CN1323533C - Ip网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有利于网络流量的均衡，减轻骨干网络的带宽压力，从而能够有效地提高视频会议系统的容量和可用性的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于包括以下步骤：在所述多媒体会议系统中部署两个或两个以上的多点控制单元；所述多点控制单元部署在所述多媒体会议系统中的节点/网段内；根据业务流量的分布，即各节点/网段内的会议终端密集程度，对所述多媒体会议系统中的节点/网段进行排序；对由所述排序得到的会议终端密集程度较高的节点/网段部署至少一个多点控制单元。
Description
技术领域
本发明涉及运行于IP业务网络的多媒体会议系统，特别是一种IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法。
背景技术
多媒体会议系统通过通信网络将多个位于异地的多媒体会议终端连接起来，在多点控制单元(Multi-point Control Unit，MCU)的控制下，让与会者以图像、语音和数据等多媒体方式进行通信。多媒体会议系统包括多媒体会议终端、多点控制单元和网守(Gatekeeper，GK)。多媒体会议终端与其它终端、多点控制单元和网守进行双向的图像、语音和数据等多媒体通信。多点控制单元提供对多个多媒体会议终端的控制，并进行图像、语音和数据的处理和交换，支持三个以上终端间的多点会议。一般来说，多点控制单元由多点控制(MC)和多点处理(MP)两个功能模块构成，多点控制提供对多点会议的控制，多点处理对多路视频、音频和数据信号进行处理，多点处理器由多点控制器控制。网守实现系统的管理功能，包括用户管理、会议管理、设备管理和带宽管理等。
在现有的多媒体会议系统中(如图1所示)，采用集中方式部署多点控制单元，因此，存在以下问题：
1.由于以集中方式在多媒体会议系统中部署多点控制单元，多点控制单元的处理和交换的负荷较重，特别是在系统用户较多，同时进行多个会议时，这就限制了系统的规模，无法组建大型多媒体会议系统；
2.在进行多点会议时，有关与会终端发送的图像、声音和数据都向多点控制单元集中，经过多点处理模块进行图像和语音处理(多画面处理、混速、混音等)后，再转发到每个与会终端，如图1中实线所示，这样势必造成多点控制单元所在节点数据流量较大，占用较多带宽资源，特别是在与会终端数量较多时，并且在骨干网上可能会造成较大的流量，严重时会造成网络拥塞。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述缺陷，提供一种有利于网络流量的均衡，减轻骨干网络的带宽压力，从而能够有效地提高视频会议系统的容量和可用性的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法。
本发明的技术方案如下：
IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于包括以下步骤：在所述多媒体会议系统中部署两个或两个以上的多点控制单元；所述多点控制单元部署在所述多媒体会议系统中的节点/网段内。
根据业务流量的分布，即分布在各个节点/网段中的会议终端密集程度，对所述多媒体会议系统中的各个节点/网段进行排序，得到序列1；对序列1中会议终端密集程度最高的节点/网段部署至少一个多点控制单元。
根据各节点/网段的业务质量要求，对所述多媒体会议系统中的节点/网段进行排序，得到序列2；对序列2中业务质量要求最高的节点/网段部署至少一个多点控制单元。
根据所述节点/网段的排序，在选定部署多点控制单元的节点/网段中，实行按比例部署多点控制单元，所述比例符合下述关系式：任一节点/网段内的多点控制单元个数与该节点/网段内的会议终端个数之比恒大于一个多点控制单元与该多点控制单元额定支持的会议终端个数之比。
所述多点控制单元均由网守调度和控制，使多个多点控制单元协同作用，以共同实现所述多媒体会议系统的多点控制功能。
所述多点控制单元之间互为备份，以提高多点控制功能的可靠性。
所述会议终端通过网守均配置有首选多点控制单元和备选多点控制单元。
通过网守采用动态调度算法，管理和分配系统的多点控制设备资源，以实现多点控制单元的负载均衡。
本发明的技术效果如下：
