由于Internet在全球的飛速發(fā)展，IP應(yīng)用已成為發(fā)展趨勢。國家的通信網(wǎng)建設(shè)發(fā)展越來越快，利用中國已建成的公眾多媒體通信網(wǎng)，建設(shè)基于IP的跨省份會議電視系統(tǒng)已經(jīng)得到很普遍的應(yīng)用。這種應(yīng)用目前最大的問題就是IP網(wǎng)絡(luò)的Qos問題。數(shù)據(jù)傳輸量每年都呈幾何級增長，大量網(wǎng)民喜歡在線觀看電影或大量下載影片，這樣直接導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞、網(wǎng)絡(luò)抖動，造成了傳輸數(shù)據(jù)包的丟失，甚至出現(xiàn)聲音無法聽清楚、視頻大面積馬賽克等現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了遠(yuǎn)程視頻會議的視聽體驗(yàn)。

　　在多媒體通信領(lǐng)域，各廠家在推出各種IP視頻通信產(chǎn)品的同時，對影響產(chǎn)品傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)丟包技術(shù)都在進(jìn)行深入的研究，捷視飛通推出了具有自主產(chǎn)品的抗丟包技術(shù)—V-link。

　　捷視飛通科技有限公司(iFreecomm)是領(lǐng)先的多媒體通信融合解決方案提供商，公司總部和研發(fā)中心位于深圳高新園，營銷網(wǎng)絡(luò)遍及全國。公司產(chǎn)品重點(diǎn)投入在高清視頻會議、綜合數(shù)字視頻監(jiān)控、多媒體指揮調(diào)度、數(shù)字音頻處理系統(tǒng)等領(lǐng)域，經(jīng)過多年的積累，研發(fā)出完整產(chǎn)品系列。

　　捷視飛通秉承科技創(chuàng)新的精神，自主研發(fā)了“IP視頻通信中的抗丟包技術(shù)(V-Link)”，并具有全部知識產(chǎn)權(quán)。V-Link主要解決IP視頻通信中，由于網(wǎng)絡(luò)擁塞導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失，從而造成視頻卡頓、音頻中斷、PPT內(nèi)容模糊變形等問題?；谧灾餮邪l(fā)的算法，V-Link全面覆蓋IP通信中的所有重要信息，可以有效保護(hù)包括視頻會議通話的視頻、語音及數(shù)據(jù)內(nèi)容。

　　V-Link技術(shù)目前已經(jīng)在捷視飛通的MCV8000多點(diǎn)控制單元、MCV2000視頻會議終端、MCV2000 Mini、MCV2000Mini Box等產(chǎn)品以及基于上述產(chǎn)品的解決方案中應(yīng)用。這些方案包括FreeMeeting睿視高清會議解決方案和FreeMeeting瓏視高清會議解決方案。

　　一、IP視頻通信中丟包造成的影響

　　在IP視頻通信中，一旦傳輸網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)丟包的情況，就會對聲音、視頻的傳輸造成較為明顯的影響，最終影響用戶體驗(yàn)和使用。

　　對視頻質(zhì)量的影響主要有：馬賽克現(xiàn)象、局部變形(圖像的某些區(qū)域不清晰)、圖像模糊、屏幕頻繁刷新或閃爍、視音頻不同步、幀率下降、圖像靜止等等。

　　對音頻質(zhì)量的影響包括：總體音頻失真、間斷或間歇性噪音、音頻中斷等。

　　對內(nèi)容和演示數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響包括：幻燈片模糊變形、翻頁速度減慢或屏幕頻繁刷新和圖像靜止等等。

　　另外，丟包還會引起過度延遲，甚至是通話中斷。

　　IP視頻通話中網(wǎng)絡(luò)丟包造成的影響程度主要由丟包率、丟包隨時間變化情況以及視頻通話中各個終端和設(shè)備的能力所決定。正如我們通常認(rèn)為的那樣，丟包率越高，對視頻通話的影響也更為明顯。

