武汉大学计算机学院：《多媒体技术及应用》 第五章 多媒体通信网络的服务质量

第五章 多媒体通信网络的服务质量

1 第五章 多媒体通信网络的服务质量

51分布式多媒体应用的通信需求 分布式多媒体应用的通信需求 高带宽 >低时延 >支持QoS和资源动态分配

2 5.1 分布式多媒体应用的通信需求 分布式多媒体应用的通信需求： ➢高带宽 ➢低时延 ➢支持QoS和资源动态分配

511多媒体数据流的基本特性 1.比特率可变性 CBR:信息源,网络以CBR产生和传输数据流; vBR:以VBR产生和传输数据流,突发和跳变,ATM网支持。 2.时间依赖性 连续媒体实时传输; E2E时延控制在时间段内; 视频会议控制在250ms内。 3.信道对称性 上行信道:S→D; 下行信道:D→S。 信道不对称:voD下行传输视频流,上行传输控制信息; 信道对称:对等式视频会议 3

3 5.1.1 多媒体数据流的基本特性 1. 比特率可变性 ➢ CBR: 信息源，网络以CBR产生和传输数据流； ➢ VBR: 以VBR产生和传输数据流，突发和跳变，ATM网支持。 2. 时间依赖性 ➢ 连续媒体实时传输； ➢ E2E时延控制在时间段内； 视频会议控制在250ms内。 3. 信道对称性 ➢ 上行信道： S → D； 下行信道： D → S。 ➢ 信道不对称： VOD 下行传输视频流，上行传输控制信息； 信道对称： 对等式视频会议

512多媒体数据流的性能需求 1.吞吐量需求( Throughput) 有效网络带宽=物理链路传输速率一传输开销; 影响吞吐量因素:网络故障、拥塞、瓶颈、缓冲区容量、流量控制: 需求:高带宽、大缓冲、大流量等需求。 2.可靠性需求 差错率( Error Rate)性能指标传输可靠性 分组 PER分组交换网 packet 帧位 FER ATM网 cell BER SONET bit 差错原因:位出错、分组丢失、乱序 可靠性需求与E2E的时延相冲突

4 5.1.2 多媒体数据流的性能需求 1. 吞吐量需求 (Throughput) ➢ 有效网络带宽 ＝ 物理链路传输速率－传输开销； ➢ 影响吞吐量因素：网络故障、拥塞、瓶颈、缓冲区容量、流量控制； ➢ 需求： 高带宽、大缓冲、大流量等需求。 2. 可靠性需求 ➢ 差错率(Error Rate) 性能指标 传输可靠性 分组 PER 分组交换网 packet 帧 FER ATM网 cell 位 BER SONET bit ➢ 差错原因：位出错、分组丢失、乱序； ➢ 可靠性需求与E2E的时延相冲突

512多媒体数据流的性能需求 3.时延需求 >时延( Delay) ☆E2E时延:发送端发送一个分组到接收端正确接收一个分组时间。包 括下列时延: ◆传播时延:E2E传输一个二进制位所需时间;光速限制;与距离有关 ◆传输时延:E2E传输一个数据块(如分组)所需时间,与速率和节点 处理时延有关 ◆网络时延:传输时延与传播时延之和; ☆接口时延:发送端准备发送到实际在网上发送所需时间。 5

5 5.1.2 多媒体数据流的性能需求 3. 时延需求 ➢ 时延(Delay) ❖E2E时延：发送端发送一个分组到接收端正确接收一个分组时间。包 括下列时延： ❖传播时延：E2E传输一个二进制位所需时间；光速限制；与距离有关； ❖传输时延：E2E传输一个数据块（如分组）所需时间，与速率和节点 处理时延有关； ❖网络时延：传输时延与传播时延之和； ❖接口时延：发送端准备发送到实际在网上发送所需时间

