基于云计算平台架构的视频会议系统解决方案

郝 锋

(中国水利水电第七工程局有限公司,四川成都 610213)

1 项目需求

中国水利水电第七工程局有限公司(以下简称“公司”)于2012年建成基于专线的高清硬视频会议系统，机关总部和公司所属二级单位机关(施工局)及集团总部之间可以通过此会议系统互联互通、召开视频会议。

随着公司业务的发展，迫切需要随时随地通过手机、平板、笔记本等智能终端与国内外项目部召开高清会议。而现有高清硬件视频会议系统需要专线才能互联互通、专线费用高、且功能单一满足不了业务需求。为此，急需建设一套稳定性高，功能完善，且应用效果良好的高清视频会议系统，实现公司总部和国内外项目部之间的视频会议、远程培训、技术交流等功能。满足以下应用：

(1)集团与公司、分局(公司)间日常工作会议，会议精神的传达等。

(2)公司与分局(公司)间各职能管理部门的会议、培训、业务沟通等音视频协同业务。

(3)各分局(公司)间的日常会议、业务协同等。

(4)解决公司总部和国内外项目部间沟通不便的问题。

2 建设要求

2.1 虚拟化云计算架构

传统的H.323[1]系统显现出技术发展的局限性。MCU必须使用基于DSP设计的专有硬件架构[2]。硬件MCU的单机稳定性、部署灵活性、系统弹性扩展和业务更新能力等各方面都落后于集群化的云计算平台架构。

新一代视频会议系统应采用云计算架构[3]，MCU通过虚拟化方式统一部署在云平台，实现集群化MCU资源池，支持自动备份、智能路由，做到弹性的水平扩容。

2.2 统一部署、统一管理

管理服务器、接入服务器、媒体服务器、录播服务器和信令服务器等通过虚拟化方式统一部署在云端，集中运维管理。

报告厅、会议室、桌面、移动设备通过后台统一管理和维护，实现安全、可靠、流畅的音视频互联。

2.3 卓越的网络适应能力，不依赖专线

新系统应具备优秀的网络适应能力，采用先进的音视频编解码技术和QoS保障机制[4]，不再依赖专线。即使在互联网出现严重丢包、抖动、延时和网络拥塞时，也能有稳定、良好的音视频效果，减少网络对音视频质量的影响。

2.4 多种接入方式，灵活组网

新系统应支持硬件终端、PC客户端、手机APP等终端方式以多种网络接入，灵活组网。

实现用户的相关业务不论时间、地点、设备、网络接入方式都可以获取高质量的音视频服务。

2.5 系统输出SDK音视频能力

系统提供视频客户端的应用开发工具，实现全业务音视频能力输出和业务嵌入应用，可以用于用户开发自主的视频应用，实现将音视频能力嵌入到其他的业务应用中，例如：监控，智慧工地等。

2.6 多功能，多场景

系统支持视频直播、视频点播，与视频监控融合、语音电话系统对接。适用于远程技术研讨、远程培训、应急指挥、远程协同等场景。

2.7 兼容原有视频系统

系统应支持兼容宝利通H.323/SIP系统，与公司原有宝利通视频会议系统互通互联，融合成一套统一的视频系统。

3 方案设计

根据上述需求，采用基于云计算平台架构的小鱼易连视频会议系统。

3.1 系统架构

系统采用虚拟化技术和云计算架构，见图1。部署专有云视频平台，采用多线BGP核心骨干网络接入，大中小各类会议室、桌面端、移动端均可通过网络接入专有云视频平台，实现高清流畅的音视频交流。

