淺談現代云視頻會議系統的關鍵技術

李士波 孫鳳 張艷

中通服咨詢設計研究院有限公司

0 引言

隨著科技的進步，生活節奏的加快，傳統會議模式的弊端已漸漸凸顯，而視頻會議的出現為我們的工作和學習帶來了極大的便利。

視頻會議系統主要有“MCU+專線+端”模式和“云+端”模式兩種，云計算技術的深度發展，強有力地助推了云視頻會議的發展，分布式與可視化技術的應用，不僅大大降低建設及人員成本，而且還兼顧可擴展性好、可維護性好、操作便捷的特點，支持多場景應用、多終端接入。

分布式架構是基于網絡交換架構的并行數據傳輸與節點化、分散化處理的控制系統，優點眾多，功能強大，適用于眾多會議場所，資源可以共享，能把數據放在最適合運行的設備上，不用擔心系統擴展和系統龐大給會議系統帶來壓力。

而可視化管理系統整合視頻監控圖像，音視頻實時通訊，文件上傳管理的綜合應用系統，給人們提供了直觀、快速的工具，無論是在指揮中心，還是通過移動設備，通過可視化管理系統可實時了解前端現場的情況，并進行指揮調度，可視化管理系統將遠程管理推向全面可視化時代。

1 系統簡介

云視頻會議系統是建立于互聯網架構上的一款視頻通信服務，能夠為客戶提供音頻、視頻、錄像、即時通信等多種服務，可為用戶提供全場景的“云+端”整體解決方案。如圖1所示。

圖1 云視頻會議系統架構

2 系統建設意義

2.1 大大節省了成本

通過網絡視頻會議能夠隨時召開會議，清晰地傳遞會議信息、會議精神，大大降低了差旅成本，并提高了工作效率。系統采取云端租用的方式，企業無需自檢平臺，更不需支付平臺維護的費用，只需支付低廉的接入服務費即可。

2.2 助力企業信息化、數字化轉型

視頻會議系統可以幫助廣大企事業單位在部門溝通、遠程會商、遠程教育及業務拓展等方面提高效率，為企業信息化升級打好基礎，助力企業數字化轉型！

2.3 多終端、多場景、隨時隨地召開會議

系統支持辦公電腦、筆記本、手機、平板等多終端接入，只要具有接入授權（license），可隨時發起或召開會議，不受任何時間、空間的限制，讓企業實現即時溝通，大大地提高了工作效率。

3 系統的關鍵技術

為了確保召開視頻會議的時候，實時真實地展現各個會場情況，音視頻媒體處理技術及顯示必不可少，而音視頻編解碼技術、網絡適應性技術及媒體安全技術已相對成熟，本文中不再贅述，為了滿足新時代人們對工作效率越來越高的要求，分布式技術與可視化技術得到了廣泛應用。

3.1 分布式架構

分布式傳輸系統由分布式輸入節點處理器、分布式輸出節點處理器和交換系統組成。信號通過分布式傳輸系統的輸入、輸出節點連接至各自的交換機，通過網絡實現信號之間的傳輸與調取。

系統將各會場的音視頻信號源進行數字化處理，使用高清輸入輸出節點輸入到局域網系統，用戶可以在所有連接輸出節點的顯示設備上選擇會議室內的音視頻節目資源來播放。架構如圖2所示。

圖2 分布式系統拓撲圖

相較于傳統的系統架構，本架構具備如下幾個顯著優點：

（1）傳輸和管理節點少，故障幾率低

傳統架構以中控矩陣為控制核心，外來信號需要經過格式轉換后才可進入核心矩陣，如果房間較多，分布較散，核心矩陣的輸出還需要經過信號延長才可以輸出到各個分控矩陣，然后輸出到圖像處理器和調音臺等音視頻設備，這一過程外來信號需要經過多個技術傳輸和管理環節，故障幾率很高。

而分布式架構中，外來信號只需經過分布式輸入節點處理器，將信號轉換為網絡數字信號，再經網絡交換系統連接到輸出節點處理器即可完成信號傳喚和傳輸，傳輸和管理節點少，大大降低了故障幾率。

