广西区劳教局视频会议网络优化方案解决视频马赛克丢帧丢包延时抖动声像不同步Word格式.docx
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MP3是一种高效的声音压缩算法,其频响范围在20Hz到20KHz之间,采样频率达到44.1KHz,而且支持双声道编码,因此正在获得越来越广泛的应用。
目前,由于主流的视频会议系统均采用了这些协议,其终端和性能处理能力讲师影响到视频会议的接入数量和整体效果的一项重要因素。
因此,一定要选用质量和品牌较好的厂家的产品。
基于嵌入式设计结构的MCU和终端设备。
早期有很多视频会议系统中的MCU和终端均采用PC作为硬件结构,操作系统则基于Windows,此类视频会议在包转发效率以及稳定性、安全性等方面均存在很大的局限性,导致会议视音频质量不高、延时较大,影响传输效果。
2.2视频传输网络的服务质量
针对现行的视频会议,普通标清的视频会议至少需要2M左右的单独带宽,而清晰度较高的高清视频会议和双行多通道的视频会议均需要4M以上的独有带宽,才能稳定运行。
很多单位单独为视频会议系统铺设专线,单独运行视频会议数据。
如果视频会议系统在广域网上承载,供远程分支用户使用,而广域网中有大量的路由和网关,跨区域、跨运营商情况普遍,视频会议采用的H.263+、H.264、H.323、SIP等协议则在延迟和丢包的网络质量下无法正常运行,导致用户体验不好,而这一情形在双向视频会议中更为明显。
同时链路同时承载视频会议系统、ERP、P2P下载等和各种其他应用,成为复杂的“统一通信网络”,而互联网又面临P2P、IM工具等应用对带宽的吞噬,视频会议往往无法获得有效的带宽保障。
即使是在专网里面,依然存在着OA办公,ERP,财务等重要的业务数据对于线路的干扰,这是对视频会议影响最大的一方面。
2.3视频会议对恶劣网络环境的适应能力
这些网络环境的变化多样,视频会议的运行效果自然不能得到完全的保证,在线路上传输以下因素均会影响视频会议的稳定性。
IP优先权(IPPrecedence)(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)
IP包排序(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)
IP包重复控制(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。
)
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。
丢包重传(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)
自动速率调整技术(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。
第3章视频会议承载网络优化的必要性
综合以上条件,我们发现,对于视频会议的传输效果及稳定性,均和承载网络的传输质量有着很大的关系。
由于网络传输的不确定性,以及数据包的传输机制等均会影响到视频会议的传输效果。
而通过技术手段,是可以对于线路进行优化的。
3.1视频承载网络的稳定关系重大,突发事件影响大
由于视频会议一般在重要的时候才开启。
该网络作为承载劳教局的核心系统的网络,需要有非常高的稳定性,因为一旦网络中断,业务就将受到严重的影响。
同时稳定的设备也能给用户节省大量的时间和维护的成本。
在不久之前,国家某部委开全国视频会议,就发生过视频会议突然中断10分钟,而一直无法找到原因,而之前的检查工作做的也很充分,但是还是会发生意外。
3.2视频承载网络的传输质量影响视频效果
劳教局在全区各地有7个分支机构,这些分支的网络环境不同,会有不同的ISP以及不同的接入方式,引发如网络丢包、延迟等问题。
这些问题会严重的影响分支的访问速度。
为此建设的网络应能做到:
“保证网络各个部分的带宽满足业务高峰期需要”,也就是远程互访的时候要有足够的带宽保障数据的传输,减少网络的拥塞对应用系统带来的影响。
视频会议系统不能顺畅运行很大程度上是由于网络丢包引起的,而丢包是由企业内部网络拥塞或外部网络优先级流量冲突等原因引起的。
在企业出口带宽一定的情况下,设备应能支持基于应用和内容的管理功能,以便能对应用的所使用的网络流量进行优先级设置,在视频会议召开时,优先提供视频会议所需的网络带宽,来保证视频会议的顺畅进行。
