云平臺的高清視頻會議系統(tǒng)分析與研究

侯曉沖 陳思

【摘要】隨著經(jīng)濟的發(fā)展，以及科學技術的進步，為了有效的開展各項工作安排，高清視頻會議技術逐漸受到人們的高度重視和發(fā)展。因此，本文主要針對基于云平臺的高清視頻會議系統(tǒng)設計及技術方案進行了分析研究。

【關鍵詞】高清視頻會議;系統(tǒng)設計;技術方案

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.016

1. 高清視頻會議概述

高清視頻會議是區(qū)別于傳統(tǒng)現(xiàn)場會議的一種利用多媒體技術呈現(xiàn)的會議方式。是將位于兩個或者多個不同區(qū)域的人們，通過現(xiàn)有的網(wǎng)絡和通信設備，利用音視頻處理技術，將視頻質(zhì)量提升至720P甚至1080P，達到高清視頻效果，可以讓參會者聽到其他會場的音視頻、實時的更加清楚地看到參會人員的形象、動作和表情。會議期間，還可以進行文檔分享、視頻共享等內(nèi)容，讓所有的人員如同參加現(xiàn)場會一般，進一步延伸了會議范圍，更好的提升了工作會議效率及效果。

2. 基于云平臺的高清視頻會議系統(tǒng)設計原則

2.1 利舊兼容原有會議設備

音視頻通信設備端到端符合H.323和SIP標準框架協(xié)議;采用業(yè)界標準的視音頻編解碼協(xié)議;采用開放式標準設計，兼容標準的視訊系統(tǒng)和設備，可與其他主流廠家標準系統(tǒng)有效互通，可有效集成已有視訊平臺、終端等通信設施，形成統(tǒng)一的協(xié)同方案。

2.2 分級分權管理

符合云視頻系統(tǒng)發(fā)展趨勢，采用當前成熟的產(chǎn)品技術;所有的系統(tǒng)支持人工智能、遠程協(xié)作等技術，確保今后相當長的時間內(nèi)技術上不落伍。

2.3 簡單易用

系統(tǒng)的設備界面簡潔、易上手;全平臺采用統(tǒng)一的號碼規(guī)劃，任意呼叫均只需撥號對應設備，無需呼叫設備地址。

2.4 開放集成

提供標準API、SDK等二次開發(fā)接口供現(xiàn)有稅務系統(tǒng)調(diào)用，并提供定制化集成軟件包將視頻和直播能力嵌入到稅務應用中，滿足稅務系統(tǒng)新應用和新服務。

2.5 安全可靠

系統(tǒng)具有高度的安全性、不易感染軟件病毒;系統(tǒng)需要滿足不低于7×24小時無人職守方式穩(wěn)定的工作。

3. 基于云平臺的高清視頻會議系統(tǒng)組成架構(gòu)

3.1 終端接入層

云視頻會議系統(tǒng)支持多類型終端、系統(tǒng)接入，含會議會商、數(shù)據(jù)協(xié)作終端、會議大屏、桌面終端、PC客戶端、4G/5G移動終端、手機、電話等標準終端，可根據(jù)實際情況按需部署。

高清視頻會議終端通過標準協(xié)議，含SIP協(xié)議、H.323協(xié)議、GB/T28181協(xié)議，可以接入到客戶辦公系統(tǒng)，不需要部署協(xié)議網(wǎng)關;少數(shù)集群終端，單兵設備，需要通過移動網(wǎng)接入網(wǎng)關，將終端協(xié)議轉(zhuǎn)換為標準SIP協(xié)議接入調(diào)度平臺。所有終端媒體均采用RTP協(xié)議，視頻采用H.264或H.265編解碼，語音采用G.711/G.722/Opus/AAC-LD/G729/iLBC等編解碼。標準終端支持直接被云視頻系統(tǒng)呼叫，不需要經(jīng)過協(xié)議網(wǎng)關設備。

3.2 網(wǎng)絡傳輸層

云視頻會議系統(tǒng)支持IPv4和IPv6雙棧，具備跨網(wǎng)絡部署能力，可以按需部署在涉密網(wǎng)、商密網(wǎng)、非密網(wǎng)一個或多個上。移動協(xié)同辦公場景，終端通過互聯(lián)網(wǎng)，在非密網(wǎng)落地，并與商密網(wǎng)互通。

