下一代云视频技术的多业务平台研究

曾时博

【摘要】 本文介绍了云视频技术的概念及组成，结合高清视频技术的发展趋势和电网公司的视频会议系统现状，对电网公司云视频多业务平台进行了演进路线的规划和不同业务接入的应用尝试并开发了一套云视频多业务平台管理系统。

【关键词】 云视频多业务平台 演进路线 管理系统

随着科学技术的高速发展，视频会议已经在当今社会各行各业中得到广泛推广及应用，尤其是在规模大、部门多、地域分布广的公司、企业中，在不断提高用户沟通效率、降低企业差旅费用开销、提升管理成效等方面具有不可取代的优势，已逐步取代商务出行，成为远程办公最新模式，被广泛应用于远程直播教学、在线监控、医疗协助等方面[1]。传统的硬件视频会议系统是基于嵌入式架构的视频通信方式，依靠DSP+嵌入式软件实现音视频处理、网络通信和各项会议功能。其最大的特点是性能优质、可靠性高，大多中高端视频应用中都采用的是硬件视频方式。但由于其建设成本高昂、品牌兼容性差并且使用和扩容缺乏灵活性，无法与目前前沿的虚拟化技术相结合，其市场份额正逐渐被软件视频系统所侵占。本文将结合电网公司实际情况，详细介绍下一代基于云视频的多业务平台的网络架构、应用和会议管理方面的研究。

一、云视频系统的组成

云视频多业务平台是以云视频系统作为基础的一种软件架构平台，它基于标准x86架构的服务器硬件资源，利用虚拟化技术、分布式云计算技术，实现多种业务的接入。

云視频系统具体组成包括：宿主x86服务器、虚拟化中间件、管理节点和会议节点等模块。在逻辑层面上，云视频系统部署的层次如图…1所示：

在部署拓扑结构上，各个节点虚拟机可以共同部署在同一个物理服务器上，也可以分开部署在不同地点的服务器上。这样分布在多个物理区域的管理节点、会议节点，依托底层的IP承载网络，共同形成了一个云视频平台。（具体拓扑结构如图2所示）

1.1管理节点

管理节点是云视频平台的管理模块，它创建和管理会议节点、虚拟会议室（VMR）并推送到所有的会议节点，查看会议在所有会议节点的状态，从虚拟会议室（VMR）呼出建立会议和结束会议[2]。

1.2会议节点

会议节点提供多方会议能力，处理媒体和信令，支持分布式部署，虽每个物理设备的容量有限，但通过会议节点的虚拟背板技术，可实现异地多台物理设备的容量叠加，实现容量的异地扩容，间接实现异地灾备；再由管理节点统一部署，包括配置信息、会议VMR信息等[3]；所有与会者就近接入会议节点。

1.3宿主服务器

管理节点和会议节点均采用虚拟机部署，使用标准x86架构服务器；它们可部署在同一宿主主机上，其他会议节点可以部署在同一个宿主主机或其他物理主机上，服务器可在分布在同一个数据中心或不同地域的数据中心，从而实现全球化的分布式部署。多个地域的宿主服务器间只要保证IP网络三层路由可达，即可实现自动分布式架构，形成集群。

1.4虚拟化中间件

虚拟化中间件为上层云视频的各个节点提供虚拟化部署环境，并对上层应用虚拟主机的监控和管理，如发现故障，可进行自动虚拟主机迁移等操作，保证上层应用始终处于可用状态。云视频系统可以支持多种虚拟化中间件，包括VMware，Hyper-V，KVM和XEN。

二、云视频多业务平台演进路线的研究

全球通信产业已经进入新的大融合、大变革和大转型的发展时期。以下一代通信网络、云计算、物联网等为代表的新一代信息技术，作为国家战略性新型产业，正成为下一轮经济发展的重要推动力量[4]，在各个领域发挥着重要作用。

在教育领域，基于云技术的共享资源平台建设，建立云资源中心，能够全面提高资源利用率，为学校师生提高一个方便实用、安全可靠的云平台教学环境，为专用建设和人才培养质量的提高提供有效的技术支持和服务功能[5]。在金融领域，采用云计算技术能够使得金融交易平台节省开支，不需要花大价钱去购买昂贵的数据中心，云计算还解决了硬件以及软件兼容的问题，金融交易平台仅仅需要关心自身的业务[6]。在军事领域，云技术能够发挥强大的数据计算和信息处理能力以实现军事“决策优势”，加快我军战斗生成模式转变[7]。