由于本发明IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，在一个多媒体会议系统中部署的多点控制单元达到两个或两个以上，并且部署在该多媒体会议系统中的节点/网段内，也就是说实行了分散部署MCU的原则，将MCU资源分散部署在用户群区域，这样可以使得部署有MCU的节点/网段内的各与会终端尽可能在本地实现交换，减少占用干线的带宽资源，多个MCU的部署，能够有效解决单一MCU的容量受限的问题，并且使得MCU的设置更加灵活方便，完全可以根据多媒体会议系统各个区域业务量的大小设置MCU，这样，有利于网络流量的均衡，减轻骨干网络的带宽压力，从而能够有效地提高视频会议系统的容量和可用性，便于扩大系统的规模以组建大型多媒体会议系统。
由于在会议终端密集程度最高的节点/网段部署至少一个多点控制单元，也就是说实行了本地化部署MCU的原则，将MCU设置在用户最密集的区域，可以尽可能少地占用骨干线路的带宽资源，有利于减少骨干网上的流量，避免造成网络拥塞。当然，根据这一技术实质，可以按最高、次高等的排列次序依次或选择部署。
由于对业务质量要求最高的节点/网段，部署至少一个多点控制单元，这就充分满足了重要用户对会议系统的可用性要求。当然，根据这一技术实质，可以按最高、次高等的排列次序依次或选择部署。
由于在选定部署多点控制单元的节点/网段中按过量比例部署多点控制单元，这样，可以根据用户的分布情况，尽可能地将MCU资源分散布署到各个密集的用户群区域，一方面可以尽可能地使多点通信音视频码流的交换在本地进行，减少了不必要的干线流量，降低了骨干网络的带宽压力：同时也均衡了MCU的负荷，提高了全系统的交换能力，从而提高了系统容量，支持更多的并发用户；虽然部署更多的MCU会增加系统建设投入，但却能节省宝贵的干线带宽资源，从而在更高的层次上优化了系统配置，提升系统总体效益；也为实行最小瓶颈原则，充分利用宝贵的MCU资源，即部署MCU时，尽可能将MCU设置在网络带宽瓶颈最小的结点，以及为网守(GK)根据系统中并发会议对MCU需求，动态地调度、分配MCU资源的MCU调度算法提供了充分条件。
由于多个多点控制单元在网守调度和控制下能够协同作用，以共同实现多媒体会议系统的多点控制功能，这样就对会议的高效运作提供了有效的支持，能够适应与会终端在分布上和数量上可能出现的各种大的变化。
由于多个MCU之间可以互为备份，提高了系统的可用性。
由于每个会议终端分别配有首选MCU和备选MCU，当首选MCU因容量、故障等原因不可用时，会议终端可以使用备选MCU，这就更进一步提高了系统的可用性。
由于通过网守采用动态调度算法，管理和分配系统的多点控制设备资源，实现多点控制单元的负载均衡，这就可以使得GK根据优选的合理原则合理地调度、分配MCU资源，使得MCU资源的动态配置尽可能优化，有利于提供一个高效完善、稳定可靠的基于IP网的多媒体会议系统。
关于MCU的部署原则：
原则一：本地化原则，该原则是指在部署MCU时，尽可能将MCU设置在用户最密集的区域。这样可以尽可能少地占用骨干线路的带宽资源。
原则二：分布化原则，该原则是指在部署MCU时，应根据用户的分布情况，尽可能地将MCU资源分散布署到各个用户群区域。这样可以尽可能少地占用骨干线路的带宽资源。虽然部署更多的MCU会增加系统建设投入，但却能节省宝贵的干线带宽资源，从而在更高的层次上优化了系统配置，提升系统总体效益。
原则三：最小瓶颈原则，该原则是指在部署MCU时，尽可能将MCU设置在网络带宽瓶颈最小的结点。因为MCU资源是可视通信系统中最宝贵的资源之一，不应由于其它资源的配置不当而浪费了宝贵的MCU资源。
关于MCU的调度算法：
MCU的部署原则是用户在部署MCU时应遵循的原则，它是相对静态的。MCU的调度算法则是GK根据系统中并发会议对MCU需求，动态地调度、分配MCU资源时应遵循原则。GK根据这些原则合理地调度、分配MCU资源，使得MCU资源的动态配置尽可能优化。
调度算法一：就近分配原则，该原则是指GK将根据各与会方的分布，就近分配MCU资源。这样可以尽可能在本地实现交换，减少占用干线的带宽资源。
调度算法二：最少资源原则，该原则是指当网络带宽足够时，一个会议尽量在一个MCU中召开，减少MCU资源的占用。
调度算法三：最小骨干带宽原则，该原则是指当各个与会方分布在不同的结点时，采用MCU级联的方式，减少骨干带宽的占用。
调度算法四：负载均衡原则，该原则是指当某个会议的可用MCU为多个时，在遵循上述原则的前提下，选择负荷最轻的MCU。
附图说明
图1为集中、单一MCU的多媒体会议系统的分布结构示意图；
图2为采用本发明方法的多个MCU的多媒体会议系统的分布结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图2所示，本发明由一个网守、多个(大于等于2)多点控制单元MCU、多个多媒体会议终端组成。网守与MCU和会议终端建立通信连接，管理整个系统。各个多媒体会议终端在空闲时与其所属的网守建立双向通信连接，在参加会议期间，除与网守建立连接外，同时还与控制本次会议的MCU建立通信连接。MCU在召开多点会议期间对各与会终端进行控制，对图像、语音信号进行交换和控制。
