電力視頻會議系統運維提升研究

張磊，聶希柱，崔馨鶴

（國網遼寧省電力有限公司 信息通信分公司，遼寧 沈陽 110006）

0 引 言

隨著視頻會議系統更新迭代，分布式視頻矩陣系統、虛擬化多點控制單元等成熟的技術快速發展，電力視頻會議系統進入了快速發展階段。在新冠疫情期間，公司通過視頻會議系統參與召集會議數量大幅增長，個性化、多功能性需求日益增多，給系統運維和管理提出了諸多挑戰。電力視頻會議系統體系結構分為行政平臺、應急平臺、資源池平臺及軟視頻平臺，其中行政和應急平臺MCU 采用雙通道組網方式，即傳輸專線網絡和數據網視頻VPN 網絡，資源池平臺采用數據網視頻VPN 網絡，軟視頻采用數據網信息VPN 網絡。電力視頻會議系統主要用于召開行政宣貫大會或舉辦重大活動、應急會商及專業類會議；目前國網遼寧電力公司視頻會議系統，行政、應急、資源池三套會議硬視頻系統可獨立運行也可互通。其覆蓋范圍為省公司、省二級單位、市公司、各縣公司及部分市屬二級單位。軟視頻覆蓋范圍為各縣公司及農網星級供電所。在遼寧電力視頻會議系統應用和運維過程中，由于視頻會議系統設備類型、規格參數不統一及業務功能的不斷擴展和開發，系統在靈活性、多樣性、網絡架構都有一定的局限性，所以視頻會議系統運行方式優化提升研究勢在必行。

1 遼寧電力視頻會議系統存在的問題

遼寧電力現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、接口視頻設備一起使用，通過輸入和輸出板卡將多種模擬信號和數字信號轉換為高清數字信號，實現高清視頻輸入輸出。集中式混合矩陣系統靈活性、擴展性較差，系統輸入輸出接口容量受限，系統存在單點隱患，難以實現跨樓層、跨網段等多區域互聯互通。遼寧電力視頻會議系統網絡采用三級架構，即接入層、匯聚層、核心層，網絡設備間應用OSPF 網絡協議，接入網網絡設備較多，網絡層級架構不清晰，路由交換策略不統一，系統抵御風險能力較弱，如遇到某一核心設備宕機，可能引發視頻會議系統運行中斷。一段時間以來，公司外網視頻會議需求增多，然而電力視頻專網與互聯網物理隔離，暫無法使用電力專有視頻會議系統設備參與召開相關互聯網會議，致使系統利用率降低并筑起不同網絡間視頻會議互通的壁壘，由于電力信息通信網絡屬于管理信息大區，網絡安全性要求較高，視頻會議系統網絡封閉運行與互聯網物理隔離，導致系統組網方式單一、應用場景受限。2013年國網公司統一在全網范圍內部署了軟視頻系統，采用“服務器+客戶端”的模式。國網公司部署2 臺一級服務器，各省公司部署1 臺二級服務器，不再部署MCU 和視頻會議終端設備，該系統承載在信息內網通道，客戶端可以安裝在任一內網電腦上，主要用于會商、技術培訓等簡易會議，由于現有的軟視頻系統容量有限，系統授權點位不足，用戶權限分配困難，無法支持 100 方以上會議。

2 視頻會議系統運維提升方法與措施

2.1 分布式視頻矩陣系統研究與分析

針對遼寧電力公司集中式視頻矩陣系統使用方式單一、容量受限、兼容擴展性差等問題，開展分布式視頻矩陣系統研究與分析，其架構穩定性、擴展靈活性及易維護性較集中式視頻矩陣有明顯優勢。分布式視頻矩陣系統由網絡設備、視頻輸入/輸出節點、中控節點、分布式管理等系統組成。網絡設備即交換機，結合視頻會議室實際需求，每個會場交換機之間通過光纖連接，形成一個本地視頻信號控制局域網。分布式輸入節點，對各會場各視頻信號進行采集編碼，通過網線連接至交換機；分布式輸出節點，可將輸入節點采集編碼進入到分布式管理系統的所有視頻信號隨時解碼切換輸出至顯示設備或視頻終端。中控節點負責系統內的所有周邊設備控制處理，通過接受觸摸屏的控制指令，對系統內的設備實現集中控制。分布式視頻矩陣系統作為會議指揮中心的人與各會議室視頻設備溝通的主要媒介，主要實現分布式網絡架構座席操作、信號切換處理、統一指揮調度、大屏拼接控制等功能。

2.2 視頻會議系統網絡優化研究與分析

在遼寧電力視頻會議系統網絡中，部分視頻會議室交換機直連省公司出口路由器，匯聚交換機無法滿足光纖接入方式，接入交換機單上聯，通道網絡不合規等問題突出，特提出視頻會議系統通道網絡優化提升方案。采取網絡扁平化方式，取消匯聚層交換機，由接入—匯聚—核心三級架構轉化為接入—核心二級架構，同時對2 臺核心路由器進行堆疊配置，減少網絡中物理鏈路和設備故障點，系統和網絡運轉效率高；在接入交換機至核心路由器間，采用鏈路聚合網絡策略，將所有接入交換機雙上聯至核心路由器，單鏈路故障不影響系統穩定運行，提升了網絡冗余性和可靠性；通過網絡設備物理割接方式，將省公司視頻會議系統網絡、地市公司等單位網絡通道割接至數據網視頻VPN 通道中運行。

