视频会议中的网络挑战

2011-11-16  InfoAV China  Judy  
简述:IT/AV融合在应用层面的发展欣欣向荣,高清视频会议系统正成为越来越多公司削减运营成本、提高生产力的首选,远程医疗、临床诊断监护、远程教育以及数字法庭等新兴应用也需要...……

    IT/AV融合在应用层面的发展欣欣向荣,高清视频会议系统正成为越来越多公司削减运营成本、提高生产力的首选,远程医疗、临床诊断监护、远程教育以及数字法庭等新兴应用也需要高清视频会议系统提供支持。同时,一些新的变化也正在应用中发生,出于对沉浸式会议感受的追求,高清、3D在会议系统中的应用不断增长;智能终端的普及,人们对新媒体和即时通讯工具的狂热,也让统一通信平台的外延在扩大;云计算的趋势下,AV对于网络会更为倚重。这些发展变化对于视频会议的网络架构提出了挑战。

    网络挑战

    成功的视频会议系统要依靠强大、稳定的网络来满足视频处理的要求,从历史经验来看,视频会议很难迁就各种网络问题,呼叫掉线、图片不清晰和信息丢失现象时有发生。今天,用户对于视频会议体验的要求越来越高,一个高端的远程呈现会议室里常常包含多个真人尺寸的1080p屏幕、多个高清摄像机和编解码器,立体声音频设备等等。过去的视频会议使用128Kb/s或384Kb/s的带宽,而高清系统则需要到达4Mb/s到6Mb/s的带宽来进行视音频传输。视频会议网络本身也在发生演变,例如在某些地区,正从传统的ISDN(综合服务数字网络)变为融合的IP或IP覆盖网络。这种情况下,使得用户相应的投资和维护成本不断提高。

    总之最现实的问题就是,视频会议需要带宽,可用带宽会直接关系到视频会议的质量,高分辨率和高帧率的图像相比低分辨率和低帧率的要求更多的带宽。根据用户通常的经验,像HD720p这样的高质量视频,如果在帧率掉到15帧/秒或者分辨率掉到CIF水平的情况下,得到的效果是很令人失望的。CIF或者15帧/秒的连接或许在网络上并不会显示出丢包现象,但是由于带宽的限制,视频质量就会很差。如果我们想要持续的高质量视频,就必须确保视频传输获得所需要的带宽。

    企业内提供视频会议服务的IT团队,必须管理好可用带宽,以确保有足够的带宽来支持公司视频会议需求。如果带宽不足,就有可能意味着呼叫被拒或者部分网段呼叫过载,会导致丢包并且可能导致终端降低带宽。但是在现实的应用中,对网络的需求越来越多,网络也需要自我保护以应对不断上涨的视频使用大潮。因此,为了应对网络的挑战,还需要寻找更有效的解决方案。

    带宽管理

    要实现高质量的视频传输,有两个要素,一是服务质量(QoS),一是带宽保障。但是现阶段都无法完全保证,由于因特网状况复杂,并不容易在数据应用中区分音频或视频流量,因此很难保障可用带宽。在网络环境中,管理带宽最好的方式就是通过优先级机制QoS。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与共享的质的约定,例如,传输时延允许时间、最小传输画面失真度以及声像同步等。QoS机制可以对协议进行优先级划分,使常用或关键的业务先经过设备传输到互联网,而对于企业来说无关紧要的协议会被搁置到最后传输。

    还有一些公司也在提供软件解决方案来管理网络带宽,以确保有足够的带宽来支持视频通信,同时确保视频会议占用的带宽不影响其他关键任务和应用程序。2010年,Avistar通信公司获得了一个实时带宽管理的专利,涵盖了自动自适应系统,能够提供持续的反馈和流量控制,从而克服潜在的网络瓶颈。

    可升级的视频编码

    近年,很多企业都推出了基于“可升级的视频编码(SVC)”的视频会议解决方案, H.264 SVC(H.264 Annex G Scalable Video Coding)于2007年获批正式成为H.264的拓展部分,而前者已经被用于当今很多的视频会议设备中。SVC技术允许视频会议设备发送和接收多层视频流,由一个小型的基层与可选的添加层组成,能够提高视频分辨率、帧率与质量。比起传统视频编码,可升级编码的分层功能在有限带宽下,让容差度和视频质量都大大提高。此外,单个的多层SVC视频流媒体可以支持多种设备与网络类型。基于H.264 SVC的视频应用可以根据不同的网络带宽、不同的显示屏幕和终端解码能力的需求选择合适的码流,提高视频会议体验的质量与一致性,特别是在没有QoS的公共IP网络上运行时。

    SVC专门用于解决现在视频会议广泛部署情况下所面临的三个关键问题:

    1、并非所有网络都能够满足高质量视频会议的低损失和低抖动要求。

    2、网络并没有始终如一的带宽提供给所有用户。

    3、目前使用可扩展的多点会议单元(MCU或桥)是非常困难和昂贵的,因为MCU需要集中高带宽和高CPU驱动。

    2010年宝利通公司推出了“全集可扩展视频编码”(Full SVC)解决方案,进一步降低带宽需求,数据包丢失时的差错隐消,通过为视频终端和网络设备配备Full SVC,进一步扩大SVC的通用性优势。

    H.264 High Profile

    H.264体系中最高效的编码技术——H.264 High Profile也已经进入视频通信商用市场。虽然H.264标准已经被广泛使用,但是目前视频通信系统中普遍采用的还只是其基本画质标准H.264 Baseline Profile。作为最高效的技术,H.264 High Profile采用了文本自适应二进制算法编码CABAC技术,其编码效率大大高于采用UVLC(通用可变长编码)/CAVLC(文本自适应变长编码)的Baseline Profile标准。通过采用H.264 High Profile能够保持视频质量,并大大降低网络带宽需求,从而能够降低新部署或已部署的视频会议成本,缓解预算与需求的矛盾,加快投资回报。

    目前,宝利通、华平等公司都已经开始支持H.264 High Profile。据宝利通称,High Profile的采用,使原有的网络带宽需求减少50%。原来需要1Mb/s的高清视频通话现在只需512kb/s即可实现。而原来需要256kb/s的标清通话现在只需128kb/s就能解决问题。

    网络中立性

    网络中立性(Network neutrality)指的是一种应用于社区宽带网络,并可能对所有网络都有效的基础原则。网络中立性尚无统一的定义,但多数都认同:一个免费为社区提供的宽带网络,应对多数人配属的设备和使用的通讯模式保持中立,且不因一种通讯而降低另一种通讯的服务等级。

    虽然这个概念听上去很陌生很遥远,但是也正在影响到视频会议通信网络QoS。据报道,去年12月美国联邦通讯委员会(FCC)五位成员以3票赞成对2票反对的表决结果批准了旨在保护网络中立性的规则,美国联邦通讯委员会裁定,互联网服务提供商不得对其网络上的合法流量进行限制,但有权进行“合理”调整。目前,虽然欧盟委员会以及中国仍未出台有关网络中立性的法规,但是网络中立性看上去正在成为一种世界潮流。

    消费者的因特网连接并不提供QoS,但是在这一共享的连接之上使用更多的媒体内容时就需要提供QoS。QoS通过定义能够给予一些应用较其他应用更优先的对待。所以,如果提供QoS,就可能会违反FCC的网络中立性规则。或者,他们需要修改一些规则来允许这类优先级。


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