　　二、造成網(wǎng)絡(luò)丟包的常見原因

　　網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障引起網(wǎng)絡(luò)丟包

　　設(shè)備故障主要是指硬件方面的故障，不包含軟件配置不當(dāng)造成的丟包。如網(wǎng)卡損壞、交換機(jī)端口出現(xiàn)物理故障、光纖收發(fā)器電端口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的接口的雙工模式不匹配。

　　近日在某銀行的專網(wǎng)環(huán)境中測試視頻會議設(shè)備，發(fā)現(xiàn)核心交換機(jī)某個端口故障造成丟包現(xiàn)象，嘗試更換到交換機(jī)空余的端口后，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，不再出現(xiàn)丟包現(xiàn)象。

　　交換機(jī)端口出現(xiàn)故障，究其原因是因?yàn)榻粨Q機(jī)自身的性能發(fā)生老化，導(dǎo)致硬件性能下降，因此出現(xiàn)上網(wǎng)數(shù)據(jù)丟包嚴(yán)重的現(xiàn)象。

　　物理線路故障

　　網(wǎng)管員發(fā)現(xiàn)廣域網(wǎng)線路時通時斷，發(fā)生這種情況時，有可能是線路出現(xiàn)故障，通過檢查交換機(jī)與光纖收發(fā)器之間的連接網(wǎng)線，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)線老化，更換新網(wǎng)線，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常。由物理線路引起的丟包現(xiàn)象還有很多，如光纖收發(fā)器連接問題，跳線沒有對準(zhǔn)設(shè)備接口、RJ-45接頭有問題等。

　　網(wǎng)絡(luò)擁塞

　　網(wǎng)絡(luò)擁塞造成丟包率上升的原因很多，主要是路由器資源被大量占用造成的，應(yīng)用中遇到的造成網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況還有很多，如大量的UDP流量、大量的組播流、廣播包穿越路由器，路由器配置了IP NAT并且有很多DNS包穿越路由器等。

　　路由錯誤

　　網(wǎng)絡(luò)路由錯誤也會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包不能到達(dá)目的主機(jī)，如主機(jī)的默認(rèn)路由配置錯誤，主機(jī)發(fā)出的訪問其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包會被網(wǎng)關(guān)丟棄

　　三、V-Link抗丟包原理

　　V-Link主要解決了音視頻傳輸過程中，由于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的限制導(dǎo)致的數(shù)據(jù)包丟失，從而引起視頻卡頓、音頻中斷、內(nèi)容花屏等問題。

　　V-Link通過對“信源編解碼”來達(dá)到信道傳輸保障的目的, 借鑒了通信系統(tǒng)中通過信道編解碼來校驗(yàn)和保證數(shù)據(jù)完整性的原理：由發(fā)送方系統(tǒng)引入一定量的數(shù)據(jù)冗余，使接收方系統(tǒng)可以偵測并糾正錯誤，而無需請求發(fā)送方系統(tǒng)重新傳送丟失的信息。V-Link使用特定的算法從有效數(shù)據(jù)計(jì)算出校驗(yàn)位數(shù)據(jù)(信道編碼)，在接收端發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失之后可以通過相應(yīng)的算法從成功接收的數(shù)據(jù)中恢復(fù)出傳輸過程中丟失的數(shù)據(jù)包。

　　V-Link還采用了優(yōu)化的數(shù)據(jù)包重傳技術(shù)，兼顧數(shù)據(jù)傳輸效率、糾錯能力、媒體流時延三個方面，作為“冗余糾錯”的輔助手段，進(jìn)一步加強(qiáng)多媒體傳輸在丟包率高的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的質(zhì)量保障。

　　V-Link同時考慮了由于數(shù)據(jù)擁塞導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)丟包的因素，設(shè)計(jì)了在網(wǎng)絡(luò)丟包率高的情況下，反饋發(fā)送端降低編碼(信源編碼)發(fā)送碼率的機(jī)制，以此來避免加重網(wǎng)絡(luò)擁塞。并且當(dāng)網(wǎng)絡(luò)丟包率降低之后，能夠自動檢測并反饋發(fā)送端重新提高編碼發(fā)送碼率的機(jī)制，以恢復(fù)到較好的媒體質(zhì)量。

