IP视频会议混合式组播技术研究
2009/01/19
IP视频会议是利用视频技术和IP数据通信技术通过IP网络在两点或多点之间建立可视通信,实现图像、语音及数据交流的一种会议形式。IP视频会议系统因其效率高、成本低、业务提供方式灵活等优势将代替传统的基于电路交换的视频会议系统。然而要解决视音频数据在IP网络上实时传输的问题,并为视频会议系统提供一定的QoS是一个技术难题,也是目前的研究热点。图1 混合式组播拓扑结构图
2 基于分层排列图的混合式组播
2.1 控制拓扑构建
在数学上,(n,k)维排列图[6](用An,k表示,其中n和k是自然数,1≤k≤n-1。令表示集合{1,2,……n}中k个符号的排列,An,k定义为无向图(V,E),其中:
一个排列图实例A4,2的拓扑结构如图2所示。排列图An,2仅能容纳n(n-1)个主机。为使系统可容纳任意多主机,可将参与主机组合成多个An,2结构,这些An,2按照树形结构连接在一起,称为分层排列图结构[6]。
图4 以排列图
混合式组播的核心任务是为AM完成拓扑(包括数据拓扑和控制拓扑)的构建。由于网络状况的动态性,以及客户端数量与客户端加入系统时间的不确定性,当前的应用层组播方案一般需要每个结点定期与其他全部或一定比例的结点交换控制信息,以了解其他结点的状态,形成控制拓扑,保障数据拓扑的健壮性。在结点个数逐渐增加时,网络上的控制信息数量会占用大量的带宽资源。应用层组播的数据拓扑可分为二大类:信源树和共享树。信源树必须为每个组播源保存路由信息,这样会占用大量的系统资源。共享树传输延时较大。IP视频会议系统属于实时交互应用,视音频数据占据很大的带宽,并且对端到端传输延迟和网络抖动的要求很高,需要寻找一种既可以减少交换控制信息又可以保证视音频数据实时传输的拓扑构建方式。为利用排列图的优越特性(如结点和边的对称性、故障恢复能力和容错能力、可以嵌入独立的组播树等),这里采用分层排列图的结构来组织混合式组播中的AM。
本文把参与IP视频会议所有主机中的AM组织成分层排列图结构,作为混合式组播的控制拓扑,并在主机申请加入会议时根据其带宽处理能力和一定的算法规定它的入度最大值和出度最大值,它们分别也是剩余入度和剩余出度的初始值。每个分层排列图都对应一棵以排列图为结点单位的树。如图3所示的以与会主机为单位的拓扑结构是一个由3个A4,2结构(AG1、AG2和AG3)所组成的分层排列图。图3也可以看作如图4所示的以排列图为单位的树结构,即以排列图AG2为根、以AG1和AG3为叶子的一棵树状拓扑。设在分层排列图中,父排列图AGi中的结点i1和i2分别是子排列图AGj的数据源结点和备用数据源结点,AGj中的结点j1和j2分别是i1和i2对应的根结点,则在树拓扑中父排列图AGi与子排列图AGj的连线实际上包括2条
1)i1与j1之间的连线;(2)i2与j2之间的连线。图4中父排列图AG2与其子排列图AG1之间的连线有2条:(1)图3中AG2的a14与AG1的a31之间的连线;(2)图3
中AG2的a24与AG1的a41之间的连线。各排列图之间的连线在混合式组播中并不一定作为数据传输路径。
2.2 数据拓扑构建
基于分层排列图的混合式组播的控制拓扑是分层排列图,其数据拓扑在此基础上构建,具体算法如下:
设某排列图中的与会成员主机ai,j发言,首先把分层排列图对应的树结构转换为以ai,j所在的排列图为根的树结构,然后执行步骤(1)~(2)。
把ai,j所处的排列图作为当前排列图,在当前排列图中用文献[6]中的算法生成以ai,j为根的组播树,并修改当前排列图中所有结点的剩余入度值和剩余出度值。
(1)为当前排列图的所有子排列图选择数据源、备用数据源和根结点(为描述方便起见,这里分别把它们记为s1、s2和r)。为某个子排列图选择数据源s1、备用数据源s2和根结点r的算法如下:
①令与会成员主机结点子集A={am,n|am,n属于当前排列图,ai,j与am,n相邻接并且am,n的剩余出度值大于0}。
全球IP通信联盟
网真视频会议给中小企业带来福音 2009-01-19 |
与客户洽谈当使用怎样的视频会议系统? 2009-01-19 |
市场的混乱缺乏标准困扰IP视频监控产业 2009-01-13 |
运营级视频监控系统的承载网规划 2009-01-13 |
看国内家庭视频监控下一步的春天在哪? 2009-01-08 |