512多媒体数据流的性能需求 3.时延需求 >时延抖动( Delay Jitter) 一条连接上分组时延的最大变化量,E2E时延的最大值与最小值之差。 网络时延分为: 固有时延:传播时延、链路比特率; 随机时延:网络故障、拥塞、出错。 接收缓冲区 足够容量的缓冲区可缓和时延和时延抖动。 6

6 5.1.2 多媒体数据流的性能需求 3. 时延需求 ➢ 时延抖动(Delay Jitter) 一条连接上分组时延的最大变化量，E2E时延的最大值与最小值之差。 ➢ 网络时延分为： 固有时延：传播时延、链路比特率； 随机时延：网络故障、拥塞、出错。 ➢ 接收缓冲区： 足够容量的缓冲区可缓和时延和时延抖动

512多媒体数据流的性能需求 4.组播通信需求 Unicast:点对点; Broadcast:点对所有点; Multicast:点对相关点。 5.同步需求 流内同步:按一定时延和抖动约束传输媒体分组流; 流间同步:AV信号等; 不同源、不同路径 目的端进行流间同步、E2E服务 7

7 5.1.2 多媒体数据流的性能需求 4. 组播通信需求 ➢ Unicast：点对点； ➢ Broadcast：点对所有点； ➢ Multicast：点对相关点。 5. 同步需求 ➢ 流内同步：按一定时延和抖动约束传输媒体分组流； ➢ 流间同步：A.V信号等； 不同源、不同路径 ➢ 目的端进行流间同步、E2E服务

52多媒体通信中的QoS定义 5.21QoS一般描述 1.Qos( Quality of service)服务质量 信息发送者与接收的用户之间、用户与网络之间信息传输的质量约定; 包括用户需求和服务提供者行为两方面。 ☆用户需求:用户在网上进行多媒体通信时要求的服务类型以及相关 的传输性能和质量 ◆服务提供者行为:网络针对某一类服务所提供和达到的性能和质量。 8

8 5.2 多媒体通信中的QoS定义 5.2.1 QoS一般描述 1. QoS(Quality of Service)服务质量 ➢ 信息发送者与接收的用户之间、用户与网络之间信息传输的质量约定； ➢ 包括用户需求和服务提供者行为两方面。 ❖ 用户需求：用户在网上进行多媒体通信时要求的服务类型以及相关 的传输性能和质量 ❖ 服务提供者行为：网络针对某一类服务所提供和达到的性能和质量

5.21QoS一般描述 2.QoS是整体行为的描述 不是网络中某个个体或元素的行为描述 而是用户与用户、用户与网络、网络内部元素的整体行为 用户1 Qs要求服务类型性能参数)用户2 QS商订、接纳控制 服务 服务 网络 QoS提供(服务类型、性能参数)「)资源预留协议 Qos商订、资源管理 资源调度算法

9 ➢ 2. QoS是整体行为的描述 不是网络中某个个体或元素的行为描述 而是用户与用户、用户与网络、网络内部元素的整体行为 5.2.1 QoS一般描述 用户1 用户2 QoS要求(服务类型、性能参数) 网络 QoS提供(服务类型、性能参数) QoS商订、资源管理 服务 服务 QoS商订、接纳控制 资源预留协议 资源调度算法

521QoS一般描述 >3.1997年9月开始制定了有关QS定义与服务的一系列RFC标准。 多媒体通信的性能需求: 令吞吐量( Throughput) 令可靠性( Error Rate) 令延迟( Delay)和延迟抖动( Delay Jitter) 令组播( Multicast) 令同步( Synchronization) 10

10 ➢ 3. 1997年9月开始制定了有关QoS定义与服务的一系列RFC标准。 多媒体通信的性能需求： ❖ 吞吐量(Throughput) ❖ 可靠性(Error Rate) ❖ 延迟(Delay)和延迟抖动(Delay Jitter) ❖ 组播(Multicast) ❖ 同步(Synchronization) 5.2.1 QoS一般描述