一種多點控制單元集群系統及方法
【專利說明】一種多點控制單元集群系統及方法
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明屬于通信領域，涉及容量可擴展視頻會議系統及方法，具體涉及一種多點控制單元集群系統及方法。
[0003]
技術背景
[0004]基于H.323或SIP國際標準視頻會議系統已經得到廣泛應用。由于采用國際標準，不同廠家的視頻會議設備可以互聯互通，方便用戶擴容，有效保護了用戶在視頻會議設備上投資。多點控制單元(MCU)是視頻會議系統的中心控制設備。MCU將各會議場點信令，送入多點控制器(MC)，完成會議控制等過程。將媒體流送入多點處理器(MP)，完成相應的音頻混合或切換、視頻多畫面合成或切換。最后將各會議場點所需的各種媒體流重新組合起來，送往相應的終端設備。
[0005]隨著參會終端數目的增加和會議規(guī)模的擴大，H.323或SIP系統中執(zhí)行多點會議控制和多點媒體處理功能的MCU逐漸成為系統瓶頸。隨著寬帶網絡飛速發(fā)展和CPU處理能力越來越強，出現越來越多支持更高分辨率的視頻會議終端，MCU也面臨者為不同規(guī)格終端(分辨率和呼叫速率)提供不同服務質量的問題，這進一步加大了 MCU的處理負擔。
[0006]現有視頻會議擴容方法一般采用MCU級聯的方法(如公開日為2006年6月7日的中國CNOO1140574專利申請:一種擴大會議電視系統容量的方法；公開日為2010年08月04日的中國CN101316351B專利申請:多點控制單元級聯系統及其通信方法、裝置；公開日為 2011 年 I 月 27 日的美國 US0018960A1 專利申請:METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDINGCONTINUOUS PRESENCE VIDEO IN A CASCADING CONFERENCE;公開日為 2014年 9 月 4 日的美國 US0247320A1 專利申請:VIDEO CONFERENCE VIRTUAL ENDPOINTS 等)。為了支持不同呼叫速率的終端，要么參與級聯的每個MCU都需要進行編解碼、混音或多畫面合成，這樣勢必增加因為MCU級聯引起媒體流延時和音視頻質量的下降；要么將混音或多畫面合成集中到指定的主MCU(Master MCU)進行處理，從MCU (Slave MCU)只進行媒體流的轉發(fā)，這樣勢必導致主MCU成為系統的瓶頸。雖然對于前一種方案有些改進辦法，如使用網狀的級聯架構可以縮短級聯的路徑，但是網狀架構的MCU級聯至少也需要兩次編解碼。同時每個MCU級聯也多占用MCU的一個端口。比如，5個MCU進行網狀的級聯，同一個會議中每個MCU都有終端接入，則每個MCU將多浪費4個端口(總計多占用20個端口)。級聯的MCU越多，端口數目浪費越嚴重。另外，參與級聯的MCU越多，拓撲結構越復雜，管理這些MCU和同步MCU之間的信息的復雜度也越高，增加了呼叫管理和會議管理的復雜性，不利于系統的穩(wěn)定和故障恢復。此外，由于MCU集呼叫控制、會議控制和媒體處理功能于一身，一旦MCU出現故障后，其上的所有終端呼叫都會掉線，嚴重影響用戶體驗。
[0007]主要視頻會議廠家(Polycom，Cisco，華為等)都提供了功能強大的硬件MCU。一般來講，MCU的價格跟MCU接入終端數量(即端口數目)成正比，并且最大接入容量越大的MCU越昂貴。傳統上，企業(yè)一般自行采購MCU，為了方便以后擴容，往往預先多采購一些端口容量，這樣設備利用率往往不高，造成較大浪費。采用云服務方式提供視頻會議服務，可以很好解決資源共享的問題，大大降低企業(yè)使用視頻會議的成本，但是對系統的可擴展性、可靠性和故障恢復提出了更高的要求。
[0008]

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明提供一種多點控制單元(MCU)集群系統及方法，以解決視頻會議MCU級聯中存在的媒體流延時和音視頻質量下降問題，同時系統具有控制邏輯簡單、可靠性高、可故障恢復等特點。
