论基于移动互联网的视讯会议业务实现
来源：UC论文网2015-12-15 23:08
摘要：
【摘 要】随着4G牌照发放，4G高速下载能力使得实现基于移动互联网的视讯业务成为可能。通过对传统视讯会议业务存在的问题进行分析，从多个角度找出问题关键点，并结合这些关键
【摘 要】随着4G牌照发放，4G高速下载能力使得实现基于移动互联网的视讯业务成为可能。通过对传统视讯会议业务存在的问题进行分析，从多个角度找出问题关键点，并结合这些关键点，对视讯会议业务基于移动互联网的实现提出了解决思路。
【关键词】移动互联网 视讯会议 业务平台
1 引言
随着4G牌照发放，移动互联网进入一个快速、融合的时代。相对3G来说，4G的下载速度是它的10倍，所以4G正式商用，使业内对视讯会议业务改进充满了期待。与此同时，随着我国“一带一路”大战略实施，会有越来越多的企业成为跨国公司，作为企业沟通桥梁——视讯会议业务将迎来黄金发展时期。本文通过对传统视讯会议业务的现状进行分析，给出了移动互联网大潮下的改进方法。
2 现状剖析
传统视讯会议业务受制于技术和网络条件，具有以下弱点：
（1）传统视讯会议业务只提供会议服务，没有融合企业所需的协同办公、信息网等企业办公产品，而且大多数视讯会议业务设备架构复杂，需要具备专门技能才能得心应手地使用，难以适应企业对突发事件应急通信的需求。
（2）视频会议终端、摄像机等设备放置于会议室，不能移动。唯一可能移动的终端只有PC电脑，远远不能满足无论身在何处（Anywhere）、何时（Anytime）、任何终端（Any terminal）都能参加视频会议的3A接入需求，尤其是在应对突发事件、一些没有互联网接入的偏远地区，移动视讯会议具有很强的商业价值。
（3）带宽要求高，网络条件不足。视讯会议业务每路视频占用带宽高达4Mbit/s至12Mbit/s，3G网络的下载速度勉强可达到最低要求，但网络稍微繁忙，必然会引起会议中视频播放卡顿、电话常掉线等问题，这大大制约了移动终端视讯业务的发展。
3 思路探讨
4G技术商用突破为解决传统视讯会议业务问题，组建全球范围内移动型视讯会议提供了可能。移动互联网方式下视讯会议业务实现包括终端可移动、安全、简单。
（1）针对传统视讯会议业务功能单一、使用复杂的问题，可以通过细分业务使用场景，建立业务子功能来解决。视讯业务主要使用场景有固定会议室和移动会议室，具体如下：
◆固定会议室定位针对“远程教育”、“远程医疗”、“远程培训”场景，视讯会议对“面对面”沟通的要求高，功能要求稳定。高标准的音视频必然对会场信号的采集、传播、回放以及会场的大小布局、光线等都有较高要求，业务实现较复杂，设备精度要求高，这种场景需要加强业务远程服务能力，设备维护人员通过远程对用户进行服务，减轻用户对设备使用压力和现场服务压力。功能稳定除需要在功能设计时加强可靠性和稳定性设计之外，还需要减少过多软件升级对业务的影响。
◆移动会议室则是固定会议室的补充，要求视讯会议业务产品融合度高，适应各种应用嵌入（融合会议、协同办公、集成企业信息网、企业通信录自动导入等），接入方便（能够自动识别Wi-Fi、3G、4G网络，根据网络质量自动接入到合适的网络），操作简单（一站登陆、一键开会、流量提醒等），对音视频能保证基本清晰、流畅即可。
（2）视讯会议业务移动性差的根本原因是3G低下载速度无法满足清晰、流畅音视频流需求，网络先天条件不足，大大制约了视讯会议移动性支持。而音视频编码技术（H.264）压缩率不够高，导致占用了大量带宽也是一个重要的原因。
（3）引入移动互联网后，视讯会议业务的实现还需考虑安全问题。视讯会议业务安全包括用户接入安全（用户不被钓鱼攻击）、信息安全（会议内容不被窃取）、用户账号安全（账号不被盗用）。
4 解决方案
实现视讯会议移动性主要从解决业务快速部署、带宽和安全接入几个方面协同考虑。
4.1 平台优化解决快速部署
通过平台优化实现室内会议室和移动会议室互补，解决业务功能快速部署和可靠稳定的矛盾，实现业务功能多样化、易维护和易扩展。
