电力视频会议系统运维提升研究

张磊，聂希柱，崔馨鹤

（国网辽宁省电力有限公司 信息通信分公司，辽宁 沈阳 110006）

0 引 言

随着视频会议系统更新迭代，分布式视频矩阵系统、虚拟化多点控制单元等成熟的技术快速发展，电力视频会议系统进入了快速发展阶段。在新冠疫情期间，公司通过视频会议系统参与召集会议数量大幅增长，个性化、多功能性需求日益增多，给系统运维和管理提出了诸多挑战。电力视频会议系统体系结构分为行政平台、应急平台、资源池平台及软视频平台，其中行政和应急平台MCU 采用双通道组网方式，即传输专线网络和数据网视频VPN 网络，资源池平台采用数据网视频VPN 网络，软视频采用数据网信息VPN 网络。电力视频会议系统主要用于召开行政宣贯大会或举办重大活动、应急会商及专业类会议；目前国网辽宁电力公司视频会议系统，行政、应急、资源池三套会议硬视频系统可独立运行也可互通。其覆盖范围为省公司、省二级单位、市公司、各县公司及部分市属二级单位。软视频覆盖范围为各县公司及农网星级供电所。在辽宁电力视频会议系统应用和运维过程中，由于视频会议系统设备类型、规格参数不统一及业务功能的不断扩展和开发，系统在灵活性、多样性、网络架构都有一定的局限性，所以视频会议系统运行方式优化提升研究势在必行。

1 辽宁电力视频会议系统存在的问题

辽宁电力现有集中式混合视频矩阵混合视频矩阵将各种不同分辨率、格式、接口视频设备一起使用，通过输入和输出板卡将多种模拟信号和数字信号转换为高清数字信号，实现高清视频输入输出。集中式混合矩阵系统灵活性、扩展性较差，系统输入输出接口容量受限，系统存在单点隐患，难以实现跨楼层、跨网段等多区域互联互通。辽宁电力视频会议系统网络采用三级架构，即接入层、汇聚层、核心层，网络设备间应用OSPF 网络协议，接入网网络设备较多，网络层级架构不清晰，路由交换策略不统一，系统抵御风险能力较弱，如遇到某一核心设备宕机，可能引发视频会议系统运行中断。一段时间以来，公司外网视频会议需求增多，然而电力视频专网与互联网物理隔离，暂无法使用电力专有视频会议系统设备参与召开相关互联网会议，致使系统利用率降低并筑起不同网络间视频会议互通的壁垒，由于电力信息通信网络属于管理信息大区，网络安全性要求较高，视频会议系统网络封闭运行与互联网物理隔离，导致系统组网方式单一、应用场景受限。2013年国网公司统一在全网范围内部署了软视频系统，采用“服务器+客户端”的模式。国网公司部署2 台一级服务器，各省公司部署1 台二级服务器，不再部署MCU 和视频会议终端设备，该系统承载在信息内网通道，客户端可以安装在任一内网电脑上，主要用于会商、技术培训等简易会议，由于现有的软视频系统容量有限，系统授权点位不足，用户权限分配困难，无法支持 100 方以上会议。

2 视频会议系统运维提升方法与措施

2.1 分布式视频矩阵系统研究与分析

针对辽宁电力公司集中式视频矩阵系统使用方式单一、容量受限、兼容扩展性差等问题，开展分布式视频矩阵系统研究与分析，其架构稳定性、扩展灵活性及易维护性较集中式视频矩阵有明显优势。分布式视频矩阵系统由网络设备、视频输入/输出节点、中控节点、分布式管理等系统组成。网络设备即交换机，结合视频会议室实际需求，每个会场交换机之间通过光纤连接，形成一个本地视频信号控制局域网。分布式输入节点，对各会场各视频信号进行采集编码，通过网线连接至交换机；分布式输出节点，可将输入节点采集编码进入到分布式管理系统的所有视频信号随时解码切换输出至显示设备或视频终端。中控节点负责系统内的所有周边设备控制处理，通过接受触摸屏的控制指令，对系统内的设备实现集中控制。分布式视频矩阵系统作为会议指挥中心的人与各会议室视频设备沟通的主要媒介，主要实现分布式网络架构座席操作、信号切换处理、统一指挥调度、大屏拼接控制等功能。

2.2 视频会议系统网络优化研究与分析

在辽宁电力视频会议系统网络中，部分视频会议室交换机直连省公司出口路由器，汇聚交换机无法满足光纤接入方式，接入交换机单上联，通道网络不合规等问题突出，特提出视频会议系统通道网络优化提升方案。采取网络扁平化方式，取消汇聚层交换机，由接入—汇聚—核心三级架构转化为接入—核心二级架构，同时对2 台核心路由器进行堆叠配置，减少网络中物理链路和设备故障点，系统和网络运转效率高；在接入交换机至核心路由器间，采用链路聚合网络策略，将所有接入交换机双上联至核心路由器，单链路故障不影响系统稳定运行，提升了网络冗余性和可靠性；通过网络设备物理割接方式，将省公司视频会议系统网络、地市公司等单位网络通道割接至数据网视频VPN 通道中运行。

