地震行业网是由中国地震局统一建设的，专用于地震监测、预报、应急响应、科学研究以及行业内部办公的专用网络，也是天津市地震局核心业务网络^[9-10]。该网络节点覆盖天津市地震局各个业务部门和地震监测中心站。通过该网络可以与中国地震局、其他省级地震局、中国地震局直属单位、地震监测台站等视频会议节点进行视频联通。

应急指挥骨干网是为国家、省、市、县各级应急指挥机构之间提供高速、可靠、安全、专用通信通道的信息传输网络，也是整个应急指挥体系的“信息大动脉”和“神经中枢”。应急指挥骨干网承载了天津市、区、街镇三级应急指挥的调度任务，也是天津市地震局应急指挥中心与天津市防灾减灾委员会各成员单位联动的主要通信链路。

电子政务外网是依据国家统一标准与规范构建的，用于承载各级政府部门非涉密性业务应用与信息服务的基础性公用网络平台。天津市地震局应急指挥中心通过该网络可以与天津市政府总值班室、天津市各区人民政府值班室、各委办局值班室及重点企事业单位值班室进行视频会议互联互通。

卫星通信网络主要在没有其他通信网络或其他通信网络瘫痪时应用，也是巨灾条件下最可靠地通信手段，是应急通信体系中无可争议的‘最后保障’。依托该链路天津市地震局应急指挥中心可以与天津市地震局现场卫星便携站进行视频会议联动。

以4G/5G为代表的移动互联网具有高效、稳定等特点，可以为智能手机、平板电脑、便携式视频会议终端召开视频会议提供网络支持。天津市地震局应急指挥中心在互联网上部署了信令融合服务器和通信网关可接入小鱼云会议和腾讯视频会议。

图1 天津市地震局应急视频会议系统组网拓扑图Fig.1 Network topology of emergency video conference system of Tianjin Earthquake Agency

在视频会议系统中，背靠背转发是一种中介处理架构技术。其技术路线核心在于，背靠背转发并非简单地在会话双方之间透传信令与媒体流，而是作为独立的中间节点，分别与呼叫的发起方和接收方建立两个独立的会话连接。它终结来自一方的会话请求，并基于其逻辑重新生成一个全新的会话邀请至另一方，从而实现对信令和媒体的完全控制与处理^[13]。

该方案的主要优点在于其提供了极高的灵活性与控制力。系统可基于网络状况对媒体流进行深度处理，如转码、带宽控制、安全策略执行等。同时，该技术能够有效隐藏终端网络的拓扑结构，提升系统的安全性，并便于实现如录制、混音、布局合成等高级会议功能。该技术的主要缺点是引入了额外的处理延迟，由于媒体流需经中间服务器进行接收、解码、再编码和转发，所以不可避免地会增加端到端的传输时延。当高质量、大并发视频流需要转发时，转发设备的处理能力和I/O能力也会成为影响视频质量的瓶颈。

背靠背技术局具有非常优秀的兼容性，能够无缝桥接不同协议、不同编码格式、不同品牌型号的设备，是实现异构视频会议系统互联互通的核心技术手段。但该技术在部署和运维方面并不友好，不仅需要部署高性能中间设备，还需要配合复杂的信令路由和媒体策略，对运维人员的要求相对较高。

基于网关的协议转换技术依托会话边界控制器等专用硬件或软件网关设备，其技术本质是背靠背转发技术的延续和拓展。网关作为独立的中间节点，分别与通信双方建立独立的会话连接；它首先终结来自一端系统的信令与媒体流，随后根据预设规则和目的端系统的能力要求，重新生成符合另一端协议标准的信令，并对媒体流进行转码、封装等处理后再进行转发。该技术主要应用在行业专网与互联网之间建立安全边界，实现业务互通的同时进行网络隔离与安全防护，实现基于H.323或SIP协议的硬件视频会议系统与基于网页实时通信（Web Real-Time Communication，We⁃bRTC）、会话初始协议（Session Initialization Proto⁃col，SIP）的云视频会议平台之间的互联。

基于网关的协议转换技术通过网关能够屏蔽后端网络拓扑，可增强系统得安全性；通过媒体处理能力（如编码格式转换、带宽控制）可提升系统的兼容性，适配各类型设备。同时，该技术也存在一些固有的缺点。首先，网关需要进行完整的信令和媒体处理，这就会引入额外的处理时延，对实时通信体验造成一定影响。其次，网关设备的采购与部署成本较高，技术复杂性和运维成本相对较高。最后，网关作为单点设备，其可靠性和性能扩展性可能成为大规模应用场景下的瓶颈。

