¶ Введение
Одним из ключевых преимуществ системы DION является её способность проводить видеоконференции с множеством участников при относительно низких требованиях к пропускной способности сети.
Однако для гибридных установок DION крайне важно тщательно подходить к расчету ширины канала.
¶ SVC
DION использует технологию масштабируемого видеокодирования (SVC), которая оптимизирует использование сетевой пропускной способности, при этом максимально сохраняя качество изображения.
Технология SVC позволяет адаптировать качество видеопотока к текущей доступной пропускной способности и условиям сети пользователя. В DION видеопоток делится на слои: базовый слой с низким разрешением передается всем участникам конференции, а дополнительные слои с более высоким разрешением отправляются только тем, кто располагает соответствующей пропускной способностью. Это особенно полезно в конференциях, где участники могут иметь различные уровни доступа к сетевым ресурсам.
¶ Требования к сетевому каналу для взаимодействия с медиа-серверами DION
При использовании облачных видеоконференций DION медиа-серверы размещаются в облаке. Для подключения пользователей к этим серверам через Интернет важно, чтобы их интернет-соединение соответствовало требованиям, указанным в таблице ниже.
В гибридной конфигурации DION необходимо гарантировать, что пропускная способность сети медиа-серверов и TURN-серверов достаточна для обработки пиковых нагрузок. Это обеспечит надежную передачу медиа-данных даже при максимальных нагрузках.
¶ Таблица 1. Web-клиент (Desktop-клиент/Мобильные устройства Android)
| Трафик | Исходящий (Кбит/сек) | Исходящий при активной демонстрации контента в конференции (Кбит/сек) | Входящий (Кбит/сек) на каждую плитку с видео | Комментарий | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Кол-во участников конференции | 2+ | 2+ | 2 | 3-6 | 7-49 | |
| Аудио | 50 | 50 | 50 | Одна исходящая и одна входящая дорожка вне зависимости от количества участников | ||
| Исходящее видео | 1000 | 150 | - | Указан максимально возможный битрейт. При проблемах с сетью битрейт понижается до 30 Кбит/сек | ||
| Исходящее видео в высоком качестве (макс.) | 1200 | 150 | - | Указан максимально возможный битрейт при настройке “Повышенное качество моего видео”. При проблемах с сетью битрейт понижается до 30 Кбит/сек | ||
|
Входящее видео (качество видео - авто) |
- |
- |
1000 | 500 | 150 |
Указан максимальный битрейт на одну плитку в раскладке. Например, если плиток с видео 3, максимальный суммарный битрейт раскладки 1500 Кбит/сек. При проблемах с сетью битрейт каждой плитки может падать до 80 Кбит/сек. |
|
Входящее видео (качество видео - низкое) |
- |
- |
150 |
При проблемах с сетью битрейт каждой плитки может падать до 80 Кбит/сек. | ||
|
Входящее видео (качество видео - среднее) |
- |
- |
500 |
при подключении более 17 участников конференции - 150 Кбит/сек на каждую плитку с видео. При проблемах с сетью битрейт каждой плитки может падать до 80 Кбит/сек. |
||
|
Входящее видео (качество видео - высокое) |
- |
- |
1000 |
при подключении более 17 участников конференции - 150 Кбит/сек на каждую плитку с видео. При проблемах с сетью битрейт каждой плитки может падать до 80 Кбит/сек. |
||
| Исходящий контент | - | 2500 | - | Указан максимально возможный битрейт | ||
| Исходящий контент в высоком качестве (макс.) | - | 3500 | - | Указан максимально возможный битрейт при настройке “Демонстрация для большого экрана" | ||
| Входящий контент | - |
- |
2500 | Указан максимально возможный битрейт | ||
| Входящий контент в высоком качестве (макс.) | - |
- |
3500 | Указан максимально возможный битрейт при настройке “Демонстрация для большого экрана" | ||
¶ Таблица 2. Мобильные устройства iOS