（1）平台底层采用云计算技术。云计算技术支持多虚机动态集群部署，平台可根据业务发展情况动态调整虚机计算、存储等资源，使平台更高效、便捷和低成本。而多虚机之间使用负荷分担和虚机之间动态迁移，大大提升了会议的稳定性、安全性和可用性。
（2）平台能力和应用分离，实现基础能力区和应用区二级架构。平台基础能力区部署视讯业务各种技术能力和基础功能。技术能力有多种音视频编码技术、多种接入协议接口、网真技术、3D技术等；基础功能有超高清视讯、高清视讯、标清视讯等。平台能力和应用逻辑分层后，不同用户需求调用不同应用区，相互独立、互不干扰，实现用户对可靠性和快速迭代不同需要，以达到易维护、易扩展、高效率和高质量的目标。通过开放第三方接口，嵌入企业各种应用，从而达到企业对移动互联网视讯业务高度融合的要求。这种架构既能实现能力层稳定运行，又能使应用层根据不同需求实现稳定可靠或者快速响应、快速部署的要求，完全贴近移动互联网视讯业务的发展趋势。
平台二级架构示意图如图1所示。
4.2 新技术解决带宽不足
采用4G技术、智能管道技术、H.265编解码技术来降低每路带宽占用、提高音视频压缩效率、提高网络承载解决带宽、QoS（Quality of Service，服务质量）和视频播放卡顿等问题。
（1）加强无线网络优化，推进4G网络建设和全面覆盖，保障终端在移动过程中切换不掉线。同时借助4G网络高带宽，在承载上给予最基本的保障。
（2）加快平台侧技术升级改造，采用业界最先进的H.265编解码技术（H.265编解码技术对音视频压缩效率是H.264的2倍，这就意味着在同等带宽条件下，采用H.265编解码可以令网络承载多一倍流量）。
（3）构建全网智能管道架构。视讯运营商通过购买服务，获得网络运营商对视讯业务特别带宽支持。如图2所示，当用户使用视讯业务时，从终端到平台，通过深度检测探针在端-管-云全链条感知视讯业务的存在，并通过探针感知、资源策略调度、资源策略执行一系列手段，全方位保障业务从终端到无线、网络到平台全路径得到高优先级QoS资源保障，从而在根本上解决因带宽不足导致视频播放卡顿的问题。 图2 构建端-管-云智能管道架构示意图
4.3 多举措解决安全问题
安全、保密是移动互联网视讯会议的生命线，杜绝非法接入会议、防止内容被窃取，从终端、接入、传输、平台所有环节做好终端行为控制、接入安全策略检查，实时监控网络情况，对越权访问平台直接隔离并实时输出告警。
（1）客户端软件设计时规定采用非知名端口号注册，以防止黑客通过穷举扫描发现用户存在而被攻击。
（2）不允许视讯用户通过Wi-Fi接入。考虑到Wi-Fi开放性和视讯会议保密性之间的矛盾，客户端软件应设计为自动检测终端无线环境，提示用户通过4G网络接入，当用户接入到Wi-Fi时，软件自动进行注销操作，并在界面提示以避免内容泄露。
（3）除了在无线层面要防盗用、防拦截外，在网络传输层也需要防窃听。网络传输层除了采用私网或专用VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）环境外，还可以采用IPSec（Internet Protocol Security，Internet协议安全性）加密技术，通过IPSec认证头以及压缩安全有效载荷来为IP传输提供完整性和机密性。
（4）在平台层面加强账号和密码管理。对移动互联网视讯用户认证鉴权，除了可以利用手机动态密码认证外，最可靠的是结合运营商ISMP（Integrated Service Management Platform，综合业务管理平台）、UDB（Unified Data Base，统一数据库）这2个用户管理认证平台进行鉴权。当视讯用户登录时，首先到ISMP和UDB设备一次鉴权，确定该手机有权使用视讯业务后再通过视讯平台进行二次鉴权，从而使得账号被盗用的风险大大降低。具体流程如图3所示：
图3 利用运营商设备的二次鉴权流程图
5 应用案例
基于以上思路，在实验室对视讯业务进行优化尝试，如图4所示。优化主要从建立二级架构平台、构建端-管-云智能管道、ISMP+UDB二次鉴权这3个方面进行。
