浙江省烟草公司信息中心 蒋善航
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。
H.323标准定义了一个称之为GateKeeper的部件。GateKeeper为H.323网络提供许多管理功能，包括带宽管理、访问控制、地址转换和注册。从带宽管理角度来看，Gatekeeper能够按照下列策略层设置对带宽进行控制:
●限制用户的最大视频会议数据率
●限制用户组成网段上的最大视频会议数据率
●将总的视频会议数据率限制在网络总带宽的某个指定的百分比之内
●限制可同时使用网络的H.323终端的数量
自适应带宽调整功能使得视频终端能通过检测网络上有利和不利的因素来自动适应网络的容量和性能。这样，通过动态调整视频会议的数据传输率，为终端用户提供尽可能好的视频质量，同时又不阻塞网络。音频信道在视频会议中保持一个指定的数据率，以提供持续的高质量的音频。自适应带宽调整功能主要是通过检测数据包丢失的情况来起作用。如果终端检测到数据包丢失超过了一个指定的阀值，它将会自动降低视频会议数据率。此后，通过定期检测，自适应带宽调整将试图提高视频会议数据率，寻找一个能提供最优视频会议质量的数据传输率临界点，该临界点在视频会议过程中可能是不断变化的。总结起来，自适应带宽调整特性为最终用户带来下列好处:
●终端设备自动调整，无需人工干预
●防止视频会议所引起的网络饱和
●在视频会议过程中，通过自动寻找数据传输率临界点来优化视频质量
● 控制输入、输出数据率
本次浙江烟草全省视频会议系统采用的华为3Com设备，全面支持自适应带宽调整技术。利用PacketAdjust自适应带宽调整特性，可以使整个视频会议系统在监测到网络发生丢包时，能够自适应降低视频会议速率，保证会议流畅进行。
