视频会议的高可靠性研究范文

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《信息技术与标准化杂志》2014年第六期

1视频会议故障分析模型

故障是指由于部件的失效、环境的物理干扰、操作错误或不正确的设计所引起的硬件或软件中的错误状态，其中错误是指故障在系统中的具体位置。视频会议故障虽然多种多样，但从故障原因方面可以归纳为四类，见表1。另外，根据故障对视频会议造成的影响，可以将故障分为五级，见表2。表2中的n和m的数值可以根据视频会议具体要求而定。通过对视频会议故障的分类分级，再对应到视频会议所依托的各系统和主要设备中，就可以抽象出视频会议的故障分析模型，见表3。此模型的作用是帮助用户识别和分析各环节潜在的各类故障，并评估和标注各故障的最高影响级别。模型中的各列按照主会场系统、视频会议系统、网络系统和分会场系统的分类方法，较完整地概括了视频会议主会场用户端到分会场用户端涉及到的主要设备，并对应到各行表示的操作、设备、环境和传输四类故障，用户查找每个设备对应某一类故障的最高影响级别，并将其记录在对应的位置上。所有设备故障分析完毕后，得到一张标注不同级别故障的清单，再根据视频会议的具体可靠性要求采取不同的策略处置各级别故障。

2系统可靠性分析

可靠性分析针对视频会议依托系统进行，目的是为了预测和评估系统的可靠性，找出薄弱环节，选择适当的改进方案，以提高系统的可靠性。

2.1可靠性指标系统可靠性是指系统在规定的时间内及规定的条件下，完成规定功能的能力，也就是系统的无故障运行的概率。平均无故障时间(MTTF)定义为从t=0时到故障发生时系统的持续运行时间的期望值。平均故障修复时间(MTTR)是指系统从故障恢复到运行的时间。平均故障间隔时间(MTBF)两次故障之间的时间，MTBF=MTTF+MTTR。系统可用性是指在某个给定时间点上系统能够按照需求执行的概率，可用性=MTTF/(MTBF)×100%。

2.2可靠性分析无论视频会议依托系统如何复杂，都可以简化为串联系统或并联系统，下面给出了串联及并联系统可靠性分析的计算公式。运用计算公式，就可以量化分析使用故障分析模型查找到的各级别故障，并有针对性地设计出改进方案。(1)串联系统。假设一个系统由n个子系统组成，当且仅当所有的子系统都能正常时，系统才能正常工作，这种系统称为串联系统，如果系统的各个子系统的可靠度分别为R1，R2，…，Rn表示，则系统的可靠度为：R=R1×R2×…×Rn(1)(2)并联系统。假如一个系统由n个子系统组成，只要有一个子系统能够正常工作，系统就能正常工作，这种系统称为并联系统，如果系统的各个子系统的可靠度分别用R1，R2，…，Rn表示，则系统的可靠度为：R=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn)(2)在并联系统中，只有一个子系统是真正需要的，其余(n-1)个子系统称为冗余子系统，随着冗余子系统数量的增加，系统的平均无故障时间也就增加了。通过上述串联系统及并联系统可靠性的分析，我们可以得出以下结论，提高视频会议可靠性的一个根本方法就是把串联的子系统和设备设计为并联关系，也就是增加整个系统的冗余度。需要注意的是冗余设备的增加必然会带来建设成本的增加，需根据视频会议的具体情况，综合衡量可靠性要求，选择高性价比的设计方案，在保障达到可靠性要求的同时，又要控制建设成本。

3提高视频会议可靠性的方法和策略

提高系统可靠性的技术一般分为避错和容错技术。避错技术是通过技术评审、系统测试和正确性证明等技术，在系统正式运行之前避免、发现和改正错误。容错是指系统在运行过程中发生一定的硬件故障和软件错误时，仍能保持正常工作而不影响正确结果的一种性能或措施。容错技术主要采用冗余方法来消除故障的影响。

3.1避错技术的应用方法视频会议的故障分类中包括操作性故障，这一类故障的发生是由于操作人员在视频会议过程中操作设备错误，或是配置参数错误导致的。解决操作故障可以采用避错技术，具体方法如下。(1)提前制定视频会议保障方案，并通过方案评审。在方案中应包括视频会议的保障要求、系统保障方案、系统配置参数、应急预案和人员分工及岗位要求。(2)会前组织系统测试和操作彩排、应急演练。通过测试来验证系统设置的正确性，通过彩排和演练，一方面加强操作人员操作的熟练度，另一方面也可验证操作内容的正确性。(3)与会议主办单位确认会议声音画面的转播脚本。明确会议主办方的转播要求，并落实各项操作内容和时间。

3.2容错技术的应用方法容错技术主要指冗余方法的利用，包括结构冗余、信息冗余和时间冗余。当前，各主流视频会议设备厂商已针对视频会议技术特点，在产品中广泛采用了信息冗余和时间冗余技术，如音视频的编解码和校验技术。而结构冗余，最常见的就是双机容错技术，包括双机热备模式、双机互备模式、双机双工模式。(1)双机热备模式：正常情况下，一台设备处于工作状态，另一台设备处于准备状态。当主设备出现故障时，将备用设备激活，保证短时间内恢复视频会议的正常使用。(2)双机互备模式：两台设备均处于工作状态，提供各自的服务，并互相检测对方的运行情况。当某一台设备出现故障时，另一台设备可以在短时间内将故障设备的应用接管过来，从而保证了应用的持续性。(3)双机双工模式：两台设备均处于工作状态，同时提供相同的服务，并实现了负载均衡和互为备份。上述三种模式，也是提高视频会议可靠性中最常用的系统设计方法。对于视频会议系统中的视频会议终端和MCU，目前市场上已有实现双机互备模式的产品和解决方案，而双机双工模式的设计，应该是视频会议设备，特别是MCU设备资源整合和备份的一种发展方向。对于会场音像设备来说，双机热备模式是一种比较经济可行的备份应用。

3.3提高视频会议可靠性的策略(1)在端到端的故障排查基础上，有重点地开展可靠性分析。端到端的故障排查，就是指全系统、完整周密地梳理故障点，然后根据视频会议的特点和要求，找出保障工作的重点。如强调主会场的可靠性，就要重点针对主会场进行可靠性分析，查找和改进所有薄弱环节，加强主会场设备的可靠性。因此，视频会议的可靠性分析和设计要紧紧围绕会议的保障要求开展。(2)针对设备功能特点，合理使用各种可靠性技术和方法。关键核心设备要实现双机冗余，非关键核心设备可灵活根据需求使用其他方法，要兼顾可靠性和实用性、经济性的平衡，既不降低用户使用要求，也不浪费建设资金。(3)除技术外，还要加强管理手段。加强系统的巡检，提高设备的可用性，定时组织人员的培训和操作演练，建立健全各项管理制度，从根本上杜绝因管理松懈造成的故障。

作者：李伟单位：国家开发银行信息科技局