| Трафик | Исходящий (Кбит/сек) | Комментарий | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Кол-во участников конференции | 2 | 3-4 | 5-6 | 7+ | |
| Аудио | 50 | Одна исходящая и одна входящая дорожка вне зависимости от количества участников | |||
| Исходящее видео | 400 | 400 | 300 | 150 | Указан максимально возможный битрейт |
| Исходящее видео в высоком качестве (макс.) | 800 | 600 | 600 | 300 | Указан максимально возможный битрейт при настройке “Повышенное качество моего видео” |
| Входящее видео | смотри таблицу 1 | ||||
| Входящее видео в высоком качестве (макс.) | смотри таблицу 1 | ||||
| Исходящий контент | 3000 | Указан максимально возможный битрейт | |||
| Исходящий контент в высоком качестве (макс.) | 3500 | Указан максимально возможный битрейт при настройке “Демонстрация для большого экрана" | |||
| Входящий контент | смотри таблицу 1 | Указан максимально возможный битрейт | |||
| Входящий контент в высоком качестве (макс.) | смотри таблицу 1 | Указан максимально возможный битрейт при настройке “Демонстрация для большого экрана" | |||
¶ Качество видео и контента
Качество видео зависит от различных параметров. Все эти параметры взаимосвязаны, и изменение одного из них может повлиять на общее восприятие качества видео. Например, видео в высоком разрешении при сравнительно низком битрейте, использовании устаревшего кодека, записанное при слабом освещении может субъективно восприниматься хуже, чем видео в более низком разрешении, но обработанное с использованием более современного алгоритма сжатия и записанное при удачном естественном свете.
Технические:
- Разрешение: Это количество пикселей в каждом кадре видео. Чем выше разрешение, тем более четким будет изображение. Например, 720p (HD) или 1080p (Full HD) — это разрешения со сравнительно высокой степенью детализации. Параметр “разрешение” можно применить к каждому отдельно взятому окну с видео от пользователя, либо суммарно ко всей раскладке, состоящей, как правило, из нескольких окошек с видео, а также рамок интерфейса системы.
- Частота кадров (Frame Rate): Это количество кадров, отображаемых в секунду. Высокая частота кадров обеспечивает более плавное движение. По умолчанию DION использует частоту 30 кадров в секунду.
- Битрейт (Bitrate): Это количество данных, передаваемых в секунду. Более высокий битрейт обеспечивает лучшее качество, но требует больше пропускной способности для передачи. Максимальный битрейт для DION указан в Таблице 1.
- Используемый кодек: Кодек представляет из себя алгоритм сжатия и декомпрессии видео. Различные кодеки могут предоставлять разные уровни сжатия и качества, а также по-разному адаптируются к изменению битрейта. Список поддерживаемых в DION кодеков представлен по ссылке.
- Задержка и стабильность соединения: Задержка может влиять на восприятие видеоконференции. Стабильное соединение важно для предотвращения сбоев и потери кадров.
Для стабильной работы DION рекомендуется использовать каналы связи с потерями не более 5%, задержкой не более 100 мсек и вариацией задержки (jitter) не более 40 секунд. При ухудшении этих показателей качество соединения может заметно деградировать.
Субъективные:
- Яркость, контраст и насыщенность: Эти параметры влияют на цветовую гамму и общую яркость изображения.
- Параметры камеры: Качество объектива и сенсора имеют большое значение для получения четкого изображения.
- Освещение и фон: Качество освещения и подбор фона также оказывают влияние на общее визуальное восприятие видео.
- Программная постобработка: Применение различных эффектов и коррекция цветов после захвата изображения..
¶ Таблица 2. Разрешение видео и контента и частота кадров для Web, Desktop, Android
Зависимость разрешения видео от битрейта и качества канала связи.
