鹏博士视频通信系统建设方案

普天集团视频会议建设方案2016年2月目 录第一章项目概述11.项目背景12.需求分析1第二章鹏博士视频云系统平台介绍31.鹏博士简介32.鹏博士视频云平台的核心部件32.1管理节点42.2会议节点42.3虚拟会议室42.4宿主服务器52.5分布式会议系统架构52.6带宽管理6第三章普天新能源视频云服务总体设计91.方案设计原则：92.系统总体建设目标103.系统总体设计104.业务平台搭建115.视频终端选择设计12第四章系统详细设计131.与现有普天视频会议系统融合132.支持大容量部署133.多协议支持，与更多系统设备互联互通154.可订制界面，打造普天新能源自有系统155.支持冗余备份和防火墙穿越，提升系统安全性166.采用分布式部署，集中式管理17第五章产品资料181.鹏博士视频云平台技术指标182.服务器硬件资源需求20第六章鹏博士技术优势及对比21第一章 项目概述1. 项目背景普天新能源集团是普天集团的领军企业，多年来取得了良好的业绩。在IT技术飞速发展的今天，越来越多的企业通过IT建设作为帮助企业突破业务进展的良好手段，在这些IT技术中，尤其以视频云协作技术的投资成效最为显著。在此背景下，普天新能源投资建设了视频云系统，前期建设polycom视频系统，虽然在一定程度上提高了企业沟通效率，然而随着企业的不断发展壮大，传统视频云系统架构暴露出来的问题越来越突出，具体包括以下几个方面： 系统兼容性不足，无法兼容新兴技术，如H.265技术； 系统扩展性不足，现有的单机容量有限，级连扩展体验效果不好； 系统性价比不高，价格昂贵，投资回报率低； 系统易用性不足，不能随时随地接入使用，维护复杂； 随着普天新能源有限公司（以下简称“普天新能源”）业务不断拓展，信息系统逐步增加，公司现有视频会议系统需要不断改造和扩展，公司现有视频会议多点控制单元（MCU）的容量已经接近饱和，新增加的分公司和会议节点需要扩容，才能满足集团会议要求，同时，原有视频会议系统因为建设时间早，一些新的会议功能，如软件和移动端接入，浏览器入会等需要增加投资才能支持，同时原有视频会议系统需要不断投入维护服务费用，以满足视频会议系统软件和硬件升级的需要。 为响应集团公司对降低企业IT建设成本的总体要求，从公司实际情况出发，结合公司业务需求，达到降本增效的目的，经研究，决定采用视频会议云服务方式进行视频会议项目的建设。公司已有硬件终端继续使用，在现有视频会议系统的基础上，MCU和后台其他设备采用购买视频云服务保障视频会议系统 。2. 需求分析通过对普天新能源视频会议系统存在问题的分析，新建设的视频通讯系统平台应该满足 如下需求：1. 新系统可兼容现有视频系统，功能无损伤；2. 新系统容量可灵活扩展，以满足企业发展对视频容量的需求；3. 新系统代表行业最先进的技术，支持主流及前瞻视频云技术协议；4. 新系统支持冗余备份，稳定可靠，易于管理；5. 新系统投资灵活，以服务或软件形势购买，也可采用最流行的租用方式；6. 新系统可以优化带宽管理，减少视频基础网络的压力。第二章 鹏博士视频云系统平台介绍1. 鹏博士简介2. 鹏博士视频云平台的核心部件鹏博士视频会议平台是一个虚拟化实体，包括管理节点和一个或多个安全互联的会议节点，所有的软件应用可以通过虚拟机远程部署在宿主主机上，你可根据会议需要，添加、删除和移动会议节点 。会议发生在虚拟会议室（VMR）上，VMR以别名标示，VMR可以同时存在于多个会议节点上，每个会议节点上同时可以存在多个VMR和他们对应的别名。 会议参与者通过VMR的别名访问虚拟会议室VMR，系统自动连接他们到最近的会议节点，一个虚拟会议可以发生在一个或多个会议节点上，从与会者的体验感受上，没有任何区别。会议参与者可以通过鹏博士的web客户端访问鹏博士的虚拟会议室， 他们可以共享桌面给其他与会者，即使他们在不同的会议节点上；在会议期间，参会者可以使用鹏博士移动应用（ App）控制会议，浏览内容。如图：鹏博士的管理节点和四个会议节点，参会者就近接入会议节点2.1 管理节点管理节点是鹏博士视频平台的管理接口，它支持的功能如下： 创建和管理会议节点； 创建和配置虚拟会议室（VMR）并推送到所有的会议节点； 查看会议在所有会议节点的会议状态； 从虚拟会议室（VMR）呼出建立会议和结束会议。 