视频通信的发展也趋向于这种潮流，正在向虚拟化、分布式、纯软件性的云视频多业务平台方向迈进，并且逐步进入多种业务全面融合的时代。通过有效利用云技术，保证视频会议具有低成本、便捷和高效的特点。用户通过网络界面，通过简单的操作，就能方便快捷的同世界各个角落的参与者进行视频、数据、语音的分析，终端的形式也不再局限于传统的硬件视频终端，逐渐趋向于移动型、桌面型的软件终端发展，不仅节省成本，而且便捷性得到显著提高。云系统往往能够较好的对于服务器动态集群部署进行支持，保证多台高性能服务器的有效工作，使得会议的安全性和可靠性大大增强[8]。

电网现有的高清视频会议系统采用专业的硬件架构，视频质量可靠，性能稳定，但系统建设成本高昂，扩容花费巨大，且存在性能和容量瓶颈，不支持目前新兴的移动型、桌面型视频会议，开会流程复杂，效率低下。同时，系统的兼容性较差，不能适应电网公司下属各个分部终端品牌异构的现状。因此，电网公司需要建设一套云视频多业务平台，替代现有的硬件视频会议平台。

但视频平台的更替不是一蹴而就的，需要循序渐进。从保护既有投资和保证视频业务稳定性的角度考虑，我们对电网公司云视频多业务平台演进路线进行了研究，规划为以下四个阶段：独立组网阶段、终端双注册阶段、跨平台融合阶段、云视频全网部署阶段。endprint

2.1独立组网阶段

第一阶段，在现有的高清视频会议系统外，单独建立一套云视频系统，其系统逻辑架构如图3所示。

本阶段研究的云视频系统分为内网平台和外网平台两个系统独立运行。为了保证现网业务的安全性，云视频内网平台不承接任何現网视频业务，仅仅作为测试研究使用，视频会议还是在原有视频平台上召开。内网平台通过视频会议专网接入不同厂家（华为、思科和宝利通）的测试终端，模拟在内网召开的视频会议；外网平台通过互联网接入测试终端，模拟在互联网上进行的视频应用。

云视频内网和外网平台上将分别各自部署一套云视频管理系统和QoE评价系统。

2.2终端双注册阶段

本阶段的主要目标是验证云视频会议系统在对原视频会议系统无影响的基础上进行现网大规模应用的稳定性。在这个阶段，电网公司视频会议终端将采用双注册的方式加入到视频会议系统中。云视频会议系统第二阶段总体逻辑架构如图4所示。

处于内网的视频终端通过视频会议专网以H.323协议注册到原视频系统平台，以SIP协议注册到云视频系统内网平台上。两套系统互为备份，原视频会议系统作为主用，云视频系统内网平台作为备用，任何一套系统出现故障时都能切换到另一套系统召开会议，增强了整个电网公司视频会议的可靠性。……

本阶段云视频系统平台和原视频系统平台之间没有任何交互，因而对原有的视频系统平台没有影响，视频会议仍然可以正常稳定的召开。同时，云视频系统开始承接视频业务，验证了这套系统在现网大规模应用的稳定性，为后续电网公司视频会议系统演进奠定了基础。…

2.3跨平台融合阶段

本阶段的目标是将云视频会议系统和原视频会议系统融合为一体，使视频业务在两个系统间无障碍的开展。云视频会议系统第三阶段总体逻辑架构如图5所示：

本阶段将在第二阶段的基础上作进一步的改进。在这一阶段云视频系统的会议节点集群将通过SIP和H.323信令，与电网公司已有的视频会议系统的核心VCS集群实现信令中继对接，从而实现和现有视频会议系统的业务融合。

通过这种融合方式，可实现以下基本的视频协作功能：注册在VCS下的终端设备可呼叫加入云视频系统的虚拟会议室；可从云视频系统的虚拟会议室中将VCS下注册的终端拉入会议；云视频系统虚拟会议室与VCS下注册的MCU实现会议级联；WebRTC终端可呼叫VCS下注册的终端或MCU加入会议。