在图2所示的系统中，根据会议终端的分布情况和网络的拓扑结构，多个MCU分散部署在不同的节点/网段。例如，节点/网段1中会议终端比较密集，重要用户较多，因此部署了多个MCU；当然这一方式也同样适用于仅仅会议终端比较密集或者仅仅重要用户较多等单一状况；节点/网段m中会议终端较多，部署了一个MCU；节点/网段n中会议终端较少，没有部署MCU。
在系统中根据会议终端的分布情况，部署多个MCU，在网守的调度和控制下，这些MCU共同实现系统的多点控制功能。在本系统中，网守分别与其所辖的会议终端和MCU相连，实现系统管理功能。各个会议终端在空闲时与其所属的网守进行通信联系；在参会期间，除与所属的网守保持通信连接外，还与控制该会议终端的MCU建立通信连接。
本发明中，通过采用分布式处理的方法，根据会议终端的分布情况，结合IP网络的实际拓扑结构，在会议终端密集的各个结点上分别部署多个MCU(如图2所示)。这样，一方面尽可能地使多点通信音视频码流的交换在本地进行，减少了不必要的干线流量；同时也均衡了MCU的负荷，提高了全系统的交换能力，从而提高了系统容量，支持更多的并发用户。采用MCU分布处理的方法，解决了单一MCU的容量受限的问题，并且使得MCU的设置更加灵活方便。可根据系统各个区域业务量的大小设置MCU。
多个MCU之间采用互为备份，提高了系统的可用性。这符合本发明在一个会议系统中采用多个MCU的技术实质，是发挥协同功能作用的具体实现方式。
每个会议终端分别配有首选MCU和备选MCU。当首选MCU因容量、故障等原因不可用时，会议终端可以使用备选MCU。这同样符合本发明在一个会议系统中采用多个MCU的技术实质，也是发挥协同功能作用的具体实现方案。
应当指出，以上所述实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
Claims (7)
1.IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于包括以下步骤：在所述多媒体会议系统中部署两个或两个以上的多点控制单元；所述多点控制单元部署在所述多媒体会议系统中的节点/网段内；根据业务流量的分布，即分布在各个节点/网段中的会议终端密集程度，对所述多媒体会议系统中的各个节点/网段进行排序，得到序列1；对序列1中会议终端密集程度最高的节点/网段部署至少一个多点控制单元。
2.根据权利要求1所述的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于还包括以下步骤：根据各节点/网段的业务质量要求，对所述多媒体会议系统中的节点/网段进行排序，得到序列2；对序列2中业务质量要求最高的节点/网段部署至少一个多点控制单元。
3.根据权利要求1或2所述的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于还包括以下步骤：根据所述节点/网段的排序，在选定部署多点控制单元的节点/网段中，实行按比例部署多点控制单元，所述比例符合下述关系式：任一节点/网段内的多点控制单元个数与该节点/网段内的会议终端个数之比恒大于一个多点控制单元与该多点控制单元额定支持的会议终端个数之比。
4.根据权利要求3所述的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于还包括以下步骤：所述多点控制单元均由网守调度和控制，使多个多点控制单元协同作用，以共同实现所述多媒体会议系统的多点控制功能。
5.根据权利要求4所述的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于还包括以下步骤：所述多点控制单元之间互为备份，以提高多点控制功能的可靠性。
6.根据权利要求5所述的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于还包括以下步骤：所述会议终端通过网守均配置有首选多点控制单元和备选多点控制单元。
7.根据权利要求6所述的IP网多媒体会议系统中分布式多点控制单元的部署方法，其特征在于还包括以下步骤：通过网守采用动态调度算法，管理和分配系统的多点控制设备资源，以实现多点控制单元的负载均衡；所述采用动态调度算法是指从以下调度算法中单独或组合选取：就近分配，最少资源，最小骨干带宽，负载均衡。
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