遠程視頻會議系統在5G環境下的潛力分析及前景展望

林李聰，楊博文，曾祥勇

(暨南大學，廣東 廣州 510632)

隨著我國經濟的高速發展，國內各地以及各國之間的交流活動日趨頻繁，面對面遠程會議需要花費不小的人力、物力以及時間，因此，遠程視頻會議需求與日俱增。中國視頻會議行業主要由醫療、教育、金融等領域的政府機構、事業單位和企業驅動。市場規模逐年擴大，最近幾年來增速維持在20%之上。高清化、高帶寬化的遠程視頻會議系統將成為趨勢，企業開發的視頻會議管理系統設計軟件優于硬件，軟件提高的產品更新速度是硬件所無法比擬的，軟件市場價格相對較低，數據技術運營商的會議系統優于硬件。[1]隨著成本的不斷降低，商用和民用視頻系統將有一個快速發展和普及的過程，市場容量將有較大幅度的增長。預計至2023年，我國網絡視頻進行會議通過市場經濟規模將達到523.7億元。

1.應用潛力評估

1.1 5G（高帶寬、超低時延）環境下提升系統應用拓展可能

在未來遠程會議使用場景中，時延會成為一個重要的參數，而隨著5G技術的不斷發展，在未來1ms的時延幾乎是可以實現的，而傳輸速率方面，預計將達到12Gbps。為遠程會議系統的使用者提供更自由、開放的高體驗性場景如虛擬現實加之觸感復現等場景。

使用5G核心技術將會議內容進行更加良好的防護，進一步更新防火墻技術量。通過及時的技術更新來完成漏洞修復，防止數據丟失或被篡改，應用修復技術對數據進行維護，保障其可靠性與安全性。基于區塊鏈的5G技術可以對會議設備進行升級，對于5G技術的可靠性，通過信息安全工程可以進行修復。其次，提高應用端與系統端的數據交互效率，加密傳輸數據空間。運用5G技術的優勢，在遠程視頻會議系統終端嵌入傳感器，實時監測系統的運行狀況，并結合人工智能進行實時分析，以便對故障進行及時處理，保障系統穩定性及安全性。[2]

5G通信使用大規模MIMO技術即多天線技術，采用信號復用模式，提高原來空間分辨率，增加空間資源，從而提高通信容量，增加同一基站內的用戶服務量，提高傳輸的效率，并具有較優良的抗干擾性，保障了數據運輸的穩定。

1.2 區塊鏈技術會議內容留底及文書簽訂潛力分析

以區塊鏈為底層技術構建系統，專門處理會議視頻和文件數據，建立節點管理和部分存儲。運用區塊鏈的分散分布式存儲，將數據分解成可管理的塊并分布在每個節點上，然后對每個片段進行加密，并為每個片段生成一個固定長度的加密輸出字符hash，實現切實的數據安全存儲。首先，數據永遠不會丟失。每個片段都可以自我復制，復制的片段經過P2P網絡分發到地理上擴散的存儲時間節點。這對歷史數據特別友好，可確保性能和可用性，并便于調用和比較新舊數據。其次，數據不易被泄露或攻擊。由于數據的分布式存儲，假設受到攻擊，只能得到存儲在某些節點上的數據片段，而不能得到完整的數據信息或數據段。

交易記錄在分類中，區塊鏈賬本中的所有國家事務記錄在存儲管理系統中，信息在企業所有節點之間進行開發和同步。分類帳存儲與交易有關的各種信息，如片段位置、片段哈希等。[3]我們可以構建一個安全可靠的數據信息共享機制借助區塊鏈的數據安全共享機制，使數據流更有價值。區塊鏈能夠監控會議數據的安全性，記載應用系統的操作日志和數據庫的操作日志數據，加密存儲在會議系統中，提供日志預警功能，并通過區塊鏈瀏覽器顯示異常狀況。以防止數據被惡意篡改。

在遠程會議使用中，合同、協議等具有法律效力文書的簽訂功能或成為遠程會議系統的一個重要的組成部分。基于5G通信以及區塊鏈技術，加入互聯網終端的雙向認證，使用分布式存儲，提升文書在底層內容及傳輸流程的安全性，使遠程簽訂的文書更具法律認可性。

2.系統構建在穩定高速條件下優越性分析

2.1 成本性分析

成本分析包括系統開發成本和運維成本兩部分組成

系統開發成本：由Putman模型 L = Ck*K**1/3*td**4/3

其中頁面平均代碼行數為1000行，預計20個頁面，預計總源代碼行數L為2萬，取技術狀態常數Ck（取值見下表）為7000，開發持續時間（以月計）td為1，代入得開發過程所花費的工作量（以人月計）K=23，以每人每月8000元計，即需要17.25萬元，再結合服務器等硬件成本，系統開發成本總預算為17.25+3.5=20.75萬元。

如果使用區塊鏈技術，預計開發成本為20.75+12=32萬元。

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運維成本分析：運維成本包括運維人員成本及云服務成本，考慮到遠程視頻會議系統的運維難度，以運維人員3人為例，每人月薪9500元，即運維人員成本為3*0.9=2.7萬元/月。以騰訊云服務器使用Windows Server操作系統4核8GB公網帶寬10Mbps為例，購買時長3年的價格為15093元，即420元/月。云數據庫 MySQL1000GB的備份費用為0.0008/GB/小時，即576/月，則運維成本總預算為2.8萬元/月。

