Cisco网真系统优化设计

杨兆飞，罗 江

(国网山西省电力公司信息通信分公司，山西 太原 030001)

Cisco网真系统优化设计

杨兆飞，罗 江

(国网山西省电力公司信息通信分公司，山西 太原 030001)

国外开会模式与国内开会模式不同，国外是以讨论形式为主，不需要会场具备画面轮巡功能。国内网真会场实现轮巡功能是依托思科产品的动态多分屏功能，其实质是以画中画模式实现图像轮巡功能，此方法不被参会人员所采纳，因此根据需要对网真系统进行优化设计。限制于思科采取技术保护措施，不能以最简单的方案实现多会场整屏轮巡功能，需借助第三方硬件平台以及软件开发实现此功能。同时，网真软件自身没有把多路会场画面、声音、操作控制混合集成到一起，因此根据山西电力网真的需求研发出网真会议智能控制系统。优化升级后的网真系统已恢复投运，效果反映良好。

网真整屏轮巡；网真会议控制系统；网真优化研究

网真会议系统是一种可以实现召开“面对面”交流的会议模式，能够让参会人员感受到虽不在同一地域却在同一会议室开会的感觉，通过自然的人机交互接口让用户真实地感觉远端场景，而忽略本地环境的存在。自山西电力网真会议系统投运以来，已召开过近千次会议，由于工作需要，很多部门提出希望可以随时观看其他会场状况，国外开会模式主要以讨论为主，国内会议则需要会场具备画面轮巡功能。网真轮巡功能依托动态多分屏实现，如图1所示，轮巡图像是在网真3个大屏幕最下面类似于画中画模式的图像实现轮巡功能。此轮巡方式并不被参会者所采纳，同时思科对技术进行保护，使之无法采用简单的方法实现轮巡功能，国内视频厂商可实现整屏轮巡功能但更换设备费用相当昂贵。此外网真产品没有符合运维人员的操作控制系统界面，因此山西电力通过研发网真系统多会场整屏轮巡功能和网真智能会议控制系统以实现网真系统的智能化。

图1 思科网真动态多分屏模式(截图)

1 总体设计

优化后的山西电力网真系统拓扑结构如图2所示，主要应用在11个地市供电分公司和1个检修公司。另外，为了方便总经理与各分公司领导之间的沟通决策，在总经理办公室配备一套小型网真系统[1]。拓扑图中原有思科系统以CTMS为系统平台，是种基于流转发技术的设备，一方面通过核心交换机把数据送到本地显示屏显示，另一方面通过数据网和各地市的图像进行交互。优化后拓扑结构是在原有思科设备基础上，更换CTMS系统为TP Server，并新增电视墙服务器和抓包服务器，完成硬件电路的构架，原系统作为现有系统的备用设备；软件方面则研发相应的操作软件实现轮巡功能以及网真智能会议控制系统。

图2 山西电力网真会议系统拓扑图

2 硬件设计

2.1 网真participant.set接口调用实现与会场控制

思科是以动态多分屏方式实现轮巡功能，每个屏幕最下面有2个会场显示，再加之本身大屏幕所代表1个会场，3个屏幕最多能显示7个会场的画面。山西省电力公司及其各地市公司共13个会场，超出其带宽要求，且思科在技术上进行了多方限制，对此不提供任何的技术支持，想通过简单的方式实现网真多会场整屏轮巡功能并不是件简单的事情。所以此项目从网真API接口入手，通过调用其participant.set接口对其进行编程，并编制一定的程序，结合第三方电视墙服务器设备，依靠软件对电视墙服务器抓取的信号进行处理。网真会议系统作为一个整体系统，实现轮巡功能是依靠硬件及软件共同协作完成，打破其技术限制，在原有的思科网真设备上实现网真多会场整屏轮巡功能。

2.2 设备连接

通过图2看出，优化后的网真系统构架是由系统平台模块、轮巡模块和各会场模块构成。其数据链路传输是基于IP网络技术构建而成，利用千兆以太网端口直接接入到现有的省数据通信骨干网核心和骨干路由器上，实现全网网真会议室的互联。硬件设备中系统平台模块主要是在原有思科系统上增加了新的网真设备：如TP Server设备采用Active Presence TM技术，突破了传统网真的单一通信效果，实现多方网真通信功能；网真服务器设备MSE8000，对其构建相应的网真服务器8710和VCS-S服务器；更新系统平台模块中的Cisco设备以便能够较好地配合实现轮巡功能。