基于多点控制单元（Multipoint Control Unit，MCU）的媒体融合技术是视频会议系统中实现多路音视频资源集中处理与分发的核心架构。其技术路线采用“集中式处理”模型，所有参会终端将各自的音视频流上传至MCU，MCU对每路数据流进行深度解析、解码，随后在媒体层执行混合、切换、布局重组等操作，最后将处理后的统一媒体流重新编码，分发给每个终端^[14]。

该技术主要应用于对稳定性、安全性和会议控制力要求较高的领域，如政府、军队、国有企业的内部会议。该技术的主要优点在于能提供高度统一和稳定的会议体验。MCU作为核心，能彻底屏蔽终端间的能力差异（如不同编码格式、分辨率），确保所有参会者获得一致的视听效果。同时，MCU集中式架构简化了每一路视频节点网络地址转换和穿透问题，便于管理和控制。该技术的缺点也比较明显。首先，中心化处理模式引入了较高的端到端延迟，因为数据需经历上传、解码、混合、再编码、分发多个环节，对实时通信体验造成一定影响。其次，MCU成本较高，且其处理能力存在物理上限，难以应对大量节点同时组会的需求。最后，MCU作为单一核心节点，其可靠性关乎整个系统，对设备冗余和保护要求极高^[15]。

网络穿透技术是通过解决网络地址转换和防火墙带来的通信障碍，使得分布于不同私有网络中的节点能够建立直接或中继的媒体流连接。该技术主要遵循交互式连接建立框架，综合运用会话穿越工具、中继穿越工具和信令服务器协同工作的技术路线。交互式连接建立框架能够自动收集多种候选传输路径（包括主机地址、反射地址和中继地址），并通过优先级排序和连通性检查确定最优传输方案。

该技术的优点主要体现在三个方面：一是能够有效建立跨网络通信链路，突破网络拓扑限制，提高连接成功率；二是通过优先采用点对点直连模式，降低了系统带宽成本和服务器负载；三是具备较强的网络适应性，能够在复杂网络环境下维持通信稳定性。同时，该技术也存在一定局限性：①中继模式会引入额外的传输延迟；②其效果依赖于会话穿越工具服务器和中继穿越工具服务器的部署质量和网络状态。

地震行业网是地震应急视频会议系统运行最主要的承载网，应急指挥中心主用视频会议终端和主用MCU都在地震行业网上运行。在行业网融合层主要使用MCU的媒体融合技术对行业网内支持H.323音视频协议和SIP协议的视频会议终端进行组会，利用MCU强大的流媒体处理能力和会议管理能力自动适配不同网络环境下不同品牌、不同类型的视频会议终端，实现“统一管理、集中控制、体验一致”的融合通信目标。

由于小鱼视频会议系统和腾讯会议主要在互联网上运行，所以在互联网融合层主要采用基于网关的协议转换技术实现跨网融合。

中国地震局和天津市地震在地震行业都部署了小鱼视频会议的融合信令网关。小鱼融合信令网关是小鱼视频会议的关键组件，它本身不直接处理音视频流，主要用于信令的转换、路由和管理。融合信令网关采用多协议栈（主要包括H.323、SIP、BGCP和小鱼私有协议）转换技术，可以实现传统硬件视频会议终端与小鱼视频会议终端（软件）会议协议畅通。同时，在小鱼融合信令网关中使用网络穿透技术配置互联网接口，实现互联网侧视频会议信号通过融合信令网关双向接入地震行业网。

由于在地震行业网内没有部署针对腾讯会议应用融合网关，天津市地震局应急指挥中心通购买了腾讯会议连接器。该连接器是部署在互联网端的信令网关，该网关和小鱼信令融合网关类似具备多协议转换功能，可以在互联网端完成信令协议转换，实现腾讯会议与传统硬件视频会议终端会议协议畅通。利用天津市地震局地震行业网互联网端口，实现地震行业网侧视频会议信号接入互联网。

地震应急指挥骨干网是天津市地震局与天津市政府、天津市应急管理局视频联动的主要承载网络。要实现地震行业网与应急指挥骨干网之间视频会议联通主要采用网络穿透技术。在进行网络穿透时主要有两种技术方案：一是在视频会议设备层面进行网络穿透；二是在整体网络架构层面进行网络穿透。由于视频会议设备层面的穿透与不利于网络安全管理，所以采用整体网络架构层面进行网络穿透。为了实现网络架构层面的网络穿透需要在边界防火墙上配置地震行业网和应急指挥骨干网的地址映射，并放开视频会议需要使用的网络端口。此外，还需要在边界路由器上配置两个网络之间的路由，保证数据链路畅通。

天津市地震局在VAST卫星网络建设时就已经完成了与地震行业网的融合，所以不需要做其它额外的工作。由于相关规定不允许电子政务外网与其他网络融合，而且电子政务外网上的视频会议节点也都有相应的设备部署在应急指挥骨干网，所以此次视频会议跨网融合应用实施时没有考虑电子政务外网层面的融合。