福建氣象高清會商系統故障與應急處理

田功平 曹海 駱慧倫

(福建省氣象信息中心，福建 福州 350007)

引言

福建氣象高清視頻會商系統視頻全網達到高清視頻會議系統的最高標準1080P，音頻采用模擬和數字調音集成控制，系統核心設備采用雙機熱備，系統穩定性也得到根本保證。高清視頻會商系統的啟用，使會商的所有細節得到完美呈現，構建了更為人性化的會商環境，進一步提高了預報員交流和決定服務的平臺支撐能力。

1 福建氣象高清視頻會商系統的特點

作為省級會商控制中心，福建氣象高清會商系統扮演著上接國家氣象局，下連地市、縣級氣象局的重要角色，是國家氣象會商系統的重要環節。福建氣象高清會商系統能與中國氣象局高清會商系統實現無縫連接，很好地實現了省氣象臺與中央氣象臺、市氣象局以及縣氣象局的級聯互通。系統能夠進行高清視頻、高分辨PC信號及音頻信號的雙向傳輸，可實現遠距離直觀、真實的音視頻交流，集音頻、視頻、圖象、文字、數據為一體，提供即時通信、視頻播放、視頻錄制保存和回放等，實現全方位的實時多媒體會議，滿足日常天氣預報會商、電視電話會議、學術交流及技術培訓、應急指揮等業務需求，系統的諸多特點影響著系統的穩定性和可靠性。

1.1 網絡終端多

福建氣象高清會商系統主要包括省、市、縣三級高清會商系統。主要由1個省級會商控制中心，1個省臺會商主會場，5個省級直屬單位會場，8個設區市氣象局會場和59個縣級臺站終端會場，應急車移動終端以及近200個軟終端組成。網絡節點分布全省各市縣，對網絡連通性、寬帶要求非常高，并且經常要求會商國家、省、市、縣幾級級聯，實現會商的上下轉發或交互，有時還要求分層同時召開幾個會議，對系統的級聯性和控制管理性要求高。

1.2 集成子系統多

福建氣象高清會商系統主要由會商網絡子系統、MCU會議管理子系統、高清終端管理子系統、DVI矩陣控制子系統、音頻矩陣控制子系統、大屏顯示子系統、錄播子系統、CMA管理子系統和雙流PC子系統等9大子系統組成。每個子系統有單獨的設備，但又互相集成在一起，線路復雜，如果控制中心9個子系統的任何一個子系統出現故障，就會直接影響到整個系統的正常運行。

1.3 會商頻率高

由于氣象部門業務的特殊性，每天至少召開1次全國和1次省市級視頻會商2場會議，每年召開會議近1000多場，使用頻率極高。特別是在遇到臺風等災害性天氣期間一天有時召開好幾場，一天運行時間持續近10h，系統必須時刻保持完好，對系統的運行穩定性提出了極高的要求。

1.4 視音頻質量要求高

目前，省-市-縣三級遵循H.264協議高清標準，全網實現H.239數據雙流，該系統采用高清視頻會議系統的標準1080P，即通常所說的高清晰度電視，畫面分辨率有效顯示格式為1920像素×1080像素，像素數達到207.36萬。其數字1080則表示垂直方向有1080條橫向掃描線，字母p意為逐行掃描(Progressive Scan)。幀速率通常為30幀·s-1(FPS)，即HDMI輸出為1080p30，省-市-縣三級會商達到1080P視頻圖像效果，使日常會商/會議畫面清晰度顯著提高，同時，音頻方面系統采用C8數字音頻矩陣控制，達到ITU 20kHz以上高清效果。

2 福建氣象高清視頻會商系統應急備份系統設計

一個好的系統，必須要有良好的系統網絡、運行穩定性和備份應急能力。根據系統運行和業務特點，主要對網絡、核心服務器和終端采取了雙備份的應急方案的設計。網絡子系統采取了核心網絡雙鏈路、雙路由冗余熱備和自動切換功能；核心服務器MCU采用雙機熱備，能實現與會者自動重邀，繼續召開會議；與會終端采取互為主備設計，確保了與會者快速應急參與會議，從而實現整個系統的穩定、可靠和快速應急。