电视墙技术是基于IP网络，以核心会场为中心的星形拓扑结构[2]，如图3所示，其工作原理是利用DSP芯片对MCU中的多会场信号做实时处理，结合软件配置实现多画面、高质量的视频输出。山西网真系统硬件设备主要由Cisio现有TP Server即MCU、现有网真高清会议终端和电视墙服务器等组成，以高清HD 1 080p分辨率的MCU为中心的星形结构建立一个无缝连接的、专业的视频会议系统。高清电视墙系统通过抓包服务器、电视墙服务器等设备实现。

图3 基于MCU的电视墙服务器拓扑图

设计中将MCU和抓包服务器安装在同一台具有镜像功能的交换机上，交换机中将接MCU的端口镜像至接抓包服务器的端口上。抓包服务器截取到MCU的视频流之后，将视频流单播给电视墙服务器群组，MCU与电视墙服务器可不在同一个物理位置放置，最终电视墙服务器组按照预先设定的时间流对视频信号进行重新分组排序，将对应网真图像分别输出至多台网真高清会议终端设备上，完成高清网真图像显示，实现网真整屏轮巡功能。

2.3 会议模式功能的无缝切换

优化后的网真会议系统具备两种会议模式，一种为原始的网真会议模式，通过控制桌上的按键进行发言，当绿色灯亮时表明正在发言，图像通过判断声音大小自动切换到正在发言的单位。如果没有声音，则图像会停留在最后一个发言人的画面上，此发言模式为语音激励模式[3]。另一种会议模式为主席轮巡模式，主会场的参会人员可通过轮巡控制界面设置分会场轮巡时间，系统根据上会单位对其进行按照参会人员设置的轮巡时间进行画面轮巡，若关闭轮巡功能，画面会自动切换到轮巡前最后一个发言单位，并跳回网真语音激励模式。为简化参会人员操作步骤，设计了一个按键实现两种模式的无缝切换，如图4所示，即为主会场参会人员的操作轮巡界面，采用的是一键式切换。

图4 网真会议参会人员操作界面(截图)

在界面上还附有对操作的简单说明以及设备联系人，以防在会议过程中设备出现问题联系不到相关人员。

3 软件设计

网真智能会议控制系统的研发是根据山西电力网真会议模式的实际需要而设计的，由于网真会议时间不长、但会议召开频繁，很多部门每周有固定的时间召开小型碰头会议；同时思科网真系统没有可用于设备进行操作的控制界面，所以研发了网真智能会议控制系统，并配合硬件实现网真多会场整屏轮巡功能。

3.1 设计流程

在软件系统设计方面，系统程序开发并不是简单的流水化编程，而是在系统总体功能需求、可扩展性、容错能力和可维护性等几个因素基础上进行考虑，更关注于整个系统的分层设计和总体技术，每一部分之间由制定良好的通信接口进行交互，降低了耦合度，以达到各部分可以独立变化的目的，系统技术架构的顶层设计如图5所示。

图5 会议控制系统顶层设计图

从设计图中可以看出，软件系统由前端系统(表现层)、服务层(服务管理中心、服务集群)、数据库层和运维中心组成。

前端系统与服务层和数据库之间通过防火墙保证安全性，前端系统拥有公网访问能力，服务层和数据库所在网络不能直接访问外网，但前端网络与服务层和数据库之间可以进行通信[4-6]。

服务层服务集群由多个业务服务和基础服务组成，各业务服务和基础服务由服务框架承载，服务框架负责它所承载的服务的管理职责(如向管理中心注册服务、上报服务状态、上报服务能力等)。

服务管理中心负责收集各服务的上报信息，监视服务运行状态，接受前端系统的服务查询请求和服务定位请求，根据一定策略进行负载均衡处理，同时为运维中心提供运维的基础数据信息。

运维中心负责收集整个系统的运行信息，为系统管理员提供管理维护接口(如Web管理页面)。

前端系统对服务进行访问时，先向管理中心请求服务，管理中心对前端系统的服务请求进行处理(权限验证、负载均衡等)，向前端系统返回服务代理，前端系统在获取到该服务代理后，通过该代理对业务需求进行处理。数据库层设计时将对数据库的访问抽象为独立的基础服务，由服务框架进行承载，前端系统和服务层服务对数据库的操作都通过该数据库访问服务进行操作。

3.2 网真智能控制系统

网真智能会议控制系统是网真会议系统智能化管理的一套软件，是实现会议管理智能化、集约化的具体体现。该软件可以预约会议，定时会议自动上线下线、会议实时监控画面、会议延时、远端开启或关闭传声器设备等多种功能，为会议系统管理提供了智能化的管理操作平台[7-8]。操作系统主要分为如下模块：

