視頻會議系統網絡容災能力的研究

國網安徽省電力公司淮北供電公司 張 敏 袁 瑜 王冰清

視頻會議系統網絡容災能力的研究

國網安徽省電力公司淮北供電公司 張 敏 袁 瑜 王冰清

視頻會議系統的應用實現了遠程在線視頻會議,是電力企業辦公系統的重要組成部分,可以保證上層指令的及時傳達和基層工作情況的及時反饋.視頻會議系統以網絡為通信渠道,對網絡傳輸速度和視頻質量有較高要求,需要通過對承載網絡的靈活部署提升網絡綜合承載能力,為視頻會議系統的可靠性和穩定性提供保障.本文將對視頻會議系統進行簡單介紹,探討電力視頻會議和承載網絡的實際情況,并通過對通信鏈路的規劃部署,提高系統網絡的容災能力.

視頻會議;系統;網絡;容災能力

一、前言

網絡視頻會議是一種基于計算機網絡通信技術的新型通信會議模式,參與會議的人員可以通過網絡傳輸聲音、圖像等元素,實現在線視頻交流.通過這種會議模式不僅能夠將處于不同地點的人員快速組織起來,而且有利于加深會議參與人員對內容的理解,會議成本也得到了大幅度降低.但是視頻會議系統的運行對承載網絡有較高要求,需要承載網絡具有較強的容災能力,為視頻通信的質量和穩定性提供保障.

二、視頻會議系統簡述

視頻會議系統是利用計算機網絡將位于不同地點的人群組織起來召開網絡媒體會議的支撐系統,視頻會議系統的連接圖如圖1所示.參與會議的人員可以在終端設備上看到其他人的圖像,并接收到對方的聲音,而且能夠傳輸會議需要使用的各種格式的文件,包括文字、圖片、表格等.這種跨越空間的會議模式提高了企業的即時通信能力,有利于辦公效率的提升.視頻會議系統主要有會議終端、控制單元和外圍設備的部分組成,由控制單元MCU接入各個終端設備,通過網絡進行集中交換,實現遠程在線視頻通信,為視頻會議的召開提供支持.其中多點控制單元實際上是一個多媒體信息交換機,能夠進行多點呼叫與連接,可以實現視頻選擇、視頻廣播、數據廣播和音頻混合等多項功能.外圍設備是進行視頻圖像和音配采集的設備,同時具備播放功能,包括音箱和麥克風等.會議終端則是配合外圍采集設備的智能主機,能夠對采集到的圖像和音頻等進行輸入或輸出,經過編碼或解碼處理后,實現點對點或點對多點的傳輸通信[1].

圖1 視頻會議系統示意圖

三、會議視頻系統的關鍵技術分析

(一)數據壓縮編碼技術

在視頻會議系統的運行過程中,如果以原始視頻數據的形式進行傳輸,所占帶寬比例非常大,所以需要采用數據壓縮編碼技術,對音頻和視頻進行采集、存儲,并進行處理和傳輸.目前較為成熟的壓縮編碼技術主要分為無損壓縮編碼和有損壓縮編碼兩種類型.無損壓縮編碼不會造成數據損失,但是壓縮比較低.有損壓縮編碼雖然會造成一定的數據損失,但是數據損失率較低,在20倍壓縮情況下仍能保證圖像質量完好[2].

(二)分層編碼和傳輸技術

由于視頻會議系統是面向多個個人和群體的應用系統,由于群組成員的接入速率和終端條件存在差異,對信號的分辨率要求也有所不同,所以要采取有效措施應對網絡動態變化,即分層編碼和傳輸技術.其分層方法分為三種,分別是時司分層、空司分層和信噪比分層[3].

(三)同步技術

視頻會議的性質決定了視頻會議系統要實現會議視頻數據傳輸的同步性,不僅要達到音頻和視頻的同步,還要同步媒體信息,主要使用時間戳和存儲緩沖器為信息的同步性提供保障.通過設置接收緩沖區來消除信息延遲,保證不同端口的視頻會議能夠同步進行[4].

四、系統承載網絡現狀

隨著電力視頻會議系統的應用越來越廣泛,視頻會議已經成為電力企業基礎業務的重要組成部分,其應用不斷向更深層次推進.與此同時,視頻會議作為一級部署的VPN業務,系統運行對網絡綜合承載能力要求也不斷提升,要進行更加靈活高效的網絡部署.對數據通信的骨干網絡進行整合等都是為了實現這一目的,但整合工程量大,無法短期實現,而在視頻會議系統的運行過程中,其承載網絡的技術標準和參數已經無法滿足一級VPN業務的需求.而且一級VPN業務的部署和使用會因為VPN的RD/RT轉換、選路參數轉換、網絡IP地址轉換和路由雙向重發布問題等,導致數據在網絡傳輸過程中出現故障問題時,需要花費較長時間進行故障排查,進而增加系統恢復時間.

從現有的視頻會議系統運行情況來看,主要受數據網、網絡覆蓋、網絡拓撲結構和系統容量幾方面的影響.對視頻會議進行一級VPN業務部署時,如果遇到網絡業務流量出現激增的情況,其核心路由和防火墻等設備的交換能力以及路由表的容量等都面臨著巨大的性能壓力.特別是數據網絡的層級數較多的時候,會造成以及VPN業務系統的承載能力出現瓶頸.

