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【中國投影網(wǎng)資訊】隨著IP網(wǎng)絡與Internet在當今使用得越來越廣泛，基于IP網(wǎng)絡的視頻會議系統(tǒng)也越來越為廣大的消費者所接受，在現(xiàn)有企業(yè)網(wǎng)內(nèi)融合語音、視頻和數(shù)據(jù)通信，能為公司縮減大筆商務開支，其中尤以VoIP和視頻會議最為重要。但融合通信會引發(fā)網(wǎng)絡性能問題，企業(yè)網(wǎng)不但要能提供多種服務，而且要保證端到端的良好性能，而召開網(wǎng)絡視頻會議最重要的就是要保證有良好的音視頻質(zhì)量。
而現(xiàn)階段Internet的狀況是比較復雜的，帶寬參差不齊、時延大、不穩(wěn)定。如何在IP網(wǎng)絡上保證用戶信息傳輸?shù)馁|(zhì)量就成為一個不容忽視的重要問題，為解決這一問題，網(wǎng)絡服務質(zhì)量(QoS，Quality of Service)便應運而生。QoS是網(wǎng)絡與用戶之間以及網(wǎng)絡上互相通信的用戶之間關于信息傳輸與共享的質(zhì)的約定，例如，傳輸時延允許時間、最小傳輸畫面失真度以及聲像同步等。
目前，IP網(wǎng)絡如何提供服務質(zhì)量(QoS)支持這一問題現(xiàn)已成為業(yè)界關注的焦點。對于由QoS控制來實現(xiàn)QoS保證，國際上不同的組織和團體提出了不同的控制機制和策略，比較著名的有：ISO/OSI提出的基于ODP分布式環(huán)境的QoS控制;ATM論壇提出的QoS控制策略和實現(xiàn);IETF組織提出的綜合業(yè)務模型(Int Serv)、差分業(yè)務模型(Diffe Serv)，多協(xié)議標簽交換(MPLS，Multi-Protocol Label Switching)技術，流量工程(traffic engineering)等多種控制和管理方案。
影響Internet視頻會議中的音視頻QoS有幾方面因素。
第一是網(wǎng)絡帶寬，即每秒網(wǎng)絡所能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。帶寬對網(wǎng)絡服務質(zhì)量的影響是顯而易見的，帶寬越寬，就能允許更多的數(shù)據(jù)傳輸，從而會提供更好的音視頻QoS。雖然目前的互聯(lián)網(wǎng)的帶寬，尤其是中國互聯(lián)網(wǎng)的帶寬在近年來有了很大的改善，如ADSL、長城寬帶、聯(lián)通寬帶等寬帶接入已得到廣泛使用，很多用戶已經(jīng)有了比較寬的帶寬。但與此同時，這些寬帶的質(zhì)量卻是參差不齊，很多時候用戶使用的帶寬即便較寬，但由于技術的不完善或其他原因，還經(jīng)常會出現(xiàn)較高的網(wǎng)絡丟包率和較大的網(wǎng)絡抖動等情況，這些都會對用戶在使用視頻會議中的音視頻QoS產(chǎn)生嚴重的影響。
第二是網(wǎng)絡提供的數(shù)據(jù)傳輸能力，傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡只提供“盡力而為”的數(shù)據(jù)傳輸能力。隨著網(wǎng)絡上主機數(shù)量的不斷增加，網(wǎng)絡服務的需求將超過網(wǎng)絡提供的能力，從而造成傳輸時延變化(抖動)、傳輸時延過大甚至引起分組丟失，也就是說出現(xiàn)了大塞車(網(wǎng)絡擁塞)。網(wǎng)絡擁塞對一些Internet應用，如電子郵件、文件傳輸和Web應用一般不會造成太大影響;但對傳輸時延要求比較苛刻的實時應用，如視頻會議的音視頻傳輸來說卻是不能容忍的。無線網(wǎng)絡方面移動通信系統(tǒng)的共同點是誤碼率高，這對視頻會議中的音視頻傳輸會造成很大的影響，必須要求視頻編解碼和傳輸系統(tǒng)能夠克服信道的高誤碼比、包丟失以提供音頻QoS保證。
第三是網(wǎng)絡排隊，網(wǎng)絡中存在很多的節(jié)點，如路由器、網(wǎng)關等。這些節(jié)點采用排隊機制決定數(shù)據(jù)發(fā)放的順序。如果在瞬間某節(jié)點數(shù)據(jù)排隊較長，該節(jié)點就會采取丟棄數(shù)據(jù)包的方式保證節(jié)點的正常工作。即使沒有被丟棄，經(jīng)過較長的排隊之后，這些數(shù)據(jù)包往往要花很長的時間才能到達目的地，由此就產(chǎn)生了網(wǎng)絡的時延以及時延抖動。丟包、時延、時延抖動都會對視頻會議中的音視頻QoS產(chǎn)生很大的影響。
