼叫成員C，主席A界面上顯示成員C狀態(tài)為呼叫中；

程控交換機(jī)給多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器回ACM（地址全消息）消息；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器通知主席A成員C振鈴中，主席A界面上顯示成員C狀態(tài)為振鈴中；

模擬電話接通，程控交換機(jī)給多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器發(fā)ANM（應(yīng)答消息）消息；

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器通知主席A成員C入會(huì)成功，主席A界面上顯示成員C狀態(tài)為已入會(huì)；成員C入會(huì)成功，A、B、C媒體流匯聚到媒體服務(wù)器進(jìn)行編解碼、混音及混屏等。

另外，邀請(qǐng)監(jiān)控?cái)z像頭入會(huì)流程與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)呼叫監(jiān)控?cái)z像頭流程類(lèi)似。

4試驗(yàn)環(huán)境

為了驗(yàn)證多媒體會(huì)議子系統(tǒng)的效果，構(gòu)建了由服務(wù)器、有線終端及無(wú)線終端組成的試驗(yàn)環(huán)境，其組網(wǎng)示意如圖4所示。

多媒體會(huì)議應(yīng)用服務(wù)器軟件、媒體服務(wù)軟件分別運(yùn)行在刀片服務(wù)器上，客戶端軟件運(yùn)行于各種終端上。召開(kāi)音視頻會(huì)議，其效果如圖5所示，召開(kāi)包含音頻、視頻和數(shù)據(jù)的多媒體會(huì)議，其效果如圖6所示。

5結(jié)束語(yǔ)

多媒體會(huì)議子系統(tǒng)是采用IP多媒體子系統(tǒng)架構(gòu)思想，推出的一套富媒體解決方案。多媒體會(huì)議子系統(tǒng)支持各類(lèi)音視頻資源的IP化接入，協(xié)同提供多媒體（音頻、視頻、數(shù)據(jù)等）會(huì)議業(yè)務(wù)，采用“服務(wù)+終端”的模式，以用戶為中心，融合多種媒體，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。

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