管理节点不负责处理任何媒体和信令消息。管理节点应用使用虚拟机管理，例如VMware的VCenter服务器或者微软的Hyper-V。2.2 会议节点 会议节点提供多方会议能力，处理媒体和信令。会议节点支持分布式部署，虽然每个物理设备的容量有限，但是通过会议节点的虚拟背板技术，可以实现异地多台物理设备的容量叠加，实现容量的异地扩容，间接的实现了异地灾备。 所有的会议节点支持由管理节点统一发布的虚拟会议室（VMR），会议节点通过鹏博士的管理节点统一部署和管理；所有与会者就近接入会议节点，会议节点之间通过多流技术连接，可以避免传统MCU通过级联容量扩展所产生的显示问题和端口损失问题，是革命性的改进。2.3 虚拟会议室 会议发生在虚拟会议室，当创建虚拟会议室时，需要定义别名alias和PIN码，会议室数量可达100,000个，每个虚拟会议室可以有500个别名。 所有的虚拟会议室可在所有会议节点上同时存在，当会议节点某个虚拟会议室别名的呼叫时，他根据虚拟会议室的设置创建会议实例。当第二个终端呼入同一个虚拟会议室，它将被自动连接到已经存在的会议实例。2.4 宿主服务器 管理节点和会议节点都是部署虚机上，使用业内标准服务器。管理节点可以和会议节点部署在同一个宿主主机上，其他会议节点可以部署在同一个宿主主机获取其他物理主机上，从而实现一个全球化的分布式部署。 在硬件资源允许的情况下，一台硬件服务器可以支持多台会议节点的部署，为保证业务的可持续性，一个会议节点升级时，其他的会议节点可以正常使用。2.5 分布式会议系统架构 虚拟会议室同时存在于所有的会议节点上，用户使用别名呼叫虚拟会议室时，一个会议实例（instance）会自动建立，多个会议节点同时使用时，他们直接通过IPsec虚拟通道（backplane）实现媒体交互。 当你部署会议节点时，需要选择其系统位置（system location），这个和物理主机的地理位置相关。当多个会议节点被同一个会议使用时，系统可以使用本地分布处理，全球分布处理和同时，这个取决于每个会议节点的物理位置，每个设备的分布参数可以描述如下。本地分布会议是在两个会议宿主主机上使用两个会议节点，分散会议负载压力本地分布式会议 ：同一个位置，存在多个会议节点，从而增加系统容量并提供必要的冗余。全球分布式会议 ：与会者通过不同区域的会议节点参加同一个虚拟会议，会议节点（代表会议终端）之间交互媒体流，最大限度的减少广域网带宽的消耗。 2.6带宽管理 当前发言者对应的会议节点发送发言中高清画面和其他与会者缩略画面给其他会议节点；前一个会议发言者对应的会议节点发送前一个会议者的高清画面给连接当前发言者的会议节点；其他节点发送缩略图像。如上图所示，当前发言者和前一个发言者连接到不同的会议节点上，在节点之间存在两个方向的高清流，包括当前发言会场的高清画面到所有会场，前一个发言者的高清画面到当前发言者。如 上图所示，如果当前发言者和前一个发言者在同一个会议节点上，该会议节点向其他会议节点发送高清当前发言者的图像，其他会议节点发送缩略图像。 综上，这种架构相对于传统集中式、无地理位置的MCU部署方式，可以大幅节省带宽，流量主要发生在终端和就近的会议节点之间。带宽使用技术指标： 一路高清720P使用768K带宽，一个缩略图像使用160-192K带宽，双流使用额外的768K带宽 鹏博士支持的最大呼叫带宽为6M 自动降速：鹏博士可以实现自动的降速和升速 带宽限制：管理人员可以限制用户接入时的带宽和人数第三章 普天新能源视频云服务总体设计1. 方案设计原则：鹏博士视频云架构，作为全新的视频会议系统架构，系统的总体目标是降低视频单点投资成本，提升系统可靠性，合理使用并节省带宽，提升会议效果，提高会议使用的效率。为了实现本系统的总体设计目标，我们遵循以下原则：1. 系统的先进性：产品的先进性包括技术先进性和平台先进性。 前者需要平台支持现有主流技术，包括H.323和SIP协议，以及已经非常成熟的WebRTC技术； 后者需要平台采用现在最流行的虚拟化技术部署，可以运行在VMware和Hyper-V虚拟系统，无限额外的操作系统，节省投资，具有良好的性能；2. 