2.3 互联网与电力专网视频会议融合研究与分析

电力视频会议系统网络及设备封闭运行，即专网专设备，与互联网物理隔离，目前电力视频会议系统网络和设备与互联网视频会议系统无法直接互联互通，本文研究互联网与电力专网视频会议融合方式方法。视频会议系统采用模拟转接方式实现互联网与电力专网视频会议互联，利用音视频矩阵这一媒介，将音频和视频信号模拟转接至各自网络平台，完成音视频信息交互；通过逻辑隔离装置架起互联网与电力专网连接桥梁实现网络之间互通，划定互联区域网络，部署公私网络穿越服务器，将电力视频专网引流至该服务器完成电力专网至互联网穿越，实现互联网与电力专网视频会议融合互通，降低了视频会议设备和网络接入门槛，丰富了电力视频会议系统应用场景。

2.4 软视频会议系统研究与分析

软视频系统覆盖范围为县、区、供电所、营业厅，网辽宁电力公司共有约1 300 个地市二级单位及供电所营业厅等基层单位，通过近几年新增1 000 余套软视频会议终端及附属设备，全省现有接入账号为100 个。由于现有软视频系统存在无法兼容Windows7 及以上版本操作系统、IE8 及以上版本浏览器，无法支持100 方以上会议，音视频效果不佳，用户权限分配困难等问题，因此对软视频系统优化和升级的研究迫在眉睫。软视频系统替代方案中，可选择虚拟MCU方式组网或网络直播方式组网亦或是公有云方式组网，从成本、音视频效果、带宽需求、运维压力、实施难度等方面综合比对考量，虚拟MCU 方式组网成本适中，音视频效果佳、操作性好、交互性强、安全性高、可实施性强，运维压力适中。通过增加虚拟化多点控制单元MCU 设备，增强系统承载能力和桌面级终端接入能力，每台服务器可承载1080P30 的会议400 方，网辽宁电力公司共有约1 300 个地市二级单位及供电所营业厅等基层单位，4 台虚拟化多点控制单元设备即可承载所有基层单位视频会议需求。

3 电力视频会议系统运维提升过程的实践

辽宁电力视频会议系统开展分布式视频矩阵系统试点应用，采用去中心化、纯分布式架构，不受机箱和服务器主机的物理限制。在整体架构和相关配置等方面，系统满足高可靠性、高可用性、冗余性的应用需求，消除视频矩阵中单点故障隐患。在结构、设备配置等方面，系统实现了高可扩展和兼容性行要求，满足业务快速增长内在需求；在系统带宽和网络安全方面，系统满足各类访问请求对网络带宽、网络及安全设备、负载均衡设备等的性能需求。采用具备互通性和互操作性功能技术策略，可以支持网络系统的快速部署及扩展，各节点运行互不干扰，理论上可以任意扩容，配置简单操作使用灵活，提高视频会议系统运维质效。

开展视频会议系统网络优化实践，优化视频会议系统核心路由器参数配置，调整2 台视频核心路由器板卡及相关配置，视频核心路由器与数据网路由器之间使用EBGP 协议，通过调整BGP 对等体MED 与Local 属性值，调整路由走向使之形成主备；重新规划视频会议系统网络IP 地址，赋予每个基层单位独立C 段IP 地址，供视频会议系统网络设备、多点控制单元、视频终端、控制电脑等设备使用。确保接入网络设备双上联至核心网络，将接入交换机单上联至汇聚路由器断开，从接入交换机重新跳纤至核心路由器，接入交换机直连视频核心路由器链路，实现接入设备双上联核心设备。与此同时，视频终端的网关由接入交换机迁移至视频核心路由器上，如图1所示。

图1 视频会议系统网络优化前后对比图

开展互联网与视频专网视频会议融合通信工作，考虑到专网专用、安全性、可靠性等方面因素，暂不采用互联网与电力视频专网在网络层面互联互通。本次互联网与电力视频专网视频会议融合点在音视频矩阵上，通过视频矩阵模拟转接，实现视频信号在互联网与视频专网中互通；通过音频矩阵模拟转接，实现音频信号在互联网与视频专网中互通，最终实现互联网与电力专网视频会议融会贯通。

开展软视频会议系统优化升级实践，将视频会议系统MCU 资源池进行虚拟云化，通过云计算的服务层、管理层、资源层对视频会议资源开展自动化部署和网络管理，各类业务的消耗和处置时间，提高资源复用率，方便系统扩容。虚拟MCU 可实现MCU 基本管理、会议音视频控制、开会模板管理、视频会议室管理等功能。在省公司和地市公司分别部署4 台虚拟化多点控制单元MCU 设备（即服务器），如图2所示，4 台虚拟MCU 设备之间形成资源池，实现各基层单位视频会议终端接入、控制以及管理。在资源利用率上虚拟MCU 可动态分配资源，在控制方式上，传统总部—省—市三级结构中，需要在省层面进行MCU级联，级联过程中会议控制和音画跨级传送需要对不同设备进行操作，虚拟MCU 可动态接入、自动分配资源，控制更为便捷。

图2 软视频会议系统升级后架构图

4 结 论

本文详细分析了辽宁电力视频会议系统存在的问题，通过对辽宁电力公司视频会议系统运维优化提升的研究，得出一套行之有效的运维提升方法与措施，不仅解决了集中式视频矩阵缺陷、网络架构不清晰、互联网与电力专网视频不兼容、软视频会议系统容量有限等问题，而且给出了具体的技术路线。以提升精益化运维、提高视频会议系统安全稳定高效运行为导向，切实打通运维管控中的痛点和堵点，实现视频会议系统智慧化和运维精益化管理。