FEC/QOS 音视频实测DEMO将以实际音视频作为测试对象，真实反映本方案给多媒体系统抗丢包能力带来的提升。DEMO界面如下图1所示：

图1   FEC/QOS 音视频实测DEMO界面

本DEMO支持如下特性：

• 使用Direct进行摄像头、麦克风的采集和输出
• 使用ffmpeg进行高效图像缩放等前置filter
• 视频H264 HighProfile编码、解码
• 音频AAC-LC、AAC-LD、AAC-ELD编码、解码（三种标准可选，44.1KHZ 16bit 2通道立体声）
• 音视频RTP传输（带FEC\QOS功能）
• 人为丢包测试功能
• 实时统计输出线路丢包延时情况

DEMO的内部框架如下图所示：

图2   DEMO的内部框架

在视频采集缩放线程与视频编码线程之间，我们采用高效的双队列机制（队列元素为指针，进出队列无数据拷贝），如果视频编码性能非常充足的情况下，我们也可以将二者合并为一个线程。编码线程与网络发送线程分离，避免网络拥塞影响编码线程（这个对于UDP来说不成立，但对于RTMP这类TCP系统来说，网络收发线程与音视频编解码线程的分离是必须的，因为网络的抖动将影响音视频处理环节。站在系统设计的角度，我们为UDP和TCP统一使用上述架构）。

在音视频发送模块内，我们都配有定时握手包发送线程，这个线程与音视频使用相同的发送通道（端口），仅在包头上予以区别。它的作用非常重要，主要包括两个方面：为NAT穿越提供保障，当我们的客户端（内网IP）向服务器（公网IP）发送数据时，链路路由器会为该通讯链路映射“端口”，这样服务器（公网IP）向该客户端发送数据时，只需将收到的数据包的IP地址和端口翻转作为发送目标IP和端口便能向其发送数据。路由器在收到服务器的数据包时，检查本地存在对应的映射“端口”，予以放行，否则将丢弃这一数据包（这是基于安全的考虑，外网向内网发送数据不得不防）。值得注意的是，路由器上“端口”是有时效性的，超过一定时间即会失效，为了保证服务器能持续有效的向客户端发送数据，客户端必须以心跳包的方式向服务器发送数据以保持“端口”的有效性（客户端根据业务情况不一定向服务器持续发送数据包，可能只作为接收者）。以上是对C/S模式下NAT的简要描述，P2P模式等其他情况请参考专门的资料。定时握手包的另一个作用是传输自定义的信道统计数据，这个类似于RTCP协议，接收方统计出下行丢包率后可以通过本握手包告知发送方，以便通知对方调整发送甚至编码策略。

音频的处理流程与视频类似，因为音频编码耗时非常低，我们一般将音频采集与编码放到一个线程内进行。音频的输出与视频不同，因为它需要按固定的输出频率工作，驱动将发起定时输出线程，我们只需要在该线程内向指定内存存入指定数量的PCM数据即可。（输出频率、存放数量由音频输出通道数、采样率、采样点字节数的配置而定）

若本地IP与远端IP设置一样，则进入本地回环模式，此时将不存在任何网络丢包，我们可以通过设置手动丢包来模拟测试。若本地IP与远端IP不同，且不属于同一网段，我们可以使用开源的WANEM来进行模拟丢包、延时、抖动、重复包等情况，这一方式后面我们将专门予以介绍。

图3    随机4%丢包，不使用FEC时的情况

当使用4%随机丢包时，若关闭发端FEC功能，接收端视频将出现经常性花屏，声音出现丢失断续。若使用20%冗余度，视频花屏概率将大幅降低（不会完全消除，因为丢包是随机的，短时间内可能出现连续大量丢包的情况，超过20%冗余度的无失真抗丢包率是16.67%即会出现花屏）

若使用按间隔丢包，每6个包丢一个（丢包率将恒定为16.67%），此时选择20%冗余度可以实现无失真恢复，视频流畅无花屏，音质良好无断续。

图4    每6个包丢1个包（16.67%丢包），20%冗余度无失真恢复