張磊，聶希柱，崔馨鶴

（國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司 信息通信分公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

0 引 言

隨著視頻會(huì)議系統(tǒng)更新迭代，分布式視頻矩陣系統(tǒng)、虛擬化多點(diǎn)控制單元等成熟的技術(shù)快速發(fā)展，電力視頻會(huì)議系統(tǒng)進(jìn)入了快速發(fā)展階段。在新冠疫情期間，公司通過(guò)視頻會(huì)議系統(tǒng)參與召集會(huì)議數(shù)量大幅增長(zhǎng)，個(gè)性化、多功能性需求日益增多，給系統(tǒng)運(yùn)維和管理提出了諸多挑戰(zhàn)。電力視頻會(huì)議系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分為行政平臺(tái)、應(yīng)急平臺(tái)、資源池平臺(tái)及軟視頻平臺(tái)，其中行政和應(yīng)急平臺(tái)MCU 采用雙通道組網(wǎng)方式，即傳輸專線網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)視頻VPN 網(wǎng)絡(luò)，資源池平臺(tái)采用數(shù)據(jù)網(wǎng)視頻VPN 網(wǎng)絡(luò)，軟視頻采用數(shù)據(jù)網(wǎng)信息VPN 網(wǎng)絡(luò)。電力視頻會(huì)議系統(tǒng)主要用于召開行政宣貫大會(huì)或舉辦重大活動(dòng)、應(yīng)急會(huì)商及專業(yè)類會(huì)議；目前國(guó)網(wǎng)遼寧電力公司視頻會(huì)議系統(tǒng)，行政、應(yīng)急、資源池三套會(huì)議硬視頻系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行也可互通。其覆蓋范圍為省公司、省二級(jí)單位、市公司、各縣公司及部分市屬二級(jí)單位。軟視頻覆蓋范圍為各縣公司及農(nóng)網(wǎng)星級(jí)供電所。在遼寧電力視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用和運(yùn)維過(guò)程中，由于視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)備類型、規(guī)格參數(shù)不統(tǒng)一及業(yè)務(wù)功能的不斷擴(kuò)展和開發(fā)，系統(tǒng)在靈活性、多樣性、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)都有一定的局限性，所以視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)行方式優(yōu)化提升研究勢(shì)在必行。

1 遼寧電力視頻會(huì)議系統(tǒng)存在的問(wèn)題

遼寧電力現(xiàn)有集中式混合視頻矩陣混合視頻矩陣將各種不同分辨率、格式、接口視頻設(shè)備一起使用，通過(guò)輸入和輸出板卡將多種模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為高清數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)高清視頻輸入輸出。集中式混合矩陣系統(tǒng)靈活性、擴(kuò)展性較差，系統(tǒng)輸入輸出接口容量受限，系統(tǒng)存在單點(diǎn)隱患，難以實(shí)現(xiàn)跨樓層、跨網(wǎng)段等多區(qū)域互聯(lián)互通。遼寧電力視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用三級(jí)架構(gòu)，即接入層、匯聚層、核心層，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間應(yīng)用OSPF 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備較多，網(wǎng)絡(luò)層級(jí)架構(gòu)不清晰，路由交換策略不統(tǒng)一，系統(tǒng)抵御風(fēng)險(xiǎn)能力較弱，如遇到某一核心設(shè)備宕機(jī)，可能引發(fā)視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)行中斷。一段時(shí)間以來(lái)，公司外網(wǎng)視頻會(huì)議需求增多，然而電力視頻專網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，暫無(wú)法使用電力專有視頻會(huì)議系統(tǒng)設(shè)備參與召開相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)會(huì)議，致使系統(tǒng)利用率降低并筑起不同網(wǎng)絡(luò)間視頻會(huì)議互通的壁壘，由于電力信息通信網(wǎng)絡(luò)屬于管理信息大區(qū)，網(wǎng)絡(luò)安全性要求較高，視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)封閉運(yùn)行與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，導(dǎo)致系統(tǒng)組網(wǎng)方式單一、應(yīng)用場(chǎng)景受限。2013年國(guó)網(wǎng)公司統(tǒng)一在全網(wǎng)范圍內(nèi)部署了軟視頻系統(tǒng)，采用“服務(wù)器+客戶端”的模式。國(guó)網(wǎng)公司部署2 臺(tái)一級(jí)服務(wù)器，各省公司部署1 臺(tái)二級(jí)服務(wù)器，不再部署MCU 和視頻會(huì)議終端設(shè)備，該系統(tǒng)承載在信息內(nèi)網(wǎng)通道，客戶端可以安裝在任一內(nèi)網(wǎng)電腦上，主要用于會(huì)商、技術(shù)培訓(xùn)等簡(jiǎn)易會(huì)議，由于現(xiàn)有的軟視頻系統(tǒng)容量有限，系統(tǒng)授權(quán)點(diǎn)位不足，用戶權(quán)限分配困難，無(wú)法支持 100 方以上會(huì)議。

