多媒体传输网络

– 定性描述
>= Prob_bound
服务等级（服务类别）
• 针对流（per-flow）
QoS (CoS) 保障
针对包类别（per-class）
网络分类
• 传输方式 电路交换网与分组交换网
• 连接方式 面向连接的网络与无连接网络
• 资源管理 资源独占、资源预留/分配与 尽力而为的网络
• 信道类型 有线信道与无线信道
解决 IP 网多媒体传输问题的途径
• 在 IP 网中加入 QoS 保障机制 改善资源管理机制 及流调度策略
• 加大 IP 网络的带宽 （IP over SDH、DWDM）
• 由终端解决 QoS 问题 应用层 QoS 控制（第9章）
综合服务与 RSVP
• IntServ－ Integrated Service • RSVP－ Resource ReSerVation Protocol
传输延时
端到端延时：
等待网络接受 编码/打包（access）
缓冲 拆包/解码
传播
节点处理（复用
(propagation) /解复用、排队）
传输延时
(transmission)
会话：单向延时 < 100 ~ 500ms，通常 250ms 查询响应： < 1 ～ 2 s
延时抖动
• 电路交换网络：
物理抖动，微秒或毫微秒量级
• 局域网、帧中继、 ATM 、2.5代之后的移动网、 WLAN、WiMAX、IP
• 包存储－转发（数据报模式、虚电路模式） • 带宽统计复用 • 比特率、延时、抖动和丢包率受网络负载影响 • 支持多个逻辑通道 • 多数支持多播
面向连接的与无连接的网络
• 面向连接的网络
– 连接的建立、拆除 – 有呼叫建立的延时 – 便于 QoS 处理
IP 多播
• 组地址：D 类 IP 地址
只在本次通信过程中有效
1110
组地址
report
query
互联网组管理协议
距离向量多播协议 多播开放最短路径优先
• 站通过 email 、 web site 或 SAP 已知当前存在的会议（组地址） • 站用 UDP 向最近的多播路由器发出加入/退出会议的申请 • 多播路由器将此消息发布给其他多播路由器以建立多播路由 • 本地多播路由器定期查询站是否在组内（在组内的站返回响应）
RSVP 路由器
• 监视“监管”和“接纳”，若不通过，向用户返 回错误
信息；若通过，将参数传递给分类器和调度器
• 与其他路由器通信，传递预留请求
RSVP 消息
RSVP 消息
路由 处理
RSVP 守护
监管 控制
用户权限检查
业务流控制
包分 类器
包调 度器
接纳 本地资源检查，并确定 控制 可支持所要求的 QoS
不同媒体对指标的不同要求
媒体类型 对网络的要求
带宽 延时 抖动 错误率
实时媒体
大
小
小 （播放连续性）
一定程度
非实时媒体 小
可较大 可较大
0
网络结构
• 双向（对称、非对称） • Unicast、Multicast、Broadcast
Terminal
Network
Terminal
Network
Terminal
多媒体传输网络
多媒体传输对网络的要求
• 指标
– 吞吐量 – 延时 – 延时抖动 – 错误率
• 网络结构
– 双向 – Unicast、Broadcast、Multicsat
• QoS 保障 （资源管理）
吞吐量（比特率、带宽）
HDTV 演播室TV 广播TV 录像TV 会议TV 话音
CD 5.1声道
1920×1080×60（逐行） 15 ~ 40 Mb/s
• 共享传输介质网络：
Medium Access Time，与网络负载有关
• 广域分组网：
流量控制的等待时间 存储转发机制的节点排队延时 有时可达秒级
错误率
• 误码率 BER • 误包率 PER
（包丢失、次序颠倒、 接收两次） • 丢包率 PLR
（包头错误、节点拥塞丢失、 错误处理、包延时超过播放时限）
电路交换的网络
• PSTN、DDN、N－ISDN、2代移动网 • 独占物理信道（频带或时隙） • 固定比特率、延时短、无抖动
—— 确定的 QoS 保障 • 不支持多点通信
电路交换网络上多播的实现
多点控制单元（MCU）：
音频桥楼、视频开关、数据开关、控制信息
从MCU
主 MCU
从MCU
从MCU
分组交换的网络
• 无连接的网络
– 无呼叫建立的延时 – 不便于 QoS 处理，
资源管理与 QoS
• Dedicated：
物理地划分固定资源给该通信过程 QoS有确定性的保障
• Reserved / Allocated：
为该通信过程预留部分资源 QoS保障是确定的，或是统计意义的
• Best-effort：
对共享资源无管理机制 QoS 无保障
DS code point
传统 IP 网的性能
• 无连接、统计复用带宽 • 存储/转发
带宽、延时、抖动和包丢失率受网络负载影响
• 动态路由 － 包次序可能颠倒 • 无资源预留/分配 － 尽力而为的网络 • 支持多个逻辑通道（ TCP 、UDP） • 支持多播
（claim groupship, multicast routing)
720×576×25（隔行）
4 ~ 8Mb/s
720×576×25（隔行）
来自百度文库
2 ~ 4Mb/s
360×288×25（逐行）
1.4 Mb/s
352×288×5~10
128 ~ 384 kb/s
3.4 kHz
64, 32,16, 4 kb/s
20 kHz
192,128 kb/s
20 kHz
320 kb/s
Terminal
Terminal Terminal
Terminal
Terminal
QoS 保障
• QoS 参数：吞吐量、延时、延时抖动、错误率
– 定量描述
QoS_ parameter<= Upper_bound
QoS_parameter >= Lower_bound
Porb{ QoS_papameter<=Upper_bound }
数据
确定每个数据包的 类型（服务等级）
调度以达到所要求 的 QOS
区分服务
• DiffSer：Differentiated Service • 服务等级
Premium Service－实时性 Assured Service－可靠性
Olympic Service (Gold、Silver、Copper) • DSCP 每段性能 PHB（传递方式）