智能級聯視頻會議系統在海事基層機構的應用研究

◎ 李升旭 黃偉鵬 金奕新 程威濤 劉天才 南海航海保障中心汕頭航標處

1.背景

近年來，伴隨著信息技術的迅速發展，網絡傳輸速度的提升及視頻設備的普及，多方視頻會議的實現逐漸成為可能。視頻會議可以打破傳統會議的范圍限制，能將處于不同區域、地點的會議對象通過網絡專線進行“鏈接”，實現遠程會議的召開。目前，在海事系統，視頻會議系統覆蓋末端主要為海事分支機構，大部分僅在分支機構機關設有一個或兩個視頻會議終端接入上級海事直屬單位，作為參會者參與上級海事直屬單位、部海事局、及交通運輸部組織召開的視頻會議。

事實上，海事分支機構一般下轄有多個海事基層機構，各基層機構分布較為分散，每當上級單位召開會議，各單位人員需抽身趕至分支機構會議室參加，致使會議的召集時效性較長，同時參會人員離開基層機構，基層的事務也無暇顧及。現如今，我國仍處于新冠肺炎疫情常態化防控的大背景下，如何有效減少人員聚集、鞏固疫情防控成果，也是值得關注的要點。

2.研究目標

本文以南海海區某海事分支機構的智能級聯視頻會議系統建設為例，從現存視頻會議設備應用情況進行分析，基于現有基礎上進行架構調整及優化補強，綜合兼容性、適配性與經濟性等多種因素提出多方會議解決方案，在該海事分支機構增加一個智能級聯管理設備，在其下轄的海事基層機構增設視頻接入終端，最終實現該海事分支機構與其海事基層機構的實時會議功能、海事基層機構通過智能級聯節點跳接至上級海事直屬機構乃至部海事局會議的功能。本文同時還考慮下掛終端智能化管理，點名發言、自由討論、畫面廣播、多畫面輪巡、導播模式、會議橫幅等功能的實現。

3.系統方案

3.1 網絡拓撲結構

在該海事分支機構的智能級聯視頻會議系統建設前，其機關僅部署了一臺視頻會議接入終端思科SX20，通過一條運營商的MSTP專線連接至其上級海事直屬單位（以下簡稱“上級單位”）的MCU(多點控制單元服務器)設備思科5320連接，網絡拓撲圖見圖1。

圖1 原有視頻會議網絡拓撲

由于其上級單位已設置有MCU設備，如需實現該海事分支機構下轄各基層機構的視頻會議功能，最直接的方法便是在各基層機構新增視頻會議終端，直接連接其上級單位的MCU設備，如圖2所示。

圖2 設備直連上級單位MCU方案網絡拓撲

然而，各基層機構越過海事分支機構直連至上級單位的方案不具有可行性，一方面，上級單位的下設海事分支機構數量較多，除該海事分支機構外，還有南海海區其他共13個海事分支機構，上級單位部署的MCU設備帶載能力有限，需優先滿足以上分支機構的接入需求；另一方面，通過上級單位MCU來搭建視頻會議平臺，多個基層機構會場需同時占用至上級單位的運營商MSTP專線，容易造成線路資源搶占與堵塞；再一方面，按照分級管理的原則，對于海事分支機構下轄的海事基層機構，其會議控制與會議管理應由該海事分支機構承擔。因此，視頻會議的實現應由各基層機構連接至該海事分支機構，由該海事分支機構統一管理，如需參與上級單位或以上層級的會議，再由海事分支機構級聯至上級單位參與，如圖3所示。

圖3 通過級聯設備連接至上級單位MCU方案網絡拓撲

3.2 系統組成

為實現以上方案，需于該海事分支機構機關大樓增設級聯設備，主要包括在機房部署MCU（主要級聯設備，用于多個接入設備的會話協商）設備、SMC（會場管理控制服務器）及SC(交換中心，提供終端認證及穿越服務)，在離該海事分支機構較遠的6個基層機構增設6臺接入終端/軟終端。新增的各設備及原有設備之間通過現有的海事鏈路連接。

結合端口數量需求，本研究中選擇了將SMC、SC、MCU等功能集成的一體化設備，既降低了經費支出，又減少了機房設備占用空間。

3.3 主要技術參數

為充分落實中央“過緊日子”要求，該海事分支機構在“盡量利用現有設備”的原則下，對上級單位在用的MCU設備思科5320及該海事分支機構原有的思科SX20進行了充分調查分析，其主要參數：MCU思科5320參數見表1，原有接入終端思科SX20參數見表2。

表1 MCU思科5320參數

表2 原有接入終端思科SX20參數

目前在視頻通信領域，主流的多媒體框架協議是H.323及SIP協議，H.323協議較傳統的H.320協議具有明顯優勢，其特點是低帶寬、低成本、更靈活。基于H.323網絡協議標準時，視頻會議終端通過IP網絡向外傳送本地會場的音視頻信號，同時接受來自IP網絡的遠端會場的音視頻信號。視頻編解碼協議主要為H.263及以上，主流音頻編解碼協議為G.711、G.722、G.729、AAC-LD。結合自身接入終端數量分析，需求設備參數應滿足表3所示要求。