这种模式既能充分利用电网公司的视频系统资源，同时将原有的视频系统和云视频系统融合为一个整体，可以通过云视频管理系统将原有的视频系统和云视频系统统合管理，对于视频业务的应用和维护上更加便捷、高效。

2.4云视频全网部署阶段

云视频系统第四阶段总体逻辑架构如图6所示。在这一阶段，原有视频系统将会被云视频平台完全替代，电网公司所有的视频会议都将在这套云视频系统中召开，所有其他的视频应用，例如生产培训、电力调度、应急指挥等都可以在这套云视频平台上应用。

三、云视频多业务平台的应用研究

在视频应用方面，目前电网公司的高清视频会议系统，主要承担的都是视频会议应用，主要包括：面向高层决策类会议的网真应用；面向大规模会议的会议室应用；面向部门或项目组沟通的会商应用；面向领导日常沟通的高清桌面应用。随着“一带一路”和“智能电网”的建设需求，除了会议应用之外，还存在其他的应用需求，例如海外现场沟通、应急通信、线路巡检等。现有的高清视频会议系统难以满足以上多业务融合、内通外联的需求，因此需要借助新的云视频技术手段实现。本文结合电网公司实际需求，在应急通信、远程评标、远程招聘等方面进行了相关尝试。

3.1基于云视频的应急通信综合应用平台的研究

应急通信综合应用平台应用现状：当紧急情况出现时，由安监部通知通信处进行应急视频会议的相关准备；通信处联络各级视频保障人员进行视频会议联合调试；通信处负责将应急指挥中心和相关业务部门呼上视频会议，这期间还需与各级部门沟通协调，保障视频会议顺利召开。视频会议进行期间需要运维人员全程守护，维护压力大。

基于以上情况，电网公司尝试将云视频技术与应急通信综合应用平台相结合，其应用模型如图7所示。每一级应急指挥平台通过视频会议专网都能接入云视频多业务平台。每一辆应急抢修车上都安装了视频终端，通过卫星专网接入到云视频多业务平台。当应急事件发生时，各级应急指挥平台可以通过调用云视频多业务平台的标准接口呼叫现场抢修车辆，实现抢修现场的图像和声音实时传输给各级应急指挥平台，方便各级指挥部做应急决策。

3.2基于云视频的远程评标应用的研究

近年来，随着电网公司投资建设力度加大和招投标监管范围扩大，招标工程数量逐年上升，评标专家出席频率也随之提高，评标专家在长时间的评标工作中对同城投标人产生了主观印象，与投标人之间容易发生隐含的“熟人效应”，加之招标工程种类日益增多，同一地区专家库中某些特殊专业专家数量偏少，影响着评标质量的提高和评审结果的客观公正性。为了改善这种状况，电网公司尝试在评标业务中引入云视频多业务平台，通过云视频技术将各城市评标体系连接起来，充分利用各城市评标资源，在各城市之间组成联合评标委员会并实施异地远程评标。endprint

其应用模型如上图8所示：当针对某一个招标项目需要专家进行评标时，可以在各个城市的专家库中随机抽取评标专家。各评标专家不需要前往电网公司所在城市，只需集中到各自城市的评标中心，由各城市评标中心通过专业的硬件视频终端加入到评标会议中。这样一方面大大增加了项目评审专家库，选择的余地更大，提高了评标的质量，另一方面，由于专家处于各个不同的城市，大大减少了相互之间或者与投标人之间串标的可能性，保证了评标结果的客观公正性。同时电网公司的评标监控中心能够实时的对评标过程监控，并且全程录像，保证了评标的安全性和私密性。另外，这种远程评标方式，不仅减少了专家的车马劳顿，避免因为交通原因延误评标工作，同时节省了差旅费用，降低了项目的建设成本，因而受到电网公司用户的广泛好评。

3.3 基于云视频的远程招聘应用的研究

电网公司的发展离不开各种各样的人才为它添砖加瓦，不断的增加新鲜的血液才能保证企业的活力和创新能力，但是随着企业的规模增大，需要的人才也越来越多，招聘工作的难度也越来越大。特别是在异地招聘中，由于招聘需要面试，要么电网公司派人到应聘者所在地面试，要么应聘者到电网公司所在地面试。不管是哪种方式，由于需要远距离的交通成本，加上期间的食宿等各项差旅费用，面试的成本相当高。企业和人才要么无可奈何地支付高额的面试成本，要么忍痛割爱，放弃异地招聘或异地求职。这对人力资源的有效配置和人才的合理流动是极为不利的。

