多媒体统一通讯融合平台
郭嵩
摘 要：云计算在国内仍处于SAAS的起步阶段，但勿容置疑，这种模式将成为云架构平台上扩展性最好、应用性最强、覆盖性最广的模式。而在这种模式下产生的各种软件服务，则以语音视频协同办公平台最为典型，应用最广。文章通过对SAAS模式和云计算的深刻理解，结合目前企业级别的融合通讯理念，以其领先的底层开发技术和独特的系统架构模式，讨论了国内最为先进的一种多媒体统一通讯融合平台。该平台采用虚拟模块化的技术，云计算的架构，分布式的服务端部署，集中式的逻辑管理。打破了传统的硬件集中部署，资源固定分配等理念，最大限度的提高了系统资源使用率。采用专有的视音频及数据路由传输机制，避免了网络延时带来的视频效果不理想，同步性差等问题；同时采用网络自适应及终端（包括软件端、移动端、固定终端、定制化单兵系统）自适应技术，扩展了平台应用的承载层范围。
关键词：通讯融合；云计算；SAAS；多媒体通讯
1 系统目标
多媒体统一通讯融合平台主要考虑以下用户需求。
1.1 使用便利性
统一通讯管理目前发达的通讯系统虽然可以做到随时随地的联络到人，如语音电话、即时消息、电子邮件、视频电话，但各种通讯手段都相对独立，打电话找手机通讯录、发邮件找企业邮件通讯录、视频电话找视频通讯录、即时通讯找好友通讯录，真正意义上用户实现统一通讯录管理都很少做到。
多媒体统一通讯融合平台帮助实现所有的通讯终端都实现完整的统一通讯录管理，无论你联系的对象是何种终端（手机、PC、视频、集群电话）均可一键式发起通讯。
1.2 平台深度融合
多系统、平台的互联互通目前基于窄带语音的各种通讯系统（无线通讯、软交换、集群通讯系统）已经能够很好的融合在一起，而且基于标准的SIP/H323协议通过网关能够与视频会议的音频互通。但因为各种应用系统的协议标准不同存在系统间互通性问题，目前还没有很好的将众多的专业通讯应用整合在一起，如常见的较难实现具备双向语音的视频监控与语音/视频会议的音视频互通。
多媒体统一通讯融合平台帮助实现对各种通讯终端的互通需要，视频监控终端、视频会议终端、移动手机终端、电脑终端等都可以直接进行互通。用户只需关心通讯的对象和内容，而且操作过程中无需任何调度中心的协助。
1.3 基于地理位置信息的行业LBS应用
地理位置信息可广泛的应用在集团企业中，包括人员管理、车辆管理、物流管理，特别在应急指挥过程中能够发挥出快速、精准调度管理的效果。如何把GPS定位、GIS地图管理与现有的通讯手段进行集成将成为一种突破。
多媒体统一通讯融合平台的地理信息管理系统可随时随地的获取各种终端的地理位置信息，结合用户主动上报、基站多点定位、轨迹记录、预测分析等技术手段，为特定行业提供专业化的位置信息服务。将来在专业生产调度中不仅可以基于电话号码来调度，还可以根据区域的地理位置信息来进行生产调度。为企业级专业化调度创造坚实的基础。
1.4 安全通讯管理
安全的通讯手段是各种行业最重视的管理要素，通讯安全提出了非常高的安全行业标准，国家也制定了一系列的行业规范和指令。
不仅需要利用具有专业防护功能的通讯系统来为安全生产保驾护航，而且要对其他通讯工具进行统一管理监控。一旦有不符合要求的安全隐患发生，系统将提出告警信息，还可以根据终端的类型（普通手机、智能手机）通过电话、多媒体信息或者短信方式各种手段即时提醒该用户。
多媒体统一通讯融合平台利用地理信息管理系统和终端信息管理系统，进行安全控制管理，对符合防爆要求的手机、集群终端实行常态化监控管理，对不符合条件的终端进行远程控制锁定。
2 系统应用范围
该多媒体统一通讯融合平台如应用在多种企业或集团当中，不仅可以将现有各种通讯手段融合构建起企业级的全方位通讯网络，还能带来各种丰富的特定行业应用。
⑴车载、携带式移动监控应用：可用于企业级的安全生产/工作流等监控。
⑵传统视频会议系统应用：可应用与企业或集团内部的视频会议交流。
⑶智能终端BYOD管理系统应用：可按需随时转化个人通讯工具为融合通讯工具。
⑷多媒体应急指挥调度应用：可实现图文并茂的多媒体应急指挥调度。
⑸单兵工作系统应用：可实现定制化的单兵系统无缝接入。
⑹企业类社交化信息交互系统：可实现公司公告、部门通知、员工信息交互。
⑺公、私网模式的专用通讯系统：可实现企业内外网的视音频数据无缝对接。
3 系统架构
多媒体统一通讯融合平台，是采用云计算架构，利用视音频传输技术、移动互联网网络传输技术，凭借开放多应用API平台、定制化的单兵工作系统配合多媒体融合模块结合组成多媒体统一通讯融合平台。具体分为如下几个模块：