系统的兼容性：产品不但要考虑和现有polycom系统的融合和互联互通，还需要支持如： 微软Lync和思科Jabber等统一通信客户端； 手机平板移动客户端； WebRTC浏览器作为客户端； 使用以上任意客户端支持双流端发送和接收；3. 系统的扩展性：未来视频云的容量不可估量，所以平台的建设必须考虑扩展性 系统的最大容量必须是无限的； 系统的容量扩展必须是灵活按需的，以1个1080P为最小分配单位； 系统的平台必须采用通用的硬件设备，如标准的x86服务器，可以从不同的厂商采购，减少后期的采购风险和成本压力；4. 系统的易用性：未来系统的管理维护应该是智能的； 平台可以自动匹配用户的协议，速率，带宽，无需任何网关设备； 平台可以部署在私有网络和公用网络，支持NAT，可以随时随地被用户访问； 平台内的会议，在系统故障时，可以支持一键式式恢复，自动重新邀请与会者； 平台支持分布式部署，用户可以就近接入当地的系统节点，多个系统节点自动支持漫游互联，实现用户异地分布式互联； 平台支持容量溢出，当A区域系统容量不足时，可以临时自动调用B区域的系统资源，保证平台的最大可用性。基于鹏博士这种新型架构的视频通讯平台，采用软件化设计，可以随时升级保证系统先进性；采用虚拟化，可以纳入数据中心统一管理，节省硬件投资；支持分布式部署集中管理，更加契合普天新能源多地多分支的企业状况，有效节省多分支间视频传输的带宽；支持多协议兼容性保证利旧的同时支持新型视频云手段。2. 系统总体建设目标本期视频云系统项目依托鹏博士视频云平台、实现如下目标： 建设高扩展性，可无限扩容的的视频云系统 建设高兼容性，可兼容原有产品和新兴技术的视频云系统 建设高灵活性，可按需投资，资源共享的视频云系统 建设高稳定性，可弹性恢复，自动冗余的视频云系统 建设高先进性，可持续更新，支持分布式部署，集中式管理，降低网络开销的视频云系统3. 系统总体设计普天新能源在全国多地设有分支机构，公司物理组织呈分布式。此种企业部局在传统视频云系统中，需各地分支通过网络线路统一连接到一个核心MCU召开会议，带来网络传输质量差、核心MCU侧带宽压力很大，视频效果差，线路投资开销大等缺点。而通过MCU级联的方式又会现视频画面套屏显示等问题。鹏博士利用自身架构优势，可完美解决上述问题。通过在总部标准X86服务器上构建虚拟化平台，并在其上部署鹏博士管理节点和若干会议节点服务于普天总部人员管理和就近接入会议使用。在全国各分支机构的虚拟化平台上依据实际需要部署相应数量的会议节点，以便附近分支人员就近接入。在会议节点的部署上，可以在每一个分支都部署会议节点，也可在一个区域部署相应数量的会议节点供本区域共用。各会议节点间通过IP背板级联方式交互通信，利用鹏博士特有的带宽管理特性，在有效节省节点间带宽的同时，提供良好的会议体验。如图所示，每一个分支或地区，可以通过一至三台服务器部署本地区的会议节点，本地区分支机构通过原有和新采购的硬件视频终端就近接入本地会议节点，也可使用Chrome等支持WebRTC技术的浏览器接入会议节点参加会议，无需安装任何插件，减少了个人终端投资，增加了与会的灵活性。各地区会议节点间通过IP背板交换技术互联，应用多流技术，保证位于不同会议节点间参加同一会议的与会者全部在同一会场出现，即可实现单一虚拟会议室同时与会人员数量无限制。4. 业务平台搭建鹏博士视频云平台可以基于业内标准的x86服务器，通过虚拟化方式安装，部署快速简单 。 如上图所示，整个部署过程中，首先搭建标准的EXSi或VCenter平台部署平台，大部分具有数据中心的客户在这一步都无需任何费用。然后是通过管理平台部署鹏博士的管理服务器，管理服务器作为整个系统的管理平台，并不参与视频的信令及媒体交互，只是起到对会议节点的管理工作，即使出现问题，也不会影响客户的视频应用。最后开始部署会议资源，也成为会议节点，他们的作用是视频多点应用中的信令和媒体交互，由于这些应用对带宽要求比较高，同时考虑到接入点数量的影响，我们一般采用多台部署，异地部署的组合方式，即在同一个地区部署3台左右的会议节点，在多地根据可以接入用户的需要部署会议节点，从而实现同地热备，异地灾备，就近接入，资源共享的应用模式。5. 视频终端选择设计 基于普天新能源的情况，我们推荐市场上性价比最优的思科SX10作为高清会议室终端，推荐易联的桌面话机作为桌面终端。