影响VoIP质量的关键参数

　　来自VoD对讲服务器的MPEG-2数据被打包并以恒定的MPEG-2 TS速率传送，该速率与MPEG-2 TS的比率相一致。例如，电影1是以3.75 Mb/s编码的MPEG-2视频流，意味着视频解码器必须每秒识别3.75Mb的数据，MPEG-2数据包容许的抖动是±500ns。

　　由于VoD对讲服务器的 每个以太网数据包由7 个MPEG-2 TS组成，并且(理论上)以平均和连续的速率将这一数据包发送出以太网端口，以简化终端的3.75 Mb/s接收电路设计。

　　由于在该系统中有多重时钟域，缓冲有助于平滑时钟并加速变化。图2显示了VoIP视频流质量的基本流程图。作为来自VoD 对讲服务器和交换网的以太网数据包，MPEHG-2 TS数据包被缓冲并以平稳的3.75 Mb/s速率流向解码器，然后MPEG-2被解码并显示在电视上。

　　这种模型不执行特定的缓冲器大小，但会利用缓冲器的容量。无论缓冲器容量为多少，均会出 现使缓冲器过流或下溢的传输状况，从而导致由于MPEG-2数据包丢失而造成的视频质量变差。

　　在这种模型中，理解流的行为很重要，观察最小和最大的实例将 确定有效的缓冲器容量及/或达到质量要求的VoIP视频流的传输行为。

　　为了确保VoIP传送质量，建议对五种特性进行测试和监控：

　　1) 造成延迟的数据包间到达抖动

　　2) 造成突发错误的数据包间到达抖动

　　3) 以太网数据包丢失

　　4) 由MPEG-2数据传输率得到的以太网数据包间到达平均漂移/偏差。

　　5) 由于网络、MPEG-2编码错误或MPEG-2数据包丢失产生的数据包中断对MPEG-2质量的影响。

　　解释上述测量对象的最好方式是从测量的角度出发以图表来反映对系统的影响，图3表明这五个特性对终端视频质量的影响。

　　造成大量延迟的以太网数据包抖动会造成终端缓冲器资源耗尽，产生解码器没有内容可解的时段，这会导致电视上所见的视频质量下 降。

　　在许多情况下，电视会显示大量块状视频或显示的仅仅是空白。包括交换机服务质量(QoS)设置、交换汇聚和/或对讲服务器问题在内的问题均会造成抖动延 迟。

　　以太网数据包长期速率变化也会造成缓冲器以相同的方式资源耗尽。当平均以太网数据包间时隙造成MPEG视频速率小于 3.75 Mb/s数据传输率时，在此情形下，假定对讲服务器发送到网络外的MPEG以太网数据包保持数据率为3.50 Mb/s，那么，缓冲器资源将最终被耗尽。

　　与前一例类似，造成数据包突发错误的以太网抖动可能造成缓冲器溢出，由于数据丢失会在网络上的若干点上出现，且形成原因有 着显著的不同，这种情形更难以监控。

　　在这种情况下，以太网数据包造成缓冲器溢出的速度更快，下一个以太网数据包就会在网络中丢失，这既可能是某种传输问题 也可能是潜在的带宽问题，可能正在突发以太网帧或网络拥塞的对讲服务器正造成网络交换单元开始突发帧错误，因此测量TV显示的质量不可能反映出错的原因。

　　当由于数据包突发导致的溢出引起丢包时，无论MPEG解码器的缓冲能力如何，都可能导致MPEG编码器溢出。之所以如此，是因为MPEG解码器的缓冲器间歇地耗尽，且某些MPEG数据包几乎没有进入解码器的缓冲器。

　　因此，实际上可能存在上溢(overflow)和下溢(underflow)同时出现在编码器/ 对讲服务器和解码器之间的路径上，与最后一个实例相似，以太网数据包长期速率变化会造成缓冲器上溢，从而导致MPEG数据包丢失。

　　图2中以太网数据包在网络中丢失，这是一个观察其效果的简单例子，如果数据没有到达，它将会导致视频质量变差。

　　在所有的实例中，均有一个对MPEG质量如何理解的重要问题。如果MPEG编码不当或MPEG有效载荷在传输路径的任何一个地方被破坏，包括直接由RAID所导致的数据中断，视频质量均会遭到损失。

　　此外，还要考虑网络动态特性及其对视频流的影响。由于以太网是一个共享网络，视 频流越多，网络交换元件不得不缓冲、重调流量的机会就越大，从而产生抖动、延迟、突发和数据包丢失现象。

　　VoIP是一种尚无标准定论且正处于形成阶段的崭新技术，由于它与系统中的缓冲器极限有关，VoIP流的终端质量需要测量并监控抖动、数据包丢失及有效载荷质量，因而该技术成为一种测量视频网络性能的新方法。

　　要确保传送质量，可能需要对沿系统结构所分布的几个点进行测量和监控，同时也需要对网络行为和MPEG质量都进行测量和监控。

　　有几种对这种模型进行观察的方法，这种测量VoIP终端视频质量的系统方法重点在于视频及网络传输的设置，MPEG速率越 快，对网络的边界的限制就更多。

　　由于对网络的要求完全不同， 采用相同的缓冲器终端的DVD质量的MPEG-2与具有的高清晰度质量的MPEG-2的差异可能很大。实际情况就是如此，即使数据率的增加仍在以太网的边 界范围内。

　　DVD质量的MPEG-2速率约为3.75 Mb/s，高清晰度质量的MPEG-2速率约为19.3Mb/s。这一速率约为网速的5倍，并表示缓冲器能够处理1/5的网络抖动及数据包间到达时间漂移。

　　一个30ms的抖动/延迟可能对DVD不会造成影响，因为缓冲器的耗尽率比硬盘(HD)小。由于高清晰度质量会对缓冲器进行处理(如耗尽)的速度快得多，相同的网络抖动/延迟就可能是不可接受的。

　　给定缓冲器的耗尽率就其本身而言，有利有弊，然而，它确实对网络传送造成了实际限制和行为轮廓，同样地，对缓冲器容量的设 定也有相同的影响。

　　事实上，就网络传输而言，耗尽率和缓冲器有着直接的关系，例如，如果上例中缓冲器容量与DVD MPEG-2对HD MPEG-2间的速率都增加相同的因子，那么，行为差异将会最小化。注意，在对讲服务器中和/或贯穿整个网络的其它系统参数都可能受到较快或较慢的视频流的影响。

　　由此可以推断，随着这一技术的不断成熟，更多的视频流将能够通过IP网运行，但对系统测量与监控的要求也必须予以考虑以确保终端的视频产品质量。