跨界通信融合在上海局视频会议系统建设中的应用研究

邓慰慰　吴　猷　张学雷　卢雪兵（上海出入境检验检疫局　上海　200135）

跨界通信融合在上海局视频会议系统建设中的应用研究

邓慰慰吴猷张学雷卢雪兵
（上海出入境检验检疫局上海200135）

为了充分发挥上海出入境检验检疫局视频会议系统的效力，研究并设计基于跨界通信融合技术的视频会议系统整体规划改造，并且通过主会场视频会议终端双机热备的方式进一步加强视频会议系统的稳定可靠，使整个视频会议系统的运行效果和安全性将得到了极大的提升，有力地支持了业务和办公系统各项工作的高效开展，对国家局、上海局各项政策、文件和精神的及时高效传达发挥了重大作用。

跨界通信融合；视频会议；双机热备；双网融合

1　前言

视频会议系统是利用信息化技术提高沟通和监管效率的最佳平台之一。近年来，随着视频会议系统的推广及普及，上海出入境检验检疫局（以下简称“上海局”）越来越多的会议精神传达、各级机构间的沟通、工作体系的培训工作等都已通过视频会议方式进行。上海局的视频会议系统是质检系统内较早完成之一，也一度发挥了重要作用，但由于视频会议系统与业务系统在同一网络上运行，每次开视频会议时都会对网络带宽造成挤占，从而影响业务运行。如何能更好地利用视频会议在双网乃至多网融合环境中推进工作效率，同时又能更好地维护视频会议的稳定运行、热备系统部署，已成为检验检疫信息化队伍必须面对的一个课题。

在信息化飞速发展的今天，随着跨界通信融合技术的不断深入，利用最新的跨界通信融合技术对上海局视频会议系统基础承载网络的整体规划改造，并基于MCU升级和级联将可以解决上述跨界通信融合的技术难题，而且通过主会场视频会议终端双机热备方式则进一步加强了视频会议系统的稳定可靠，整个视频会议系统的运行效果和安全性将得到极大的提升，有力地支持了上海局业务和办公系统各项工作的高效开展。

2　上海局视频会议系统的作用及问题

2.1上海局视频会议系统在检验检疫工作中所发挥的重要作用

根据国家对质检总局提出的十字方针“提速、减负、增效、严密监管”和总局领导提出的“抓质量，报安全，促发展，强质检”十二字方针，上海局多年来一直致力于运用信息化手段促进业务创新和管理创新，并取得了巨大成效。上海局每年与总局之间、下属各分支局之间的工作会议、专项会议、工作培训较多，为了保证迅速传达、领会总局各项精神、指示、会议要求，并在上海局范围内及时贯彻和执行，以及进一步与下属各分支机构间召开双向工作会议和专项会议，严格及时落实工作和会议精神，上海局于2009年基于宽带业务通信主干网络，建设一套能够满足总局—上海局—上海局下属分支机构各种会议需求的高清视频会议系统，以加快信息交流速度，保证信息通畅、政令畅通，提高网络资源的利用率和办公沟通效率，从而大力减少会务费用，增进沟通。

在6年左右的运行时间内，上海局高清视频会议系统充分发挥了现代通信技术的优势，成为联结总局、上海局和分支局的重要交流手段和沟通工具，很好地承担了上传下达和及时沟通的功能，为国家政策、总局文件和精神以及上海局有关要求的及时宣贯执行发挥了巨大作用，既提高了沟通和传达效率，更大幅节省了各项会务费用和开支，实现了巨大的经济效益和社会效益。

2.2上海局视频会议系统运行中所面临的问题

上海局的视频会议系统已全面部署视频会议21台终端，随着近年来视频会议系统的推广及普及，上海局越来越多的会议精神传达、各级机构间的沟通、工作体系的培训工作等都已通过视频会议方式进行。而由于视频会议系统与业务系统同处一个网络，因此每当上海局召开视频会议工作时，都会出现以下一些问题：

（1）网络压力增大，视频会议系统与业务系统相互影响。

上海局业务量非常之大，高峰时整个业务专网的流量相对比较饱和，如果视频会议安排在高峰时间段将会造成业务系统运行速度缓慢，业务单证的处理时间数倍增长，致使每天处理业务能力下降，甚至业务数据丢包，业务系统自身安全性得不到保障等。而高清视频会议系统是一个对基础网络实时性和带宽要求很高的新型网络应用，视频会议系统与业务系统同时运行，会互相挤占带宽导致音视频效果不佳、画面不流畅等。