第四是Internet視頻會議的音視頻網(wǎng)絡傳輸協(xié)議的選擇，傳輸層對端到端的QoS有直接影響。當前互聯(lián)網(wǎng)傳輸層的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議主要是傳輸控制協(xié)議(TCP)和用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)。因為本身的特性，TCP不適合使用在實時業(yè)務中。因此，實時業(yè)務的開發(fā)者都使用UDP在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)包。但由于UDP沒有任何擁塞避免控制算法，因而會對網(wǎng)絡造成大危害。這樣，UDP的廣泛使用就會如同互聯(lián)網(wǎng)上的一匹脫韁野馬，很容易導致網(wǎng)絡過載和高丟包率，還會大量侵占帶寬，從而大大地影響視頻會議中音視頻的傳輸質(zhì)量。
QoS目前被分為兩大服務類型：集成服務類型和區(qū)分服務類型。
集成業(yè)務是指在整個網(wǎng)絡中為某一業(yè)務流量保留一定的帶寬，為該服務提供一條端到端的透明通道。這種服務類型能對視頻等業(yè)務應用提供完全的QoS保證，但是這種保留策略會消耗原本就不多的廣域網(wǎng)帶寬。
區(qū)分服務是一種基于每一跳的QoS策略，網(wǎng)絡上的每一臺數(shù)據(jù)中繼設備(路由器或交換機)通過檢查每一個數(shù)據(jù)報的包頭信息對流量進行分類，在根據(jù)調(diào)度策略來決定如何轉發(fā)。相對于集成服務，區(qū)分服務的應用更為靈活，效率更高。
在區(qū)分服務中，有擁塞管理與擁塞檢測避免兩種策略機制。
擁塞管理策略是QoS中針對接收報文和發(fā)送報文，按一定優(yōu)先級策略調(diào)度入隊和發(fā)送，從而保障特定內(nèi)容的報文，按需發(fā)送的機制。它的特點是只在設備內(nèi)部實現(xiàn)，沒有互通性要求，不同廠家的設備可能隊列調(diào)度策略實現(xiàn)不同，但不存在互通問題。目前有以下四種流行的隊列機制：FIFO、PQ、CQ、WFQ。
(1)FIFO是傳統(tǒng)的先入先出隊列，沒有策略。
(2)PQ優(yōu)先級隊列。共4個優(yōu)先級：High、Medium、Normal、Low。接口上根據(jù)協(xié)議類型、報文大小、協(xié)議端口號等，劃分不同優(yōu)先級隊列，當高優(yōu)先級隊列中有報文時，低優(yōu)先級隊列得不到調(diào)度。所以優(yōu)先級隊列適用于應用簡單，對某些應用服務要求很高，而其他業(yè)務相對不高的應用。它的優(yōu)勢是配置簡單，絕對保證高優(yōu)先級應用的帶寬;缺點是不能保證高優(yōu)先級外的服務得到合理帶寬，從而不能公平地保證各種應用的服務質(zhì)量。
(3)CQ用戶定制隊列。接口上，根據(jù)用戶預先的定義，最多可配置16個定制隊列，加上1個系統(tǒng)隊列，共17個隊列。用戶可根據(jù)協(xié)議類型、報文大小、協(xié)議端口號，以及相應的Access List規(guī)則，配置各種隊列并分配相應帶寬，各隊列按照預先設定的帶寬調(diào)度發(fā)送。CQ的優(yōu)點是保證各種應用能分配到一定的帶寬，適于應用相對簡單的場合(如金融等專網(wǎng))，并且調(diào)度算法相對簡單，路由器轉發(fā)效率較高;缺點是配置相對復雜，并且網(wǎng)絡管理員必須事先知道該網(wǎng)絡的詳細應用，對管理員要求較高，對于復雜應用網(wǎng)絡，16個優(yōu)先級似乎不夠。
(4)WFQ加權公平隊列。WFQ將分組按照不同的業(yè)務流、不同的IP優(yōu)先級，自動按照散列算法，劃分成不同的隊列，在保證高優(yōu)先級業(yè)務的同時，按照配置權重，將帶寬公平地分給低優(yōu)先級別的業(yè)務。Quidway路由器在每個接口上最大支持4096個隊列，在此范圍之內(nèi)，網(wǎng)絡管理員可以配置隊列的數(shù)目和相應權值。WFQ的優(yōu)點是對所有應用都能比較公平地提供服務質(zhì)量，對于要求較高的業(yè)務可以通過設置權重保障優(yōu)先級，能智能劃分隊列和調(diào)度，配置相對簡單，對網(wǎng)絡管理員的要求相對較低;缺點是由于相對公平，對于QoS要求極高的應用，不能像PQ那樣絕對保證，策略計算復雜，比較消耗路由器處理能力。它適用于應用較復雜，并且應用相對公平的網(wǎng)絡，如Internet。
通過綜合靈活地利用上述QoS機制，就可以使視頻會議等在各種企業(yè)基于Internet的應用中獲得最大限度的傳輸安全保證。
在今后的基于Internet的網(wǎng)絡視頻會議或企業(yè)應用中，基于終端的QoS解決策略是一個切實可行的方法，在終端增加一定的速率控制和誤碼控制的機制，在網(wǎng)絡保持不變時能夠做到一定的QoS保證，提高圖像的質(zhì)量。隨著網(wǎng)絡的發(fā)展、網(wǎng)絡帶寬的增加和控制機制的完善，基于網(wǎng)絡的QoS策略將成為主要的方式。
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文章來源：中國投影網(wǎng)
