许磊 熊文龙 张义
中原石油勘探局通信管理处天然气管道项目部河南濮阳457001
摘要 川气东送视频会议系统是天然气管道工程的通信系统的重要组成部分，此系统主要是为了方便天然气管道工程全线的管理以及非常情况下的应急指挥。为满足业务需要，在对网络结构不做大的改动前提下，进行光传输时隙和业务级别的调整，调整后会议质量得到较好提升。
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关键词 视频会议系统;MCU;720P;VC3
1 概述
川气东送视频会议系统是基于调控中心-管理处-输气场站的视频会议专网，以调控中心网络管理中心为中心节点，各管理处网络管理中心及配备视频会议终端的各接入单位为分支节点，各节点之间可进行音视频通信的专用视频会议平台。全网采用高清720P组网的建网方案，涉及软硬件有高清MCU、高清终端和一些相关辅助设备及软件。整个系统网络拓扑结构为星型树状结构，通过多点控制交换单元（MCU）的级联实现会议终端设备的互通。
2 视频会议系统现状及存在问题
川气东送管道分公司视频会议系统组网方式是采用一级MCU放置在武汉调控中心，二级MCU 放置在各个管理处（出于安全考虑已经搬迁到距离管理处最近的输气站场），终端设备放置在各个会议室（包括调控中心会议室、管理处会议室、输气场站会议室）。
网络传输方式按照所处区域不同，采用的传输接入方式也不同，分别是武汉调控中心会议室直接通过双绞线连入核心业务交换机；管理处会议室通过8M 公网链路接入最近的输气场站的汇聚交换机（如：鄂西管理处接入宜昌输气站）；各输气站通过站内汇聚交换机连入光传输设备，通过光传输设备连入武汉调控中心核心业务交换机。
现在网络拓扑如下图：
由于光传输资源的限制，目前视频会议系统、工业电视监控系统、VOIP 语音业务、阴保相关业务、GPS 车辆巡检业务是统一接入到站内的汇聚交换机，然后通过光传输设备的一条VC3 级别业务上传到武汉调控中心，带宽只有34M。并且这些业务仅仅是依靠数据网络设备在逻辑上进行了隔离，如果其中某项业务系统出现问题，极易出现带宽资源被耗尽的情况,严重影响数据传输质量。
由于光传输通道是直接从各场站配置到武汉调控中心，数据流向是先从各场站到武汉调控中心，然后在调控中心核心业务交换机上进行数据交换再发往各目的场站。而根据MCU 的区域间配置策略，同服务区间的终端设备会去寻找本服务区的MCU，这样中间经过的网络节点多，相应的障碍点也就增多。比如说潜江站的视频会议数据先通过光传输链路上传到调控中心，然后通过核心业务交换机转发后，再通过光传输链路传到鄂东管理处MCU 所在场站，而MCU 要回传数据同样也要走这么一条路由，中间要经过多个网络节点，其中任意一个节点出问题都会导致数据的传输质量受影响，同时对光传输资源以及光传输通道带宽资源的利用是不效率的。
3 带宽需求分析
一帧720P高清图像画面所含数据量约为2700Kbyte，按照PAL 制式传输图像，每秒传输25帧。假设在极限情况下，25帧图像都是不同的画面，这一秒的图像数据量将达到528Mbit。实际情况是达不到这种状态的，在实际的视频会议场景中，多数是固定场景，只有10%—40%的场景变化，按照40%的场景变化量进行计算，此时的数据量为224Mbit/s。川气东送管道公司视频会议系统采用的是H.264 编解码技术，H.264 编解码技术压缩比是80:1，也就是说，按照40%的场景变化量进行计算，压缩后的数据量为2.8Mbit/s。
在网络上进行通信，设备间会有相应的信令开销，这些都要占有带宽资源进行传输。综合起来，按照40%的场景变化量进行计算，实际上传输的数据量为3.64Mbit/s。
MCU 之间的通信取决于MCU 下挂的终端数量，例如现在鄂东管理处的MCU 下挂的站场终端数量为8 个，今年有新的输气站投产，终端数量继续增加。综合考虑，MCU 间采用34M 的带宽。
4 解决方案
组网思路不变，还是采用一级MCU 放置在武汉调控中心，二级MCU 放置在距离各个管理处最近的站场，终端设备放置在各个会议室（包括调控中心会议室、管理处会议室、输气场站会议室）。在光传输通道上进行业务级别的优化调整和时隙的优化调整。
4.1 单独为各管理处的视频会议系统配置一台交换机做为视频会议系统汇聚交换机，与MCU 安装在一起。各管理处下辖输气站场终端设备直接连入光传输以太网口，然后通过4M 光传输链路汇聚到各管理处MCU 所在场站。
4.2 在武汉调控中心单独为视频会议系统配置一台交换机作为视频会议系统汇聚交换机，与MCU 安装在一起。各管理处MCU 通过34M 光传输链路汇聚到武汉调控中心。
优化后的网络拓扑如下图：
按照上图组网后，各管理处开内部会议的时候，数据在基层单位的汇聚交换机上就进行了处理，不占用从场站到调控中心的光传输通道资源，并且路由经过的网络节点少，障碍点也就相应的减少。当召开公司级会议的时候，各场站终端设备和二级MCU 之间通过专用通道进行数据交换，一级MCU 和二级MCU 之间通过专用通道进行数据交换，因通道内没有其余业务系统，专线专用，避免了以前因其它业务系统突发大流量数据包导致视频会议数据传输受影响的问题。而且为以后视频会议系统升级、扩容留下了充足的空间。
5 结语
视频会议系统是一套用户体验感很强的系统，专线专用以及足够的带宽支撑才能保证视频会议声音和画质的流畅。