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QoS解决方案 视频会议系统应用案例
 

    在IP网络上开展交互式视讯应用对网管人员来说,最大的担心是视频通信将占用较大的网络带宽,从而影响其它的应用。当然,典型的终端用户本能的希望以尽可能高的速率来召开视频会议,从而获得尽可能好的音频和视频质量。 
    事实上,如果带宽足够,这将是取代面对面会议的典型做法。然而,如果使用的视频会议数据传输率引起网络的饱和,从而造成数据包丢失和严重的网络抖动,则不如降低数据传输率,消除数据包丢失和网络抖动,用户反而能获得更好的音频和视频效果。换句话说,有QoS质量保证的768kbps的视频会议几乎肯定要比无QoS保障的1.5Mbps的视频会议有更好的音频和视频质量。

  1.1 视讯业务对IP网络的带宽要求

  对于确定速率的视讯通信而言,实际占用带宽明显高于标称值,例如384K视频通讯实际占用带宽可能达450K。这是因为标称值仅考虑了实际音视频数据传送速度,没有考虑业务开展所需的附加开销,如信令等。一般来说,区分开数据业务和视讯业务是相当困难的,因此一般情况下冗余为1.5-2倍为宜。

  要在IP承载网络上开展实时多媒体视讯业务,承载网络本身必须对端到端的通信服务质量Qos提供保障。实时多媒体视讯业务的Qos实现要求IP承载网络在承载端到端的视讯业务的视音频IP包码流时,做到延迟小、抖动低、丢包率低。

  开展视讯业务的推荐带宽为:

  入门级:384kbit/s(25-30帧/S,CIF格式)

  商用级:768kbit/s(30帧/S,CIF格式)

  豪华级:2Mbit/s(30帧/S,CIF格式)

  384k以上时,不同带宽下的帧率基本相同,但是传递的图像细节会有一定的差异,图像速率越高,传递的细节越清晰。

  1.2 视讯业务对IP网络QoS的要求

  根据《IP网络技术要求--网络性能参数与指标》中规定: 进行多媒体传输(视讯业务),网络性能要求达到1级或1级以上。中华人民共和国通信行业标准《IP网络技术要求--网络性能参数与指标》中规定的网络性能等级参数为:

  Qos等级默认值0级1级(交互式)2级(一般模式)3级(U级)

  网络延时上限未规定150ms400ms1sU

  延时抖动上限未规定50ms50ms1sU

  丢包率上限未规定1/10001/10001/1000U

  包误差率上限1/10000默认默认默认默认

  丢包:丢包率为千分之一时,大部分人便可以感知到图象有花块,丢包率为百分之一时声音的异常就会被与会人听出来。当然在实际的业务运行过程中,图象的运动量一般比较小,如果随机(突发性、非持续性的)的丢包在百分之一以内,大部分会议均能较为正常召开。

  抖动:抖动过大会严重影响视讯业务的视音频主观质量,具体表现为声音出现剪切、图象出现凝固和快进。开展实时视讯业务的网络抖动最好能控制在50ms以内,减少抖动的方法在于减少端到端的跳数,并保证足够的带宽和视音频数据包传输时的优先级。

  延时:一般情况下要求端到端单向时延在300ms以内,反馈的时延在500ms以内。

  由于网络的容量是有限的,所以满足以上指标的业务流量也是有限的。为此,从网络的可运营性来说,只有给出满足以上指标的极限业务容量(等效最大并发用户数),才能确实保证用户的服务质量。

  1.3 浙江烟草针对带宽管理的解决方案

  数据网络厂家相继开发出一些剩余带宽管理方案,增加带宽能解决问题,但是费用较高,尤其是对于广域网而言。本次浙江烟草全省视频会议系统工程,针对带宽问题,采用了四种互为补充的方法进行解决:

  ●将共享式局域网升级为交换式(如HUB更换为交换机)

  ●将局域网从10Mbps升级为100Mbps

  ●应用Gatekeeper 功能

  ●利用自适应带宽调整特性来配置系统

  交换式和100Mbps局域网已经在大多数企业种应用,这非常有利于开展交互式IP视频应用。这两种方法都是为了给交换机和终端之间的网段提供更大的带宽。其中,交换技术为交互式视讯应用提供了更多的好处。因为以太网(IEEE 802.1)是一种容许冲突的传输层协议。在最后一段(网段)为终端提供独占的带宽来消除冲突,这对使用UDP的实时应用来说是非常重要的,UDP是一种无连接的第四层协议(不同于一般上网用的TCP协议,对实时性要求不高),本身不具备检测数据包丢失并降低数据发送率的机制。因此,任何冲突将导致视频画面暂时冻结或声音中断。这对于某些应用来说是可行的(例如办公传送Email等),但对于视讯系统应用则无法为人们接受。将网段提升至100Mbps能提高网段带宽的利用率。

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