视频会议系统MCU云化部署

陈东丰

【摘要】视频会议系统是计算机多媒体技术和办公自动化的结合体，它是一个集语音、图像处理等多种信息采集功能于一体的现代化工作平台。随着科技发展与进步，特别是受突发状况的影响，为避免人员聚集和病毒交叉感染，视频会议系统的应用和发展迎来了高速期，本文对视频会议系统平台的部署方式进行介绍和对比分析，并针对影响会议系统MCU平台云化部署可能造成的时延问题，针对性地建立一种行之有效的时延测试方法，从而确定MCU云部署时延对视频会议系统的影响程度。

【关键词】视频会议;云平台;时延;内存

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.15.004

視频会议又称会议电视或视讯会议，是依托于通信网络时代出现的新型的会议方式，它能通过通信网络和媒体设备实现两个或多个不同地方的个人或群体的实现语音、图像处理等多种信息采集功能于一体的现代化工作平台。视频会议作为目前最先进的通讯技术，只需借助互联网，即可实现高效高清的远程会议、办公，在持续提升用户沟通效率、缩减企业差旅费用成本、提高管理成效等方面具有得天独厚的优势，已部分取代商务出行，成为远程办公最新模式。

十八大以来，各级政府及企事业单位，积极贯彻“八项规定”，开展反四风建设，大力缩减会议开支，鼓励通过采用视频会议等新技术手段召开会议。特别是“公车改革后”给会务和差旅都提出了较大的挑战，而受到席卷全球的突发情况的影响和随着云计算的发展，视频会议系统的应用和发展迎来了高速发展期。

1. 视频会议系统组成

视频会议系统在技术实现方式上主要分为模拟（如利用闭路有线电视系统实现单向视频会议）和数字（通过软硬件计算机和通讯技术实现）两种。从表现形式上可分为硬件视频会议，软件视频会议系统，软硬结合视频会议系统。从编码方式上可以分为H.323的视频会议系统和MPEG4和H.264的视频会议系统。

一般的视频会议系统包括MCU多点控制器（视频会议服务器）、会议室终端、PC桌面型终端、电话接入网关（PSTNGateway）、Gatekeeper（网闸）等几个部分。各种不同的终端都连入MCU进行集中交换，组成一个视频会议网络。

2. 视频会议系统MCU平台部署

视频会议系统中多点控制单元MCU是实质上是一台多媒体信息交换机，进行多点呼叫和连接，实现视频广播、视频选择、音频混合、数据广播等功能，完成各终端信号的汇接与切换。MCU与现行交换机不同之处在于，交换机完成的是信号的点对点连接，而MCU则要完成多点对多点的切换、汇接或广播。视频会议系统MCU平台部署主要有本地部署和公有云平台部署两种方式。MCU本地部署可实现数据本地化、降低网络时延，但存在设备建设成本和维护成本较高的问题，同时，在设备故障时，容易造成数据丢失无法恢复，因此安全性较差。MCU公有云平台部署，设备资料部署在云端，网络时延相对较高，但建设成本和维护成本较低，当云平台设备故障时，基于云平台的保护机制，数据不会丢失，安全性能高。随着宽带网络的高速发展，网络的稳定性不断提高，网络时延的越来越低，超高的带宽速率和超低的时延，使得MCU部署在公有云平台的部署部署方式已逐渐成为视频会议系统部署的发展方向。

3. 视频会议系统MCU云平台部署方案介绍

本着以建设具有功能实用、操作简便、运行可靠、费用节约的融合型视频会议系统，本文提供了一种MCU云端部署的主流视频会议系统建设解决方案。

3.1 平台简介

视频会议系统中心平台部署在中国电信天翼云上，在云上搭建一个客户专网，各会场通过专线连接到视频会议中心平台，实现多方视频会议、图文共享、协同操作、会议录制等各项功能。其中客户专网保证了网络传输的稳定性和私密性，MCU平台部署在云平台则节约了建设成本和后期的维护成本。

3.2 方案组网介绍

如图1所示

组网说明：

（1）平台侧：视频会议中心平台采用云化服务器（云主机）部署，采用Linux操作系统;

（2）终端侧：1主+N个分会场，其中主会场部署高性能分体式视频会议终端，分会场可配置分体式视频会议终端或一体化硬件会议终端;