3.3 平臺支撐層

平臺支撐層是整個系統(tǒng)的核心，包含硬件和軟件兩層。硬件基礎設施主要包含計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡資源、編解碼資源、安全設備。軟件模塊包含業(yè)務管理單元、注冊與呼叫控制單元、MCU、視頻融合網(wǎng)關、電視墻等，對上層業(yè)務系統(tǒng)開放API接口。平臺層主要處理SIP、H.323、GB/T 28181協(xié)議簇以及RTP媒體。其中，平臺層功能包含：①業(yè)務控制，各類終端設備，各區(qū)域、單位系統(tǒng)接入控制，以及可視指揮調(diào)度業(yè)務控制（畫面觀看選擇，選擇、添加視頻源等）。②路由尋址，通過號碼、地址路由，實現(xiàn)業(yè)務尋址與分發(fā)，支持信令與媒體路徑分離。③媒體處理，將接入視頻統(tǒng)一解碼、編碼，并合成畫面推送至顯示設備，支持多種異構(gòu)終端以不同編解碼、不同速率接入，且相互不影響。

同時，為考慮跨網(wǎng)絡接入，平臺層提供以下靈活接入能力：

多網(wǎng)絡同時接入：移動終端可能會使用運營商網(wǎng)絡，因此平臺支持同時對接運營商網(wǎng)絡，提升移動終端接入媒體質(zhì)量。

跨網(wǎng)段互通。調(diào)度平臺支持同時對接不同網(wǎng)段，在不影響已有組網(wǎng)、不打通網(wǎng)絡路由的情況下實現(xiàn)3～7層地址轉(zhuǎn)換，低成本、有效解決跨網(wǎng)段互通問題，比如指揮網(wǎng)-電子政務外網(wǎng)，指揮網(wǎng)-互聯(lián)網(wǎng)視頻互通。

NAT、防火墻穿越。實時通信網(wǎng)絡中，如存在NAT、防火墻，媒體流都會受影響導致無法通信，業(yè)務接入單元可以有效解決該類穿越問題。視頻監(jiān)控匯聚。支持各類監(jiān)控資源匯聚在平臺并本地存儲一段時間，支持視頻監(jiān)控點位管理。

視頻監(jiān)控-視頻會議融合。支持將視頻監(jiān)控/單兵設備通過GB/T28181接入到視頻會議中，將監(jiān)控畫面/單兵畫面推送到全部入會視頻會議會場，對于單兵終端，支持通過GB/T28181實現(xiàn)音頻對話。

3.4 業(yè)務應用層

應用層提供豐富的API接口，供上層業(yè)務系統(tǒng)調(diào)用;可為客戶提供完整的開發(fā)支撐流程，以支撐端到端的通信能力集成工作，最終打造滿足客戶訴求的業(yè)務系統(tǒng)。

4. 基于云平臺高清視頻會議系統(tǒng)部署

4.1 云視頻會議智能協(xié)作服務

視頻會議管理平臺，在云平臺部署會議管理平臺、云視頻會議服務系統(tǒng)。支持兩地異地容災，在不同物理地域各部署一套系統(tǒng)，當其中一個地域系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，例如自然災害引起整系統(tǒng)無法使用時，另一個地域的全套系統(tǒng)可以接管所有業(yè)務。

4.2 生態(tài)業(yè)務應用

具備視頻輸出、業(yè)務嵌入和定制開發(fā)等能力，可提供標準API、SDK等二次開發(fā)接口供現(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)調(diào)用，并提供定制化集成軟件包將視頻和直播能力嵌入到業(yè)務應用中，滿足業(yè)務系統(tǒng)新應用和新服務。

4.3 流媒體服務

錄播服務器通過RTSP到媒體服務器，通過對接流媒體服務器實現(xiàn)直播。

4.4 云視頻會議系統(tǒng)統(tǒng)一管理服務

通過視頻統(tǒng)一管理服務，可以將部分分會場和客戶現(xiàn)有會議室監(jiān)控攝像頭圖像作為視頻會議室畫面入會，通過一個會控界面管理視頻會議和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

