摘 要:構建大型的視訊會議網絡是一個復雜的系統工程,需要對視訊會議系統的各個層面,包括業務需求、技術體制、網絡架構、治理支撐等,進行全面深入的研究。其中,為了實現視訊系統的可運營可治理,治理支撐層面是一個核心的部件,其直接影響到整個視訊會議業務的成敗。本文對視訊會議治理支撐系統進行了簡單的分析,主要涉及:視訊會議系統的治理模型、視訊會議調度、視訊會議的計費和結算、視訊會議系統的兼容性和互操作性。
一、前言
基于話音的通訊已經有上百年的歷史,如今用戶已經越來越不滿足于“僅聞其聲,不見其人”的通訊方式,人們更渴望面對面的交流。而且,伴隨市場經濟和全球化的趨勢,跨省和跨國的商務會議越來越頻繁。但是要舉行面對面的會議,不僅在長途旅行費用上十分昂貴,而且在安全上越來越令人擔心。因此,視訊會議成為人們日益關注的新的交流方式。
從技術發展的角度,基于專線的H.320的視訊會議系統已經出現了多年。但是,受靈活性和費用的制約,一直沒有得到大規模的使用,其應用范圍僅限于少數的高端用戶。為了實現面向普通用戶(包括個人用戶和小企業)的大規模視訊會議,則需要在靈活性、可擴展性、可治理性等幾個方面有重大的突破。
隨著ip網絡技術的發展和寬帶接入的普及,采用基于H.323的視訊會議系統使得部署大規模的商用視訊會議系統成為可能。與H.320系統不同,H.323基于IP網絡,IP網絡所具有的應用獨立性使得H.323幾乎是一個網絡無關的應用層系統,因而H.323系統在實現上更為簡單,擴展能力更強。但是,基于IP網絡承載同時在兩個方面對H.323系統的商用提出了挑戰:一個是QoS保證能力;一個是業務的可治理性。
QoS保證可以在兩個層面上進行,一個是網絡層面的QoS保證,這需要視訊會議系統在承載網的規劃和部署上進行深入的考慮;另一個層面是業務層面的QoS保證,這需要視訊會議系統能夠根據會議的情況進行智能的會議調度。
業務的可治理性也涉及到多個層面,包括業務部署和實現的靈活性,針對業務的認證計費能力,視訊系統治理和監控能力等等。
對于構建一個可運營的視訊會議系統而言,可治理性問題更為要害。一方面,H.323協議側重于定義視訊會議的協議和流程,缺乏對視訊會議的治理和運營方面的考慮。另一方面,QoS問題可以部分的通過有效的視訊會議的調度來解決。
本文主要從可治理性的角度對構建可治理可運營的視訊會議系統進行了簡單的分析。主要涉及以下幾個方面:視訊會議系統的治理模型、視訊會議調度、視訊會議的計費和結算、視訊會議系統的兼容性和互操作性。
二、可治理的視訊會議系統分層架構和需求
基于H.323的視訊會議標準定義了如何在IP網絡上實現一個視訊會議的架構和流程。[詳圖見《中國多媒體視訊》6期]
在圖中,整個視訊會議系統被分為三層:治理支撐層、視訊交換層和用戶接入層。治理支撐層主要作為視訊會議的治理平面,對整個視訊會議的業務進行治理;視訊交換層主要作為視訊會議的數據和控制平面,負責具體的視訊會議的呼叫、建立和視訊會議媒體流的處理;用戶接入層主要涉及視訊終端。
從視訊會議業務開展的角度,治理支撐層起核心的作用,它主要負責視訊會議的客戶治理、會議的治理和監測、用戶的認證、計費。對于一個跨域的視訊會議系統而言,治理支撐層還需要考慮不同視訊會議系統之間的協調。
具體而言,對于一個可運營可治理的視訊會議系統而言,需要考慮如下的問題:
(1)提供完善的統一的治理界面,易于操作、易于治理;
(2)強大的用戶自服務能力;
(3)和其他系統,包括營帳系統、客服系統、大客戶系統等進行連接,實現業務的落地;
(4)支持不同廠家設備視訊的互操作性和兼容性;
(5)支持多種運營模式,為不同類型的客戶提供不同的服務等級(SLA);
(6)支持不同的接入方式混合接入:ISDN/PSTN終端
(7)支持多種計費模式:主叫計費、每終端計費;
