視頻會議網(wǎng)絡(luò)需求

1、第 1 章 網(wǎng)絡(luò)要求基于H.323的視頻會議系統(tǒng)是全球認(rèn)同的多媒體會議標(biāo)準(zhǔn)，依托IP網(wǎng)絡(luò)，IP包都有包頭包尾的開銷大約為20%，IP網(wǎng)是基于包交換的，采用TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)文的雙向傳輸。視頻會議對于帶寬和質(zhì)量有一定要求，要達(dá)到較好的效果需要1Mbps以上帶寬，即參加會議的每一個(gè)會場實(shí)際帶寬都要有大于1Mbps。視頻會議系統(tǒng)作為一個(gè)實(shí)時(shí)的應(yīng)用系統(tǒng)，對現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)有著更加嚴(yán)格的要求。 下圖說明了關(guān)鍵性的應(yīng)用，如視頻、語音應(yīng)用如何收到其他業(yè)務(wù)的影響，從而導(dǎo)致其業(yè)務(wù)流的中斷。數(shù)據(jù)包的延遲不一致，將導(dǎo)致唇音的不同步，而數(shù)據(jù)流中的包丟失和包失序，將導(dǎo)致圖像和語音的抖動。當(dāng)包的丟失率為1

2、%時(shí)，圖像可能會出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，因?yàn)槁曇舻臄?shù)據(jù)包較小，此時(shí)，聲音的影響較小，當(dāng)包的丟失率為2%時(shí)，圖像就開始出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，聲音也開始出現(xiàn)停頓。2% 到 3% 的丟包率或網(wǎng)絡(luò)抖動大于200ms可導(dǎo)致視頻信號無法傳輸。因此，在網(wǎng)絡(luò)中保證音視頻流的連續(xù)性、穩(wěn)定性，是視頻會議獲得良好效果的關(guān)鍵。1.1 視頻會議網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求A、H.323 對不同網(wǎng)絡(luò)的帶寬要求l 以下是一些簡單的網(wǎng)絡(luò)建議，以幫助確定H.323的傳輸網(wǎng)絡(luò)所需的帶寬：l 全雙工以太網(wǎng)=（呼叫速率+20%）*1l 半雙工以太網(wǎng)=（呼叫速率+20%）*2l 廣域網(wǎng)=（呼叫速率+20%）*1l ATM（LANE方式）=(呼叫速率+35%)*1B、

3、點(diǎn)對點(diǎn)會議網(wǎng)絡(luò)：下面的例子是以1Mbps的點(diǎn)對點(diǎn)呼叫為例。需要指出的是，本系統(tǒng)所采用的視頻終端可以進(jìn)行更低或更高的視頻會議呼叫。呼叫帶寬需求表：這個(gè)帶寬是指召開視頻會議所采用的帶寬。視頻會議系統(tǒng)中帶寬占用主要由4部分構(gòu)成：圖像、聲音、數(shù)據(jù)和信令，數(shù)據(jù)、信令占用的帶寬比較小，尤其是會議召開之后，可以忽略不計(jì)。聲音占用帶寬也不大，64k就足夠，聲音帶寬在整個(gè)會議中基本保持恒定不變。而視頻占用帶寬最大，變化也最大。造成整個(gè)視頻會議的帶寬在會議過程中是變化的，而且會因圖像運(yùn)動量的多少而變化，甚至?xí)^召開會議時(shí)所限定的帶寬。所以，一般來講，要多留出20%左右的帶寬作保證。 呼叫速率(H.320)IP需

4、求帶寬128Kbps153Kbps256Kbps307Kbps384Kbps460Kbps512Kbps614Kbps768Kbps922Kbps1Mbps1.2Mbps1.5Mbps1.843Mbps2Mbps2.4MbpsC、內(nèi)置多點(diǎn)會議網(wǎng)絡(luò)：這是以512Kbps呼叫為例：每個(gè)會場與視頻會議終端以512Kbps進(jìn)行連接。不管采用語音激勵或多分屏模式，每個(gè)會場只需要一個(gè)512Kbps帶寬與主會場進(jìn)行連接。D、RMX500C MCU 多點(diǎn)會議網(wǎng)絡(luò)：這個(gè)是以512Kbps1Mbps呼叫為例：每個(gè)會場與多點(diǎn)控制單元以512Kbps1Mbps進(jìn)行連接可以應(yīng)用不同速率進(jìn)行連接。不管采用語音激勵或多分屏