（1）建立二级架构平台。在平台上加载移动会议室视讯业务和固定会议室视讯业务这2个视讯应用。当移动会议室视讯业务进行软件升级时，固定会议室业务使用正常。应用之间分离有效地保证了稳定型业务可靠运行，新型业务快速迭代。
（2）构建智能管道网络。在PCRF（Policy and Charging Rules Function，策略与计费规则功能单元）上设置策略，对A账号配置较高优先等级、对B账号设置低优先级别。在实验过程中可以观察到：A账号获得较高带宽，媒体流播放流畅；B账号带宽明显低于A账号用户，媒体流播放时有卡顿。
（3）通过优化鉴权认证流程，客户端注册信令首先到达ISMP+UDB设备认证，检查用户是否有权。实验过程中对以下情况进行模拟：
◆模拟无权用户进行注册，观察到注册信令到ISMP+UDB就被拒绝。
◆模拟无权用户盗用有权用户业务号码注册，观察到ISMP并没有从注册信令中提取用户号码，而是根据其他字段，结合接入网关等设备信息获取无权用户真实号码，拒绝本次注册，从而有效地避免有权用户被盗用。
从实验结果可知，通过一系列升级改造，视讯会议业务移动性问题可以得到根本解决。如果能够进一步改造音视频编码技术和加强安全管理，带宽和安全问题则可以得到更好的保障。
6 结束语
本文通过分析传统视讯会议业务存在的问题，从平台架构改造、技术升级、安全保障几个方面提出了基于移动互联网视讯业务实现思路，并在实验室得到基本验证，为视讯业务实现全业务功能提供多种方法，对基于移动互联网接入实现视讯业务有着积极的意义。
参考文献：
[1] 钟殿舟. 互联网思维[M]. 北京： 企业管理出版社， 2014.
[2] 张波. O2O：移动互联网时代的商业革命[M]. 北京： 机械工业出版社， 2013.
[3] 迈尔-舍恩伯格，库克耶. 大数据时代[M]. 盛杨燕，周涛，译. 杭州： 浙江人民出版社， 2013.
[4] 朱秀昌，刘峰，胡栋. 视频编码与传输新技术[M]. 北京： 电子工业出版社， 2014.
[5] 易北辰. 移动互联网时代[M]. 北京： 企业管理出版社， 2014.
[6] 顾炯炯. 云计算架构技术与实践[M]. 北京： 清华大学出版社， 2014.
[7] Marcus Weise， Diana Weynand. 视频技术内幕——从模拟到高清[M]. 2版. 李志坚，译. 北京： 人民邮电出版社， 2013.
[8] 熊友君. 移动互联网思维：商业创新与重构[M]. 北京： 机械工业出版社， 2015.
[9] 阿尔杰. 大数据云计算时代数据中心经典案例赏析[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2014.
[10] 祁伟. 云计算：从基础架构到最佳实践[M]. 北京： 清华大学出版社， 2013.
【关键词】移动互联网 视讯会议 业务平台
1 引言
随着4G牌照发放，移动互联网进入一个快速、融合的时代。相对3G来说，4G的下载速度是它的10倍，所以4G正式商用，使业内对视讯会议业务改进充满了期待。与此同时，随着我国“一带一路”大战略实施，会有越来越多的企业成为跨国公司，作为企业沟通桥梁——视讯会议业务将迎来黄金发展时期。本文通过对传统视讯会议业务的现状进行分析，给出了移动互联网大潮下的改进方法。
2 现状剖析
传统视讯会议业务受制于技术和网络条件，具有以下弱点：
（1）传统视讯会议业务只提供会议服务，没有融合企业所需的协同办公、信息网等企业办公产品，而且大多数视讯会议业务设备架构复杂，需要具备专门技能才能得心应手地使用，难以适应企业对突发事件应急通信的需求。
（2）视频会议终端、摄像机等设备放置于会议室，不能移动。唯一可能移动的终端只有PC电脑，远远不能满足无论身在何处（Anywhere）、何时（Anytime）、任何终端（Any terminal）都能参加视频会议的3A接入需求，尤其是在应对突发事件、一些没有互联网接入的偏远地区，移动视讯会议具有很强的商业价值。
（3）带宽要求高，网络条件不足。视讯会议业务每路视频占用带宽高达4Mbit/s至12Mbit/s，3G网络的下载速度勉强可达到最低要求，但网络稍微繁忙，必然会引起会议中视频播放卡顿、电话常掉线等问题，这大大制约了移动终端视讯业务的发展。
