5.1.2 多媒体信息对传输网络的要求

由于多媒体信息具有集成性、实时性、交互性、同步性等特点,而且这些信息的突发性强,数据交换量大,容易产生拥挤,多媒体系统对通信网络的带宽和传输速率提出了更高的要求,还要求在实时通信期间,有较严格的延迟变异度,能够提供同步播放和群播放服务等。为此,对多媒体信息传输网络提出了以下四个量化指标要求:

(1)吞吐量(Thoughout)。网络吞吐量又称网络带宽,是指有效的网络带宽,即传输二进制数据信息的速率。吞吐量反映了网络所能传输数据的最大极限容量。

定义:物理链路的数据传输速率减去各种传输开销余下的实际数据传输速率。实际的吞吐量要小于网络的传输速率。实际应用中,习惯上常常把网络的传输速率作为吞吐量。

(2)传输延时(Transmission Delay)。定义:信源发出第一个比特到信宿接收到第一个比特之间的时间差。传输延时包含两部分延时:数据在传输介质中的传播延时和数据在网络处理设备中的延时,如分组交换网中流量控制的等待时间,存储转发中的节点排队延时,有时可达秒级,如图5-2所示。

不同的多媒体应用,对延时的要求是不一样的。对于实时会话,网络单程的端到端的延时在100~500ms之间。在交互式实时多媒体应用时,系统对用户查询的响应时间应小于1~2s,此时通信双方才会有“实时”的感觉。

图5-2 不同的多媒体应用对延时的要求

(3)延时抖动(Delay Jitter):是指传输延时的变化,即不同数据包之间的延时差别。延时抖动会对实时通信中的多媒体的同步造成破坏,影响音视频的播放质量。表5-1是多媒体应用对延时抖动的要求。

传输网络引起的延时抖动称为物理抖动。对于电路交换网络,只存在物理抖动这一项,其幅度在微秒量级或更小。

分组交换网络的延时抖动:局域网引起的延时抖动主要来源于MAC媒体访问时间的变化;广域网引起的延时抖动主要来源于流量控制的等待时间变化及节点网络拥塞而产生的排队延时的变化。

表5-1 多媒体应用对延时抖动的要求

(4)错误率BER(Bit Error Rate)。错误率是指传输过程中残留的错误比特数与传输的总比特数之比。数据传输中会产生的三种错误率:

1)包错误率PER(Packet Error Rate):是指在传输过程中发生的错误数据包与传输的总包数之比(错误数据包是指同一个数据包被两次接收或包的次序颠倒)。

2)丢包率PLR(Packet Loss Rate):是指在传输过程中丢失的数据包与总包数之比。主要原因是网络拥塞致使包的传输延时过长,超过了设定时限而被接收端丢弃的数据包。

3)误码率SER(Symbol Error Rate):是指二进制码元在传输系统中被传错的概率,是衡量数据传输可靠性的一个参数。误码率Pb=传输时出错的比特数与传输的总比特数之比,用公式表示为

Pb=Be/B×100%

式中Pb——出错的比特率(即误码率),一般用百分数%表示;

Be——传输出错的比特数;

B——传输的总比特数。