之前,我们曾经和宝利通做了联合测试,发现,在网络有3%的丢包的时候,视频会议就有比较明显的丢包和抖动现象,当丢包率达到5%的时候,就会出现更加严重的抖动,画面不清晰,延时很严重,当丢包率达到10%的时候,基本上视频会议无法正常运行,基本上开不了会议。
视频会议丢包
视频会议帧数
正常情况
25\50
3%丢包
1%~10%跳动
15\25
5%丢包
5%~19%跳动
05\15
10%丢包
(宝利通视频会议测试数据)
同时,对于网络的延时以及跨运营商,跨地域等均会引起丢包,这是普遍存在的现象,视频会议的传输必须要拥有较高的带宽。
3.3视频会议网络问题无法及时发现和预警
劳教局现有的网络由于运行系统众多,数据复杂,包含着重要的OA系统,业务系统,而且业务系统重要程度越来越高。
对于线路的稳定性保障,存在着明显的阻碍,那就是管理者不知道网络链路运行状态如何,不知道网络链路上具体有哪些数据在运行,有哪些不正常的数据流量在跑,我们在管理中也是当只有问题发生了才能够采取行动,但是对于视频会议这种实时性要求太高的来说,如果问题发生了,造成的后果将非常严重。
对于视频会议本身来讲,管理者如果能够清晰的了解现在网络中的运行状态,能够知道视频会议的实时流量,就能够了解清楚视频会议的运行状态,一旦发生视频会议数据流不稳定,能够实时的发现问题,并进行解决。
网络缺少对于整网的实时性监控,并且能够针对异常的错误,异常的流量进行预警,针对网络即将出现的问题设置相应的阈值,能够起到事前预警,事中控制,事后定位的良好效果,是现在视频会议优化管理的最重要的手段。
第4章视频会议优化和网络保障方案
针对劳教局目前的网络现状,发现目前急需解决的问题有以下三个:
如何减少网络中的丢包延时影响,减少视频画面模糊和抖动
如何保障视频会议专有的数据通道,保障传输效果
如何实现现有承载网络的事前预警,事中分析,事后定位
为保障视频会议建立起一套高稳定,高可靠性和关键业务可视化的整体解决方案。
4.1视频会议优化方案整体思路
经过多年的实践,以及在数千家客户中的实际验证,我们推荐使用深信服科技的视频会议网络优化及稳定保障解决方案。
通过技术手段,减少以上网络不稳定因素的影响。
通过广域网优化WOC和应用性能管理APM综合方案,有效提高网络的传输速度,减少丢包和延时的影响,
整体网络建设拓扑如下:
部署介绍:
总部部署两台深信服WOC广域网优化设备,双机热备,单臂部署,保障稳定性和可靠性。
各分支单位通过路由模式部署一台深信服WOC广域网优化设备做网关。
解决方案:
通过依托劳教局即将搭建的办公专网,通过视频会议来实现分局与中心局的互联互通问题,同时,针对视频会议做带宽保障,针对业务数据做流量削减,提高整网的稳定性。
通过应用性能管理真实,全面的监控网络的健康状况,并针对可能发生的问题进行及时的预警,避免重要视频会议的中断。
4.2视频会议流量可视化,打造一张可管理的广域网
深信服APM通过数据包深层分析拆包,实现网络及设备健康度的统一管理和全网流量分布的可视化,庞大的数据中心将更加易于管理。
能监视数据中心中的路由器、交换机、防火墙等基础网络设备的CPU、MEM、磁盘利用率、网口流量等信息,健康的网络节点状态是保障网络质量的基础;
并可对实时链路质量、带宽利用率、应用流量占用进行实时监控,掌握视频会议外界网络环境以确定视频会议畅顺运行的外部条件,可进行链路层、网络层、传输层、应用层的流量可视化,基于系统、主机、来源、协议、会话、事件的流量查询。
IT管理者需要详细了解当前带宽资源的使用情况,同时可通过访问WOC的数据中心实现,如查看指定时间周期内应用流量分布情况,用户流量分布和排名等。
通过详细的分析,给整网提供一个可靠的数据信息,有效的做到突发事故的提前预警,重要事故的事中分析,同时提供时候定位分析的有效手段。
4.3提高视频会议承载网络的传输质量
由于视频会议通常基于UDP协议进行承载,而一般的网络优化设备仅可对基于TCP协议的应用进行优化,而对UDP协议的应用束手无策,导致视频丢帧优化这一领域一直未得到很好的而解决。
而深信服WOC广域网优化独有的视频丢帧优化技术,完美的突破了这一技术壁垒,将视频马赛克、抖动、声像不同步等现象彻底消除。
深信服WOC广域网优化内置独有的FLK视频丢包优化技术以及视频代理优化技术,可智能感知网络层和应用层的丢包,并采用相应的代理优化及丢包智能恢复技术,对由于链路质量本身导致的丢包、带宽占用率较高视频会议被冲导致的丢包,都可进行优化,降低视频本身丢帧,保障视频畅顺效果。
优化效果见下图:
4.4视频会议带宽保障,提升访问体验