3 思路探讨
4G技术商用突破为解决传统视讯会议业务问题，组建全球范围内移动型视讯会议提供了可能。移动互联网方式下视讯会议业务实现包括终端可移动、安全、简单。
（1）针对传统视讯会议业务功能单一、使用复杂的问题，可以通过细分业务使用场景，建立业务子功能来解决。视讯业务主要使用场景有固定会议室和移动会议室，具体如下：
◆固定会议室定位针对“远程教育”、“远程医疗”、“远程培训”场景，视讯会议对“面对面”沟通的要求高，功能要求稳定。高标准的音视频必然对会场信号的采集、传播、回放以及会场的大小布局、光线等都有较高要求，业务实现较复杂，设备精度要求高，这种场景需要加强业务远程服务能力，设备维护人员通过远程对用户进行服务，减轻用户对设备使用压力和现场服务压力。功能稳定除需要在功能设计时加强可靠性和稳定性设计之外，还需要减少过多软件升级对业务的影响。
◆移动会议室则是固定会议室的补充，要求视讯会议业务产品融合度高，适应各种应用嵌入（融合会议、协同办公、集成企业信息网、企业通信录自动导入等），接入方便（能够自动识别Wi-Fi、3G、4G网络，根据网络质量自动接入到合适的网络），操作简单（一站登陆、一键开会、流量提醒等），对音视频能保证基本清晰、流畅即可。
（2）视讯会议业务移动性差的根本原因是3G低下载速度无法满足清晰、流畅音视频流需求，网络先天条件不足，大大制约了视讯会议移动性支持。而音视频编码技术（H.264）压缩率不够高，导致占用了大量带宽也是一个重要的原因。
（3）引入移动互联网后，视讯会议业务的实现还需考虑安全问题。视讯会议业务安全包括用户接入安全（用户不被钓鱼攻击）、信息安全（会议内容不被窃取）、用户账号安全（账号不被盗用）。
4 解决方案
实现视讯会议移动性主要从解决业务快速部署、带宽和安全接入几个方面协同考虑。
4.1 平台优化解决快速部署
通过平台优化实现室内会议室和移动会议室互补，解决业务功能快速部署和可靠稳定的矛盾，实现业务功能多样化、易维护和易扩展。
（1）平台底层采用云计算技术。云计算技术支持多虚机动态集群部署，平台可根据业务发展情况动态调整虚机计算、存储等资源，使平台更高效、便捷和低成本。而多虚机之间使用负荷分担和虚机之间动态迁移，大大提升了会议的稳定性、安全性和可用性。
（2）平台能力和应用分离，实现基础能力区和应用区二级架构。平台基础能力区部署视讯业务各种技术能力和基础功能。技术能力有多种音视频编码技术、多种接入协议接口、网真技术、3D技术等；基础功能有超高清视讯、高清视讯、标清视讯等。平台能力和应用逻辑分层后，不同用户需求调用不同应用区，相互独立、互不干扰，实现用户对可靠性和快速迭代不同需要，以达到易维护、易扩展、高效率和高质量的目标。通过开放第三方接口，嵌入企业各种应用，从而达到企业对移动互联网视讯业务高度融合的要求。这种架构既能实现能力层稳定运行，又能使应用层根据不同需求实现稳定可靠或者快速响应、快速部署的要求，完全贴近移动互联网视讯业务的发展趋势。
平台二级架构示意图如图1所示。
4.2 新技术解决带宽不足
采用4G技术、智能管道技术、H.265编解码技术来降低每路带宽占用、提高音视频压缩效率、提高网络承载解决带宽、QoS（Quality of Service，服务质量）和视频播放卡顿等问题。
（1）加强无线网络优化，推进4G网络建设和全面覆盖，保障终端在移动过程中切换不掉线。同时借助4G网络高带宽，在承载上给予最基本的保障。
（2）加快平台侧技术升级改造，采用业界最先进的H.265编解码技术（H.265编解码技术对音视频压缩效率是H.264的2倍，这就意味着在同等带宽条件下，采用H.265编解码可以令网络承载多一倍流量）。
（3）构建全网智能管道架构。视讯运营商通过购买服务，获得网络运营商对视讯业务特别带宽支持。如图2所示，当用户使用视讯业务时，从终端到平台，通过深度检测探针在端-管-云全链条感知视讯业务的存在，并通过探针感知、资源策略调度、资源策略执行一系列手段，全方位保障业务从终端到无线、网络到平台全路径得到高优先级QoS资源保障，从而在根本上解决因带宽不足导致视频播放卡顿的问题。 图2 构建端-管-云智能管道架构示意图