(8)支持多種付費方式:如預付費、后付費、帳號付費和卡付費;
(9)支持視訊增值業務擴展:如MCU出租、二次運營;
(10)支持大客戶的需求:如一點受理、統一支付等
(11)支持良好的擴展能力,包括業務擴展能力和性能擴展能力。
三、視訊會議治理支撐系統功能架構
為了滿足視訊會議系統的可治理性需求,需要定義一個良好的視訊會議治理支撐功能模型。實際上,視訊會議治理支撐系統作為一個業務支撐系統,可按照業務支撐系統設計的一些原則和思路。
在圖中,各功能模塊的功能如下:
(1)用戶治理:用戶治理主要提供面向用戶的接口,包括Web界面、業務受理中心接口和客服系統接口。用戶治理為用戶使用視訊業務進行治理,主要負責用戶認證、用戶信息治理、操作員治理等。
(2)業務治理:業務治理主要為業務相關的操作進行處理和實現。如業務開戶銷戶、會議預約、會議控制、用戶信息查詢和修改、計費信息查詢、故障報告等。
(3)計費治理:計費治理主要負責計費信息采集,計費策略定義,費率計算、結算等功能。計費治理通過和帳務系統的接口傳遞相關計費信息,計費治理通過和計費結算中心的接口傳遞結算信息;計費治理和預付費卡系統連接實現預付費卡的認證和實時扣費。
(4)網絡治理:網絡治理主要包括視訊交換層設備的治理和運營支撐系統本身的治理,視訊交換設備的治理主要包括配置治理、性能治理、安全治理和故障治理,而系統治理主要包括運營支撐系統服務器治理、數據庫治理、數據備份等。
(5)會議治理:會議治理是視訊會議的控制中心,主要負責會議調度、會議召集、會場控制、會議資源治理等功能。會議治理還負責數據會議的治理,包括數據會議的召集、數據會議的功能控制等。
(6)視訊資源治理主要提供對視訊交換層設備的統一接口,進行相關的資源治理。需要治理的視訊交換層設備主要包括GK、MCU、GW、MS、DS。視訊資源治理實現對視訊設備的控制功能(按統一接口規范)、視訊設備資源狀態治理功能,視訊設備計費信息采集功能。視訊資源治理可以看作是運營支撐層面向視訊交換層的執行模塊。
四、視訊會議治理相關技術分析
1.用戶和終端治理
在H.323視訊會議架構中,主要以終端(端點設備)為治理單元。終端的注冊和認證主要通過GK來完成。
從運營系統的角度,治理的單位是用戶,這里用戶意味著和視訊服務提供商簽訂服務協議,使用視訊服務提供商提供的視訊服務,并支付服務費用的用戶。
因此,對于一個可運營的視訊會議系統而言,一個首要的問題是明確用戶和終端的關系。總體而言,存在兩種對應關系,一個是固定綁定關系,即用戶和特定的終端號碼一一對應;另一個是臨時綁定關系,即用戶僅在使用視訊會議服務時,才和特定的終端建立映射關系。
這兩種方式各有特點。方式一實際上可以看作是一種電話模式,以終端設備作為治理的基本單位,用戶僅作為付費者和終端設備關聯;方式二與方式一不同,它本質上是一種將業務提供層(治理層)和視訊網絡層(數據層)分離的架構,特點是終端無關性,治理的單位是用戶,認證、計費和收費都以用戶為單位進行。比較而言,第一種方式實現和治理都比較簡單,其治理和傳統的電話網治理比較類似。第二種方式在實現上具有更好的靈活性,如能夠更好地支持用戶的漫游、用戶的單點收費,但是治理比較復雜。
對于一個可運營可治理的視訊會議系統而言,實現的簡單性和業務開展的靈活性都是重要的需求。如何根據業務的需求、視訊網絡的實際情況,靈活處理好用戶和終端之間的關系是一個可運營的視訊會議系統必須解決的問題。圖3是不同模式下用戶/終端的認證方式示意圖。
2.會議調度
對于一個視訊會議系統而言,高效的會議的調度是保證視訊會議質量和效率的要害。視訊會議調度應滿足如下的需求: (1)就近性:盡量讓終端設備連接最近的MCU,保證終端到MCU的服務質量; (2)降低級連數:盡量避免過多的級連,因為級連會消耗資源、增加延遲。通常,視訊會議的級連不能超過3級; (3)保證兼容性:確保不同類型的終端能夠接入。