4.4.1基于应用和内容的流量管理技术
广域网优化设备可识别600种以上常见的广域网及互联网应用协议,且可手动添加,支持DPI(深度内容检测)和DFI(动态流状态检测)技术识别应用,无需额外配置即可识别出应用,自动选择加速策略进行加速,支持TokenBucket和基于队列的广域网流量处理技术,支持基于应用和内容的广域网流量整形功能,提高广域网利用率。
4.4.2虚拟线路技术有效保障视频会议带宽
虚拟线路的作用是根据数据流的IP/端口/物理网口等条件将一条物理线路划分成若干虚拟线路,对每个线路分别控制.根据网络内部的业务应用划分为不同的优先级,实现基于业务应用的优先级管理。
此外,可将不同应用流量划分到不同的通道。
如果启用虚拟线路功能,流控策略作用在虚拟通道上而不是物理通道,管理策略更加细致。
支持对核心业务系统、视频会议等做服务质量保障,实现高级QoS。
视频会议流量保障前和留来能够保障后的效果如图:
4.5业务流量大幅削减,提升视频会议带宽容量
4.5.1冗余数据削减技术,减少视频会议带宽被冗余数据挤占
WOC特有的“基于码流特征的数据优化”技术,能够大大降低广域网传输过程中的数据流量,根据实际的测试最多时甚至能够将流量减少95%以上。
4.5.2全局IP流量压缩,降低带宽负载
深信服WOC广域网优化采用了基于硬件的GZIP和LZO高速流压缩算法,可以对所有的数据先压缩后传送,大大提高了终端用户在使用Web资源和C/S应用时的访问速度,减少下载时间和网络流量。
通过引入广域网优化的全局IP压缩技术,对在两个加速硬件网关间传输的IP数据包提供创新性的SANGFORHighspeed改进型压缩算法,实现IP数据包压缩功能,将不过加速的(应用系统)数据进行压缩,实现全局流量压缩,包括TCP流量和UDP流量,进一步减少带宽占用。
用户无需升级带宽,即可实现现有带宽利用效率的最大化,缓解了数据大增长。
实施前后的效果图:
第5章方案选型
产品名称
设备
部署位置
数量
广域网优化设备
千兆级
区中心
2
百兆级
各分局
7
广域网优化集中管理平台
1
应用性能管理
第6章典型客户案例
6.1二炮专线视频会议优化
客户描述:
中国人民解放军第二炮兵部队,是中国最先进的战略导弹部队,履行着保卫祖国领土安全、捍卫民族尊严等多重职责,是我人民解放军中让世界为之侧目的王牌部队。
客户业务环境描述:
因为军队快速反应、安全保障等严格要求,对二炮及下属单位IT信息化建设提出了严格要求。
二炮下属某单位为实现有效沟通,利用先进的网络技术快速反应,构建了视频会议系统,相关人员可以通过语音、视频有效进行沟通,避免了以往会议开展的繁琐性。
面临问题及挑战:
近年来,随着网络技术的不断发展,二炮及下属各单位更是走在了中国信息化建设的前列。
但该视频会议系统在该单位专线链路中的丢包率普遍在8%~18%之间,视频会议有严重的马赛克现象,这对视频会议的直观性、有效沟通造成了不小的阻碍。
广域网加速带来的效益:
为解决以上问题,该单位经过全面细致考察,最后选择了深信服广域网加速设备。
深信服作为亚太地区推出的第一款广域网加速设备的厂家,其广域网加速设备通过基于码流优化技术、TCP协议优化等多种专有技术,有效解决了该单位视频会议丢包的问题。
部署了深信服广域网加速设备后,该视频会议系统丢包率降到了1%~2%之间,有效减少了马赛克现象,大大提升视频会议的质量,且通过对该视频会议系统数据包进行加密,进一步提升了这套系统的安全性,更提高了该单位业务应用系统的效率。
客户观点:
二炮某部的通讯参谋表示,通过部署广域网加速解决方案,优化视频会议的使用体验,关键是让之前“业务不可用”变成“业务可用”,这对于保障重要业务的稳定持续很有帮助。
6.2河南省环保广域网加速VPN视频监控大型组网
客户描述:
为了更好的开展相关工作,河南环保建立了覆盖省、市、县的三级环境监测网络。
整个环境监测网络每天需实时获取整个河南省约900个点的环境监测数据。
按计划后续规模将扩大到2000余个点,主要的传输数据内容为实时监控的视频图像数据。
随着站点的不断增长,数据交互也变得越来越频繁,加上广域网传输自身的延迟、丢包影响,实时信息的获取面临着严峻的考验。
面临问题:
传输的数据量庞大,现有带宽的不能完全满足数据传输的需要,导致视频图像数据不能实时的传输。
目前,河南省环境监测点的视频监测设备传输监测数据所需带宽为512kbps,全省有监控点850个,每个监控点安装有3个摄像头。
因此省中心支撑各地市视频流的总带宽需要1275Mbps。
