實時業務在IP數據網絡中的傳輸問題探討

阮曉斌

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實時業務在IP數據網絡中的傳輸問題探討

阮曉斌

廈門普訊網絡技術有限公司，福建 廈門 361000

IP技術的廣泛使用給傳統的通信行業帶來了不小的沖擊，也推進了它進一步變革，為其在數據IP技術的基礎上構建出一個多業務網絡提供了理論上的可行性。但是，在實際的操作中，不同的業務對網絡的要求也都不盡相同。所以當前的關鍵是如何對IP網絡進行分組，使其實現多種實時和非實時業務的共同進行。因此，分析了實時業務在IP數據網絡中的傳輸要求和關鍵技術。

IP；實時業務；數據網絡

引言

當前，我們在進行信息交流的時候，無論在何時、何地與何人用何種媒介進行交流，都離不開對實時數據和非實時數據的要求。在IP技術興起之前，所有網絡都是單一的通信網絡。這種獨立的服務網絡帶來了各種服務的分離，極大地阻礙了產業間的技術交流，也降低了通信的效率。然而，IP技術的出現為解決這一問題提供了可能。我們希望建立一個多服務網絡。

1 實時業務在IP數據網絡中的傳輸要求

為了能夠實現使用IP技術進行實時業務的傳輸，就需要解決一些關鍵性的技術問題，主要有以下幾個：首先，實時業務的寬帶要求并不是很高，而一個IP業務一般則會需要一個高速的網絡環境，所以如果想要實現二者的兼容，首先需要解決的就是高速的數據傳輸與低速的業務處理之間的速度匹配問題；其次，在共享網絡資源時，我們還應使用UDP技術來盡可能多地避免網絡資源造成的浪費以及減少數據模塊功能對于網絡資源的占用等問題；最后，我們還應解決網絡中的數據傳輸以及差錯等問題。

實時數據所需的傳輸級別通常比較嚴格。TDM是目前主要的數據傳輸服務，保證了實時數據的明顯優勢。然而，隨著IP技術的發展，IP數據的實時傳輸已成為必然。使用IP進行傳輸，對某些方面的要求更高。這些指標對實時交通傳輸的要求主要有以下幾個方面[1]。

（1）當前的寬帶級別。寬帶可用性是指網絡中任何兩個節點之間的特定流量。寬帶的帶寬被用來衡量每個寬帶用戶獲得服務的能力。我們所有的實時服務都對寬帶有一定的要求。一般高達2?MB的寬帶可以滿足所有的要求，對一些寬帶服務的要求非常高，例如對寬帶視頻服務的要求非常高，一旦寬帶速度不能滿足要求，圖像質量就很難保證，影響用戶的觀感。

（2）時間延遲。在時間延遲的情況下，我們認為時間延遲是網絡中兩個關鍵節點之間的平均時間。很多實時服務是有時間延遲的；但對于語音服務，即使有延遲，延遲時間也不能過長，最大不能超過400?ms。

（3）數據包損失率。這是一個新詞，指企業在網絡文件實時傳輸過程中損失的百分比，可以有效衡量網絡信息識別用戶并正確轉發的能力。對于不同類型的實時服務，數據包損失率不同，相應的靈敏度也不同。實時多媒體服務，如丟包率高的多媒體信息，可能導致圖像質量惡化，這是圖像質量惡化的根本原因，即使是少量丟包也容易出現馬賽克現象。一般來說，考慮到圖像質量的外觀，我們認為最大的丟包率應在6～10之間[2]。

（4）延遲抖動。對于所有的寬帶通信，實時通信都有或多或少的延遲。除了延遲對傳輸速率的影響之外，它本身會導致延遲，因為這些流量可以減少寬帶緩存中的延遲抖動。對于延遲抖動，一些企業以語音為例，當延遲抖動時，語音通話質量會顯著降低。

2 實時業務在IP數據網絡中傳輸的關鍵技術

我們通常所說的流模式實時數據類型通常是通過數據收集，然后通過計算機傳輸給進行連續和實時傳輸的用戶，這樣下載的用戶就可以充分利用他們不需要下載的所有數據。但是10?s或10?s的延遲可以顯示更多。用戶的顯示和存儲部分的其余部分將通過計算機網絡繼續在后臺下載。實時數據流模型可以大大減少啟動時間延遲，降低緩存容量并有效保存用戶數據。當然，它還包括視頻和音頻。