2.3 互聯網與電力專網視頻會議融合研究與分析

電力視頻會議系統網絡及設備封閉運行，即專網專設備，與互聯網物理隔離，目前電力視頻會議系統網絡和設備與互聯網視頻會議系統無法直接互聯互通，本文研究互聯網與電力專網視頻會議融合方式方法。視頻會議系統采用模擬轉接方式實現互聯網與電力專網視頻會議互聯，利用音視頻矩陣這一媒介，將音頻和視頻信號模擬轉接至各自網絡平臺，完成音視頻信息交互；通過邏輯隔離裝置架起互聯網與電力專網連接橋梁實現網絡之間互通，劃定互聯區域網絡，部署公私網絡穿越服務器，將電力視頻專網引流至該服務器完成電力專網至互聯網穿越，實現互聯網與電力專網視頻會議融合互通，降低了視頻會議設備和網絡接入門檻，豐富了電力視頻會議系統應用場景。

2.4 軟視頻會議系統研究與分析

軟視頻系統覆蓋范圍為縣、區、供電所、營業廳，網遼寧電力公司共有約1 300 個地市二級單位及供電所營業廳等基層單位，通過近幾年新增1 000 余套軟視頻會議終端及附屬設備，全省現有接入賬號為100 個。由于現有軟視頻系統存在無法兼容Windows7 及以上版本操作系統、IE8 及以上版本瀏覽器，無法支持100 方以上會議，音視頻效果不佳，用戶權限分配困難等問題，因此對軟視頻系統優化和升級的研究迫在眉睫。軟視頻系統替代方案中，可選擇虛擬MCU方式組網或網絡直播方式組網亦或是公有云方式組網，從成本、音視頻效果、帶寬需求、運維壓力、實施難度等方面綜合比對考量，虛擬MCU 方式組網成本適中，音視頻效果佳、操作性好、交互性強、安全性高、可實施性強，運維壓力適中。通過增加虛擬化多點控制單元MCU 設備，增強系統承載能力和桌面級終端接入能力，每臺服務器可承載1080P30 的會議400 方，網遼寧電力公司共有約1 300 個地市二級單位及供電所營業廳等基層單位，4 臺虛擬化多點控制單元設備即可承載所有基層單位視頻會議需求。

3 電力視頻會議系統運維提升過程的實踐

遼寧電力視頻會議系統開展分布式視頻矩陣系統試點應用，采用去中心化、純分布式架構，不受機箱和服務器主機的物理限制。在整體架構和相關配置等方面，系統滿足高可靠性、高可用性、冗余性的應用需求，消除視頻矩陣中單點故障隱患。在結構、設備配置等方面，系統實現了高可擴展和兼容性行要求，滿足業務快速增長內在需求；在系統帶寬和網絡安全方面，系統滿足各類訪問請求對網絡帶寬、網絡及安全設備、負載均衡設備等的性能需求。采用具備互通性和互操作性功能技術策略，可以支持網絡系統的快速部署及擴展，各節點運行互不干擾，理論上可以任意擴容，配置簡單操作使用靈活，提高視頻會議系統運維質效。

開展視頻會議系統網絡優化實踐，優化視頻會議系統核心路由器參數配置，調整2 臺視頻核心路由器板卡及相關配置，視頻核心路由器與數據網路由器之間使用EBGP 協議，通過調整BGP 對等體MED 與Local 屬性值，調整路由走向使之形成主備；重新規劃視頻會議系統網絡IP 地址，賦予每個基層單位獨立C 段IP 地址，供視頻會議系統網絡設備、多點控制單元、視頻終端、控制電腦等設備使用。確保接入網絡設備雙上聯至核心網絡，將接入交換機單上聯至匯聚路由器斷開，從接入交換機重新跳纖至核心路由器，接入交換機直連視頻核心路由器鏈路，實現接入設備雙上聯核心設備。與此同時，視頻終端的網關由接入交換機遷移至視頻核心路由器上，如圖1所示。

圖1 視頻會議系統網絡優化前后對比圖

開展互聯網與視頻專網視頻會議融合通信工作，考慮到專網專用、安全性、可靠性等方面因素，暫不采用互聯網與電力視頻專網在網絡層面互聯互通。本次互聯網與電力視頻專網視頻會議融合點在音視頻矩陣上，通過視頻矩陣模擬轉接，實現視頻信號在互聯網與視頻專網中互通；通過音頻矩陣模擬轉接，實現音頻信號在互聯網與視頻專網中互通，最終實現互聯網與電力專網視頻會議融會貫通。

開展軟視頻會議系統優化升級實踐，將視頻會議系統MCU 資源池進行虛擬云化，通過云計算的服務層、管理層、資源層對視頻會議資源開展自動化部署和網絡管理，各類業務的消耗和處置時間，提高資源復用率，方便系統擴容。虛擬MCU 可實現MCU 基本管理、會議音視頻控制、開會模板管理、視頻會議室管理等功能。在省公司和地市公司分別部署4 臺虛擬化多點控制單元MCU 設備（即服務器），如圖2所示，4 臺虛擬MCU 設備之間形成資源池，實現各基層單位視頻會議終端接入、控制以及管理。在資源利用率上虛擬MCU 可動態分配資源，在控制方式上，傳統總部—省—市三級結構中，需要在省層面進行MCU級聯，級聯過程中會議控制和音畫跨級傳送需要對不同設備進行操作，虛擬MCU 可動態接入、自動分配資源，控制更為便捷。

圖2 軟視頻會議系統升級后架構圖

4 結 論

本文詳細分析了遼寧電力視頻會議系統存在的問題，通過對遼寧電力公司視頻會議系統運維優化提升的研究，得出一套行之有效的運維提升方法與措施，不僅解決了集中式視頻矩陣缺陷、網絡架構不清晰、互聯網與電力專網視頻不兼容、軟視頻會議系統容量有限等問題，而且給出了具體的技術路線。以提升精益化運維、提高視頻會議系統安全穩定高效運行為導向，切實打通運維管控中的痛點和堵點，實現視頻會議系統智慧化和運維精益化管理。