因此,視訊會議的調度主要需要考慮如下幾個問題:
(1)多MCU的級連:對于多MCU的級連,首先需要選擇哪些MCU提供視訊會議,MCU的選擇要兼顧就近性和級連數的需求。通常的做法是根據MCU的部署情況進行分區,區內的視訊終端共用一個MCU,跨區的用戶采用MCU級連。
(2)不同類型的終端混合接入的問題:考慮到盡管視訊會議系統以H.323為基礎構建,但一般要求視訊會議能夠支持H.320終端的接入。盡管目前的MCU設備一般都具有H.320接口卡,但是不同類型的終端接入對MCU級連有很大的制約。
3.計費
視訊會議有多種計費模式:從計費模式而言,主要有主叫計費、每終端計費;從計費方式而言,有實時計費、非實時計費;從付費方式而言,有后付費帳戶付費、預付費卡付費。
H.323協議本身沒有對計費消息作具體的規定。因此,需要在視訊會議治理支撐系統中對計費進行擴展支持。對于視訊會議系統而言,同時支持上述各種模式會對計費系統的設計帶來較大的挑戰,對設備也有更高的要求。可以考慮根據業務的需求選擇計費模式,或者逐步實現。
(1)主叫計費和每終端計費:主叫計費是由會議的發起者(會議預約者和召集者)支付會議費用的計費方式,也是最常見的方式。主叫計費實現比較簡單,只需要在計費時將每個終端的會議費用合計到會議的主叫方即可。每終端計費是指會議中各終端獨立支付各自的費用。每終端計費的復雜性在于各個終端的類型和付費模式可能不同,使得會議的計費比較困難。
(2)實時計費和非實時計費:實時計費指計費系統能夠實時地計算出當前會議的費用,而非實時計費僅需要在一個計費周期內算出費用即可。因此,實時計費對視訊會議設備和計費系統都提出了更高的要求,非凡是需要設備能夠實時地傳遞計費消息,并根據用戶的帳戶實現會議的服務控制(如預付費帳號時,費用不足將導致服務終止)。
(3)后付費帳戶付費和預付費卡方式:后付費帳戶付費是用戶在記費周期結束后,交納服務費用,實現方式比較簡單。對于預付費卡服務,要求視訊系統能夠根據預付費卡內的余額提供服務。通常,采用預付費卡進行服務時,服務控制有兩種:反算方式和實時扣費方式。反算方式是提交根據余額計算可用的服務時長,并所定該預付費卡,假如用戶使用服務的時間超出,自動停止服務。實時扣費方式是在每一個計費周期(如按分、按秒計費),根據該計費周期的費率發出扣費請求,假如余額能夠滿足扣費請求,這繼續提供服務,否則終止服務。比較而言,第二種方式更靈活,但是對視訊會議設備要求更高。
4.兼容性和互通性
對于一個大型的視訊網絡而言,能夠容納多廠家的設備,并能夠根據業務和市場的需求接納新的提供商的設備,對于運營商降低成本,避免風險具有重要的意義。
因此,多廠家設備的兼容性和互通性是必須考慮的問題。
一般而言,實現兼容性和互通性有以下的途徑和方法:
(1)盡量遵循已有的相關國際國內技術標準;
(2)在標準的基礎上,根據需求,制定具體和可行的設備技術規范;
(3)根據技術規范進行完整地互通性測試;
(4)構建功能完善的治理支撐系統,盡量通過支撐系統的設備適配層屏蔽設備之間的差異性,實現有效的互通。
五、結論
構建大型的視訊會議網絡是一個復雜的系統工程,需要對視訊會議系統的各個層面,包括業務需求、技術體制、網絡架構、治理支撐等,進行全面深入的研究。其中,治理支撐層面是一個核心的要害的部件,在以業務需求為主導的今天,治理支撐系統的效能直接影響到整個視訊會議業務的成敗。
對于視訊會議的治理支撐系統的設計而言,除了要考慮功能的靈活性和擴展性外,實現的簡單性、易于治理和維護也是必須考慮的問題。因此,最終的治理支撐系統架構和功能模型需要根據實際的業務需求和網絡現狀制定。
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