2 視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)維提升方法與措施

2.1 分布式視頻矩陣系統(tǒng)研究與分析

針對(duì)遼寧電力公司集中式視頻矩陣系統(tǒng)使用方式單一、容量受限、兼容擴(kuò)展性差等問(wèn)題，開展分布式視頻矩陣系統(tǒng)研究與分析，其架構(gòu)穩(wěn)定性、擴(kuò)展靈活性及易維護(hù)性較集中式視頻矩陣有明顯優(yōu)勢(shì)。分布式視頻矩陣系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、視頻輸入/輸出節(jié)點(diǎn)、中控節(jié)點(diǎn)、分布式管理等系統(tǒng)組成。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備即交換機(jī)，結(jié)合視頻會(huì)議室實(shí)際需求，每個(gè)會(huì)場(chǎng)交換機(jī)之間通過(guò)光纖連接，形成一個(gè)本地視頻信號(hào)控制局域網(wǎng)。分布式輸入節(jié)點(diǎn)，對(duì)各會(huì)場(chǎng)各視頻信號(hào)進(jìn)行采集編碼，通過(guò)網(wǎng)線連接至交換機(jī)；分布式輸出節(jié)點(diǎn)，可將輸入節(jié)點(diǎn)采集編碼進(jìn)入到分布式管理系統(tǒng)的所有視頻信號(hào)隨時(shí)解碼切換輸出至顯示設(shè)備或視頻終端。中控節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)的所有周邊設(shè)備控制處理，通過(guò)接受觸摸屏的控制指令，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備實(shí)現(xiàn)集中控制。分布式視頻矩陣系統(tǒng)作為會(huì)議指揮中心的人與各會(huì)議室視頻設(shè)備溝通的主要媒介，主要實(shí)現(xiàn)分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)座席操作、信號(hào)切換處理、統(tǒng)一指揮調(diào)度、大屏拼接控制等功能。

2.2 視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究與分析

在遼寧電力視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，部分視頻會(huì)議室交換機(jī)直連省公司出口路由器，匯聚交換機(jī)無(wú)法滿足光纖接入方式，接入交換機(jī)單上聯(lián)，通道網(wǎng)絡(luò)不合規(guī)等問(wèn)題突出，特提出視頻會(huì)議系統(tǒng)通道網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提升方案。采取網(wǎng)絡(luò)扁平化方式，取消匯聚層交換機(jī)，由接入—匯聚—核心三級(jí)架構(gòu)轉(zhuǎn)化為接入—核心二級(jí)架構(gòu)，同時(shí)對(duì)2 臺(tái)核心路由器進(jìn)行堆疊配置，減少網(wǎng)絡(luò)中物理鏈路和設(shè)備故障點(diǎn)，系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高；在接入交換機(jī)至核心路由器間，采用鏈路聚合網(wǎng)絡(luò)策略，將所有接入交換機(jī)雙上聯(lián)至核心路由器，單鏈路故障不影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，提升了網(wǎng)絡(luò)冗余性和可靠性；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備物理割接方式，將省公司視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、地市公司等單位網(wǎng)絡(luò)通道割接至數(shù)據(jù)網(wǎng)視頻VPN 通道中運(yùn)行。