表3 需求設備參數要求

4.方案技術實現

如圖3所示，在項目實施過程中，主要需解決以下兩個問題：

4.1 新增級聯設備與原有SX20設備連接

為進一步提高信息化設備國產化率，保障視頻會議核心技術國產自主可控，主要選型的級聯設備為華為CloudLink Edge 1000，與原有的SX20設備不可直接連接，需通過SC將SX20設備設置為一個外部會議室，再于穿越服務器中添加查找規則，設定目的區域指向SC解決不同廠家設備的兼容性問題。

4.2 上級單位與該海事分支機構的MCU級聯

一般來說，MCU級聯是通過MCU自身的協商功能，在MCU之間建立連接，連接傳輸包括音頻信號、視頻信號、控制信號在內的一系列信號，兩個MCU在邏輯上協同工作構成一個大容量的MCU。此方式可以突破單臺MCU的容量限制，并實現區域管理需求，組建跨區域召集大型視頻會議的視頻會議網絡，如圖4所示。

圖4 MCU級聯和SMC的相互指向

在本文的例子中，上級單位的MCU設備部署較早，設備相對較為簡單，且并未獨立設置SMC服務器，本項目采用單向指向具體實現方式如下：

（1）在該海事分支機構的SMC 中選擇“添加MCU”來添加上級單位的MCU；

（2）配置該海事分支機構的SMC服務器里“配置”選項中的“服務區配置”來區分兩個單位的MCU，MCU級聯完成；

（3）在該海事分支機構的SMC中選擇“設備”，“SC”，進入SC配置；

（4）選擇“區域管理”，“添加鄰居區域”，配置SC指向；

（5）選擇“查找規則”，“添加”，配置呼叫規則。

配置完成后，該海事分支機構與上級成功實現級聯，在功能上該海事分支機構MCU作為上級單位的一個外部會議室，占用上級單位MCU一路端口并受上級單位心MCU管理，該海事分支機構及其下轄海事基層機構的接入終端接入該海事分支機構MCU并由該海事分支機構進行管理，成功實現級聯及分級管理功能。

5.系統功能

5.1 參加上級單位及以上級別會議

當交通運輸部、部海事局或上級單位召開視頻會議時，由該海事分支機構MCU呼入上級單位MCU設備，再呼叫各視頻會議室接入終端，并自主選擇其中一個或多個視頻會議室畫面作為MCU主畫面向上推送至上級單位，選擇上級單位MCU推送來的主畫面向下推送至各下掛終端，實現視頻會議的級聯。

5.2 海事分支機構與各基層機構的視頻會議

當召開海事分支機構內部會議時，由該海事分支機構SMC直接發起會議，MCU呼叫各接入終端。由SMC選擇展示畫面，可設置主會場畫面推送或多畫面推送，還可針對不同會議室選看不同畫面，充分滿足多種會議需求。

5.3 其他功能

智能級聯視頻會議系統功能十分豐富，除與上級的級聯外，還可實現會議過程中點名發言、自由討論、畫面廣播、多畫面輪巡、導播模式、會議橫幅、會議錄制等功能，還預留接口用于擴展獨立的MCU、錄播服務器、人臉識別服務器，后續可升級后提供更多媒體處理資源、錄播資源、人臉識別等功能。

6.應用效果及經濟效益

6.1 應用范圍及程度

當前，為進一步鞏固疫情防控成果，減少人員聚集，越來越多的線下會議轉為線上會議，各單位各層級對視頻會議系統的需求呈井噴式發展。項目應用后，該海事分支機構的視頻會議延伸至下設各基層機構，用戶數量為該海事分支機構全體工作人員，數量約為100人，投入至今一年，使用頻度平均每周不少于1次，累計使用時長約360小時。系統建設較為成熟，為實現該海事分支機構職工之間在非物理接觸情況下的正常溝通，提供了一種穩定且可靠的保障。

6.2 經濟效益

項目的成功實施既降低了基層工作人員往返奔波至海事分支機構機關大樓的頻率，減輕基層機構工作人員的工作壓力，另一方面也有利于減少車輛、交通、差旅費等費用支出，起到了節支的效果。據不完全統計，項目應用至今約一年，累計召開視頻會議約60場次，累計減少基層人員往返機關開會約480人次，累計節約交通、差旅費約21萬元。

7.結論

隨著視頻傳輸協議與標準的完善，視頻會議進入了快速發展與普及時代。此前，各海事直屬單位與分支機構之間已相繼建成視頻會議系統并投入使用，本文通過研究現有設備技術特點，結合市場主流技術發展趨勢，綜合考慮兼容性、經濟性及自身需求，提出了一種基層機構通過級聯參與視頻會議的解決方案，經過驗證，系統整體運行穩定、高效、便捷，有利于鞏固疫情防控成果及節約支出，可為其他單位建設上下貫通的視頻會議系統提供一種參考。