支持智能终端、智能手机、智能移动设备通过互联网、移动3G/4G等接入，实现视频业务的快速互联和全方位音视频协同。

支持大规模并发，让会议从会议室走向个人。实现丰富的应用场景，支持个人手机和电脑在任何一个地方接入。

图1 平台架构

3.2 云视频平台部署方案

部署方案中，采购小鱼易连的相关云视频服务，公司所属各二级单位和项目部部署系列智能会议终端，见图2。

图2 设备连接示意

小鱼易连云视频会议系统与标准H.323设备连接，在不改变原有视频会议系统的情况下，实现集团公司、公司总部和国内外项目部之间的互联互通。

4 系统功能

4.1 云媒体

4.1.1 多方高清视频

通过云视频平台和各种接入方式实现实时的多方音视频交互，满足各种远程多媒体互动需求。

应用模式包括：

(1)系统中任意两个接入点建立双向连接，进行点对点视频互动。

(2)系统通过云平台的智能媒体转发机制、实现大规模的视频互动。

(3)系统支持公司、分局(公司)和项目同时召开多组会议，并且支持会议的合并与拆分。

(4)为了真实呈现交互的效果，系统提供强大的交互方式，实现全景会议模式。

(5)多画面功能。会议召开后可灵活选择多画面显示模式；子画面按需轮询；通过语音激励方式实现VIP显示模式。

(6)三屏三显。对于大型指挥中心或者会议室场景，一台智能终端支持三块显示屏同时显示“会场多画面+辅视频流+发言人图像”，显示模式可通过终端遥控器灵活选择。

(7)通过字幕和短消息功能实现另一个维度的信息交互。

4.1.2 直播、录播、点播

在日常视频应用中，大型会议、远程培训可采用单向传播的应用模式，利用云视频平台海量并发的优势进行大规模传播。

系统具备的高清云直播功能，通过人性化的UI入口，普通业务人员可以快捷地通过手机、平板、PC创建直播活动，并方便的通过邮件、短信等方式分享，支持万人同时观看。另外视频互动与视频直播可以结合使用，直播中支持双流及内容发送。系统根据需求选择参与互动和观看直播的范围，做到低成本、广传播、强效果。

系统的云录播功能支持全程高清录制。用户选择任意多路现场的画面随时手动录像，也可根据预约设定触发录像。用户经授权可根据终端名称、录像时间、录像地点、录像事件特征，随时查询检索视频文件，按需点播视频资源。录制内容加密后通过分段式存储在云端，进行统一管理。

4.1.3 纵横双向视频覆盖

基于云平台扁平化的系统架构，摒弃了传统视频会议系统MCU树状级联方式，可任意扩展下级接入节点及平行协同单位可视接入节点的数量，解决视频应用横向贯通困难的问题。实现“纵向到底、横向到边”的视频全覆盖应用模式。

4.2 云协作

4.2.1 高清内容共享

视频交互过程中支持PC屏幕共享，包括Word、PPT、Excel、PDF等各种文档和图片、视频、音频资料以及第三方视频源的共享，分享效果达到高清1 080 P。分享方式包括：

(1)通过HDMI、DVI等高清接口实现的硬件双流分享。

(2)通过PC客户端共享桌面功能实现网络双流分享。

(3)通过无线传屏器实现一键无线双流分享。

4.2.2 移动内容共享

在人员出差路途中及其他移动场景下无法使用PC进行桌面共享时，可通过智能手机客户端的屏幕分享功能实现将手机界面，手机中的照片、音视频、文档作为双流进行共享，实现全场景无死角的双流功能。

4.2.3 多方内容批注

在内容分享时，不再单纯地播放PPT、WORD、EXCEL或视频文件，而是结合互动的需求，直接在分享的内容上实现多方共同批注，随时调用和展示相关的资料或模拟工作流程，满足线上的远程协同交流需求。