（2）部分分支机构网络运营商资源单一。

上海局总头端位于浦东民生路，所属各分支局、办事处及单位等分布区域广大，大多位于各个口岸点。由于各口岸地理位置分布问题，造成个别机构网络运营商单一，且线路铺设单一，导致上海局视频会议只能基于其基本线路进行建设规划，间接对整个视频会议系统造成了瓶颈。

（3）终端故障发生概率增大。

随着上海局视频会议的顺利发展，越来越多的会议采用视频方式进行，随之而来的是各机构终端故障的发生率开始增大，一旦主会场视频终端发生故障，影响将会很大。

3　上海局视频会议系统建设现况剖析

3.1建设时间

上海局视频会议系统于2008年启动，并于2009年正式建成，迄今已正式运行6年。

3.2视频会议组成

基于先进性、可靠性、高扩展性、高安全性的建设原则，上海局视频会议系统采用了美国Polycom高清视频会议解决方案，整套视频会议系统包括：①多点控制单元MCU，采用Polycom RMX1000；②主会场终端，采用HDX9000高清视频终端；③分会场终端，采用HDX8000高清视频终端；④录播系统，采用RSS2000［1］；⑤包括个别的桌面型终端HDX4000和移动终端。具体见图1。

图1　　视频会议系统架构图

3.3视频会议系统承载网络

高清视频会议系统作为一种新型的网络应用对作为其基础的承载网络环境有着较高的要求，包括：①网络的带宽需求，视频会议对网络的带宽需求为视频带宽+IP包头开销，常用的计算方法为视频带宽×1.2为网络带宽的最大需求；②端到端的时延，视频会议的通用时延建议为小于150 ms；③时延抖动，由于音频/视频的传输为实时交互，因此网络的时延抖动更为至关重要，建议网络抖动控制在50 ms以内；④丟包率，网络上的丟包率不应该高于1%［2］。

3.4上海局现有网络情况

上海局拥有业务专网（图2）和视频监控专网两套网络。前者由上海局到各分支机构的点对点专线（MPLS-VPN、SDH、DDN或ELAN）搭建而成，主要用于传输与业务生产系统直接相关的各种业务数据，IP地址采用10.31.XXX.XXX地址段；后者采用中国电信的MPLS-VPN构建而成，主会场端口50M带宽，各分支机构端口为10M，主要用于视频监控专网，IP地址采用172.25.XXX.XXX地址段，以保证视频监控数据的高效传输［3］。

图2　　上海局业务网络拓扑图

4　上海局视频会议跨界通信融合系统建设方案

为了确保业务生产系统和视频会议系统各自安全独立运行，理想的方法是将业务生产系统与作为办公系统的视频会议系统分别构建于不同的基础承载网络之上，二者进行物理隔离，这样既可以保证业务生产系统的稳定性，也可以充分发挥高清视频会议系统的良好性能。对于个别机构网络资源单一，则可通过跨界通信融合方案进行解决。具体方案如下：

4.1基础承载网络改造

基于上海局基础承载网络的现状分析，根据上述与业务生产系统网络分离的指导思想，由于基于MPLS-VPN技术的上海局视频监控专网相对流量有较高冗余，所以规划将视频会议系统从业务专网上迁离，采用视频监控专网作为上海局视频会议系统的基础承载网络。

如前所述，上海局视频监控专网采用目前最先进的MPLS-VPN多协议标签交换技术，地址均为内网地址段172.25.XXX.XXX，基本上各分支机构端口均已达10M，主会场端口经过升速更是已达50M（如果将来业务建设需要，仍可以继续提升带宽），可以充分满足高清视频会议系统运行对于音视频、数据传输的需求。

为了完成视频会议系统基础承载网络的迁移和改造，从2012年5月初开始，上海局开始集中规划整个视频监控专网的改造工作。首先通过技术手段将已具备线路条件机构的视频监控线路延伸至视频会议设备所在位置，其次为个别尚未具备线路的分支机构申请专用线路。整个改造工作费时两个月，通过这两个月的系统改造，使得视频会议系统基础承载网络的迁移和割接基本成为可能。

4.2跨界通信融合

在上述视频监控专网改造过程中，由于资源限制，松江局视频监控专用线路的安装遇到运营商无法克服的障碍，使得松江局暂时无法接入视频监控专网，从而无法启用172.25.XXX.XXX的视频监控专网地址段，仍然只能使用原业务网10.31.XXX. XXX的内网地址段，从而使得与MCU、主会场终端以及其他分会场终端间的音视频通讯面临未来可能无法进行的困境。