5、模式，每個(gè)會場只需要一個(gè)512Kbps1Mbps帶寬與主會場進(jìn)行連接。1.2 網(wǎng)絡(luò)QoS機(jī)制視頻會議順利進(jìn)行對網(wǎng)絡(luò)有嚴(yán)格要求：網(wǎng)絡(luò)帶寬大于視頻會議速率的25%；網(wǎng)絡(luò)延時(shí)差小于150 ms（PING 1500數(shù)據(jù)包），網(wǎng)絡(luò)抖動小于30ms；丟包率小于1%，終端到核心路由器最好不超過3跳。為了在基于競爭的IP網(wǎng)上獲得此保障，需要使用QoS服務(wù)質(zhì)量保證策略非常必要。QoS服務(wù)質(zhì)量保證策略目前常用的幾種QoS服務(wù)質(zhì)量保證策略主要有：綜合業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)（Int-Serv）Int-Serv（intergralted service）模型是IETF較早提出的實(shí)現(xiàn)IPQoS的一種方法。對推動Internet向QoS

6、方向發(fā)展有著重大的意義。但是Int-Serv模型為了對每一個(gè)業(yè)務(wù)流提供相應(yīng)QoS，必須在網(wǎng)絡(luò)上保存基于流的資源分配和維護(hù)信息，給路由器帶來巨大的存儲和處理負(fù)擔(dān)，限制了Int-Serv在大型網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用。另外在路由器上還要實(shí)現(xiàn)接入控制、業(yè)務(wù)分類、業(yè)務(wù)整形和信令協(xié)議處理，進(jìn)一步提高了對路由器的要求業(yè)務(wù)區(qū)分結(jié)構(gòu)（Diff-Serv)Diff-Serv(Differentiated Service)是IETF在1998年底提出的一種新穎的分級服務(wù)模型，按業(yè)務(wù)種類提供不同服務(wù)的Diff-Serv，模型相對于按流服務(wù)大大減輕了路由器負(fù)擔(dān)，并且分類整形等工作只在邊緣路由器上實(shí)現(xiàn)，中心路由器只執(zhí)行簡單的PHB

7、，比Int-Serv模型又進(jìn)一步減輕了對路由器的要求。排隊(duì)機(jī)制早在1992年，為了提高IP上的服務(wù)質(zhì)量，就提出了加權(quán)公平排隊(duì)算法 （WFQ：Weighted Fair Queuing）。WFQ是一種公平排隊(duì)算法，它依據(jù)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級、到達(dá)時(shí)間等諸多因素對每個(gè)數(shù)據(jù)包動態(tài)地打上時(shí)戳，并將時(shí)戳值最小的數(shù)據(jù)包發(fā)送出去?？梢栽谝欢ǔ潭壬戏乐鼓承阂庥脩暨^度占用帶寬。業(yè)務(wù)均衡（traffic engineering）Traffic engineering是預(yù)先避免擁塞發(fā)生的機(jī)制。受限路由（Constraint-Based Routing）是在QoS路由基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種業(yè)務(wù)均衡機(jī)制，用于在網(wǎng)絡(luò)上均勻分配

8、業(yè)務(wù)，以達(dá)到避免擁塞的目的。它除了考慮路徑上的跳數(shù)以外，還綜合考慮多種因素，如業(yè)務(wù)QoS要求、網(wǎng)絡(luò)資源狀態(tài)來選擇路由。受限路由除了能在一定程度上保證IP QoS外還可提高網(wǎng)絡(luò)利用效率。通過對支持QoS的網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備設(shè)置QoS策略，來對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流進(jìn)行控制。時(shí)延及丟包一般是在網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)產(chǎn)生的，此時(shí)，路由器端口的緩存溢出，將部分?jǐn)?shù)據(jù)包丟棄。缺省情況下，路由器采用FIFO(先進(jìn)先出)的排隊(duì)方式，無法保證視頻數(shù)據(jù)流的優(yōu)先，也就無法保證視頻會議的效果。在路由設(shè)備上采用QoS需要IOS的支持，某些路由設(shè)備對QoS的支持有限，因此要保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持QoS機(jī)制。一般情況下，為減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，都利用優(yōu)先排隊(duì)方式