这2款终端和鹏博士视频云平台无缝对接，性能最佳。第四章 系统详细设计1. 与现有普天视频会议系统融合目前普天采用思polycom MCU，和一台呼叫控制设备GK，鹏博士视频云平台可与现有polycom视频设备无缝融合。本次项目建设系统保持原有架构，仍然使用原有polycom视频终端、原有MCU注册在GK下，鹏博士视频平台完全支持向GK的注册和信令管理。 在与会模式上，各终端可通过注册在鹏博士平台 上呼叫VMR（鹏博士的虚拟会议室）别名加入鹏博士视频平台上的VMR会议，其它非注册终端如WebRTC等直接呼叫VMR地址即可加入会议；鹏博士可与polycom MCU级联的方式实现会议的互联互通，原有polycom MCU可继续使用。通过这种部署方式，鹏博士做为原有平台的扩展和补充，即可实现与原有平台的对接融合，也可实现新功能的扩展，如将鹏博士作为多协作互通网关，实现与WebRTC客户端，MS Lync系统互联互通。2. 支持大容量部署系统建设完成后，每个员工从技术层面都可以拥有自己专有的网络虚拟会议室，这只是一个逻辑单元，并不占用任何物理资源。当一个用户需要使用自己的会议时，他需要给其他与会者发出会议邀请，将自己的会议信息，一般我们使用meet.作为个人会议标示，例如XXXX员工的邮箱是john , 那么他的会议室的标示就是meet.john 。普天也可以根据自己的习惯去设计更容易记忆的标示。这样，每个员工就有了自己的一个新的办公方式，下面就要考虑如何去使用他。 其次，鹏博士平台资源的分配原则是按需分配，用户接入原则首先是选择地理上或者带宽优先的会议节点，资源分屏根据接入点数动态调整，如果系统发现当前设备的资源不足，会通过虚拟背板技术和其他的会议节点桥接，动态扩展资源的使用，就近接入是为了节省带宽，资源扩展应用是为了解决突发事件造成的容量不足，两者互为补充，客户可根据自己的实际情况，调整区域资源的数量，尽量减少跨区域调度产生的带宽压力。 如上图所示，meet.marius 在区域资源不足时，调用了其他会议节点的资源，实现异地资源互补，其工作原理是企业的云部署理念。最后，制约视频应用的另一个关键的因素是成本，包括终端成本和系统核心构架。为普天所有员工配置传统的硬件终端是一笔不菲的费用，同时从安装角度看，非常复杂。从鹏博士的解决方案中，普天员工可以使用浏览器，采用WebRTC就可以连接到虚拟视频会议室，实现视频，音频和数据共享服务。会议的组织者可以通过鹏博士应用程序（可免费从苹果商店下载）监控当前在线的人员，发言者，双流共享内容，邀请新与会者或切断非法加入的与会者。在系统架构平台上，鹏博士采用标准的x86服务器，采用最新的技术，使得单位设备空间上的并发容量提升5倍，单端口的价格下降50%，无论从硬件投资到机房投资，以及线路投资上都大大节省，从而为大规模部署提供可能。3. 多协议支持，与更多系统设备互联互通系统建成后，利用鹏博士平台的多协议兼容性，可与更多系统实现互联互通。如SIP和H.323协议，今时今日其在视频协议中的领导地位已经受到另一股强大实力的冲击，其始作俑者就是强大的Google，而这个技术的名字就是WebRTC，据最新的统计，WebRTC现有用户已经超过10亿，而且每年在增长，根据IDC等主要调研机构的，未来2年，WebRTC的应用普及率将高于H.323和SIP。WebRTC技术因无需投资，无需安装客户端软件等优势，未来会有长足发展，传统视频会议无法兼容WebRTC技术，通过鹏博士平台，可实现各种标准软硬件视频终端与WebRTC客户端的对接，极大的降低了企业视频终端的投入成本。4. 可订制界面，打造普天新能源自有系统鹏博士系统的用户界面可实现企业自行定制更换；普天可按自己的企业文化特色等制作普天的用户界面、音频提示文件。当用户接入会议节点时，会看到完全是普天自己的logo与界面，俨然即是广发自己开发的系统一样，更加帖合企业员工的使用习惯和亲切度。5. 支持冗余备份和防火墙穿越，提升系统安全性鹏博士可技术防火墙穿越技术，除可与思科VCS配合实现防火墙穿越外，实现互联网下的视频终端加入企业会议，保证出差员工、上下游合作伙伴间的正常互通。 