2.1 福建氣象高清視頻會商系統網絡設計

因為高清視音頻傳輸網絡流量大，所以必須要有安全穩定的網絡和一定的帶寬作保證。國家、省、市和縣四級網絡帶寬都實行MSTP和MPLS VPN雙線路，并在雙鏈路基礎上實現了雙路由冗余熱備和自動切換功能，很大地提高了系統的可靠性和可擴展性。高清會商系統主要運行在MSTP網絡上，為確保數據流量的可靠傳輸，當MSTP鏈路出現故障，VRRP匯聚路由器或主交換機自動將視頻會議切換至MPLS-VPN鏈路，MPLS-VPN鏈路從standby狀態切換至active狀態，從而實現網絡鏈路應急。

2.2 高清視頻會商系統MCU應急備份系統網絡設計

2.2.1 省局MCU雙機熱備

系統配置中省局MCU為2臺RMX2000-Classic，已調試配置熱備份，此熱備份采用心跳線技術，實現主機一旦故障或斷網后，備機將自動從standby狀態切換至active狀態，并對主機召開會議的與會者進行自動重邀，保證在50s內完成會議重新召開。

2.2.2 各地市局MCU雙機熱備

現系統配置中市局MCU為2臺RMX500C(增加配置1臺RMX500C)，此熱備份采用心跳線技術，實現主機一旦故障或斷網后，備機將自動從standby狀態切換至active狀態，并對主機召開會議的與會者進行自動重邀，保證在50s內完成會議重新召開。其熱備實現的原理與省局RMX2000-Classic熱備機制相同。

2.3 高清視頻會商系統終端備份系統設計

省級會商控制中心配備2個華為終端和2個寶利通終端，當參加全國會商時，高清華為終端一與華為終端二互為主備，當一個終端無法與會時，備用終端開始啟用，國家主站自動呼入，此時視、音頻通過矩陣手動切換到備用終端，即正常參加會議；當召開省級會商時，寶利通終端一與轉發全國會議的寶利通終端二互為備份，當一個終端無法與會時，備用寶利通終端將可作應急備份使用，實現節點與會終端的應急。省級控制中心高清視頻會商終端應急處理運行圖見圖1。

圖1 省級控制中心高清視頻終端會商故障應急處理運行圖

2.4 高清視頻會商系統音頻備份系統設計

2.4.1 麥克風應急備份

省局、市局會場基本使用指向型麥克風，應在演講位置配備應急備份麥克風，可與主麥克風同時輸入聲音，無論哪個麥克風出現問題，保證有一個麥克風正常輸入聲音；考慮使用視頻會議終端配備全向麥克風作為硬件應急措施，一旦麥克風出現問題后，將全向麥克風連接至終端，保證聲音輸入；對于省會商大廳，可考慮建設吊頂麥克風來作為應急備份措施。

2.4.2 SoundStructure應急備份

省局會商大廳配置2臺SoundStructure C16做雙機熱備，主、備2臺設備通過矩陣連接相同的線纜，當主機無法使用時，可立刻啟用備機，利用矩陣將信號切換至備機，使備機頂替主機進行工作。省級控制中心SoundStructure應急備份圖見圖2。

圖2 省級控制中心SoundStructure故障應急處理運行圖

3 故障處理與快速應急的實現

由于省級會商系統運行影響因素多，涉及到的故障種類復雜，主要包括視頻網絡、MCU服務器、視音頻處理終端、顯示等9大子系統故障，而系統在應急方案上作了很好的設計，從根本上解決了系統在視頻網絡、MCU服務器和視頻終端出現3大故障的問題，實現系統的自動路由和自動備份切換，確保系統主要設備和網絡快速應急，確保了系統運行穩定和可靠。在視頻會議系統用戶端，系統常見顯示的是視頻、音頻和雙流3方面的故障。在視頻源方面，系統使用了雙攝像頭實現互為備份的功能；在音頻方面，系統使用數字和模擬調音臺相互集成兼容實現相互備份的功能；在雙視頻流方面，系統同樣使用了2臺筆記本達到相互備份的目的。下面對視頻、音頻與雙流3種故障分步進行快速診斷和處理，實現快速應急。