9、，如：LLQ,PQ，賦予視頻數(shù)據(jù)包高的優(yōu)先級。網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，使視頻的包能優(yōu)先處理。為區(qū)別視頻流與其他數(shù)據(jù)包，需要利用訪問列表和class map，并將這種數(shù)據(jù)流規(guī)定一定的策略，定好之后應(yīng)用于相應(yīng)的端口，并在數(shù)據(jù)流經(jīng)過的所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上采用相同策略。1.3 視頻會議最重要關(guān)鍵的因素：延遲、抖動和丟包A、延時(shí)（Delay）H.323下的視頻由 4個(gè)分離的數(shù)據(jù)流. 兩個(gè)半雙工的視頻流和兩個(gè)半雙工的音頻流.這就是從一個(gè)終端到另一個(gè)終端的音視頻流。 延時(shí)的計(jì)算：總延時(shí)=傳輸延時(shí)+編碼延時(shí)造成延時(shí)的幾種原因：1、 傳輸材質(zhì)不同：如果采用銅線光纖進(jìn)行傳輸，造成的傳輸延時(shí)也不同，光纜、銅纜和衛(wèi)星三種傳輸方式中，光

10、纜的每公里延時(shí)最短。2、 編解碼延時(shí)：采用不同的壓縮機(jī)制或者軟/硬件的編輯器都會造成圖像延時(shí)增加。編碼延時(shí)一定要小于250ms。范圍描述1150ms可被接受的范圍151400ms可以接受的范圍， 管理員需要知道應(yīng)用程序?qū)鬏敃r(shí)間和影響。大于400ms不能被接收，有可能被作為超時(shí)處理。延時(shí)過大會導(dǎo)致下列現(xiàn)象：l 無法溝通：覺得對方反饋時(shí)間太差，影響雙顯溝通質(zhì)量。可能造成說完話，過很長時(shí)間對方采用動作上的反饋。l 圖像跳躍： 圖像會出現(xiàn)“眨眼”現(xiàn)象，過一會圖像就刷新一下的感覺。l 唇音同步差：過大的延時(shí)會感覺圖像與聲音不合拍，嘴還沒有張開話就傳過來了。B、抖動由于視頻會議是采用的RTP（實(shí)時(shí)傳輸協(xié)

11、議），對于視音頻有時(shí)效的要求，必須按實(shí)際的隊(duì)列進(jìn)行傳輸，否則會造成出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象。抖動與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流中的包丟失和包失序有關(guān)，當(dāng)包的丟失率為1%時(shí)，圖像可能會出現(xiàn)發(fā)虛現(xiàn)象，因?yàn)槁曇舻臄?shù)據(jù)包較小，此時(shí)，聲音的影響較小，當(dāng)包的丟失率為2%時(shí)，圖像就開始出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，聲音也開始出現(xiàn)停頓.C、帶寬及丟包丟包率建議在1%以下，如果3%，圖像會出現(xiàn)停頓現(xiàn)象，如果7%圖像會出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象，如果>7%會出現(xiàn)斷線現(xiàn)象。4、網(wǎng)絡(luò)相關(guān)參數(shù)參數(shù)結(jié)果相關(guān)要求網(wǎng)絡(luò)使用率優(yōu)秀低于20%好20-30%中等30-50%不滿足超過50%廣播及組播優(yōu)秀低于每秒 10個(gè)包好每秒10-30 個(gè)包 中等每秒 30-50 個(gè)包較差每秒 50-80個(gè)包不滿足每秒80個(gè)包以上包丟失率優(yōu)秀小于0.1%好0.2%中等0.2%-1%較差1-2%不滿足2%以上網(wǎng)絡(luò)抖動優(yōu)秀30ms以內(nèi)好30ms-50ms中等50-100ms較差100-250ms不滿足250ms以上單向網(wǎng)絡(luò)延時(shí)（ping /2)優(yōu)秀50ms 以內(nèi)好50-100ms中等100-200ms較差200-300ms不滿足300ms以上1.4 會議室要求視頻會議室的裝修風(fēng)格、燈光布置、會議室設(shè)備對視頻會議系統(tǒng)的效果影響較大，因此，在建設(shè)視頻會議系統(tǒng)之前，就要對視頻會議室進(jìn)行整體規(guī)劃。根