⑴云视频服务模块：云架构模式负责后台视音频资源动态调度和分配。
⑵移动视频模块：负责移动终端如平板电脑、智能终端接入。
⑶视频会议模块：负责传统H323终端接入。
⑷视频监控模块：负责单工视频监控画面传输接入。
⑸单兵系统模块：负责专业的单兵系统无缝接入。
⑹定制嵌入模块：负责工作流等嵌入式接入。
⑺多媒体数据模块：多媒体数据发布、录制、存储等。
⑻多媒体融合模块：负责处理云视频服务模块、移动视频模块、视频会议模块、视频监控模块、单兵系统模块的音视频及数据整合。
4 多媒体融合框架示意
4.1 统一语音通讯系统框架
语音融合通讯实现的是与传统PSTN交换机、软交换、移动通讯、PBX、IPPBX、电话会议、集群系统等等语音业务平台的互联互通。基于标准的通讯协议SIP、ISUP、PRI将各语音通讯系统无缝的衔接在一起，如图1所示。
在现有软交换设备的中继网关直接与公网的电信、联通、移动交换机相关联，内部接入网关负责公司各部门的通讯节点接入。整个语音通讯系统挂接了集群通讯、调度系统等相关联的系统。
多媒体融合通讯系统的语音网关通过标准的SIP、ISUP或者PRI接口与软交换系统进行互联互通，将现有语音系统的语音无缝的接入到多媒体融合通讯系统中与视频会议、视频监控应用实现无缝对接。
4.2 统一视频通讯融合框
视频通讯包含了视频会议、SIP视频通话、视频监控、视频调度多个应用。因为视频编码、控制协议等技术体制的不同，这些视频通讯手段间还无法实现真正意义上的互联互通。
早期广泛使用的调度中心采用视频拼接技术来整合视频流，但只有在调度中心才能看到所有的视频信息，而其他场外节点均无法看到完整的视频源内容。
在实现统一视频通讯的各种思路上，采取全方位的视频集中融合才能真正做到对全网用户的融合视频业务覆盖。各种类型的视频信号由多媒体融合视频处理后可以做到对终端的全兼容，无论是视频会议还是视频监控、移动应急指挥的视频的信号都可以在各种终端上无缝的进行呈现。
管理中心作为最高级别的统一的监控、调度、管理职能中心，采用上墙的大屏式监控管理模式，配合多媒体融合调度平台全方位的进行石化的生产、存储、安全管理；各级生产管理中心按照具体的生产管理需要配备多媒体融合调度平台或者一体化桌面式调度平台进行，如图2所示。
该体系构架特色：
⑴在调度工作模式下，调度中心可以指定任何形式的视频信号源送到各地的分级调度中心的视频终端和视频会议终端，甚至是移动终端也可以获取相应的视频信号源。
⑵在非调度工作模式下，召开视频会议时管理员也可以将视频监控、移动视频终端的视频源轻松的加入到会议里。
⑶配备了统一通讯管理模块后，移动视频终端、视频会议终端可以自主的调用可用的视频信号源。
⑷所有的视频信号均可以通过多媒体音视频融合处理平台通过标准的H.323的协议上行连接到总部，便于总部的工作指导。
4.3 多媒体数据融合框架
多媒体数据应用主要包含了即时通信、多媒体信息、电子邮件、企业电子公告、文件传输等功能。这些广泛应用的多媒体数据通讯手段都相对程度的独立，每个应用都有独立的客户端来实现，且这些客户端之间的数据都无法直接共享，甚至还需要格式的转换处理。这些问题在一定程度上制约了多媒体数据应用的时效性、便捷性。
多媒体融合通讯中重要的数据融合就是考虑到了这些问题，将现有复杂的多媒体数据通讯应用进行深度整合。用户只要在一个应用程序中就方便的处理了所有的这些应用，而且相关的数据还可以直接进行分享，如图3所示。
多媒体融合主要融合点：
⑴多应用客户端的统一。
⑵多应用入口API开放。
⑶应用数据的快速共享
⑷统一数据存贮。
⑸多类型终端的数据呈现。
5 应用创新点
5.1 丰富的内容支撑远程协作
多媒体统一通讯融合平台以云架构为基础为不同级别和属性的用户群体提供视音频/数据协作及文字交流服务。如为互联网个人用户，提供点对点/5+多点的视音频信息交互；为SMB企业用户，提供人数为20+范围讨论式信息交互；为政府/集团级别的用户，提供大规模并发/广播式的会话信息传递交互；为行业用户提供嵌入式的视音频灵活接入。
5.2 网络适应性
多媒体统一通讯融合平台作为首个在互联网环境下提供第三方应用的视频服务平台，一直致力于提高云视音频服务的整体性能和应用范围。考虑到国内网络架构的复杂性、网络环境的不稳定性（带宽、抖动、延时、丢包、多路由节点等问题），通过长期的研究与开发，推出最新的SVC（Scaled Video Coding）网络编解码技术。可根据网络环境和用户端的设备编解码能力，智能提供对应的图像质量和属性，满足各种类型的用户群的视音频交互需求。同时采用独特的路由视频处理方式，降低了带宽的限制和网络延迟带来的图像滞后现象，使每一个视音频参与者，都可以流畅清晰与处在世界各地的朋友客户企业进行视频通信。