为了解决视频会议系统在不同网段之间通讯的难题，通过对视频会议系统和基础网络的大量研究和分析，提出了各种不同的解决方案，经过对比，最便捷和持久的解决方案是采用MCU双网卡设计来解决松江局的单点10.31.XXX.XXX视频会议接入。经过详细勘查，由于MCU RMX1000原来使用的软件版本较低，暂时无法支持双网卡的功能设计，必须将软件版本升级到2.0以上，但版本升级需要进行一些准备工作，同时也面临着升级失败的风险。

考虑到可能存在的升级失败风险以及视频会议系统使用的高频率，为了能在系统软件版本升级前即可完成该跨界通信融合工作，经过不断讨论和分析，最终产生了可行的备份解决方案，即采用MCU级联方案，具体如下：在上海局临时增加1台MCU Polycom RMX500，该设备软件和硬件本身支持双网卡设计，将该设备两张网卡分别配置接入业务专网的10.31.XXX.XXX的地址段和视频监控专网的172.25.XXX.XXX的地址段，分配指定地址，而后通过指定10.31.XXX.XXX地址与同在业务网内网的松江局视频会议终端可以进行视频通讯，同时通过级联方式接入上级 MCU上海局 Polycom RMX1000，由于RMX500另一个指定 IP地址为172.25.XXX.XXX，从而可以实现与上级MCU和其他终端的顺畅通讯（见图3）［4］。由于仅仅松江局视频会议单点接入业务专网，对整个业务专网的运行影响相对较小，处于可控范围。

图3　　双网融合架构图

通过MCU级联方案，经过多次测试，结果表明：上海局成功实现了不同网络之间的视频通讯问题——松江局视频会议终端顺利加入整个已经割接到视频监控专网上的视频会议系统。当然，上述MCU级联和双网卡方案也可以同样实现内网段与公网、不同专网之间的互联互通和多网融合问题。

4.3双机热备

在运行之初，由于预算关系，上海局视频会议系统尚未完全考虑备份系统建设。对MCU以及分会场建设备份系统会代价极高，但对于作为视频会议系统重中之重的主会场，视频会议终端可能会面临会议进行过程中突然发生故障的情形，建设一套备份系统则极为关键而且又比较经济。为了保障视频会议系统不致中断，最好的方案就是采用双机热备方式。经过认真研究，决定采用1套Polycom HDX8000作为主会场备机，与主会场终端Polycom HDX9000采用不同指定内网地址同时在主会场接入MCU，同时采集主会场音视频信号并分别接入终端；对于主会场视频信号显示环节，显示设备共用，在视频会议终端和显示设备之间增加一个EXTRON 2进1出的视频切换器 （VGA），2进分别连接主机HDX9000和备机HDX8000的视频输出端口（DVI-I），1出即为连接主显示设备，从而实现主会场视频会议终端的双机热备，保证在出现极端局面的情况下，视频会议系统仍然能够正常顺利运行［5］。

5　结论与展望

（1）跨界通信融合建设给上海局视频会议带来转变。

通过上述对于上海局视频会议系统基础承载网络的整体规划改造，并基于MCU升级和级联解决了跨界通信融合的技术难题，而且通过主会场视频会议终端双机热备方式进一步加强了视频会议系统的保障工作，整个上海局视频会议系统的整体运行发生了巨大变化。经过2个多月的大容量高频次的实际运行和检验，整个视频会议系统的运行效果和安全性得到了极大提升，有力地支持了上海局业务和办公系统各项工作的高效开展，对国家局、上海局各项政策、文件和精神的及时高效传达发挥了重大作用，获得了上海局上下的高度评价和肯定。

1）提升业务工作效率，预留业务发展空间。

通过跨界通信融合技术，解决了一直困扰上海局信息化发展的瓶颈问题，使上海局业务网络始终保持高效率运营，有效地提高了检验检疫的业务处理能力及效率，为今后日益增长的检验检疫业务需求提供了发展空间与支持。

2）双机热备实现上海局视频会议系统全方位保障、无缝切换。

通过主会场双机热备系统建设，顺利解决了上海局视频会议的隐患，将故障的发生率降到最低，一旦主会场视频终端发生故障，无缝切换至热备系统。因此，双机热备真正实现上海局视频会议系统的全方位保障，并为今后其他局信息系统的灾备提供了一个较为简便可行的方案。