　　V-Link 的理論依據(jù)是：以數(shù)據(jù)包恢復(fù)的“信道編解碼”算法提供穩(wěn)定的音視頻通信質(zhì)量，遠(yuǎn)比試圖隱藏丟包造成的影響(差錯隱消)所產(chǎn)生各種問題(馬賽克、畫面靜止、聲音中斷等)困擾的視頻通信要好得多。

　　綜上，V-Link使用了數(shù)據(jù)包重傳和冗余糾錯技術(shù)的同時，還使用了智能流控技術(shù)作為輔助，三種手段同時使用可以更有效的降低網(wǎng)絡(luò)丟包對音視頻質(zhì)量的影響。

　　四、V-Link在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的實(shí)測表現(xiàn)

　　目前V-Link在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的實(shí)測表現(xiàn)如下：視頻在10%~15%丟包率網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，仍能保持流暢，聲音在丟包率達(dá)到20%的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，仍舊表現(xiàn)得非常出色，該表現(xiàn)在中國泰爾實(shí)驗(yàn)室的已有過驗(yàn)證并已出具相應(yīng)的報(bào)告。

　　V-Link抗丟包技術(shù)在IP視頻通信中具有如下功能：

　　丟包保護(hù)

　　V-Link使用在誤碼率較高的IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行高質(zhì)量的視頻通話，從而提高了視頻體驗(yàn)

　　網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性強(qiáng)

　　由較好的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向較差的網(wǎng)絡(luò)及從較差的網(wǎng)絡(luò)中恢復(fù)到較好的網(wǎng)絡(luò)，V-Link自動調(diào)整發(fā)碼率機(jī)制，以此避免由于網(wǎng)絡(luò)擁塞丟包給視頻帶來的不良影響。

　　降低延遲

　　通過允許接收方系統(tǒng)實(shí)時重建和恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，V-Link排除了接收方系統(tǒng)需要等待可能丟失的、延遲的或混亂信息的需求。反過來，也減少了動態(tài)抖動緩沖區(qū)空間以及相關(guān)的延時。

　　實(shí)時重建與恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)

　　接收端具有對數(shù)據(jù)包自動糾錯能力，一旦檢測到數(shù)據(jù)包丟失，馬上從冗余數(shù)據(jù)中實(shí)時重建數(shù)據(jù)，如果冗余數(shù)據(jù)中沒有所丟失的數(shù)據(jù)，那么能夠反饋發(fā)送端，要求發(fā)送端重新發(fā)送所丟掉的數(shù)據(jù)包。

　　對媒體全面保護(hù)

　　V-Link算法全面考慮了視頻中通話中的所有信息，使得通話中的視頻、語音、數(shù)據(jù)內(nèi)容免受到網(wǎng)絡(luò)丟包的影響。

　　五、V-Link抗丟包技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

　　總結(jié)以上幾點(diǎn)，V-link抗丟包技術(shù)有以下幾個優(yōu)點(diǎn)：

　　V-Link不占用網(wǎng)絡(luò)帶寬，能夠自動調(diào)整發(fā)碼率機(jī)制

　　V-Link不會降低編碼率，采用調(diào)整發(fā)碼率機(jī)制來適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸，保障音視頻的質(zhì)量

　　捷視飛通MCU不需要手動啟用V-link功能，自適應(yīng)終端的能力集

　　V-Link不會修改編碼率來解決網(wǎng)絡(luò)丟包影響視頻質(zhì)量的問題，而通過實(shí)時重建與恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)，保障視頻的清晰度

　　視頻在10%~15%丟包率網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，仍能保持流暢，聲音在丟包率達(dá)到20%的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，仍舊表現(xiàn)得非常出色。