Проектирование сети провайдера IP-услуг

Стандарт MPEG-2 был специально разработан для кодирования ТВ сигналов вещательного телевидения. Стандарт MPEG-2 состоит из трех основных частей: системной, видео и звуковой. Системная часть описывает форматы кодирования для мультиплексирования звуковой, видео- и другой информации, рассматривает вопросы комбинирования одного или более потоков данных в один или множество потоков, пригодных для хранения или передачи. Видеочасть стандарта описывает кодированный битовый поток для высококачественного цифрового видео. Звуковая часть стандарта MPEG-2 определяет кодирование многоканального звука. Стандарт MPEG-2 не регламентирует методы сжатия видеосигнала, а только определяет, как должен выглядеть битовый поток кодированного видеосигнала. MPEG-4 фактически задает правила организации объектно-ориентированной среды. Работает с медиа-объектами - это ключевое понятие стандарта. Объекты могут быть аудио–, видео–, аудиовизуальными, графическими (плоскими и трехмерными), текстовыми. Они могут быть как “естественными” (записанными, отснятыми, отсканированными и т. п.), так и синтетическими (т. е. искусственно сгенерированными). В отличие от MPEG-2 H.264 предоставляет более высокую эффективность сжатия и более высокое качество. MPEG-4 включает в себя многие функции MPEG-1, MPEG-2 и других подобных стандартов, добавляя такие функции как поддержка языка виртуальной разметки VRML для показа 3D объектов, объектно-ориентированные файлы, поддержка управления правами и разные типы интерактивного медиа. AAC (Advanced Audio Codec — или Улучшенный Аудио Кодек) был стандартизован как дополнение к MPEG-2 (часть 7), был также расширен и включен в MPEG-4. В таблице 2 приводятся минимальные скорости для видео-потоков на уровне приложений. Таблица 2 – Минимальные скорости для видео потоков на уровне приложений. Стандарт Минимально рекомендуемая скорость (VoD, SDTV) Минимально рекомендуемая скорость (HDTV) MPEG-2 3.18 Mб/c, CBR 15 Mб/c, CBR MPEG-4 2.1 Mб/c, CBR 10 Mб/c, CBR SMPTE VC-1 2.1 Mб/c, CBR 10 Mб/c, CBR AVS 2.1 Mб/c, CBR 10 Mб/c, CBR Примечание: CBR (Constant Bit Rate) означает постоянную скорость передачи, SDTV - Standart Definition TV (стандартное телевидение), HDTV – телевидение высокой четкости. 1.3 Требования различных типов приложений к качеству обслуживания Основой построения сетей NGN являются мультисервисные сети, на базе которых осуществляется предоставление широкого набора услуг как традиционных, так и новых услуг. Свойство универсальности мультисервисных сетей, которое заключается в доставке любого типа информации средствами единой сетевой инфраструктуры, имеет и обратную сторону. Одной из важных проблем, связанной с унификацией сетевых решений, является обеспечение качества обслуживания (QoS) для каждой услуги, причем требования к параметрам передачи по сети специфические для разных приложений. Противоречивые требования QoS разных сервисов не позволяют просто объединить требования QoS к единым сетевым ресурсам. В рекомендации ITU Y.1540 определены сетевые характеристики, как наиболее важные с точки зрения степени их влияния на сквозное качество обслуживания (от источника до получателя): • пропускная способность; • надежность сети/сетевых элементов; • задержка (мс) и джиттер задержки; • величина потерь(%); • живучесть сети — возможность сохранения работоспособности сети при выходе из строя отдельных элементов. Пропускная способность сети (или скорость передачи данных) определяется как эффективная скорость передачи, измеряемая в битах в секунду. В рекомендации ITU-T Y.1540 не приведены значения пропускной способности для разных приложений; но вместе с тем, отмечено, что параметры, связанные с пропускной способностью, могут быть определены с помощью рекомендации ITU-T Y.1221. Надежность сети/сетевых элементов может определяться рядом параметров, из которых чаще всего используется коэффициент готовности, представляющий собой отношение времени работоспособности объекта к времени наблюдения. В идеальном случае коэффициент готовности должен быть равен 1, что означает 100%-ю готовность сети. Задержка доставки пакета IPTD (IP packettransferdelay) определяется как время t2-t1 между двумя событиями – вводом пакета во входную точку сети в момент t1 и выводом пакета из выходной точки сети в момент t2, где t2 > t1 и t2 – t1 •Tmax. В общем, IPTD определяется как время доставки пакета от источника к получателю для всех пакетов. Средняя задержка доставки пакета IP определяется как среднее арифметическое задержек пакетов в выбранном наборе переданных и принятых пакетов. Рост нагрузки и уменьшение доступных сетевых ресурсов ведут к росту очередей в узлах сети и, как следствие, к увеличению средней задержки доставки. Параметр vk – вариация задержки IP-пакета IPDV (IP packetdelayvariation) между входной и выходной точками сети является отклонением значений задержки от заданной величины. Вариация задержки пакета IP, называемая также джиттером, проявляется в том, что регулярно передаваемые пакеты прибывают к получателю в нерегулярные моменты времени. В системах IP-телефонии это, к примеру, ведет к искажениям звука и, в результате, к тому, что речь становится неразборчивой. Коэффициент потерь IP-пакетов IPLR (IP packetlossratio) определяется как отношение суммарного числа потерянных пакетов к общему числу переданных пакетов в выбранном наборе переданных и принятых пакетов. Если пакеты теряются, то при передаче данных возможна их повторная передача по запросу принимающей стороны. Речевая информация и видеоинформация являются примерами трафика, чувствительного к задержкам, тогда как приложения данных, в основном, к задержкам менее чувствительны. Когда задержка доставки пакета превышает определенное значение Tmax, пакет отбрасывается. В приложениях реального времени (например, в IP-телефонии, в системах видеоконференций) это ведет к ухудшению качества речи. Эластичный траффик, к которому относится передача файлов и документов, чувствителен к потерям и предъявляет низкие требования к задержкам и джиттеру задержки. Потоковый траффик, к которому можно отнести услуги «Видео и аудио по требованию», Интернет-вещание, предъявляет высокие требования к потерям, джиттеру задержки и менее чувствителен к задержкам.