| Битрейт (Кбит/сек) | Разрешение | Частота кадров |
|---|---|---|
| 3500 | 3840 x 2160 |
По умолчанию частота кадров видео и контента 30 fps.При снижении качества канала от сервера до пользователя частота кадров для входящего видео от сервера может быть понижена до значений 15 fps или 7 fps. Для исходящего видео от пользователя частота кадров видео и контента 30 fps, но может опускаться при плохом качестве соединения. Примечание: разрешение FullHD (1920 x 1080) и 4K (3840 x 2160) доступно только для демонстрации контента. 4К доступно при поддержке такого разрешения оборудованием пользователя. |
| 2500 | 1920 x 1080 | |
| 1000 | 1280 х 720 | |
| 400 | 640x360 | |
| 150 | 320x180 |
¶ Таблица 3. Разрешение видео и контента и частота кадров для мобильных устройств iOS
| Кол-во участников конференции | Частота кадров | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 3-4 | 5-6 | 7-49 | ||
| Видео (макс.) | 960 х 540 | 960 х 540 | 640 х 360 | 320x180 |
По умолчанию частота кадров видео и контента 30 fps. При снижении качества канала от сервера до пользователя частота кадров может быть понижена до значений 15 fps или 7 fps. |
| Видео в высоком качестве (макс.) | 1280 х 720 | 1280 х 720 | 960 х 540 | 960 х 540 | |
| Суммарное разрешение раскладки | до 2560 х 1440 | до 2560 х 1440 | до 2880 х 1080 | до 2880 х 1620 | |
| Контент | 1920 х 1080 | ||||
| Контент в высоком качестве (макс.) | 1920 х 1080 | ||||
¶ Каскадирование гибридных медиа-серверов DION
Если вы используете DION в гибридном режиме и в вашем контуре установлено несколько медиа-серверов DION, может возникнуть ситуация, когда между ними будет поднято каскадное соединение. Это свойственно для конференций, в которых одновременно участвуют более 100 человек. В таком случае каждая последующая сотня участников будет подключаться на следующий SFU из списка доступных, а сами SFU будут взаимодействовать друг с другом. Активный Audiohub при этом один и расположен на одном из медиа-серверов.
Для каждой такой конференции по каскадному соединению от активного Audiohub передается смикшированная аудиодорожка, занимающая 50 Кбит/сек. Если SFU, принимающий аудиопотоки участников, не содержит активного Audiohub, аудио передается на другой сервер через каскадное соединение, а участнику возвращается его смикшированная дорожка без собственного голоса. Обычно активны 1-2 микрофона, соответственно, передается до двух дорожек по 50 Кбит/сек каждая.
Каскадные соединения также используются для передачи видеопотоков, необходимых для отображения в пользовательском интерфейсе. В случае максимальной загрузке через каскад могут передаваться видеопотоки всех участников, несколько аудиодорожек и один поток контента, транслируемого на конференции.
¶ Пример каскадного соединения медиа-серверов
На примере ниже показано, как функционирует каскадное соединение:
- Участники с номерами 0-99 подключены к первому медиа-серверу. Когда участник 0 просматривает видео от участников 2, 3, 4, 5, 6, 25, 40, 98, данные передаются непосредственно через первый медиа-сервер, так как все эти участники также подключены к нему.
- Участник 199 подключен ко второму медиа-серверу и видит в своей раскладке видео от участников 100-104, а также от 25, 40, 98. Поскольку последние трое подключены к первому серверу, второй сервер запрашивает их видеопотоки через каскадное соединение, чтобы отобразить их участнику 199. Видео от участников 100-104 передается напрямую через второй медиа-сервер.
- Если участник 101 также хочет видеть видео участников 25, 40, 98, их видеопотоки не нужно отправлять через каскадное соединение повторно, так как они уже доступны на втором сервере.
- Передача видео от участников 25, 40, 98 через каскадное соединение прекращается, если никто на втором медиа-сервере не просматривает их видео.
- Аудиодорожки всегда передаются через каскадное соединение: каждый участник без активного микрофона получает общую смикшированную дорожку, а спикер - персонализированную.
- Если участник 0 начнет транслировать контент, его поток будет отправлен через каскадный линк на второй медиа-сервер, который перешлет его участникам 100-199. Участники с 1 по 99 получат этот контент напрямую от первого медиа-сервера.
¶ Роль TURN-серверов в гибридной архитектуре
TURN-сервер служит прокси-брокером для подключения внешних пользователей к внутренним конференциям DION, которые проводятся на гибридных медиа-серверах в пределах контура организации. При оценке пропускной способности следует учитывать ожидаемое количество внешних подключений.
Канал связи между Интернетом и каждым из TURN серверов, а также между TURN-серверами и медиа-серверами внутри организации, должен обеспечивать адекватную пропускную способность для трансляции всех видеопотоков в соответствии с требованиями, указанными в таблице 1. В противном случае внешние пользователи могут столкнуться с снижением качества услуг.