2.3 互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)視頻會(huì)議融合研究與分析

電力視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備封閉運(yùn)行，即專網(wǎng)專設(shè)備，與互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，目前電力視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)視頻會(huì)議系統(tǒng)無(wú)法直接互聯(lián)互通，本文研究互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)視頻會(huì)議融合方式方法。視頻會(huì)議系統(tǒng)采用模擬轉(zhuǎn)接方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)視頻會(huì)議互聯(lián)，利用音視頻矩陣這一媒介，將音頻和視頻信號(hào)模擬轉(zhuǎn)接至各自網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，完成音視頻信息交互；通過(guò)邏輯隔離裝置架起互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)連接橋梁實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間互通，劃定互聯(lián)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，部署公私網(wǎng)絡(luò)穿越服務(wù)器，將電力視頻專網(wǎng)引流至該服務(wù)器完成電力專網(wǎng)至互聯(lián)網(wǎng)穿越，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)視頻會(huì)議融合互通，降低了視頻會(huì)議設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)接入門檻，豐富了電力視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景。

2.4 軟視頻會(huì)議系統(tǒng)研究與分析

軟視頻系統(tǒng)覆蓋范圍為縣、區(qū)、供電所、營(yíng)業(yè)廳，網(wǎng)遼寧電力公司共有約1 300 個(gè)地市二級(jí)單位及供電所營(yíng)業(yè)廳等基層單位，通過(guò)近幾年新增1 000 余套軟視頻會(huì)議終端及附屬設(shè)備，全省現(xiàn)有接入賬號(hào)為100 個(gè)。由于現(xiàn)有軟視頻系統(tǒng)存在無(wú)法兼容Windows7 及以上版本操作系統(tǒng)、IE8 及以上版本瀏覽器，無(wú)法支持100 方以上會(huì)議，音視頻效果不佳，用戶權(quán)限分配困難等問(wèn)題，因此對(duì)軟視頻系統(tǒng)優(yōu)化和升級(jí)的研究迫在眉睫。軟視頻系統(tǒng)替代方案中，可選擇虛擬MCU方式組網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)直播方式組網(wǎng)亦或是公有云方式組網(wǎng)，從成本、音視頻效果、帶寬需求、運(yùn)維壓力、實(shí)施難度等方面綜合比對(duì)考量，虛擬MCU 方式組網(wǎng)成本適中，音視頻效果佳、操作性好、交互性強(qiáng)、安全性高、可實(shí)施性強(qiáng)，運(yùn)維壓力適中。通過(guò)增加虛擬化多點(diǎn)控制單元MCU 設(shè)備，增強(qiáng)系統(tǒng)承載能力和桌面級(jí)終端接入能力，每臺(tái)服務(wù)器可承載1080P30 的會(huì)議400 方，網(wǎng)遼寧電力公司共有約1 300 個(gè)地市二級(jí)單位及供電所營(yíng)業(yè)廳等基層單位，4 臺(tái)虛擬化多點(diǎn)控制單元設(shè)備即可承載所有基層單位視頻會(huì)議需求。

3 電力視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)維提升過(guò)程的實(shí)踐

遼寧電力視頻會(huì)議系統(tǒng)開展分布式視頻矩陣系統(tǒng)試點(diǎn)應(yīng)用，采用去中心化、純分布式架構(gòu)，不受機(jī)箱和服務(wù)器主機(jī)的物理限制。在整體架構(gòu)和相關(guān)配置等方面，系統(tǒng)滿足高可靠性、高可用性、冗余性的應(yīng)用需求，消除視頻矩陣中單點(diǎn)故障隱患。在結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置等方面，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高可擴(kuò)展和兼容性行要求，滿足業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)內(nèi)在需求；在系統(tǒng)帶寬和網(wǎng)絡(luò)安全方面，系統(tǒng)滿足各類訪問(wèn)請(qǐng)求對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)及安全設(shè)備、負(fù)載均衡設(shè)備等的性能需求。采用具備互通性和互操作性功能技術(shù)策略，可以支持網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的快速部署及擴(kuò)展，各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行互不干擾，理論上可以任意擴(kuò)容，配置簡(jiǎn)單操作使用靈活，提高視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)維質(zhì)效。

