高清、稳定、流畅中兴通讯视频会议系统QoS解决方案

来源:通信产业报
关键字:中兴通讯,视频会议,多媒体
发布时间:2015-12-11 15:17

　　视频会议是一种多媒体业务，它实现了视频、音频、文本数据等多媒体数据的综合处理，使得身处两地或多个地点的人能够沟通，替代现场会议。它原来是一种“贵族”业务，随着IP网络技术及多媒体技术的迅猛发展，视频会议业务已渐渐走入寻常人的工作、学习及生活。视频会议终端已成为商务会议室的常见风景。

　　在使用远程视频会议系统进行远程办公时，稳定、流畅的画质是对远程视频会议的最根本要求，若会议画面中出现马赛克会严重影响会议质量，这是网络质量不稳定导致的。IP网络采用尽力而为（Best Effort）的方式，并不注重服务质量，其非常适合于数据业务，而对于实时性要求高的视频会议来说，则需要解决音视频数据实时传输过程中的延时、抖动和丢包等问题。随着高清视频会议的普及，对承载网络也带来了很大的挑战。

　　在IP组网时影响音视频会议质量的主要因素包括：带宽、延时、抖动、丢包。

　　带宽：带宽越高，就能允许更多的数据传输，从而提供更好的音视频QoS。IP网络同时承载多种视频、语音和数据业务，不同应用模式的数据流量和突发性也有差别，导致音视频会议业务的带宽不平稳。

　　延时：指数据包在网络的两个节点之间传送的平均往返时间。网络延时主要取决于网络的拓扑复杂性，及网络设备的处理时延等因素，对端到端的整体延时影响较大。视频会议业务实时性要求高，一般认为如果时延超过500ms，通话双方交互的过程中能明显感觉到停顿，影响主观体验。

　　抖动：指时延的变化，IP网络抖动取决于网络的动态路由，以及网络设备由于拥塞造成的延时等因素。如果经过线路传输后码流抖动较大，超过视频会议产品的承受范围时，解码器进行丢弃（或进行大量的缓存），最终表现为丢包（或者延时），出现画面闪烁或停顿等。

　　丢包：指在网络传输过程中丢失报文的百分比，实际IP网络环境中由于网络设备拥塞而导致报文丢失，当有网络丢包时，将会影响音视频质量，如图像产生花屏或马赛克、声音出现断续等，严重时甚至会造成连接中断。

　　为了在现有的IP网络环境下提高音视频会议的音视频效果，适应不同的IP网络环境和网络环境变化，中兴通讯视频会议产品综合运用各种音视频QoS技术，并在此基础上整合优化，提出视频会议系统的音视频QoS解决方案。

　　● IP优先权

　　IP优先权（见图1）和服务类型都是对IP网络上的数据流区分优先次序的机制。对给定的应用，可以使用两种标志之一，但不是两者都用。在标准的IP包头中有一个字节，称之为服务类型字节。该字节被分成两部分，3位用于IP优先权，4位用于服务类型，1位保留给将来使用。利用该字节的IP优先权部分来对音频、视频和RTCP（实时传输控制协议）数据流区分优先次序。

　　采用IP优先权确保音频优质、视频画面流畅、数据不丢包。

　　● 数据包排序

　　视频会议的实时应用性较强，如果接收到的数据包次序混乱，带来的问题是数据包的丢失或迟到，将导致视频图像的冻结或声音的中断。可是在路由器上要想避免数据包的次序混乱事实上是不可能的，只有通过视频终端对数据包的次序进行纠正。当数据包到达时，对其次序进行验证，无序的数据包（在一定的限度内）被退回，以维护发送给终端用户的音频和视频流的连续性。

　　● 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，将会引起视频图像的冻结或声音中断。在路由器上无法避免数据包的重复，所以只能在视频终端上对数据包的重复进行纠正。重复的数据包将被清除，保证发送给终端用户的音频和视频流的连续性。

　　● 抖动纠正

　　当音频和视频数据包离开发送终端时，他们按照规则的间隔均匀地排列。然而，在通过路由器之后，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。抖动纠正如图2所示。

　　● 唇音同步

　　当音频和视频数据包离开发送终端时，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。最终的结果是声音与口型不同步，路由器越是拥塞，结果越糟。中兴通讯视频会议系统通过视频会议系统管理软件设置MCU，利用数据包中的RTP时间戳信息来纠正这一问题。唇音同步校正示意图如图3所示。