浅谈时延对会议视频QoS的影响

刘 锐

会议视频业务是通过通信传输媒体，将静态的或动态的图像、语言、文字、图片发送到不同地理位置的用户，服务质量 (QoS)是满足会议视频需求的核心。影响QoS的参数包括时延、抖动、丢包率等，其中时延对于实时语音和视频业务影响最大。

1 不同业务对时延的要求

时延指数据包从网络入口点到达网络出口点所需要的传输时间。时延分为固定时延和可变时延。

1．固定时延主要包括编解码、处理和传输时延。编解码时延是由压缩时延+解压缩时延×每帧中的数据块+算法时延构成。处理时延是指信号经过光—电—光设备时所需的时间。传输时延主要是传输通道造成的链路时延。

2．可变时延包括路由交换设备转发和去抖时延。转发时延与路由交换设备的端口转发线速处理能力有关。去抖时延是数据报文经传输后带来时延抖动，通常在接收侧会设置抖动缓冲区来吸收抖动。

根据业务服务质量，可以将用户业务划分为会话类、交互类、流媒体类和后台类4种。这4种业务对时延及丢包率的需求是不同的，如图1所示。

图1 QoS指标要求

语音和视频会话属于会话类，对延迟具有较高的要求，一般要求不大于50 ms，允许一定的分组丢失率。单向的语音消息和视频消息业务不属于实时会话，对时延要求不高，且允许一定的分组丢失率。语音流和视频流业务虽然不属实时业务，允许较大的延迟，但是对服务质量有较高的要求，对分组丢失率要求高。比较而言，传真业务少量丢包和较大的延迟基本不影响用户使用。信令和控制信息属于交互类业务，对时延要求最高，其次是电子商务和网络游戏。而对于后台类业务，如Web浏览、文件传送、静态图像和即时消息等业务，对时延要求最低。

2 典型案例

2.1 故障现象

某次召开全国视频会议，北京—鹰潭段传输链路出现30 s的2次闪断，广州会场图像突然出现马赛克和定格现象，会议出现6 min中断。机房维护人员将视频01、03倒入备用通道02、04后，会议才正常进行。

2.2 处理过程

2.2.1 会议层面

1．在MCU上进行观察，CDR日志中也可以查看相关信息和告警，均无相关信息和告警。

2．将北京MCU和广州局MCU做自环，测试MUC均正常。

3．观察终端是否可以立刻重新连接，可以，说明设备本身没有问题，应该排查网络。否则通过计算机或终端Ping问题点，不能Ping通为网络故障;能Ping通，需要做进一步的测试。

2.2.2 网络层面

排查网络问题时，首先应收集必要的网络资料，如网络拓扑图、线路情况和设备布置等。同时进行一些简单的测试。

1．排查承载会议视频的2 Mb/s所在的SDH设备，以及下行2 Mb/s所用的配线架，均无问题。排除传输链路断点问题。

2．查找链路误码，无误码。排除误码问题。

3．查找视频01、02、03、04传输链路，其中01、03是同一径路，为北京—天津—上海—杭州—广州;02、04是另一条径路，为北京—郑州—武汉—广州。

对这4条2 Mb/s电路进行时延测试，结果:01为105.5 ms，02为48.75 ms，03为96 ms，04为40.5 ms。显然02、04时延低。因此停机要点将01、03调整传输径路02、04后，会议视频恢复正常。

2.3 案例分析

图像质量劣化是经常遇到的情况，主要考虑3个原因:①网络硬件链路出现故障引发丢包;②网络拥塞引发丢包;③冗余路由引起传输时延过大。

由于承载这4条2 Mb/s链路的SDH设备和波分设备没有故障，也没有误码，所以不是由前2个原因引起。而当测试这4条链路传输时延不一样，再结合网络拓扑图，就可以判断是由于冗余路由引起的时延过大。

一个典型的视频语音对话是由发送端对信号进行抽样、量化和压缩编码后，按照固定长度分组送入网络中进行传送;接收端从收到的数据包中恢复出信号，由解码器将其还原，送入终端。因此产生的时延在发送端、传输侧及接收端，其中发送端和接收端产生的时延为编解码时延、处理时延及可变时延。对于本案例，这4条2 Mb/s链路使用的压缩编解码和算法，以及传输设备都是一样的，因此编解码时延、处理时延应该是一致的。可变时延为微秒级，忽略不计。因此，在传输侧产生的时延主要是传输时延。传输时延的计算公式为

式中:Tc为光纤中的传输时延，等于光缆长度×光在光纤中的传播速度 (经验数据光在光纤中的传播速度每公里约0.005 ms);Ts为SDH单站设备中的传输时延，即路由建立后SDH业务信号通过每个SDH站点的时间;Ns为SDH站点数，Tw为波分设备的时延，Nw为波分站点数，即每个背靠背波分节点的传输时延。下面分别计算链路01与02的传输时延。

1.链路01。铁路光缆都是沿着铁路轨道线路架设的，链路01长度约为3268km，Tc=16.34ms，Ts=0.3ms，Ns=40，Tw=0.05ms，Nw=35，因此01的传输时延

2.链路02。采用同样的传输设备，链路02距离约为 2294km，Tc=11.47ms，Ts=0.3ms，Ns=25，Tw=0.05msNw=16，因此02的传输时延

以上计算的数据为单向数据，实时交互类的传输时延应乘以2，所以传输时延01为91.68 ms，02为53.94 ms。与仪表测试数据 (环回测试)基本相符。由此可见，冗余路由、距离长和转接站多造成了01链路传输时延过大。

设备传输数据包时，每个数据包有1条路径，每个session(终端用户与交互系统通信的时间间隔)可能有2条以上的路径。数据包走不同的路径，到达目的地时可能出现时间差，造成包错序，严重时数据包丢失。视频会话端到端的时延高于50 ms，视频画面就会出现马赛克、抖动、停顿等现象。而语音通信端到端的时延超过250 ms时才会出现无声、断音，影响通话质量，实际上延迟超过250 ms也没有太大影响，只是有些不太习惯。当然不同的设备响应时间是不一样的，优异的设备可以尽可能保证画面和语音的完整。

3 结束语

从对本典型案例的分析可知，会议视频这类业务对时延的要求最高，在设备选型时应选取优异的终端设备。承载网络规划时，尤其是会议视频系统部署时，一定要合理考虑带宽、传输径路，避免网络拥塞、传输节点过多、传输距离过长等因素。现阶段，无法对网络进行大的改动，只能以适宜的传输径路去应对现有会议视频要求。

(责任编辑:诸 红)