Cisco網真系統優化設計

楊兆飛，羅 江

(國網山西省電力公司信息通信分公司，山西 太原 030001)

Cisco網真系統優化設計

楊兆飛，羅 江

(國網山西省電力公司信息通信分公司，山西 太原 030001)

國外開會模式與國內開會模式不同，國外是以討論形式為主，不需要會場具備畫面輪巡功能。國內網真會場實現輪巡功能是依托思科產品的動態多分屏功能，其實質是以畫中畫模式實現圖像輪巡功能，此方法不被參會人員所采納，因此根據需要對網真系統進行優化設計。限制于思科采取技術保護措施，不能以最簡單的方案實現多會場整屏輪巡功能，需借助第三方硬件平臺以及軟件開發實現此功能。同時，網真軟件自身沒有把多路會場畫面、聲音、操作控制混合集成到一起，因此根據山西電力網真的需求研發出網真會議智能控制系統。優化升級后的網真系統已恢復投運，效果反映良好。

網真整屏輪巡；網真會議控制系統；網真優化研究

網真會議系統是一種可以實現召開“面對面”交流的會議模式，能夠讓參會人員感受到雖不在同一地域卻在同一會議室開會的感覺，通過自然的人機交互接口讓用戶真實地感覺遠端場景，而忽略本地環境的存在。自山西電力網真會議系統投運以來，已召開過近千次會議，由于工作需要，很多部門提出希望可以隨時觀看其他會場狀況，國外開會模式主要以討論為主，國內會議則需要會場具備畫面輪巡功能。網真輪巡功能依托動態多分屏實現，如圖1所示，輪巡圖像是在網真3個大屏幕最下面類似于畫中畫模式的圖像實現輪巡功能。此輪巡方式并不被參會者所采納，同時思科對技術進行保護，使之無法采用簡單的方法實現輪巡功能，國內視頻廠商可實現整屏輪巡功能但更換設備費用相當昂貴。此外網真產品沒有符合運維人員的操作控制系統界面，因此山西電力通過研發網真系統多會場整屏輪巡功能和網真智能會議控制系統以實現網真系統的智能化。

圖1 思科網真動態多分屏模式(截圖)

1 總體設計

優化后的山西電力網真系統拓撲結構如圖2所示，主要應用在11個地市供電分公司和1個檢修公司。另外，為了方便總經理與各分公司領導之間的溝通決策，在總經理辦公室配備一套小型網真系統[1]。拓撲圖中原有思科系統以CTMS為系統平臺，是種基于流轉發技術的設備，一方面通過核心交換機把數據送到本地顯示屏顯示，另一方面通過數據網和各地市的圖像進行交互。優化后拓撲結構是在原有思科設備基礎上，更換CTMS系統為TP Server，并新增電視墻服務器和抓包服務器，完成硬件電路的構架，原系統作為現有系統的備用設備；軟件方面則研發相應的操作軟件實現輪巡功能以及網真智能會議控制系統。

圖2 山西電力網真會議系統拓撲圖

2 硬件設計

2.1 網真participant.set接口調用實現與會場控制

思科是以動態多分屏方式實現輪巡功能，每個屏幕最下面有2個會場顯示，再加之本身大屏幕所代表1個會場，3個屏幕最多能顯示7個會場的畫面。山西省電力公司及其各地市公司共13個會場，超出其帶寬要求，且思科在技術上進行了多方限制，對此不提供任何的技術支持，想通過簡單的方式實現網真多會場整屏輪巡功能并不是件簡單的事情。所以此項目從網真API接口入手，通過調用其participant.set接口對其進行編程，并編制一定的程序，結合第三方電視墻服務器設備，依靠軟件對電視墻服務器抓取的信號進行處理。網真會議系統作為一個整體系統，實現輪巡功能是依靠硬件及軟件共同協作完成，打破其技術限制，在原有的思科網真設備上實現網真多會場整屏輪巡功能。