4.3 多举措解决安全问题
安全、保密是移动互联网视讯会议的生命线，杜绝非法接入会议、防止内容被窃取，从终端、接入、传输、平台所有环节做好终端行为控制、接入安全策略检查，实时监控网络情况，对越权访问平台直接隔离并实时输出告警。
（1）客户端软件设计时规定采用非知名端口号注册，以防止黑客通过穷举扫描发现用户存在而被攻击。
（2）不允许视讯用户通过Wi-Fi接入。考虑到Wi-Fi开放性和视讯会议保密性之间的矛盾，客户端软件应设计为自动检测终端无线环境，提示用户通过4G网络接入，当用户接入到Wi-Fi时，软件自动进行注销操作，并在界面提示以避免内容泄露。
（3）除了在无线层面要防盗用、防拦截外，在网络传输层也需要防窃听。网络传输层除了采用私网或专用VPN（Virtual Private Network，虚拟专用网络）环境外，还可以采用IPSec（Internet Protocol Security，Internet协议安全性）加密技术，通过IPSec认证头以及压缩安全有效载荷来为IP传输提供完整性和机密性。
（4）在平台层面加强账号和密码管理。对移动互联网视讯用户认证鉴权，除了可以利用手机动态密码认证外，最可靠的是结合运营商ISMP（Integrated Service Management Platform，综合业务管理平台）、UDB（Unified Data Base，统一数据库）这2个用户管理认证平台进行鉴权。当视讯用户登录时，首先到ISMP和UDB设备一次鉴权，确定该手机有权使用视讯业务后再通过视讯平台进行二次鉴权，从而使得账号被盗用的风险大大降低。具体流程如图3所示：
图3 利用运营商设备的二次鉴权流程图
5 应用案例
基于以上思路，在实验室对视讯业务进行优化尝试，如图4所示。优化主要从建立二级架构平台、构建端-管-云智能管道、ISMP+UDB二次鉴权这3个方面进行。
（1）建立二级架构平台。在平台上加载移动会议室视讯业务和固定会议室视讯业务这2个视讯应用。当移动会议室视讯业务进行软件升级时，固定会议室业务使用正常。应用之间分离有效地保证了稳定型业务可靠运行，新型业务快速迭代。
（2）构建智能管道网络。在PCRF（Policy and Charging Rules Function，策略与计费规则功能单元）上设置策略，对A账号配置较高优先等级、对B账号设置低优先级别。在实验过程中可以观察到：A账号获得较高带宽，媒体流播放流畅；B账号带宽明显低于A账号用户，媒体流播放时有卡顿。
（3）通过优化鉴权认证流程，客户端注册信令首先到达ISMP+UDB设备认证，检查用户是否有权。实验过程中对以下情况进行模拟：
◆模拟无权用户进行注册，观察到注册信令到ISMP+UDB就被拒绝。
◆模拟无权用户盗用有权用户业务号码注册，观察到ISMP并没有从注册信令中提取用户号码，而是根据其他字段，结合接入网关等设备信息获取无权用户真实号码，拒绝本次注册，从而有效地避免有权用户被盗用。
从实验结果可知，通过一系列升级改造，视讯会议业务移动性问题可以得到根本解决。如果能够进一步改造音视频编码技术和加强安全管理，带宽和安全问题则可以得到更好的保障。
6 结束语
本文通过分析传统视讯会议业务存在的问题，从平台架构改造、技术升级、安全保障几个方面提出了基于移动互联网视讯业务实现思路，并在实验室得到基本验证，为视讯业务实现全业务功能提供多种方法，对基于移动互联网接入实现视讯业务有着积极的意义。
参考文献：
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[2] 张波. O2O：移动互联网时代的商业革命[M]. 北京： 机械工业出版社， 2013.
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[10] 祁伟. 云计算：从基础架构到最佳实践[M]. 北京： 清华大学出版社， 2013.
