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QoS护航视频会议

2004/12/30

　　与专线网络有所不同，普通互联网线路由于其网络传输质量难以保障，带宽波动频繁，所以基于互联网线路的视频会议会频繁出现画面延迟、定格和声音抖动，严重影响正常应用。

　　那么，如何在互联网上保证视频会议的传输质量呢？IP QoS是手段之一。

　　谁在影响网络质量？

　　在视频会议应用中，来自网络本身可能影响应用表现的因素有四类。

　　首先是网络带宽，即每秒网络所能传输的数据量。带宽对网络服务质量的影响显而易见，带宽越宽，当然可以允许更多的数据传输，从而提供更好的音视频QoS。然而，尽管国内互联网带宽近年已经得到很大改善，但事实上各种宽带的服务质量却严重参差不齐，很多时候用户即使有较高的带宽，但由于技术不完善或其他原因还经常存在较高的网络丢包率和较大的网络抖动，这些都会给用户的实际使用带来严重的影响。

　　其次是网络提供的数据传输能力，传统的IP网络只提供“尽力而为”的数据传输能力。随着网络上主机数量的不断增加，网络服务的需求将超过网络提供的能力，从而造成传输时延（抖动）、引起分组丢失，严重时会出现大塞车（网络拥塞）。网络拥塞对一些Internet应用如电子邮件、文件传输和Web应用一般不会造成太大影响，但传输时延哪怕超过一秒，那么对于视频会议的音视频传输就会是致命的。这就必须要求视频编解码和传输系统能够克服信道的高误码率、包丢失率以提供音视频质量保证。

　　再者是网络队列，网络中存在很多的路由器、网关等节点。这些节点采用排队机制决定数据发放的顺序。如果在瞬间某节点数据排队较长，该节点就会采取丢弃数据包的方式保证节点的正常工作。即使没有被丢弃，经过较长的排队之后，这些数据包往往要花很长的时间才能到达目的地，由此就产生了网络的延时以及延时抖动。

　　最后是Internet视频会议所选择的音视频网络传输协议。当前互联网传输层的网络传输协议主要是传输控制协议TCP协议和用户数据报协议（UDP协议）。因为本身的特性，TCP协议不适合使用在实时业务中。因此，实时业务的开发者都使用UDP协议在互联网上传输数据包。但由于UDP没有任何拥塞避免控制算法，因而会对网络造成大危害。这样，UDP的广泛使用就会如同互联网上的一匹脱缰野马，很容易导致网络过载和高丢包率，还会大量侵占带宽。

　　QoS守护网络质量

　　网络服务质量（Quality of Service，简称QoS）是网络与用户之间以及网络上互相通信的用户之间关于信息传输质量的约定，其包含了传输延迟允许时间、最小传输画面失真度以及声像同步等因素。目前而言，在互联网络条件下的QoS需要解决四类问题：

　　首先是进行QoS分类与定义。对QoS进行分类和定义的目的是使网络可以根据不同类型的QoS进行管理和分配资源。例如，给实时服务分配较大的带宽和较多的CPU处理时间等，另一方面，对QoS进行分类定义也方便用户根据不同的应用提出QoS需求。

　　其次是实施准入控制和协商管理。即根据网络中资源的使用情况，允许用户进入网络进行多媒体信息传输并协商其QoS。

　　再者是做到资源预约。为了给用户提供满意的QoS，必须对端系统、路由器以及传输带宽等相应的资源进行预约，以确保这些资源不被其他应用所强用。

　　最后一点是实现资源调度与管理，对可使用的网络资源进行预约之后，是否能得到这些资源，还依赖于相应的资源调度与管理系统。

　　如今，IP网络如何提供QoS支持这一问题现已成为业界关注的焦点。对于由QoS控制来实现QoS保证，许多国际组织和团体各自都提出了完整的控制机制和策略。例如，ISO/OSI提出了基于ODP分布式环境的QoS控制，但至今仍停留在用户层的QoS参数说明和接口阶段，具体的QoS控制策略并未提出。

　　ATM论坛也提出了QoS的控制策略和实现方法，一种“连接预定”（connection and reservation）的控制思想，其核心内容是在服务建立之前，通过接纳控制和资源预留来提供服务所需的QoS保证，而在服务交互的过程中，用户进程和网络需要严格按照约定的QoS实现服务保证。

　　同样，IETF组织也提出了一系列服务模型和机制来满足用户对QoS的需求。其中比较典型的有RFC2115、RFC2117，以及早在1998、1999年就曾提出的综合业务模型（Int-Serv）、差分业务模型(differentiated services)、多协议标签MPLS技术(Multi-Protocol Label Switching)、流量工程(traffic engineering)和QoS路由(QoS-based routing)等理念，均可用于解决Internet网络的控制和管理。

　　当前，业界多数视讯厂商都可以为用户提供完善的QoS保障方案，以华纬讯电信公司的视频会议应用为例，其视频会议产品应用在基于Internet公网的北京、上海、哈尔滨等多点间传送高清晰高保真的音视频数据。由于Internet网络的不稳定性与抖动等因素，经常导致会议的音视频效果无法正常实现。通过技术人员的反复调研，决定采用QoS保障机制。在会议召开时，会自动的优先转发会议所产生的音视频数据包，而当会议尚未召开时，QoS策略机制则不会启动，以优先实施用户其他日常的网络应用。

网络世界(cnw.ccw.com.cn)

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