两大QoS全面保障视频会议效果

　　目前，视频会议系统常用的网络主要有E1专线和IP两种。E1专线基于电路交换和时分复用技术，能够提供端到端的独享带宽，因此网络本身具有完善的传输质量保障机制。在绝大多数情况下，影响E1专线传输效果的主要因素就是传输设备和传输线路的质量，这些因素往往可以通过更换传输设备和降低线路误码率进行改善。

　　IP网基于统计复用和分组交换技术，在需要同时传输语音、数据以及视频等多种业务时，其传统的“尽力传递”机制暴露出很多问题，其中最重要的一点就是无法为每一种业务提供端到端的带宽保证，会导致较大的传输延时和抖动。为此，必须通过技术手段对IP网进行优化，以减少网络本身对视频会议效果的影响，这些技术手段目前已经发展为IP体系中的一个重要分支，就是服务质量（QoS）。

　　网络QoS保障机制

　　QoS技术分为三类，包括尽力而为服务、集成服务、差分服务，其中差分服务应用最广泛。在差分服务中，网络根据每一个数据包的QoS标记对数据包进行分类、排队和管理。这些标记可以是IP地址、TCP端口号或IP数据包中的特定字段。

　　实际的网络规划要求网络设备（如路由器）能够借助于复杂的流量管理系统，通过多种技术提供QoS保证机制，根据业务类型划分不同的优先等级，然后根据这些优先级别分配网络资源。

　　对于视频会议而言，为了保证视频业务的带宽，路由器必须能够在通过的IP数据流中识别出视频业务数据包并对其分类，然后再通过拥塞管理机制提供带宽保证和优先传递服务。这样，在网络发生拥塞时，就可以保证语音和视频业务的传输效果了。

　　设备对恶劣网络的六大适应能力

　　除了网络应该提供良好的QoS保障机制外，视频会议系统设备本身也应该具有良好的QoS性能才能真正保证会议的效果，这种性能主要体现在视频会议系统设备本身对恶劣网络环境的适应能力。视频会议系统设备本身对恶劣网络环境的适应能力将对会议效果产生较大的影响，这些适应能力包括IP优先权设置、IP包排序、IP包重复控制、IP包抖动控制、丢包重传以及速率自动调整等。

　　IP优先权（IPPrecedence）

　　在网络规划差分服务方式的QoS技术时，可通过多种匹配手段对进入数据网的业务包进行分类，包括IP地址、IP优先权（IPPrecedence）等。

　　其中，利用IP包中的IP优先权部分可以对音频、视频和RTCP（Multicast）数据流进行优先级划分。当网络采用IPPrecedence进行流量匹配时，可通过视频设备发出的修改过IPPrecedence字段信息的视音频包进行入队列处理，以保证视频会议码流的优先传送。（图1）

图1

　　IP包排序

　　通常，网络的尽力传递机制无法保证其转发的数据包的正确次序。对于H.323视频会议系统，如果视频设备按次序接收IP包，将带来错序问题，数据包的丢失或延迟将导致视频图像的冻结或声音的中断或抖动。

　　可通过视频设备支持IP包排序功能解决该问题，当IP包到达时，视频设备将对其次序进行验证，无序的包被退回，以维护发送给终端用户的音频和视频流的连续性。（图2）

图2

　　IP包重复控制

　　一个IP包经过承载网时可能会产生多个重复的副本，或为了适应恶劣网络环境系统可能采用重传机制时也会产生多个重复的副本，这样将引起视频图像的冻结或声音中断。支持IP包重复控制的视频设备可通过该功能来纠正该错误，以维护发送给终端用户的音频和视频流的连续性。（图3）

图3

　　抖动控制

　　当音频和视频IP包离开发送端时，按照规则的间隔均匀的排列。在通过网络之后，这一均匀的间隔因不同的延时大小而遭到破坏，从而产生抖动。抖动会导致目标终端上音频和视频流的不连贯性。支持抖动控制的视频设备可通过抖动缓存来实现抖动消除，以维护终端用户接收到的音频和视频流的连贯性。（图4）

图4

　　丢包重传

　　当网络拥塞严重时，网络设备（如路由器）会根据缓存大小并配合相关处理机制丢掉一些视频包，视频会议系统中视频包是采用UDP协议进行传输的，而UDP本身没有重传机制，因此会导致接收端出现图像丢帧或马赛克现象。支持丢包重传的视频设备可通过添加丢包检测和重传的机制来保证会议图像的连贯性。（图5）

图5

　　自动速率调整技术

　　在一些恶劣的网络环境下，降低会议码率将有助于提高视音频的连贯性和实际效果。如果视频设备支持动态速率调整技术，可以使终端和MCU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，通过动态调整视频会议的码率，为终端用户提供尽可能好的视频质量。

　　视频设备的自适应带宽调整功能主要是通过检测数据包丢失率来实现的。如果终端检测到数据包丢失率超过了指定的阀值，它将自动降低视频会议码率，同时通知其它参会终端做相同的动作，从而提供一个具有最优视音频效果的会议码率。

　　地理分布的分散性和复杂性、传输环境的多样性、通信系统的高集成性，使得武警部队数据传输的环境比较独特，对通信质量的要求“苛刻”。视频会议作为武警部队的一项通信业务正发挥着越来越大作用，如何在现有的系统环境下实现高质量的视频会议显得越来越迫切。全网的设备调试运行证明，除了网络设备可提供良好的QoS保障机制外，视频会议系统设备本身所具有的良好QoS性能是保证视频会议效果不可忽视的重要环节。