電力視頻會議系統的網絡通信需要經過多個網絡系統和多個運維部門,在管理制度、運維流程和職責分工等方面都存在較大差異.在系統的實際運行過程中,由于各級單位的運維團隊整體技術水平差異較大,部分市縣級公司配備的運維管理人員不足,技術能力不足,無法確保運維工作質量,難以支撐視頻會議的全面運維需要.

另一方面,電力視頻會議的縱橫向分工界面建設和系統流程、運維規范等還未建設完全,難以為全網的業務通信質量提供保障,當出現跨域故障時,全網應急措施組織實施不到位,會給視頻會議的正常召開帶來阻礙,視頻會議的穩定性和可靠性面臨著較大的風險隱患,而且容易出現人為操作失誤的現象,目前還無法滿足一級VPN業務部署的等級保證要求.目前承載網絡存在的主要問題如表1所示.

表1 承載網絡的現存問題

五、承載網絡的改造目標及思路

(一)改造需求分析

對視頻會議系統的承載網絡進行改造,不能影響用戶正常視頻業務的使用,因此在改造初期,應保留原有業務匯聚路由器的接入方式,針對于用戶接入網絡的故障發生率高、隱患多以及故障排查困難等薄弱環節,對網絡用戶接入電路進行改造,提升業務質量.由于多數視頻會議系統不具備網絡管理系統,因此不能及時發出網絡故障警告并對故障問題進行及時處理.所以應為系統安裝網絡管理系統,融合多域設備管理,融合網元層管理與網絡層管理,打破分層管理模式,將垂直網絡轉變為扁平化網絡,滿足網絡化管理要求,降低網絡維護成本和對運營維護管理人員的依賴.通過對視頻會議VPN通道的改造,提高視頻會議承載網絡的綜合承載能力和部署效率,在資源、技術和管理上滿足視頻會議的業務覆蓋需求,滿足QOS保障和服務響應支撐的差異化需求,為系統的穩定運行提供保障.通過建立全網統一的標準規范,對會議視頻通信網絡的網絡架構和技術體制進行統一規劃,滿足全網范圍內的視頻通信需求,提升業務的規范化程度.

(二)改造方案設計

為實現承載網絡的改造需求,在改造方案設計上主要應遵循以下幾點原則:(1)提升網絡接入段的網絡運行質量,通過提升網絡設備性能,使其具備較高的適應性,能夠滿足高速率傳輸需要,降低視頻業務傳輸時延;(2)符合電力視頻會議VPN業務的整體發展戰略和技術發展路線;(3)在用戶端的接入帶寬設計上,應具備較高的擴展性,為將來的業務發展提供方便;(4)注重網絡維護效率的提升,通過提高網絡擴展性,提高網絡利用率,降低建設和運維成本;(5)通過漸進性的改造方案設計,將網絡改造對現有視頻會議業務的影響降至最低.

六、視頻會議系統網絡容災能力的提升對策

(一)通信鏈路的優先級規劃

由于現有視頻會議接入內網以數據網絡作為數據承載通道,其使用優先級低,因此無法對通信可靠性提供保障,可改用專線通道對視頻會議系統的承載網絡進行獨立組網,使其優先級達到最高,可以有效提升通信鏈路的安全性和可靠性.

(二)網絡容災能力的實現

為了使視頻會議的連接通道保持通暢,應增加視頻VPN專用的CE設備,保證緊急會議和行政會議能夠隨時召開.專用CE設備應采用E1專線直接連接到傳輸網絡,通過GE光鏈路直達通信網絡的核心設備,滿足其雙通道、雙上聯業務需求.并將原有終端設備連接到CE設備,采用GE光鏈路的上聯通道,對系統進行雙設備、雙鏈路保護.

(三)系統可靠性的提升對策

為保證每條鏈路獨立運行,互不干擾,在進行視頻會議數據傳輸時,將兩種通信模式同時開啟.系統建成后,建立基于兩種鏈路的通信系統,其中一套是基于IP傳輸線路,另一套是基于E1傳輸專線.系統各通信鏈路之間獨立運行,互不干擾.會場的音頻、視頻信號通過高清媒體矩陣切換和交互,顯示、擴音設備等使用1套設備.如果某一條鏈路出現過程,可以通過矩陣切換,連接另一條通信鏈路,保證視頻會議的穩定進行.新增終端設備要能夠同時支持兩條線路,并將兩條線路同時與MCU和終端進行連接,最大限度的為系統的正常運行提供保障.

七、結束語

綜上所述,視頻會議系統在電力企業的應用極大的提升了辦公效率,可以有效降低會議成本,但對系統的承載網絡有較高要求.傳統的網絡部署形式和其技術指標已經無法滿足以及VPN業務的需求,需要對承載網絡進行改進,提高網絡容災能力.本文主要介紹了視頻會議系統的組成結構、關鍵技術以及網絡部署現狀,并提出通過通信鏈路優化和增加CE設備等方式,提高網絡的綜合承載能力.

[1]陳巖松.電力視頻會議網絡容災系統建設研究[J].信息通信,2017,(01):102-103.