云视频多业务平台的出现大大解决了这一难题。通过云视频多业务平台可以为电网公司构建一种远程招聘模式，只需双方登录云视频会议系统，应聘者就可以通过PC浏览器加入视频会议的方式与面试官进行面对面的沟通。招聘人员和应聘者无须奔波于几个城市之间就达到了面对面沟通的效果。这种基于云视频多业务平台的远程招聘不仅节约了求职者的路費、旅费，而且扩大了企业的招聘范围，节省了企业参加现场招聘的费用及时间，提高面试招聘的效率，真正实现了“双赢”。

与传统的人才招聘形式相比较，基于云视频多业务平台的远程招聘为电网公司和求职者提供了一个最优质、最快速、个性化的“零距离”互动平台，达到各地人力资源的有效互通互动。基于招聘双方是主动性的网上交流，不受时间、地域限制，也不受周期和发行渠道限制，不仅可以迅速、快捷地传递信息，而且还可以瞬间更新信息，再者，互联网具有无处不在的特性，可以轻易地延伸到世界的每一个角落。

四、云视频多业务平台管理系统

在基于以上云视频技术的应用研究过程中，我们发现，目前电网公司的视频会议管理存在如下较突出的问题：运维部门工作量大、视频会议召开流程复杂、应用部门缺乏会议自主权、会议内容的私密性得不到保证。为了改变这种现状，同时为了更方便的管理云视频系统，电网公司开发了云视频多业务平台管理系统。本系统从资源管理、权限管理、使用模式三个方面入手，调整现有的运维模式，提升用户使用体验、系统管理效率。系统采用扁平化管理，即全网系统集中管控、统一管理界面；采用分级分层管理，即多级管理权限定义、多管理用户并发；实现用管分离，即提供丰富的管理功能、管理员定义会议控制管理权限，下放给最终用户、用户具备简单易用的体验。云视频多业务平台管理系统用户界面如图9所示。通过云视频多业务平台管理系统的使用，沟通效率得到显著提高，人力成本反而大大降低。使用前，召开一次视频会议包括会前的设备调试，会中的保障，会后的统计分析，平均需要投入人力为2人4小时；使用后，会前的设备调试可以通过管理系统统一调配，会中保障可由管理员统一监控，会后能够自动统计分析，平均只需投入人力2人2.5小时，人力成本减少了37.5%，一年能够维护支支持的会商型会议由80场增加到150场，增加了87.5%。同时，维护管理人员从繁杂的会务工作中得到了解放，可以将更多精力投入的系统的维护上，用户也增强了使用体验，会议流程得到了简化，不用每次开会都需要与维护部门反复沟通，提高了生产效率。

五、结语

下一代云视频技术的多业务平台不但节省了视频会议系统的建设和使用成本，大大提高了沟通效率，同时通过开发云视频多业务平台管理系统，开展多种业务的接入应用，满足了不同业务场景的使用需求，提高了生产效率和业务部门的工作质量。作为本平台技术基础的虚拟化软件视频技术将成为未来高清视频的发展方向。………………………………………………

参 考 文 献

[1]…李超，柴文磊，刘劲松.高清视频会议系统技术浅析[J].信息安全与技术，2010（8）：126-127.

[2]陈辛夷.云视频的原理与应用[J]中国会议，2014（04）

[3]杜磊.云视频会议平台研究[J]微型机与应用，2013（09）

[4]曾远光.云技术的应用和发展趋势[J]城市建设理论研究，2013（11）

[5]刘宇苹.基于云技术的共享教育资源平台的研究[J]企业技术开发月刊2013，32（3）：72-73

[6]黎刚.分布式云计算技术在金融领域中的应用研究[J]财经界：学术版，2012（18）：14-14

[7]乔宇.关于云计算在军事中的应用研究[J]科研，2016（4）：000227-000227

[8]贾志强.关于视频会议发展趋势的几点思考[J].中国新通信，2015（18）：23endprint