省中心的出口链路带宽为1000Mbps,理论上可以获取到监控点数为2000个(全省共有2550个)。
众所周知,网络的利用率无法达到峰值。
因此在没有采取任何网络传输优化手段的情况下,中心端带宽受限带来的瓶颈问题将随着站点数量的增加以及传输数据量的增大进一步加剧。
解决效果:
数据分析可看出目前的链路带宽无法满足现有的数据传输需求,需要寻求一种优化方案来解决数据传输量增大和带宽瓶颈所带来的数据不能实时传输的问题。
此外视频图像数据受到数据网络质量的影响(丢包、延时),无法保证视频图像的传输质量。
视频系统的数据传输对实时性要求相对较高,因此大部分视频系统的数据传输都是依靠UDP协议进行传输,网络的丢包、延时导致马赛克和抖动的情况发生。
另外目前省环保监测网络数据是通过互联网进行传输的,数据传输的稳定性无法保证。
并且很多监测点都是通过CDMA的方式进行互联的,丢包和延迟相对较严重。
需要有一个可靠的机制来减少丢包和延时对数据传输的影响,保证视频数据在网络中传输的质量和效果。
6.3其它部分客户名单
中国海关总署
四川省农村信用社联合社
海洋石油工程股份
中国药品生物制品检定所
中国航空器材集团公
中铁十九局
中国海监总队
国华人寿保险
中国水电建设集团四川电力
中科华核电技术研究院有限公司
招商局集团
中国水利水电第三工程局
上海海关
民安保险
江西省电力公司
中国水电顾问集团成都勘测设计研究院
中国普天信息产业股份
富力地产
中共山东省委党校
华泰财产保险
淮南矿业集团
长江水利委员会勘测设计院
中国南车股份
波司登国际
河南省环境保护厅
东方基金
山西焦炭集团
机械工业部第六设计研究院
中国煤炭科工集团
北京水晶石数字科技
第7章深信服科技介绍
深信服科技是中国规模最大、创新能力最强的前沿网络设备供应商,致力于通过创新、高品质的产品及卓越的服务,帮助用户提升互联网带宽的价值。
通过专业、创新、高性价比的产品,围绕商业用户Internet带宽资源,帮助用户降低成本(加速VPN实现网间互联、替代专线)、提高效率(广域网加速让应用更快捷)、产生效益(SSLVPN实现无处不在的移动办公)、防范风险(AC上网行为管理网关保证内、外网安全)、优化资源(BM流量控制实现带宽合理管控)、提高访问体验(AD应用交付实现链路及服务器双负载均衡),提供全面的网络优化解决方案!
深信服科技现有WOC广域网加速、AC上网行为管理、IPSecVPN、SSLVPN、、BM流量控制、AD应用交付等全系列产品线。
丰富的产品系列给客户更大的选择空间。
不同层次、不同需求的客户都可以在深信服科技找到适合自己的网络连通、管理、优化产品。
截止到2011年5月,已有超过19,000家用户选择了同深信服合作并取得了显著收益。
这些用户包括中国移动、通用电气、壳牌石油、丰田汽车等世界500强企业,也包括中国人民银行、国资委、中国人寿、招商银行、南方航空、中国人民大学等中国知名用户。
在中国入选世界500强的企业中,超过一半的企业都是深信服的用户。
目前,深信服科技总人数已达1200余人,直属分支机构39个,销售网络遍布全国,并在英国、香港、新加坡、阿联酋、泰国、印度、马来西亚等国家和地区设有直属办事机构。
从2000年底成立至今,公司以每年销售收入增长2-3倍、人员增长1倍的速度高速发展。
2005年-2011年,深信服连续7次获得德勤“亚太地区高科技高成长500强”,并于2008年获得渣打银行授予的“最具成长性新锐企业”中型企业金奖。
深信服科技坚信技术创新是保证产品优秀品质不可或缺的条件,每年将销售收入的15%投入产品研发,始终保持着技术的时时领先,目前拥有近30项网络及安全领域发明专利。
我们以深厚的技术实力、丰富卓越的产品、细致完善的服务为您提供最佳整体网络优化方案,提升您的带宽价值!
深信服获得的荣誉
2005年、2006年、2007年、2008年、2009年、2010年、2011年,连续七年获德勤“亚太高科技高成长500强”
渣打银行“最具成长性新锐企业”中型企业金奖
《computerworld》“中国ICT十强”
《财富》杂志“卓越雇主奖”
国家商用密码产品生产定点生产单位
国家IPSecVPN、SSLVPN标准核心制定者
2010国家规划布局内重点软件企业
2010年深信服全线产品均入围中央政府协议采购名单
2009年深信服VPN率先通过国家虚拟专用网安全技术要求第三级检测
2008年,深信服产品获得国家涉密产品资质
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