5. 整體系統(tǒng)平臺功能

5.1 統(tǒng)一管理功能

SMC是華為的新一代視頻業(yè)務管理系統(tǒng)，主要面向大中型企業(yè)的視頻通信業(yè)務，提供統(tǒng)一管理、集中控制的解決方案。通過SMC提供的成熟的視頻通信業(yè)務管理環(huán)境，企業(yè)IT決策者、系統(tǒng)管理員、用戶都能進行高效的協(xié)作和通信，提高企業(yè)內(nèi)部溝通和決策的效率，有效降低企業(yè)運作成本。SMC提供操作方便的web管理界面，在同一個操作平臺上可對MCU、GK、終端、網(wǎng)關等多種設備進行添加、刪除、編輯等操作。

SMC針對企業(yè)多個分支機構(gòu)進行MCU、GK的分布式部署和集中管理，同時可將多臺MCU組成資源池進行智能調(diào)度和管理，對外提供虛擬資源，用戶無需關心會議調(diào)度到哪臺MCU上。SMC的功能以組織結(jié)構(gòu)為主線，每個組織結(jié)構(gòu)內(nèi)提供完整的業(yè)務功能，包括用戶權限、MCU、會場、會議模板、會議調(diào)度、會控、統(tǒng)計和報表，可作為虛擬的一套業(yè)務系統(tǒng)使用。SMC提供C/S架構(gòu)會議控制功能和B/S架構(gòu)會議控制功能。

5.2 呼叫控制功能

呼叫控制單元同時支持H.323和SIP注冊，支持H.323標準的H.460公私網(wǎng)穿越以及SIP標準下的ICE/STUN公私網(wǎng)穿越協(xié)議，多種部署方式組網(wǎng)靈活，可滿足客戶不同組網(wǎng)場景下的視頻溝通需求。呼叫控制單元詳細提供以下能力：

節(jié)點注冊控制、呼叫控制、帶寬控制、路由控制、區(qū)域控制;H.235/TLS/SRTP加密;主叫呼集，由終端直接發(fā)起多點會議;SIP Trunk和H.323鄰域，支持對接VoLTE、IMS、異構(gòu)視訊系統(tǒng)，支持IP呼叫尋址、URI呼叫尋址、E.164號碼尋址，支持號碼變換;狀態(tài)顯示、呼叫管理、系統(tǒng)日志和音視頻業(yè)務診斷。

5.3 媒體編解碼與交換功能

華為CloudMCU是可靈活分配端口、平滑擴容的全適配MCU，具備業(yè)界領先的1080P60全編全解超強處理能力，天然融合視頻、音頻、輔流、數(shù)據(jù)，提供無縫的溝通協(xié)作能力。支持資源池管理、資源池內(nèi)MCU間互為備份、資源池間互為備份，保障高質(zhì)量會議效果。

CloudMCU支持H.264 SVC 720P30多流會議，節(jié)省MCU資源、提升終端接入量、利舊AVC終端，同時為SVC終端提供自主選擇視頻畫面布局、放大縮小任意畫面的能力。數(shù)據(jù)會議最高支持4K30分辨率。CloudMCU配套華為SMC，提供最大6級級聯(lián)、多通道級聯(lián)、便于組網(wǎng)和網(wǎng)絡擴建。設備穩(wěn)定可靠，支持7x24小時連續(xù)正常工作，支持SEC超強抗丟包技術，網(wǎng)絡30%丟包下仍可保證音視頻會議正常進行。

5.4 音視頻錄制功能

錄播服務器可提供1080P60高清錄制、直播、點播、移動觀看等功能，可對接NAS存儲擴展磁盤空間，為視訊會議提供簡單易用、穩(wěn)定可靠的全高清錄播服務。支持多點視頻會議的單流、雙流錄制。免安裝插件，可隨時使用筆記本電腦、智能手機瀏覽器觀看點播和直播。

6. 結(jié)束語

綜上所述，基于云平臺的高清視頻會議系統(tǒng)能夠解決企業(yè)對不同層級視頻會議的需求，實現(xiàn)與各級單位的互聯(lián)互通，滿足高清視頻會議效果。利用云計算平臺新建MCU資源池，進一步減少了硬件資源投入，同時保障了系統(tǒng)可用性，實現(xiàn)系統(tǒng)高效平穩(wěn)運行。

參考文獻：

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