（2）節點故障影響面小

傳統架構中，中心依賴性太強，一旦中控矩陣發生故障或者癱瘓，整個會議系統將完全崩潰，影響面很大，風險較高。

分布式架構中，做到了去中心化、平行對等，任何一個節點發生故障都不會影響其他節點的正常使用，節點故障的影響面很小，可靠性很高。

（3）交換機工作更為安全穩定

傳統架構中，信令與數據分開傳輸，接口復雜，丟包情況較為頻繁，音視頻流暢度不能得到有力保障，存在不穩定性。

分布式架構中，采用網絡交換機組網，信號全部轉換為數字信號進行傳輸，穩定性高，網絡自適應能力很強，能很好地保障音視頻的流暢度。

3.2 可視化技術

音視頻系統設備多，管理復雜，當決策者下達指令時，往往需要多人操作，如音頻、視頻、業務系統組合，需要多人切換操作。可視化管理平臺的出現解決了這個問題，它把各個音視頻等子系統的操作歸屬在一個平臺上，利用觸摸技術和人機軟件界面，把大屏幕顯示系統、音響擴聲系統、視頻會商系統、環境燈光系統集成在一個平臺上操作，運用矢量可視化的界面可完成直觀可視音視頻資源調度，環境資源集中化控制等，解決了要素繁多，信號繁多，設備參數復雜與抽象，專業操控人力資源稀缺等問題。做到全方位無縫人機協作，全力打造節約、友好、可視化的調度管理系統，為決策者提供了快速、準確、高效、實時的分析決策系統支持，極大地提高了工作效率。如圖3所示。

圖3 可視化系統架構圖

根據架構圖可知，可視化技術有以下幾個顯著優點：

（1）系統可將不同地點、場所的信號進行互聯互通，實現多區域分布式集中管理，系統擴展靈活方便。

（2）系統通過搭配環境控制主機，可實現高效便捷的環境控制管理功能，可對燈光、窗簾、空調等進行遠程可視化管理，豐富全面的狀態監測，操控便捷。

（3）簡潔直觀的音頻控制界面，智能化遠程控制和管理，方便、快捷，從而大大減少了工作人員的配置。

4.3 與VR技術的融合

現階段，VR技術大多應用在游戲、娛樂等場景，在教育、醫療、企業、軍事等領域還有待進一步開發，云視頻會議的輕捷化、便攜化獲得了各企事業單位的極大認可，在各領域也得到了廣泛應用，在場景的模擬，環境的感知方面還有很大的發展空間，一旦突破了硬件設施的束縛，VR技術+云視頻會議的落地應用必將成為可能，并極具商業價值。

4 與新技術融合的展望

4.1 與AI技術的融合

近些年，隨著AI技術的不斷發展，為用戶打造一個更加高效、更加智能的全視頻溝通環境成為了可能，用戶體驗更好、建設成本更低、溝通方式更加智能化。

4.2 與5G技術的融合

音頻、視頻的傳輸質量取決于網絡，在4G時代，云視頻會議支持平板電腦、筆記本電腦等多終端入會，贏得了眾多用戶。

隨著5G網絡的發展，大帶寬、低時延的特性必將進一步助推云視頻會議的發展，5G的高速網絡讓人們體驗并享受到更高質量的視頻通信，對硬件終端的要求也將進一步降低，5G正潛移默化地改變著人們的生活。

5 結束語

目前，分布式技術與可視化技術已廣泛應用于各行各業，隨著5G技術及云計算的不斷發展，人們對音視頻高清化的體驗要求也越來越高，各項技術也定會越來越成熟、完善，應用越來越廣泛。

隨著云計算的深度發展，云視頻會議與AI、5G、VR等新技術的疊加應用成為了可能，邁入云時代，不僅標志著應用技術的突破，還間接地推動了視頻會議系統音視頻算法應用，SaaS服務優化和硬件創新，從而形成“云+端+服務”的新型模式，新技術的快速疊加也同步進入了新的時期。