5.3 灵活的桌面接入性
独创了业界颠覆性的云视频服务架构，该架构可极大地优化提升各种设备的接入性能，使所有用户皆可无缝同步于同一视频会话进程中，充分享受到视频沟通的超强扩展性。多点视频通讯第一次同语音通讯一样，成为大众可普遍使用的服务。云视频服务平台通过丰富的扩展能力，使我们的Windows/LINUX和MAC系统的笔记本电脑或个人PC端（只需配置便携式摄像头和麦克风即可，无需增加其他硬件外接系统）。其充分利用SVC技术和路由视频处理能力，无论用户身处何方，只要有网络接入，就可以为用户提供自然流畅、低延迟、高品质的多点或点到点的远程呈现体验。
5.4 移动互联网解决方案
多媒体统一通讯融合平台，通过其在移动互联网环境下的专利路由视音频技术、单次编解码技术、低延时技术及SVC技术，可将iOS或Android系统的任何智能手机或平板设备转变为高性能的视频接入端设备。同时通过智能的网络分析适应模块，可以让任何的移动终端通过2G/3G/4G/WIFI等的网络环境下仍可以变现出高品质的视音频效果。更可以通过SVC技术智能的判断移动终端及网络环境，为不同的终端提供不同分辨率/帧率/质量的最优视音频。
5.5 单兵系统解决方案
多媒体统一通讯融合平台，通过对特定行业用户用户工作生产流程的研究，研发并定制符合用户工作流程的单兵系统。通过开放的API模块进行定制化开发，将单兵系统的实时视音频及各种数据流，接入到云视频服务平台中来，从而实现移动端、软件端、传统视频会议端、单兵系统的统一融合；
5.6 系统兼容性与整合性
通讯融合平台作为综合性的视频服务平台，充分的认识到，企业级别的用户在使用云视频的同时，不可能摒弃所有的遗留系统。Gateway帮助用户轻松地将遗留下来的传统H323硬件终端或其他多点控制单元系统整合至全新的H.264/SVC系统中，实现无缝式的互操作。Gateway能够在不受与会者所处位置限制的情况下带来高品质的视频会议体验，这一点对低成本通用IP网络通信尤为重要。
而另一些企业早已部署了如微软的lync，IBM的SAMETIME等即时通讯系统，云视频服务采用软件整合嵌入的机制，使原有的文字通讯系统演化成视频通讯系统，与此同时完全不改变用户原有的使用习惯。
云视频服务平台采用多种的兼容整合嵌入式机制，最大程度的保护和扩展了用户通讯系统的原有投资，不但对企业通讯的使用范围有了进一步的扩展，更是对已有通讯系统的通讯方式体验的深入提升。
5.7 高可靠性
考虑到互联网用户的大规模并发性，多媒体统一通讯融合平台，提供高可用及可靠性的后台系统运行机制和维护机制，作为面向综合业务的视频服务系统，核心交换平台的稳定结构，对系统长期稳定运行提供强有力的保障，后台核心设备采用双机热备或多机热备机制，可在最短时间内切换核心设备备份机制。同时可根据时时探测的安全机制，智能的分配视频资源，保障单台服务节点的健康良性运行。
5.8 系统的扩展性，客户定制化（API）
在对国内典型行业进行分析和研究后，发现不同行业用户对云视频服务有着差异化的需求，因此从平台的角度考虑，云视频服务平台将提供行业API模块，为行业用户定制开发。在利用云视频资源的同时，提供更加符合行业用户使用特点和使用习惯的服务模块。
6 技术创新点
⑴云架构：采用分布式部署、集中式管理、虚拟化应用、资源池动态分配等技术，为大规模并发提供适合的系统架构。
⑵视音频路由转发机制：打破传统的二次编解码图像处理机制，采用路由转发，单次编解码，低延时，抗抖动。
⑶H264SVC技术：H.264可分层编码，在保证高效的视频压缩性能的基础上，视频广播端可以通过一次编码产生具有不同帧率、分辨率的视频压缩码流，以适应不同网络带宽、不同的显示屏幕和终端解码能力的应用需求。
⑷多应用API模块：提供API、SDK为行业用户定制开发，符合用户原有使用习惯。
⑸网络自适应技术：网络自适应能力能有效的降低因有效带宽不足引起的数据丢失问题。
⑹低带宽占用技术：高效音视频编码算法将音视频应用的带宽降低30%以上。
⑺公私网穿越技术：在不同的模式下提供不同的业务体验；提供更高的数据安全保障。
⑻H323接入模块：提供传统视频会议终端的标准H323接入模块。
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