2.2 設備連接

通過圖2看出，優化后的網真系統構架是由系統平臺模塊、輪巡模塊和各會場模塊構成。其數據鏈路傳輸是基于IP網絡技術構建而成，利用千兆以太網端口直接接入到現有的省數據通信骨干網核心和骨干路由器上，實現全網網真會議室的互聯。硬件設備中系統平臺模塊主要是在原有思科系統上增加了新的網真設備：如TP Server設備采用Active Presence TM技術，突破了傳統網真的單一通信效果，實現多方網真通信功能；網真服務器設備MSE8000，對其構建相應的網真服務器8710和VCS-S服務器；更新系統平臺模塊中的Cisco設備以便能夠較好地配合實現輪巡功能。

電視墻技術是基于IP網絡，以核心會場為中心的星形拓撲結構[2]，如圖3所示，其工作原理是利用DSP芯片對MCU中的多會場信號做實時處理，結合軟件配置實現多畫面、高質量的視頻輸出。山西網真系統硬件設備主要由Cisio現有TP Server即MCU、現有網真高清會議終端和電視墻服務器等組成，以高清HD 1 080p分辨率的MCU為中心的星形結構建立一個無縫連接的、專業的視頻會議系統。高清電視墻系統通過抓包服務器、電視墻服務器等設備實現。

圖3 基于MCU的電視墻服務器拓撲圖

設計中將MCU和抓包服務器安裝在同一臺具有鏡像功能的交換機上，交換機中將接MCU的端口鏡像至接抓包服務器的端口上。抓包服務器截取到MCU的視頻流之后，將視頻流單播給電視墻服務器群組，MCU與電視墻服務器可不在同一個物理位置放置，最終電視墻服務器組按照預先設定的時間流對視頻信號進行重新分組排序，將對應網真圖像分別輸出至多臺網真高清會議終端設備上，完成高清網真圖像顯示，實現網真整屏輪巡功能。

2.3 會議模式功能的無縫切換

優化后的網真會議系統具備兩種會議模式，一種為原始的網真會議模式，通過控制桌上的按鍵進行發言，當綠色燈亮時表明正在發言，圖像通過判斷聲音大小自動切換到正在發言的單位。如果沒有聲音，則圖像會停留在最后一個發言人的畫面上，此發言模式為語音激勵模式[3]。另一種會議模式為主席輪巡模式，主會場的參會人員可通過輪巡控制界面設置分會場輪巡時間，系統根據上會單位對其進行按照參會人員設置的輪巡時間進行畫面輪巡，若關閉輪巡功能，畫面會自動切換到輪巡前最后一個發言單位，并跳回網真語音激勵模式。為簡化參會人員操作步驟，設計了一個按鍵實現兩種模式的無縫切換，如圖4所示，即為主會場參會人員的操作輪巡界面，采用的是一鍵式切換。

圖4 網真會議參會人員操作界面(截圖)

在界面上還附有對操作的簡單說明以及設備聯系人，以防在會議過程中設備出現問題聯系不到相關人員。

3 軟件設計

網真智能會議控制系統的研發是根據山西電力網真會議模式的實際需要而設計的，由于網真會議時間不長、但會議召開頻繁，很多部門每周有固定的時間召開小型碰頭會議；同時思科網真系統沒有可用于設備進行操作的控制界面，所以研發了網真智能會議控制系統，并配合硬件實現網真多會場整屏輪巡功能。

3.1 設計流程

在軟件系統設計方面，系統程序開發并不是簡單的流水化編程，而是在系統總體功能需求、可擴展性、容錯能力和可維護性等幾個因素基礎上進行考慮，更關注于整個系統的分層設計和總體技術，每一部分之間由制定良好的通信接口進行交互，降低了耦合度，以達到各部分可以獨立變化的目的，系統技術架構的頂層設計如圖5所示。

圖5 會議控制系統頂層設計圖

從設計圖中可以看出，軟件系統由前端系統(表現層)、服務層(服務管理中心、服務集群)、數據庫層和運維中心組成。

前端系統與服務層和數據庫之間通過防火墻保證安全性，前端系統擁有公網訪問能力，服務層和數據庫所在網絡不能直接訪問外網，但前端網絡與服務層和數據庫之間可以進行通信[4-6]。

服務層服務集群由多個業務服務和基礎服務組成，各業務服務和基礎服務由服務框架承載，服務框架負責它所承載的服務的管理職責(如向管理中心注冊服務、上報服務狀態、上報服務能力等)。