终端内置电子白板功能，在触摸屏、手机屏幕、触控大屏电视上实现多方互动操作，加强互动效果，实现异地的多方协作应用。

4.3 云管控

基于云架构的管控，摒弃传统的面向设备的管理操作，立足于整体业务管理、以用户为本的管理理念，实现用管分离。

对普通用户提供尽可能便捷的会议操作，无需专人即可自主操作；对于管理员减少维护工作量和管理风险，提升系统运维保障水平。

4.3.1 统一管理

后台管理员对系统整体可用性和并发资源做统一的管理和规划，云管控平台通过高度的自动化完成系统级操作，减少运维工作量，增强管理合规性。

(1)统一通讯录管理。根据加入系统的终端和用户自动生成分级架构的通讯录自动推送至终端界面，用户可按单位、机构查找通讯录并实现一键呼叫。

(2)统一版本推送。平台及系统软件持续更新、时刻保持技术先进性，更新的版本由云端自动推送到终端，无需系统管理人员操作。

(3)统一资源管理。所有平台资源统一管理调度，使用者无需关注平台容量，各单位资源复用以提升系统使用效率且保证更高的可用性。

4.3.2 自主会控

普通用户无需进入后台界面，基于客户端即可完成全部组会、通知、会控、直播等功能，日常使用无需系统管理员介入，最大限度提高使用效率。

(1)会议预约：提供通俗易懂的界面，填写会议主题、时间段、邀请与会者及其他可选项，并可提供周期性重复预约以便固定时间的例会。

(2)会议通知：通过邮件将会议信息通知个人，日程同步显示到终端的所有会议安排一目了然。

(3)会控操作：针对重要会议，为主持人提供专业的会控界面，包括点名、静音、设置主会场、轮询显示、录制等。

4.3.3 分级分权

在资源统一管理调度的基础上，根据业务需求和不同级别单位定制分级权限，各级单位人员在权限范围内自主召开会议，实现系统物理架构上的扁平化、业务管理逻辑上的分层化，既符合管理要求，又保持系统的健壮性和可扩展性。

4.3.4 数据运维

大数据深刻地影响着业务管理模式，系统运维从规划驱动转向数据驱动。云管控系统提供多维度的数据统计分析，支持导出实现分析回溯。一方面为管理员提供系统运行的全面统计数据，另一方面也有利于观察数据趋势和预判系统未来瓶颈，从而实现主动性的容量规划管理。

4.4 云融合

4.4.1 融合现有视频会议系统

系统具备向下兼容能力，支持H.265[5]、H.264SVC、H.264 AVC[6]视频编解码，G.711、G.722[7]音频编解码。通过融合服务器转换为标准的H.323协议与现有视频系统兼容互通，充分利旧现有视频会议系统，见图3。

图3 H.323终端接入

H.323融合服务器原理：

(1)融合服务器位于云视频平台和现有H.323视频系统之间，作为主叫或被叫加入H.323视频会议系统。

(2)被叫时视频云平台侧的音视频流经过融合服务器转换发给H.323视频系统侧，作为输入源供H.323视频系统中的终端调用。

(3)主叫时H.323系统侧的音视频流经过融合服务器的转换发给视频云平台，作输入源供云平台中的终端调用。

4.4.2 融合视频监控系统

采用“不破坏、不改变原有已建监控系统的架构”原则下，通过专有云视频平台中部署的监控融合服务器与监控平台融合互通，将原有视频监控系统无缝接入到视频会议系统中，见图4。

图4 监控平台连接

监控融合服务器支持监控国标GB/T 28181-2011 《安全防范视频监控联网系统信息传输交换、控制技术要求》[8]、ONVIF协议[9]及RTSP流[10]，通过与监控平台互联获取监控设备码流，转换为H.264 SVC标准码流后，传送到视频会议系统中。专有云视频平台可以在应急会议及会商会议过程中任意转发和调用监控视频，实现指挥中心对一线现场情况全面掌控。

5 结束语

随着计算机技术、通信技术和互联网技术的飞速发展，人们的通信方式和交流习惯也随之改变。特别是施工企业项目地域分布广、较分散、流动性大。在国内外的各个项目所在地网络状况也参差不齐。利用大数据、云计算、人工智能等技术，实施基于云计算平台架构的视频会议系统，从而消除地域限制，达到随时随地举行会议的目的，可以为企业降低管理成本、提高管理水平，同时极大地提升企业竞争能力。