傳輸協議使接收方能夠重新組織發送數據包，并提供收到的服務質量反饋。與傳統的下載傳輸相比，緩存的出現大大降低了系統容量，但在實際傳輸過程中，仍然需要緩存，這主要是因為IP傳輸是異步傳輸的，本質模式是基于分組傳輸的。當每個分組可以選擇不同的傳輸路徑時，將導致不同的分組，并且到達計算機的時間延遲也是變化的，因此設計緩沖系統的透射電子顯微鏡能夠觀察到可能導致體驗效應的傳輸延遲和延遲抖動過程的最終效果，并且確保數據傳輸包不以相同的路徑傳輸[3]。

但是數據傳輸要遵循正常的順序，不能因為網絡流量阻塞導致圖像停止而造成數據的最終顯示有問題。為了實現流媒體，我們還需要適合技術實施的傳輸協議。我們通常都有實際的方案，我們需要HTTP/TCP傳輸協議來控制部分信息傳輸，同時我們選擇通過RTP / UDP協議進行實時數據傳輸[4]。

為了有效地傳輸數據，必須縮小磁頭。但是，以前的壓縮算法（如CRTP）在大多數返回時間（RTT）大的無線鏈路上不能很好地工作。考慮到在無線鏈路上丟失的每個分組將導致多個后續分組的丟失，壓縮和解壓縮側的相關信息在至少一個RTT中不再同步。除了無線鏈路的有損特性之外，為確保無線資源的有效使用，必須承擔1E-3的誤碼率（BER）。在某些情況下，BER會高達1E-2，會有超3G蜂窩系統的誤碼率。除了無線鏈路的更長的返回時間（RTT）之外，RTT可以高達100/200?ms成為不可忽略的殘留差錯率。可以看出，由于無線鏈路的特性，原始的前端壓縮方案不能提供實時傳輸。Sin Ce帶寬是蜂窩網絡中最有價值的資源，頭壓縮方案的壓縮比和魯棒性比其執行和簡單計算更重要。基于上述條件，RCF3095 ROHC算法適用于無線鏈路。通過UMTS Release 4和5，并采用ETSI和3GPP作為3G手機的技術標準。它也用于下一代蜂窩系統的報頭壓縮[5]。

在無線網絡中，上行鏈路和下行鏈路的能力不同，上行鏈路能力更高，上行鏈路速度更快，即使網絡負載達到一定的標準，負載也會迅速上升。新用戶不能直接干預，導致效率降低，服務質量降低，客戶服務中心分系統時任何一個用戶都會干擾另一個用戶。干擾的程度隨著用戶數量的增加而增強，造成很大的干擾，降低網絡使用效率，給用戶帶來困惑，不利于網絡的發展。為了解決網絡的上行限制的問題，需要提高下行的容量。為了確保系統的穩定，我們需要改變設計系統。網絡部署、交通分配的比例應根據新的實時調整服務，促進網絡的發展，以滿足大量用戶的需要[6]。

3 結束語

實時數據在當前多媒體新聞行業進行傳輸已經被越來越多的人所認可。當前非常流行的網絡直播、網絡廣告、實時視頻等等許多信息服務領域都已經在使用實時數據傳輸技術，同時IP行業的迅速發展也為實時數據傳輸的發展奠定了技術基礎，也決定了信息市場在未來的廣闊前景。

[1]李錦，魯士文. 實時業務在IP數據網絡中的傳輸問題探討[J]. 計算機系統應用，2017，16（8）：31-33.

[2]宮志偉. IP網絡實時業務數據服務質量的研究和實現[D]. 北京：北京郵電大學，2015.

[3]于力. IP網絡實時業務的服務質量（QoS）技術研究[D]. 濟南：山東大學，2016.

[4]謝瑋. IP網實時業務服務質量問題的研究[J]. 電信工程技術與標準化，2015（3）：41-44.

[5]蔡茂國，楊淑雯，馬君顯. 基于集成服務的IP網絡QoS實現技術[J]. 計算機應用研究，2015，19（3）：52-54.

[6]依那. 基于測量的實時業務統計性服務質量保證研究[D]. 北京：北京大學，2014.

Discussion on the Transmission of Real-Time Services in IP Data Networks

Ruan Xiaobin

Xiamen Puxun Network Technology Co., Ltd., Fujian Xiamen 361000

The widespread use of IP technology has brought great impact to the traditional communication industry. It has also promoted its further transformation, providing theoretical feasibility for building a multi-service network based on data IP technology. However, in actual operations, different services have different network requirements. So the current key is how to group IP networks to enable multiple real-time and non-real-time services to work together. Therefore, the transmission requirements and key technologies of real-time services in IP data networks are analyzed.

IP; real-time service; data network

TN919.2

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