VoIP视频流质量的测量和监控的实例

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/ 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4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。

本文小结

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。

作者：Marc Todd

President/CEO 董事/CEO

IneoQuest Technologies, Inc.

Email: marc.todd@ineoquest.com