（3）传输网络：各会场终端通过电信专线连接到视频会议中心平台注册。为了保证会议的流畅性和稳定性，服务器中心带宽不低于：30M，各会场前端专网接入网络带宽不低于4Mbps，上下行对称。建成后的视频会议系统能够实现主会场与分会场会议系统的音视频沟通。支持会议录制，实现双流输出。建成后的视频会议系统具备灵活扩容能力，可按需增加/减少参会单位、部门。

3.3 MCU云平台部署方案优势

3.3.1 技术和安全性高

业界最新的云平台架构，支持全编全解，支持媒体资源动态调度。视频会议平台非共享平台，为用户独享平台;视频会议系统部署在专网内，专网专用，完全隔离其他网络;会场终端通过专线连接到视频会议云平台;支持H.235，SRTP和AES-128加密算法;支持终端注册认证、密码认证、会议加密等多种安全机制。

3.3.2 操控简洁

会控操作界面借鉴互联网化设计风格，使用方便，用户能够快速掌握操作方法。无论是专业硬件会议终端，还是软件客户端，均能保证操作简单易用、连接快速实时、数据传输安全保密。

3.3.3 快速扩容

产品扩容简单、快捷，如要增加会场，仅需购买会议终端和平台服务即可快速接入视频会议系统。另外，无论是专业硬件会议终端，还是软件客户端（需连接专线），均能保证操作简单易用、连接快速实时、数据传输安全保密。

3.3.4 维护量少

在网络条件满足的情况下，3-5分钟即可完成设备安装，在第一次调试完成后，后续会议“1”键即可入会，无需专人维护，视频会议就像用电话一样简单。

4. MCU云化部署视频时延测试

4.1 时延因素分析

采用MCU云化部署，最重要的是需要考虑视频的延时，产生的时延主要分为几个部分：1、视频采集与编码。2.视频设备到服务器的传输。3.服务器分发到客户端的传输。4. 客户端的播放

其中，这个过程延时消耗最大的是1和4，也就是编/解码的部分，通常情况下1的时延要大于4的延时，如果2和3时延太大，则将无法考虑采用MCU云化部署。

目前市面上的视频编码多采用硬编码，虽然是硬编码，采用芯片进行的视频编码计算，但不得不说，这个还是计算量大，时间消耗长，在arm设备中硬编码，以海思芯片为例，大部分可以控制在200ms以下的时间消耗，在手机上，由于手机性能的不一样，消耗的时间也不一样，但经过长期的推流开发经验，手机硬编码的时间消耗大部分也在300ms左右。

4.2 时延测试

时延因素的分析，为精确计算时延，我们在做延时测试时的做法是，在PC上开启一个精确到毫秒的计时器，再通过摄像机流推送到服务器，再同时开启一个电视作为播放器，再通过屏幕截屏或者手机拍照的方式，将源视频和播放视频都包括在一张照片内，再进行时间差值的计算，从而做到准确的延时统计了！

首先通过本地电脑打开秒表计算器的画面，并将画面用三种方式在市政府的电视上进行展示，三个场景中的秒表时间差即需要测试的时延（画面详见下图）。左边电视的画面1为电脑通过视频矩阵直接连到电视，未通过会议设备，相当源设备的时间。右边电视共有两个画面，其中画面（左）2为电脑通过本地视频会议设备将画面上传至云平台，再有云平台传送到本地画面的时间，画面（右）3为在分会场将视频信号进行环回，实现将本地电脑传送到云平台后回传到本地设备后的画面。

通过测试计算：

从视频源发出到分会场收到的时延相当于画面2-画面3=20.805-20.281=0.569秒，而从视频源发出到返回的时延相当于为画面1-画面3=21.350-20.281=1.069秒，可见，在视频会议系统MCU云化部署后，从本地视频传送到分会场到回送画面，总时间仅为1秒左右，可以满足正常的会议时延要求。如图2所示

5. 结束语

5G时代移动带宽的高速低延时使得移动设备入会效果变得极其优秀，大量的桌面视频沟通，移动视频沟通将非常普遍。那么传统一个集团企业对视频的需求可不再是十位数、百位数了，而是一跃变成千位数和万位数级别的规模，未来的MCU部署模式也将越来越多样化，而传统的本地部署存在各种制约因素，无法支撑大量并发不断变化的会议需求，而通过引入当下主流的云服务架构模式，将MCU进行云化部署，將能满足企业越来越高的会议模式需求，而云化部署的多样性、灵活性、可扩展性、更新迭代和安全性等能力是MCU本地化部署无法比拟的，必将逐步成为未来的视频会议系统主流部署方式。

参考文献：

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