1.4 浙江烟草针对QoS的解决方案
要保证视讯系统应用的高质量,仅仅增加带宽或自适应降低视频会议数据率是不够的,必须有成熟的IP网络QoS解决方案来保证视频会议的质量。
在IP网络中,有许多应用广泛的QoS技术。例如:
资源保留协议(RSVP)是一种保留设置和控制协议,用以在IP网络上实现类似于电路交换网络的特性。它主要适用于定量的QoS请求,即应用所各自指定自己的质量要求和参数。RSVP的不足在于没有考虑高可伸缩性,因为它要针对每一数据流处理QoS请求。Cisco RSVP的一种实现方法允许配置RSVP代理服务器,在边缘路由器,甚至非RSVP的应用和主机之间实现RSVP。
与RSVP形成对照的是,区分服务(DiffSew)是一种发展中的标准,它根据用户请求的不同服务水平协议的不同数据流指定QoS类别,例如设置某种应用的IP包的优先级更高,则可获得高的优先级应用。它定义了两种服务水平,根据预先确定的策略原则应用于网络数据流,这样,它比RSVP具有较高的可伸缩性,但不能提供精细的QoS分类。
除此之外,还有多协议标记交换(MPLS),IPV6和802.IP等,每种标准都有自己的QoS实现方法。这些各种各样的QoS标准和技术将会不断发展和融合,为未来的IP使用提供更高的服务质量保证。
在实际应用中,我们体会到华为3COM采用的PacketAdjust技术效果不错。它针对IP视频会议解决QoS问题,并且能方便地与前面提到的那些标准和技术共存。因为PacketAdjust特性是在IP视频设备上实现的,它们能与网络设备(主要是交换机和路由器)中的QoS特性配合使用。在华为3COM视讯系统中,系统设备是可以纠正某些网络异常的(如:抖动、数据包顺序混乱和数据包重复)。浙江烟草全省视频会议系统应用如下:
● IP优先权
华为3COM PacketAdjust利用IP优先权部分来对音频、视频和RTCP(Multicast)数据流区分优先次序,例如:在网络上规定视频会议数据包具有比电子邮件较高的优先级是合理的。此外,为利用IP优先权的优点,各种网络设备(交换机和路由器)必须也支持IP优先权。
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● 数据包重复控制
对于实时应用,如果同一个数据包有多个副本到达最终目标,将会带来问题。这也会引起视频图象的冻结或声音中断。因为在IP路由器上,要避免数据包的重复事实上是不可能的。华为3COM PacketAdjust在终端上对数据包的重复进行纠正。重复的数据包将被清除,以维护发送给终端用户的音频和视频流的连续性。
● 抖动校正
当音频和视频数据包离开发送端时,它们按照规则的间隔均匀的排列着。然而,在通过IP路由器之后,这一均匀的间隔很轻易就被破坏,一些数据包之间可能没有足够的延迟,而另一些数据包之间可能有太多的延迟,这就叫抖动。抖动会导致目标终端上音频和视频流的不连贯性。PacketAdjust会根据需要自动增加或减少延迟,以维护终端用户接收到的音频和视频流的连续性。这一调整是在终端上完成,而不是在网络上。
● 唇音同步
当音频和视频数据包离开发送端时,音频数据包与对应的视频数据包相配成对。但是,在通过IP路由器时,各种队列算法会对音频数据包和视频数据包进行不同的处理。这将打乱音频数据包与相应的视频数据包的对应关系。最终的结果将会是失去声音与口型的同步,路由器越是拥塞,结果越糟。PacketAdjust通过使用数据包中的RTP时间邮戳信息来纠正这一问题。利用RTP时间邮戳,华为3COM终端能够确定哪一音频数据包与哪一视频数据包相配对。进一步重新对齐相应的数据包将保证声音/口型的同步,即使数据流经过了拥塞的网络,这一功能是在终端上完成,而不是在网络上。在发送端,处理音频所花费的时间不同于处理视频所花费的时间。影响这一问题的因素包括声速与光速的不同、房间的大小和形状、音频和视频编码的算法的复杂性。最终结果是,需要在音频流的出发点增加一定的延迟,以获得声音与口型的同步。每一厂家都会根据所选的音频算法应用一组隐含的延迟值。然而,因为前面所提及的各种因素,这些隐含的延迟值可能并不适用于所有的情况。因此,PacketAdjust允许华为3COM接收端增加或减少音频延迟(+500ms到0ms),以纠正发送端不恰当的延迟设置。
在IP网络上,尽管实时应用相对于传统的Email等数据应用来说,面临了许多挑战。但是将语音、视频和数据应用融合在一个统一的IP网络上所带来的方便性和优越性,大大推动了IP解决方案的不断发展。随着带宽管理和QoS解决方案的不断完善,也不断促进IP语音和视频等实时应用的推广。