[0010]本發(fā)明的系統所采用的方案是:一種多點控制單元集群系統，其特征在于:包括媒體控制服務器和媒體處理服務器；所述的媒體控制服務器負責終端呼叫接入、會議控制、媒體流轉發(fā)、媒體處理服務器的調度；所述的媒體處理服務器負責媒體流的處理，包括媒體流收發(fā)、音視頻編解碼、混音、多畫面合成；所述的媒體控制服務器和媒體處理服務器之間通過網絡進行控制消息交互和媒體流的收發(fā)。
[0011]作為優(yōu)選，一個所述的媒體控制服務器管理調度若干個所述的媒體處理服務器；一個所述的媒體處理服務器能為若干個會議提供媒體處理服務；所述的媒體處理服務器能為一個會議中不同終端提供媒體處理服務。
[0012]作為優(yōu)選，所述的媒體控制服務器還用于根據會議的信息調度會議，根據負載均衡原則選擇一個或多個媒體處理服務器為該會議提供媒體處理服務，并通知相應的媒體處理服務器。
[0013]作為優(yōu)選，所述的媒體控制服務器還用于指定某個媒體處理服務器為某個終端提供混音和音頻編碼服務，并通知該媒體處理服務器；所述的媒體控制服務器還用于指定某個媒體處理服務器為某個終端提供多畫面合成和視頻編碼服務。
[0014]作為優(yōu)選，所述的媒體控制服務器還用于接收終端的呼叫或者接收會議管理服務器發(fā)出的呼叫邀請信息，與終端建立呼叫連接，包括呼叫信令接收和媒體流收發(fā)；所述的媒體控制服務器還用于將接收到終端的音頻流組播或者單播給參加該會議所有媒體處理服務器；所述的媒體控制服務器還用于根據與會終端是否在合成的多畫面中顯示，來決定是否將接收到終端的視頻流組播或者單播轉發(fā)給參加該會議所有媒體處理服務器；所述的媒體控制服務器還用于將媒體處理服務器處理后音視頻流轉發(fā)給終端；所述的媒體控制服務器還用于指定為會議提供音頻處理服務的某個媒體處理服務器負責報告各終端的音量信息，進行語音激勵和多畫面合成的切換控制。
[0015]作為優(yōu)選，所述媒體處理服務器還用于接收媒體控制服務器的會議信息，根據會議信息，準備好媒體流的接收和發(fā)送；所述的媒體處理服務器還用于接收媒體控制服務器傳來的終端呼叫信息，根據呼叫信息，準備好相應的編解碼類型和參數；所述的媒體處理服務器還用于接收媒體控制服務器的會議控制信息，根據會議控制信息，進行混音或多畫面合成的設置；所述的媒體處理服務器還用于接收媒體控制服務器轉發(fā)的來自終端的音頻流，解碼后進行混音，并將編碼后音頻流發(fā)給媒體控制服務器；所述的媒體處理服務器還用于接收媒體控制服務器轉發(fā)的來自終端的視頻流，解碼后進行多畫面合成，并將編碼后的視頻流發(fā)給媒體控制服務器。
[0016]本發(fā)明的方法所采用的技術方案是:一種多點控制單元集群方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1:媒體處理服務器向媒體控制服務器注冊，發(fā)送媒體處理服務器的媒體處理能力信息給媒體控制服務器；
步驟2:媒體控制服務器接收會議管理服務器發(fā)送的會議信息，進行會議調度，根據負載均衡原則，分配一個或多個媒體處理服務器給該會議，媒體控制服務器將相關會議信息發(fā)送給所分配的媒體處理服務器；
步驟3:終端與媒體控制服務器建立呼叫，媒體控制服務器將呼叫信息通知該會議的所有媒體處理服務器，并指定某個媒體處理服務器負責為該呼叫提供混音和多畫面合成服務;
步驟4:媒體控制服務器檢查到會議的媒體處理服務器不夠用時，根據負載均衡原貝IJ，增加分配一個媒體處理服務器給該會議；
步驟5:媒體控制服務器將終端的媒體碼流組播或單播給為該會議提供服務的所有媒體處理服務器，媒體處理服務器進行混音或多畫面合成，將編碼后的媒體流發(fā)給媒體控制服務器，再由媒體控制服務器轉發(fā)給終端。
[0017]作為優(yōu)選，步驟2中媒體控制服務器根據會議設置信息、終