HFC网络

测试流行视频会议应用程序的带宽使用情况

测试流行视频会议应用程序的带宽使用情况

杰伊•朱
高级工程师

谢尔登•韦伯斯特
首席架构师-研发有线组

道。琼斯
主要架构师

2020年11月5日

今年,我们看到了在家工作和学习的转变,更多地依赖我们的宽带连接。具体来说,我们大多数人在工作、学习和日常交流中使用视频会议。考虑到这一点,我们研究了宽带连接可以支持多少视频会议。

在美国,联邦通信委员会(FCC)定义了宽带最低下行速率为25mbps,上行速率为3mbps。我们从这里开始。该调查调查了使用谷歌Meet、GoToMeeting和Zoom等流行软件可以在接入网上支持多少同时会议会话。数据收集使用了典型的设置,并查看了通过以太网电缆连接到有线宽带连接的调制解调器的笔记本电脑的上下游带宽使用情况。为了避免出现对特定会议应用程序的认可,我们没有在下图中标注测试中的特定应用程序。

由于这是电缆实验室,我们使用亚博yabo888vip网页版DOCSIS®电缆宽带技术。网关采用Technicolor TC8305c,为DOCSIS 3.0调制解调器,支持8个下行通道和4个上行通道。请注意,这个调制解调器是几年前的,不是当前的DOCSIS 3.1技术。调制解调器通过电缆接入网连接到CommScope E6000 cable modem终端系统(CMTS)。

笔记本电脑使用以太网有线连接到调制解调器,以确保没有超出服务提供商控制范围的变量会影响交付的速度,并且随着时间的推移,在收集交通流量率的同时,还设置了会议和参数。使用了各种笔记本电脑,运行Windows、MacOS和Ubuntu——没什么特别的,只是实验室里的笔记本电脑,可以使用。

大多数宽带供应商都过度提供向用户家中传输的宽带速度——这是出于各种原因,包括考虑协议开销和确保系统的净空空间来处理意外负载。在此测试中,25/3服务被超额配置了25%,这是该服务层的典型配置。

在高水平上,我们发现所有这三种会议解决方案都可以在5台独立的笔记本电脑上支持至少5个并发会议,这些笔记本电脑连接到具有上述25/3宽带服务的同一电缆调制解调器上,并且所有会议都在画廊视图中。所有五个会话的质量都很好,始终保持一致,在会话期间没有发现抖动、波动、伪影或其他缺陷。

这项研究没有考虑到可能影响家庭互联网性能的潜在外部因素,从Wi-Fi路由器的位置,到建筑材料,到Wi-Fi干扰,到用户连接设备的年龄和状况,但它确实为25/3宽带的基线能力提供了一个有用的说明。

数据如下所示,使用tshark (Wireshark网络分析仪)每200毫秒收集一次样本。

会议应用:A

下面的图表(图1)显示了上述会议应用程序之一在300秒(5分钟)内的5个并发会话的访问网络使用情况。蓝色的线是下游的总使用量,橙色的线是上游的总使用量。请注意,在5分钟内,上行使用量保持在2 Mbps以下。

图2显示了五个单独会议会话的上游带宽使用情况,其中每个会话都低于0.5 Mbps。

图3显示了五个单独会议会话的下行带宽使用情况。

会议应用:B

图4显示了下一个测试的会议应用程序在300秒(5分钟)内5个并发会话的访问网络使用情况。蓝色的线是下游的总使用量,橙色的线是上游的总使用量。请注意,上游使用量徘徊在3 Mbps左右,因为每个会议会话都试图使用尽可能多的上游带宽。

图5显示了五个单独会议会话的上游带宽使用情况,其中每个会话都低于1mbps,尽管随着各个会议会话争夺更多带宽,各个会话会上下波动。这是此类应用程序的正常行为,对流质量没有负面影响。

图6显示了五个单独会议会话的下行带宽使用情况。

会议应用:C

图7显示了第三个测试应用程序在300秒(5分钟)内5个并发会话的访问网络使用情况。蓝色的线是下游的总使用量,橙色的线是上游的总使用量。请注意,在5分钟内,上游的总使用量徘徊在3mbps左右。

图8显示了五个单独会议会话的上游带宽使用情况,其中每个会话都低于1mbps,尽管随着各个会议会话争夺更多带宽,各个会话会上下波动。这是此类应用程序的正常行为,对流质量没有负面影响。

图9显示了五个单独会议会话的下行带宽使用情况。请注意,由于下游带宽使用率较高,该图的比例有所不同。

总之,每个视频会议应用程序都支持通过25/3宽带连接至少5个并发会话。此分析的重点是上游带宽使用,所有三种视频会议技术都管理上游使用,以适应规定的3 Mbps宽带速度。对于至少两个会议应用程序,也有足够的下行可用速度来运行其他常见应用程序,例如视频流和网页浏览,同时运行五个会议会话。

未来研究范畴

会议服务增强了模式,允许更高清晰度的视频,但也会占用更多带宽。这些模式给宽带连接带来了额外的负荷,可能会减少同时召开会议的数量。

一个有趣的发现是,家庭以外的上游带宽使用可能取决于其他会议参与者选择如何观看视频。图库模式使用较低比特率的与会者缩略图,对于会议来说是最有效的。“固定”扬声器的视频可以使家庭带宽更高。此外,如果用户购买的附加摄像头能够提供比笔记本电脑自带摄像头更高清晰度的视频,则可能会看到更高的上游使用量。

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