視頻會議的高可靠性研究范文

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《信息技術與標準化雜志》2014年第六期

1視頻會議故障分析模型

故障是指由于部件的失效、環境的物理干擾、操作錯誤或不正確的設計所引起的硬件或軟件中的錯誤狀態，其中錯誤是指故障在系統中的具體位置。視頻會議故障雖然多種多樣，但從故障原因方面可以歸納為四類，見表1。另外，根據故障對視頻會議造成的影響，可以將故障分為五級，見表2。表2中的n和m的數值可以根據視頻會議具體要求而定。通過對視頻會議故障的分類分級，再對應到視頻會議所依托的各系統和主要設備中，就可以抽象出視頻會議的故障分析模型，見表3。此模型的作用是幫助用戶識別和分析各環節潛在的各類故障，并評估和標注各故障的最高影響級別。模型中的各列按照主會場系統、視頻會議系統、網絡系統和分會場系統的分類方法，較完整地概括了視頻會議主會場用戶端到分會場用戶端涉及到的主要設備，并對應到各行表示的操作、設備、環境和傳輸四類故障，用戶查找每個設備對應某一類故障的最高影響級別，并將其記錄在對應的位置上。所有設備故障分析完畢后，得到一張標注不同級別故障的清單，再根據視頻會議的具體可靠性要求采取不同的策略處置各級別故障。

2系統可靠性分析

可靠性分析針對視頻會議依托系統進行，目的是為了預測和評估系統的可靠性，找出薄弱環節，選擇適當的改進方案，以提高系統的可靠性。

2.1可靠性指標系統可靠性是指系統在規定的時間內及規定的條件下，完成規定功能的能力，也就是系統的無故障運行的概率。平均無故障時間(MTTF)定義為從t=0時到故障發生時系統的持續運行時間的期望值。平均故障修復時間(MTTR)是指系統從故障恢復到運行的時間。平均故障間隔時間(MTBF)兩次故障之間的時間，MTBF=MTTF+MTTR。系統可用性是指在某個給定時間點上系統能夠按照需求執行的概率，可用性=MTTF/(MTBF)×100%。

2.2可靠性分析無論視頻會議依托系統如何復雜，都可以簡化為串聯系統或并聯系統，下面給出了串聯及并聯系統可靠性分析的計算公式。運用計算公式，就可以量化分析使用故障分析模型查找到的各級別故障，并有針對性地設計出改進方案。(1)串聯系統。假設一個系統由n個子系統組成，當且僅當所有的子系統都能正常時，系統才能正常工作，這種系統稱為串聯系統，如果系統的各個子系統的可靠度分別為R1，R2，…，Rn表示，則系統的可靠度為：R=R1×R2×…×Rn(1)(2)并聯系統。假如一個系統由n個子系統組成，只要有一個子系統能夠正常工作，系統就能正常工作，這種系統稱為并聯系統，如果系統的各個子系統的可靠度分別用R1，R2，…，Rn表示，則系統的可靠度為：R=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn)(2)在并聯系統中，只有一個子系統是真正需要的，其余(n-1)個子系統稱為冗余子系統，隨著冗余子系統數量的增加，系統的平均無故障時間也就增加了。通過上述串聯系統及并聯系統可靠性的分析，我們可以得出以下結論，提高視頻會議可靠性的一個根本方法就是把串聯的子系統和設備設計為并聯關系，也就是增加整個系統的冗余度。需要注意的是冗余設備的增加必然會帶來建設成本的增加，需根據視頻會議的具體情況，綜合衡量可靠性要求，選擇高性價比的設計方案，在保障達到可靠性要求的同時，又要控制建設成本。

3提高視頻會議可靠性的方法和策略

提高系統可靠性的技術一般分為避錯和容錯技術。避錯技術是通過技術評審、系統測試和正確性證明等技術，在系統正式運行之前避免、發現和改正錯誤。容錯是指系統在運行過程中發生一定的硬件故障和軟件錯誤時，仍能保持正常工作而不影響正確結果的一種性能或措施。容錯技術主要采用冗余方法來消除故障的影響。

3.1避錯技術的應用方法視頻會議的故障分類中包括操作性故障，這一類故障的發生是由于操作人員在視頻會議過程中操作設備錯誤，或是配置參數錯誤導致的。解決操作故障可以采用避錯技術，具體方法如下。(1)提前制定視頻會議保障方案，并通過方案評審。在方案中應包括視頻會議的保障要求、系統保障方案、系統配置參數、應急預案和人員分工及崗位要求。(2)會前組織系統測試和操作彩排、應急演練。通過測試來驗證系統設置的正確性，通過彩排和演練，一方面加強操作人員操作的熟練度，另一方面也可驗證操作內容的正確性。(3)與會議主辦單位確認會議聲音畫面的轉播腳本。明確會議主辦方的轉播要求，并落實各項操作內容和時間。

3.2容錯技術的應用方法容錯技術主要指冗余方法的利用，包括結構冗余、信息冗余和時間冗余。當前，各主流視頻會議設備廠商已針對視頻會議技術特點，在產品中廣泛采用了信息冗余和時間冗余技術，如音視頻的編解碼和校驗技術。而結構冗余，最常見的就是雙機容錯技術，包括雙機熱備模式、雙機互備模式、雙機雙工模式。(1)雙機熱備模式：正常情況下，一臺設備處于工作狀態，另一臺設備處于準備狀態。當主設備出現故障時，將備用設備激活，保證短時間內恢復視頻會議的正常使用。(2)雙機互備模式：兩臺設備均處于工作狀態，提供各自的服務，并互相檢測對方的運行情況。當某一臺設備出現故障時，另一臺設備可以在短時間內將故障設備的應用接管過來，從而保證了應用的持續性。(3)雙機雙工模式：兩臺設備均處于工作狀態，同時提供相同的服務，并實現了負載均衡和互為備份。上述三種模式，也是提高視頻會議可靠性中最常用的系統設計方法。對于視頻會議系統中的視頻會議終端和MCU，目前市場上已有實現雙機互備模式的產品和解決方案，而雙機雙工模式的設計，應該是視頻會議設備，特別是MCU設備資源整合和備份的一種發展方向。對于會場音像設備來說，雙機熱備模式是一種比較經濟可行的備份應用。

3.3提高視頻會議可靠性的策略(1)在端到端的故障排查基礎上，有重點地開展可靠性分析。端到端的故障排查，就是指全系統、完整周密地梳理故障點，然后根據視頻會議的特點和要求，找出保障工作的重點。如強調主會場的可靠性，就要重點針對主會場進行可靠性分析，查找和改進所有薄弱環節，加強主會場設備的可靠性。因此，視頻會議的可靠性分析和設計要緊緊圍繞會議的保障要求開展。(2)針對設備功能特點，合理使用各種可靠性技術和方法。關鍵核心設備要實現雙機冗余，非關鍵核心設備可靈活根據需求使用其他方法，要兼顧可靠性和實用性、經濟性的平衡，既不降低用戶使用要求，也不浪費建設資金。(3)除技術外，還要加強管理手段。加強系統的巡檢，提高設備的可用性，定時組織人員的培訓和操作演練，建立健全各項管理制度，從根本上杜絕因管理松懈造成的故障。

作者：李偉單位：國家開發銀行信息科技局