3.1 音頻故障處理與應急

3.1.1 在會議中出現完全聽不見聲音時

查看終端是否有閉音，如有，取消閉音。

檢查網絡連通性，如連通中斷或連通性不好，采用備用網絡線路。

在確認已連接和對方有聲音的前提下，可直接把終端聲音直接輸出到應急音響進行故障應急處理，如有，屬于音響設備故障；如沒有，則終端故障，可重啟終端或啟用備用終端。

在確認C8數字調音臺出現故障的前提下可把終端聲音直接輸出到模擬調音臺進行故障應急處理。

在確認模擬調音臺出現故障的前提下可把C8數字調音臺聲音直接輸出到應急音響進行故障應急處理。

3.1.2 在會議中出現本地發言沒有聲音時

測試話筒好壞和本地聲音是否完好，判斷是話筒還是音響有故障，并采取備用話筒或備用音響。

檢查MCU演講者的聲音是否打開，若沒有打開，請點擊取消靜音。

檢查網絡連通性，如連通中斷或連通性不好，采用備用網絡線路。

把話筒聲音直接輸出給終端，若仍沒聲音，則確認終端出現故障，可重啟終端或啟動備用終端進行應急處理；若直接輸出給終端有聲音，則可判斷為調音臺設備故障。

在確認模擬調音臺出現故障的前提下可把話筒聲音直接輸入到終端進行故障應急處理。

在確認數字調音臺出現故障的前提下可把模擬調音臺聲音直接輸入到終端進行故障應急處理。

3.2 視頻故障處理與應急

3.2.1 在會議中出現完全沒有視頻影像時

檢查測試網絡連通性，如不通，采用備用網絡線路和備用終端進行應急。

檢查本地顯示設備，如果確認本地顯示設備或線路有故障，則檢查連接線或切換大屏顯示進行故障處理與應急。

當對方有視頻輸入時，檢查MCU會議管理頁面是否設置其為演講者或返回其視頻。

3.2.2 在會議中出現本地沒有視頻影像時

檢查攝像頭在本地是否能正常顯示，若本地不能顯示，則檢查連接線，或啟用備用攝像頭進行故障處理與應急。

檢查視頻矩陣輸入是否正確，重新把攝像頭輸入給與會終端。

檢查測試網絡連通性，否則，采用備用網絡線路和備用終端進行應急。

3.3 雙流發送故障處理與應急

3.3.1 看不到遠端的雙流PC或雙流出現黑屏、藍屏等

檢查視頻輸出是否正確，如果確認本地顯示設備有故障，則檢查連接線和重新切換PC雙流輸出，如果顯示設備已壞，可采取切換大屏顯示進行故障處理與應急。

檢查MCU會議管理頁面是否設置其為演講者，并聯系對方是否已發送雙流。

如對方雙流發送有問題，可查找電腦分辨率設置、輸出線路、發送設備及終端設備是否完好以及網絡連通性是否完好；如對方發送成功，但接收不到，則本地顯示或終端有故障，可采用切換顯示、重啟終端或使用備用終端等方法進行處理應急。

3.3.2 本地雙流發送失敗或黑屏、藍屏等

省市會商時，如果Touch Control設置正確但發送不成功時，可選擇網頁軟遙控或備用軟件發送雙流；全國會商時，如果設置正確但遙控發送不成功時，可選擇采用備用遙控發送。

檢查會議終端視頻及雙流輸入，如輸入正確發送失敗，則終端或網絡有故障，檢查網絡連通性是否完好，可采取備用網絡線路、備用終端或重啟終端。

如果PC本地不能顯示，可查找電腦分辨率設置、輸出線路是否完好等問題，并可采用備用電腦發送。

4 結束語

福建氣象高清會商系統從系統整體上構建了網絡的雙鏈路、MCU服務器的雙機熱備和視音頻處理終端的雙備份，從技術上很好地實現了網絡線路故障的自動路由、服務器的自動切換和終端的備份應急；對于常見的視、音頻和雙流故障，提供了很好的故障流程判斷方法以及進行故障處理與快速應急，增強了系統運行的穩定性和維護的方便性，提高了系統的快速處置故障能力。