3）提升视频质量，实现真正意义上的高清视频会议系统。

高清视频会议系统是一个对基础网络实时性和带宽要求很高的新型网络应用，基础承载网络的改建及双网融合解决了上海局高清视频会议系统和业务生产系统共筑于业务专网之上的这一根本问题，有效提升了视频会议的质量，真正意义上实现了高清视频会议。

4）响应排能减排，提高行政效率，提升应对突发事件能力。

上海局高清视频会议系统建设的完成，不仅实现了即时的交互式行政会议和面对面的视频协商，方针政策和重要工作的部署，提高行政效率，而且大幅节约基层工作人员参会往来经费，降低行政运营成本；建设高清视频会议系统，可以为各级领导提供更多的服务，一旦发生突发性事件，即可通过本系统进行有效的远程指挥、监控和处置，极大提高应急处置能力，同时也为工作人员的各项培训提供便捷而快速的手段，大大提高工作效率。

（2）以跨界通信为基础，构建“上海局宽带多媒体综合通信网”。

信息化已成为检验检疫系统必不可少的重要抓手，随着新业务新情况的出现，对检验检疫系统提出了越来越高的要求。在信息化飞速发展的今天，面对监管形势越来越复杂多变，如何通过信息化手段进一步提高沟通和监管效率，将成为各级检验检疫机构工作成效的关键。而此次承载网络的改建，双网融合以及双机热备系统为今后构建 “上海局宽带多媒体综合通信网”打下了坚实的基础。

“宽带多媒体综合通信网”是国际上、国家各部委、地方政府机构、企业建设网络的趋势。新技术的日新月异是这场变革的最基本动因，以Web为基础的数据通信业务、电子商务、IP－VPN、实时音频视频业务等将成为主流。其中，作为多媒体会话型通信业务的一种典型，视频会议系统已在社会性信息交流中发挥了巨大的沟通作用。据统计全球500强和国家各部委中，有超过80%正在使用可视通讯这种先进高效的通讯方式。随着国内宽带网络建设的飞速发展，现代化基础通信网络已经大面积普及。利用网络承载高清视频会议这种简单易行现代化高效通讯手段来增进政府机关或企事业单位的内部沟通、提高企业运作效率，已经不再是国外用户的专利。中国的用户现在集团化、分布化、甚至国际化的趋势不可逆转，同样对高效的现代化通讯手段提出了更高的要求。

上海局通过此次视频会议系统改造，将大幅度加快检验检疫信息化发展的脚步，为将来更快更好地发展信息化质检奠定基础。根据国外权威机构统计，一个用户在建设自己的视频会议网络后，如果充分加以利用，完全可以在6个月内收回投资（中国石油一年内使用视频系统节约经费700万人民币）。而且随着上海局对这种现代高效通讯手段的熟悉，直接的效果将是更多会议可以更加方便、高效召开，为用户提供更直接、更全面的沟通交流，并能节约时间、降低成本、提高生产率，整个系统内部的沟通将更上一层楼。

［1］ITU-T H.323：基于IP包交换网络中多媒体业务的框架协议［S］.

［2］朱志祥.IP网络多媒体通信技术及应用［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2007.

［3］段震霞.多媒体会议系统设计技术与应用［M］.北京：中国建筑工业出版社，2009.

［4］ITU-T H.225：基于分组网络的多媒体通信系统呼叫信令与媒体流传输协议［S］.

［5］YD5032-2005会议电视系统工程设计规范［S］.

Research on the Application of Cross Boundary Communication and Integration in the Construction of Shanghai Bureau of Video Conference System

DENG Weiwei，WU You，ZHANG Xuelei，LU Xuebing
（Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau，Shanghai，200135）

In order to give full effect to the Shanghai Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau video conferencing system，research and design is based on cross-border communication and integration technology of the video conferencing system overall planning，and through the main venue video conferencing terminal dual hot standby mode it will strengthen the stability and reliability of the video conferencing system，so that the entire video conferencing system will run effect and security will be greatly improved，effectively supporting the work of the Shanghai Bureau and office systems，make great efforts on the policies，documents and spirit timely and efficient communication from National Bureau and Shanghai Bureau.

Cross-Border Communication Integration；Video Conferencing；Hot Standby；Dual Network Integration

TP3；TN91

E-mail：dengww@shciq.gov.cn

2015-08-04