浅谈现代云视频会议系统的关键技术

李士波 孙凤 张艳

中通服咨询设计研究院有限公司

0 引言

随着科技的进步，生活节奏的加快，传统会议模式的弊端已渐渐凸显，而视频会议的出现为我们的工作和学习带来了极大的便利。

视频会议系统主要有“MCU+专线+端”模式和“云+端”模式两种，云计算技术的深度发展，强有力地助推了云视频会议的发展，分布式与可视化技术的应用，不仅大大降低建设及人员成本，而且还兼顾可扩展性好、可维护性好、操作便捷的特点，支持多场景应用、多终端接入。

分布式架构是基于网络交换架构的并行数据传输与节点化、分散化处理的控制系统，优点众多，功能强大，适用于众多会议场所，资源可以共享，能把数据放在最适合运行的设备上，不用担心系统扩展和系统庞大给会议系统带来压力。

而可视化管理系统整合视频监控图像，音视频实时通讯，文件上传管理的综合应用系统，给人们提供了直观、快速的工具，无论是在指挥中心，还是通过移动设备，通过可视化管理系统可实时了解前端现场的情况，并进行指挥调度，可视化管理系统将远程管理推向全面可视化时代。

1 系统简介

云视频会议系统是建立于互联网架构上的一款视频通信服务，能够为客户提供音频、视频、录像、即时通信等多种服务，可为用户提供全场景的“云+端”整体解决方案。如图1所示。

图1 云视频会议系统架构

2 系统建设意义

2.1 大大节省了成本

通过网络视频会议能够随时召开会议，清晰地传递会议信息、会议精神，大大降低了差旅成本，并提高了工作效率。系统采取云端租用的方式，企业无需自检平台，更不需支付平台维护的费用，只需支付低廉的接入服务费即可。

2.2 助力企业信息化、数字化转型

视频会议系统可以帮助广大企事业单位在部门沟通、远程会商、远程教育及业务拓展等方面提高效率，为企业信息化升级打好基础，助力企业数字化转型！

2.3 多终端、多场景、随时随地召开会议

系统支持办公电脑、笔记本、手机、平板等多终端接入，只要具有接入授权（license），可随时发起或召开会议，不受任何时间、空间的限制，让企业实现即时沟通，大大地提高了工作效率。

3 系统的关键技术

为了确保召开视频会议的时候，实时真实地展现各个会场情况，音视频媒体处理技术及显示必不可少，而音视频编解码技术、网络适应性技术及媒体安全技术已相对成熟，本文中不再赘述，为了满足新时代人们对工作效率越来越高的要求，分布式技术与可视化技术得到了广泛应用。

3.1 分布式架构

分布式传输系统由分布式输入节点处理器、分布式输出节点处理器和交换系统组成。信号通过分布式传输系统的输入、输出节点连接至各自的交换机，通过网络实现信号之间的传输与调取。

系统将各会场的音视频信号源进行数字化处理，使用高清输入输出节点输入到局域网系统，用户可以在所有连接输出节点的显示设备上选择会议室内的音视频节目资源来播放。架构如图2所示。

图2 分布式系统拓扑图

相较于传统的系统架构，本架构具备如下几个显著优点：

（1）传输和管理节点少，故障几率低

传统架构以中控矩阵为控制核心，外来信号需要经过格式转换后才可进入核心矩阵，如果房间较多，分布较散，核心矩阵的输出还需要经过信号延长才可以输出到各个分控矩阵，然后输出到图像处理器和调音台等音视频设备，这一过程外来信号需要经过多个技术传输和管理环节，故障几率很高。

而分布式架构中，外来信号只需经过分布式输入节点处理器，将信号转换为网络数字信号，再经网络交换系统连接到输出节点处理器即可完成信号传唤和传输，传输和管理节点少，大大降低了故障几率。

（2）节点故障影响面小

传统架构中，中心依赖性太强，一旦中控矩阵发生故障或者瘫痪，整个会议系统将完全崩溃，影响面很大，风险较高。

分布式架构中，做到了去中心化、平行对等，任何一个节点发生故障都不会影响其他节点的正常使用，节点故障的影响面很小，可靠性很高。

（3）交换机工作更为安全稳定

传统架构中，信令与数据分开传输，接口复杂，丢包情况较为频繁，音视频流畅度不能得到有力保障，存在不稳定性。

分布式架构中，采用网络交换机组网，信号全部转换为数字信号进行传输，稳定性高，网络自适应能力很强，能很好地保障音视频的流畅度。

3.2 可视化技术

音视频系统设备多，管理复杂，当决策者下达指令时，往往需要多人操作，如音频、视频、业务系统组合，需要多人切换操作。可视化管理平台的出现解决了这个问题，它把各个音视频等子系统的操作归属在一个平台上，利用触摸技术和人机软件界面，把大屏幕显示系统、音响扩声系统、视频会商系统、环境灯光系统集成在一个平台上操作，运用矢量可视化的界面可完成直观可视音视频资源调度，环境资源集中化控制等，解决了要素繁多，信号繁多，设备参数复杂与抽象，专业操控人力资源稀缺等问题。做到全方位无缝人机协作，全力打造节约、友好、可视化的调度管理系统，为决策者提供了快速、准确、高效、实时的分析决策系统支持，极大地提高了工作效率。如图3所示。

图3 可视化系统架构图

根据架构图可知，可视化技术有以下几个显著优点：

（1）系统可将不同地点、场所的信号进行互联互通，实现多区域分布式集中管理，系统扩展灵活方便。

（2）系统通过搭配环境控制主机，可实现高效便捷的环境控制管理功能，可对灯光、窗帘、空调等进行远程可视化管理，丰富全面的状态监测，操控便捷。

（3）简洁直观的音频控制界面，智能化远程控制和管理，方便、快捷，从而大大减少了工作人员的配置。

4.3 与VR技术的融合

现阶段，VR技术大多应用在游戏、娱乐等场景，在教育、医疗、企业、军事等领域还有待进一步开发，云视频会议的轻捷化、便携化获得了各企事业单位的极大认可，在各领域也得到了广泛应用，在场景的模拟，环境的感知方面还有很大的发展空间，一旦突破了硬件设施的束缚，VR技术+云视频会议的落地应用必将成为可能，并极具商业价值。

4 与新技术融合的展望

4.1 与AI技术的融合

近些年，随着AI技术的不断发展，为用户打造一个更加高效、更加智能的全视频沟通环境成为了可能，用户体验更好、建设成本更低、沟通方式更加智能化。

4.2 与5G技术的融合

音频、视频的传输质量取决于网络，在4G时代，云视频会议支持平板电脑、笔记本电脑等多终端入会，赢得了众多用户。

随着5G网络的发展，大带宽、低时延的特性必将进一步助推云视频会议的发展，5G的高速网络让人们体验并享受到更高质量的视频通信，对硬件终端的要求也将进一步降低，5G正潜移默化地改变着人们的生活。

5 结束语

目前，分布式技术与可视化技术已广泛应用于各行各业，随着5G技术及云计算的不断发展，人们对音视频高清化的体验要求也越来越高，各项技术也定会越来越成熟、完善，应用越来越广泛。

随着云计算的深度发展，云视频会议与AI、5G、VR等新技术的叠加应用成为了可能，迈入云时代，不仅标志着应用技术的突破，还间接地推动了视频会议系统音视频算法应用，SaaS服务优化和硬件创新，从而形成“云+端+服务”的新型模式，新技术的快速叠加也同步进入了新的时期。