2.2 應用能力以及兼容能力計算

系統性能與對應成本估算：系統承載能力的計算主要通過數內存分析、處理器分析、網絡分析和儲存和輸入輸出分析法四個方面進行考慮分析。內存方面，由于在系統運作過程當中對于磁盤的操作時間最慢，所以磁盤I/O是影響系統性能的關鍵因素之一。在服務器中與磁盤共同作用的還有CPU的處理速度。當服務器處于良好運行的狀況之下，CPU使用率一般為90%，若在非高峰階段達到了90%則說明該處理器整體的內存分配不合理或者會話的控制不當。在進行估算時，將把CPU的處理效率按照高峰期90%的要求進行設計和計算。網絡分析層面，以5G為代表的高速網絡帶給客戶端更加優質的服務體驗時，也對于服務器的網絡穩定提出了更高的要求。為了保證網絡的順暢，計劃將服務器進行托管，將服務器置于網絡服務提供商的機房，獲得穩定的網絡服務保障。通過詢問網絡運營服務商的服務器租用報價，按照基本規模進行計算的話，選擇的是一臺具有海量云存儲的云服務器，需要約5000元/年。經計算，該服務器可以滿足大部分用戶的使用場景及會議人數需求，可支撐最大為10000個客戶端的會議系統應用。為了保證使用效果良好，估算中該服務器支撐客戶端數量為8000。

兼容能力及所需成本估算：兼容能力主要設計系統的傳輸協議，和不同設備之間的兼容能力。目前主流的視頻會議系統主要使用的是H.323和H.263，H.264的視頻編解碼協議。[4]同時，為了滿足不同設備之間的差異，還需要具有向下兼容的能力。如支持720P的清晰度，可自動實現丟包恢復、自動降速、斷線自動重邀的能力。[5]實現上述功能，需要在租用服務器的時候一并決定。在租用云服務器時，將MCU一并設計好。由于目前大多數的MCU與服務器是一體設計的，在考慮基礎設計，即單一服務器且服務器不分級時可以不予以考慮。

2.3 效益成本比的計算

綜合以上調查分析，遠程視頻會議系統在5G穩定高帶寬環境及區塊鏈技術加持下，可以預計的市場前景是極為龐大的。由于各種因素，目前市場上對于遠程視頻會議系統仍然處于空缺不滿足而上升的階段。從可行性的角度分析，以上所有的數據來自對已有現狀的調查分析。推斷出的諸如編寫程序，調試，投放市場，取得用戶信任等需要的時間成本和金錢成本，以及相對應的可以取得的口碑收益，金錢收益等等，都是可以信任的。從實用性的角度分析，滿足使用H.323和H.263，H.264的視頻編解碼協議以及向下兼容的各種解析度的視頻要求，實現多種功能并存的視頻會議系統可以在滿足絕大多數情況下的使用需求，對于各類情況的滿足可以極大程度地提高視頻會議系統的覆蓋率。[6]換而言之，使用者掌握系統后，可以成為系統的穩定客戶。從商業性的角度分析，按照現在的情況估計，假設可以在2022年將穩定的，可使用的遠程視頻會議系統協同5G穩定高帶寬環境及區塊鏈技術投放到市場，樂觀預計將可以帶來超過百億元的收入。

3.前景展望

3.1 系統成立所需條件

一是需要一個專業的開發運維團隊。遠程視頻會議系統是一個非常精致而多向的系統，這意味著在目前現有的技術手段和操作背景下，在面對繁雜多樣的數據需求和服務需求的情況時，出現硬件和軟件失誤，會對系統的精確性造成一定影響，而這將導致我們對面向客戶做出的穩定性，可行性承諾造成負面影響。因此，為了保證服務質量，組建一個專業的開發維和團隊是非常必要而有正面收益的。二是做好客戶群體定位。遠程視頻會議系統有著非常廣泛的服務內容。但對于不同客戶的具體需求，需要有針對性的建議和服務方案，因此，我們需要將我們面對的各種可能客戶群體做好客戶群體定位，即進行區分和具體定制服務，對各個方向的客戶做定制服務，以提高服務質量，減少不必要服務內容，降低系統負擔，提高傳輸效率。三是做好相關運營推廣。遠程視頻會議系統目前對于廣大可能服務對象來說，目前這類系統在市場上沒有同類產品，所以在客戶的觀念中我們的形象相當陌生。為了讓更多客戶享受到便捷高效的遠程視頻會議系統，我們需要對遠程視頻會議系統的服務內容，高效性，精確性有明確的宣傳運營推廣。

3.2 系統優化建議

一是各應用系統接口及計劃任務的優化，應用系統繁多且復雜，對各個接口進行單獨整理，優化。二是后臺數據傳輸流程的優化，對數據傳輸進行縮減、分區、排布可減少數據傳輸時延。

4.結語

隨著社會的不斷發展，社會需求的加劇，視頻會議技術不斷更新，5G高帶寬環境區塊鏈等技術給遠程視頻會議系統帶來了更多應用拓展可能，未來的遠程視頻會議將普及于各類場景之中。