開展視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐，優(yōu)化視頻會(huì)議系統(tǒng)核心路由器參數(shù)配置，調(diào)整2 臺(tái)視頻核心路由器板卡及相關(guān)配置，視頻核心路由器與數(shù)據(jù)網(wǎng)路由器之間使用EBGP 協(xié)議，通過(guò)調(diào)整BGP 對(duì)等體MED 與Local 屬性值，調(diào)整路由走向使之形成主備；重新規(guī)劃視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)IP 地址，賦予每個(gè)基層單位獨(dú)立C 段IP 地址，供視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、多點(diǎn)控制單元、視頻終端、控制電腦等設(shè)備使用。確保接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備雙上聯(lián)至核心網(wǎng)絡(luò)，將接入交換機(jī)單上聯(lián)至匯聚路由器斷開，從接入交換機(jī)重新跳纖至核心路由器，接入交換機(jī)直連視頻核心路由器鏈路，實(shí)現(xiàn)接入設(shè)備雙上聯(lián)核心設(shè)備。與此同時(shí)，視頻終端的網(wǎng)關(guān)由接入交換機(jī)遷移至視頻核心路由器上，如圖1所示。

圖1 視頻會(huì)議系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前后對(duì)比圖

開展互聯(lián)網(wǎng)與視頻專網(wǎng)視頻會(huì)議融合通信工作，考慮到專網(wǎng)專用、安全性、可靠性等方面因素，暫不采用互聯(lián)網(wǎng)與電力視頻專網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層面互聯(lián)互通。本次互聯(lián)網(wǎng)與電力視頻專網(wǎng)視頻會(huì)議融合點(diǎn)在音視頻矩陣上，通過(guò)視頻矩陣模擬轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)在互聯(lián)網(wǎng)與視頻專網(wǎng)中互通；通過(guò)音頻矩陣模擬轉(zhuǎn)接，實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)在互聯(lián)網(wǎng)與視頻專網(wǎng)中互通，最終實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)視頻會(huì)議融會(huì)貫通。

開展軟視頻會(huì)議系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)實(shí)踐，將視頻會(huì)議系統(tǒng)MCU 資源池進(jìn)行虛擬云化，通過(guò)云計(jì)算的服務(wù)層、管理層、資源層對(duì)視頻會(huì)議資源開展自動(dòng)化部署和網(wǎng)絡(luò)管理，各類業(yè)務(wù)的消耗和處置時(shí)間，提高資源復(fù)用率，方便系統(tǒng)擴(kuò)容。虛擬MCU 可實(shí)現(xiàn)MCU 基本管理、會(huì)議音視頻控制、開會(huì)模板管理、視頻會(huì)議室管理等功能。在省公司和地市公司分別部署4 臺(tái)虛擬化多點(diǎn)控制單元MCU 設(shè)備（即服務(wù)器），如圖2所示，4 臺(tái)虛擬MCU 設(shè)備之間形成資源池，實(shí)現(xiàn)各基層單位視頻會(huì)議終端接入、控制以及管理。在資源利用率上虛擬MCU 可動(dòng)態(tài)分配資源，在控制方式上，傳統(tǒng)總部—省—市三級(jí)結(jié)構(gòu)中，需要在省層面進(jìn)行MCU級(jí)聯(lián)，級(jí)聯(lián)過(guò)程中會(huì)議控制和音畫跨級(jí)傳送需要對(duì)不同設(shè)備進(jìn)行操作，虛擬MCU 可動(dòng)態(tài)接入、自動(dòng)分配資源，控制更為便捷。

圖2 軟視頻會(huì)議系統(tǒng)升級(jí)后架構(gòu)圖

4 結(jié) 論

本文詳細(xì)分析了遼寧電力視頻會(huì)議系統(tǒng)存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)遼寧電力公司視頻會(huì)議系統(tǒng)運(yùn)維優(yōu)化提升的研究，得出一套行之有效的運(yùn)維提升方法與措施，不僅解決了集中式視頻矩陣缺陷、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不清晰、互聯(lián)網(wǎng)與電力專網(wǎng)視頻不兼容、軟視頻會(huì)議系統(tǒng)容量有限等問(wèn)題，而且給出了具體的技術(shù)路線。以提升精益化運(yùn)維、提高視頻會(huì)議系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行為導(dǎo)向，切實(shí)打通運(yùn)維管控中的痛點(diǎn)和堵點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議系統(tǒng)智慧化和運(yùn)維精益化管理。