同时基于虚拟化平台所原生的冗余备份技术，可以很好的保护系统应用，复用现有用户在虚拟化上的投资，无需花费昂贵的价格购买很少使用的备份设备，达到最多的投资回报。6. 采用分布式部署，集中式管理 传统MCU的部署采用集中式部署，分布式管理的方式，导致核心节点带宽压力大，部署多台MCU时管理分散，需要额外开发的网管系统，不适合大规模部署并且管理复杂度极高。 鹏博士系统采用了全新的分布式部署和集中式管理相结合的方式，从架构上解决了传统方式的弊病，用户就近接入，降低单点节点的带宽压力，节省广域网带宽压力；同时采用统一的平台管理多个会议设备，简化管理。第五章 产品资料1. 鹏博士视频云平台技术指标管理平台特色基于业内任何厂商标准的服务器，通过软件优化设计，提供的高质量，高扩展和高效的视频会议平台。这个平台包括： 业内领先的多屏呈现方式； 无论用户使用何种终端，平台提供无差别的服务体验； 标准化管理工具，包括VMware vSphere终端； 个人专享虚拟会议室； 通过更新，升级或添加硬件，无缝实现容量增加。 分布式部署，客户端就近接入，有效减少广域网消耗的带宽； 通过移动终端实现简单的会议管理和会议交互； 支持标准SIP和H.323呼叫控制解决方案的集成，包括思科的UCM，思科的VCS，宝利通CMA和DMA，Avaya的Aura，微软的Lync2010和2013及其他； 支持和行业标准协议（SIP，H.323)和未来的协议（HTML5，WebRTC）的交互性，并通过移动客户端实现数据共享； 全面支持（主流和辅流）独立编解码和速率转换； 支持基于终端的丢包恢复和适应方式（例如带宽动态分配和前向差错校验），保护用户在网络丢包环境下的用户体验； 在演讲者模式中，参会人分为会议主持人和与会者，会议主持人可以定义与会者对于其他人是否可见，可以使用标准分屏方式呈现或者1+21的分屏方式； 提供管理API； 采用业内领先的弹性和冗余能力, 帮助用户兼顾虚拟机和现有智能虚拟平台，最大限度的保障用户使用最合适的方式部署其平台，减少额外软件授权和硬件资源的消耗； 灵活的软件授权模式，通过资源池根据实际需要增加容量和分配资源；移动客户端功能接入安全 支持会议访客接入授权码，提供会议接入授权（可选）； 支持会议管理接入授权码，提供会议管理授权（可选）；可视化会议控制 支持对参会者的静音控制功能； 支持向（已经存在的）会议添加与会者； 支持从（已经存在的）会议删除与会者；本地双流接收 在视频或音频会议模式下，都可以通过移动客户端接收和观看双流； 自定义个人会议的双流接收方式：移动客户端，视频终端或者全部；音频和视频指标带宽需求 根据部署环境和视频分辨率要求的不同，呼叫实现最低16Kbps（G.722.1音频),到 6Mbps （视频）的不同类型的呼叫连接；视频、音频和呼叫控制 呼叫控制支持H .323, SIP和WebRTC(未来技术前瞻)； 视频编码支持H.263, H.263+, H.264, H.264 SVC (UCIF Profiles 0, 1), VP8； 双流共享技术支持微软RTVideo，微软RDP（远端桌面协议），实现Lync和视频会议的内容共享； 支持从QCIF到720P的视频分辨率，4：3窄屏和16:9宽屏画面； 帧率可达30帧/秒； 必须无损支持音频编码协议，包括G.711, G.722, G.722.1, G.729, MPEG-4 ；AAC-LD, Opus. 宽带音频混合； 自动增益控制； 通过移动客户端实现个人语音控制； 支持AES（128-bit）加密；2. 服务器硬件资源需求管理节点会议节点CPU Processor64 bit64 bit，Intel Sandy Bridge 或更高AMD 2012 或更高CPU物理核最少2核（除了hypervisor需要的CPU资源）最少4核，建议6核或8核（除了hypervisor需要的CPU资源）内存最少2G（除了hypervisor需要的RAM资源）最少2G（除了hypervisor需要的RAM资源）硬盘100G最少50G最少GPU无需特定的硬件卡或者GPU加速卡硬件分配 一台管理节点和一台会议节点共存或两台会议节点共存，同一台物理机不共享给其他应用程序 硬件资源只要满足硬件需要就好，不必过多；但是最低资源要求必须保证独享网