1)会议预约模块

该模块以日历的形式展示目前会议，使人一目了然。其中包括历史会议、未开始会议和正在进行中会议，如图6所示。

图6 会议日程管理界面(截图)

在会议预约模块中可提前预约会议，对预约好的会议可自动呼叫上线；在会议日程页面上点击会议，即可弹出显示历史会议、未开始会议、正在进行会议的会议信息显示页面。因需要强制结束会议的，在活动会议信息显示页面中增加一个“结束会议”按钮。对于未开始会议和正在进行中会议，提供会议修改功能，可动态修改会议名称、时长等信息。

2)会议控制模块

在该模块界面中可显示当前活动会议的与会会场，同时在每个会场的方框上，提供退出/加入会议、静音/取消静音会场、广播会场、设为主会场这4个控制按钮，点击控制按钮即可对会场进行控制。

3)轮巡控制模块

在轮巡模块界面中可以实时显示当前轮巡会场的信息，如图中深色方块为当前轮巡的会场信息。除此之外，该模块中还可对会场提供“开始/停止轮巡”，“继续/暂停轮巡”、“上一会场”和“下一会场”4个轮巡控制按钮。轮巡控制界面如图7所示。

图7 轮巡状态监视图(截图)

4 结束语

本文针对山西电力思科网真设备无法实现整屏轮巡功能，在保证会议质量前提下，以经济节约化为原则，对原有设备进行优化设计，克服国外设备技术保护，通过软硬件结合方式实现功能。同时根据山西电力需求，自主创新网真智能控制系统，实现网真会议系统的无人化操作和智能化管理，解放人力，把更多的精力用于思考如何提高会议质量，而不是奔走于各个会场开设备。除此之外，网真智能会议控制系统拓展性强，易于移植，为在用网真设备的公司及单位提供意见及经验。

[1] 张淑娟，段敬，刘悦.山西电力网真会议系统的应用分析[J].山西电力， 2011， 166(3)： 69-72.

[2] 锐取高清电视墙服务器TWS8000 技术白皮书V1.0.2013.03.12[EB/OL].[2015-07-01]. http：//wenku.baidu.com/link?url=6IcWG_RMJrcAuzTpKJfTgVwv0qX3WgFpr-STnNisQgC9FOovmXxcbQV6-U2eBmSU596do5IeVSoDVk5-jJkFxBOJO87lx_qMktgGoCUbPDeWu.

[3] 闫龙川， 张印昶， 文涛.远程呈现视频会议技术应用研究[J].电力信息与通信技术，2012，10(1)： 42-45.

[4] 张晓东， 范年丰， 钟洪涛.多院区网真视频网络的QoS设计[J].中国数字医学， 2014(1)：90-93.

[5] GARY P，CHERYL C B，BRIDGET R.Telepresence，soundscapes and technological expectation：putting the observer into the equation[J].Virtual reality，2010(14)：15-25.

[6] 王健伟. Telepresence网真技术的发展趋势[J].中国传媒， 2011(8)：122-123.

[7] ZHANG Y B，ZHANG H Q，SUN L M.Research and implementation of SIP-based video conference system[J].Computer engineering，2005，31(21)：189-195.

[8] 南京讯晶科技有限公司.用于会议系统模式切换的自动控制装置及控制方法：201310302045.X[P].2013-07-18.

责任编辑：闫雯雯

Optimization design of Cisco telepresence system

YANG Zhaofei，LUO Jiang

(StateGridShanxiElectricPowerCompanyInformation&TelecommunicationBranch，Taiyuan030001，China)

Meeting modes are different between foreign countries and China. In foreign countries， meetings are mainly in the form of discussion， so the screen loop-testing function is not necessary. The screen loop-testing function realized in domestic telepresence venues is in fact based on the dynamic multiple screens function of Cisco products. This method will not be adopted by participants. Therefore， the design of telepresence system will be optimized as required. Limited by Cisco’s technology protection measures， the function of Loop-testing on the three screens cannot be realized by the simplest solution. A third-party hardware platform and software engineering will be needed to realize this function. At the same time， since telepresence software itself does not integrate hybrid pictures， sounds， operations and controls at the venue， intelligent control system for telepresence meetings is designed based on needs of telepresence in Shanxi. The telepresence system after optimization and upgrading has restored its operation and achieved favorable responses.

loop-testing on the three screens of telepresence；intelligent control system of telepresence；optimization research to telepresence

杨兆飞，罗江. Cisco网真系统优化设计[J].电视技术，2017，41(2)：104-108. YANG Z F，LUO J. Optimization design of Cisco telepresence system [J]. Video engineering，2017，41(2)：104-108.

TN915

A

10.16280/j.videoe.2017.02.021

2015-07-10