服務管理中心負責收集各服務的上報信息，監視服務運行狀態，接受前端系統的服務查詢請求和服務定位請求，根據一定策略進行負載均衡處理，同時為運維中心提供運維的基礎數據信息。

運維中心負責收集整個系統的運行信息，為系統管理員提供管理維護接口(如Web管理頁面)。

前端系統對服務進行訪問時，先向管理中心請求服務，管理中心對前端系統的服務請求進行處理(權限驗證、負載均衡等)，向前端系統返回服務代理，前端系統在獲取到該服務代理后，通過該代理對業務需求進行處理。數據庫層設計時將對數據庫的訪問抽象為獨立的基礎服務，由服務框架進行承載，前端系統和服務層服務對數據庫的操作都通過該數據庫訪問服務進行操作。

3.2 網真智能控制系統

網真智能會議控制系統是網真會議系統智能化管理的一套軟件，是實現會議管理智能化、集約化的具體體現。該軟件可以預約會議，定時會議自動上線下線、會議實時監控畫面、會議延時、遠端開啟或關閉傳聲器設備等多種功能，為會議系統管理提供了智能化的管理操作平臺[7-8]。操作系統主要分為如下模塊：

1)會議預約模塊

該模塊以日歷的形式展示目前會議，使人一目了然。其中包括歷史會議、未開始會議和正在進行中會議，如圖6所示。

圖6 會議日程管理界面(截圖)

在會議預約模塊中可提前預約會議，對預約好的會議可自動呼叫上線；在會議日程頁面上點擊會議，即可彈出顯示歷史會議、未開始會議、正在進行會議的會議信息顯示頁面。因需要強制結束會議的，在活動會議信息顯示頁面中增加一個“結束會議”按鈕。對于未開始會議和正在進行中會議，提供會議修改功能，可動態修改會議名稱、時長等信息。

2)會議控制模塊

在該模塊界面中可顯示當前活動會議的與會會場，同時在每個會場的方框上，提供退出/加入會議、靜音/取消靜音會場、廣播會場、設為主會場這4個控制按鈕，點擊控制按鈕即可對會場進行控制。

3)輪巡控制模塊

在輪巡模塊界面中可以實時顯示當前輪巡會場的信息，如圖中深色方塊為當前輪巡的會場信息。除此之外，該模塊中還可對會場提供“開始/停止輪巡”，“繼續/暫停輪巡”、“上一會場”和“下一會場”4個輪巡控制按鈕。輪巡控制界面如圖7所示。

圖7 輪巡狀態監視圖(截圖)

4 結束語

本文針對山西電力思科網真設備無法實現整屏輪巡功能，在保證會議質量前提下，以經濟節約化為原則，對原有設備進行優化設計，克服國外設備技術保護，通過軟硬件結合方式實現功能。同時根據山西電力需求，自主創新網真智能控制系統，實現網真會議系統的無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會議質量，而不是奔走于各個會場開設備。除此之外，網真智能會議控制系統拓展性強，易于移植，為在用網真設備的公司及單位提供意見及經驗。

[1] 張淑娟，段敬，劉悅.山西電力網真會議系統的應用分析[J].山西電力， 2011， 166(3)： 69-72.

[2] 銳取高清電視墻服務器TWS8000 技術白皮書V1.0.2013.03.12[EB/OL].[2015-07-01]. http：//wenku.baidu.com/link?url=6IcWG_RMJrcAuzTpKJfTgVwv0qX3WgFpr-STnNisQgC9FOovmXxcbQV6-U2eBmSU596do5IeVSoDVk5-jJkFxBOJO87lx_qMktgGoCUbPDeWu.

[3] 閆龍川， 張印昶， 文濤.遠程呈現視頻會議技術應用研究[J].電力信息與通信技術，2012，10(1)： 42-45.

[4] 張曉東， 范年豐， 鐘洪濤.多院區網真視頻網絡的QoS設計[J].中國數字醫學， 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] 王健偉. Telepresence網真技術的發展趨勢[J].中國傳媒， 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] 南京訊晶科技有限公司.用于會議系統模式切換的自動控制裝置及控制方法：201310302045.X[P].2013-07-18.

責任編輯：閆雯雯

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

楊兆飛，羅江. Cisco網真系統優化設計[J].電視技術，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