VoIP вимоги до пропускної здатності

VoIP створює два типи мережевого трафіку - управління викликами повідомлень, які використовуються для настройки і управління з'єднання між користувачами, а також цифрову закодовані розмов голосом. Установки дзвінка та управління протоколами залучити простих повідомленнями між телефонами ІС та IP-АТС. Ці протоколи дуже мало пропускну здатність і вони не мають суворих вимог затримкою. Затримка на кілька секунд у створенні виклику, як правило, є прийнятними. Реальна проблема полягає в задоволенні вимог до пропускної здатності оцифрованого голоси потоки між користувачами. Кожен виклик споживає майже постійна кількість трафіку на час дзвінка. Скільки пропускну спроможність, необхідну для кожного дзвінка? Це залежить насамперед від кодування голосу використовували техніку, а також кілька інших змінних. Два стандарту кодування голосу знаходять широку підтримку продуктів VoIP. По-перше, G.711 стандарт, який використовує ту ж PCM кодування на ТМЗК в швидкістю 64 кбіт / с. На відміну від підходу, PSTN відправки 8-бітових PCM зразки голосу на 125 мікросекунд Page 2 інтервали, G.711 пакети декількох проб в кожен пакет IP надіслано. Упаковка голосної поліфонією декількох зразків в одному пакеті скорочує накладні витрати IP заголовку пакета. Кожен пакет VoIP складається з IP / UDP / RTP заголовків на додаток до корисного навантаження зразків голосу. Оскільки ці заголовки Всього 40 байт на пакет, важливо, щоб звести до мінімуму загальна кількість пакетів надіслано. Збільшується максимальний розмір корисного навантаження обмежені кодування затримкою в якості корисного навантаження розміру. G.711 корисних навантажень, як правило, обмежується 160 байт (20 мс. Голоса) або 240 байтів (30 мс. Голоса), оскільки велика корисне навантаження збільшиться кодування затримку понад допустимі межі і викликати помітні затримки в розмовах. G.729 інша широко підтримується стандарт кодування голосу. G.729 кодує голос на бітрейтом від 8 кбіт / с шляхом стиснення, а також оцифровки голосових сигналів. Це стиснення з втратами і може погіршити якість передачі голосу в порівнянні з кодуванням G.711. Бомбове навантаження G.729 пакетах, як правило, 20 або 40 байт. Хоча G.711 і G.720 кодування голосу на швидкостях від 64 Кбіт / с і 8 кбіт / с відповідно, фактично споживаних посилання пропускна здатність більше через IP / UDP / RTP заголовка пакету накладних витрат. Діюча посилання вимоги до пропускної здатності для G.711 і G729 є: G.711 з 160 байт корисного навантаження 83 кбіт / с G.711 з 240 байт корисного навантаження 76 кбіт / с G.729 з 20 байтів корисного навантаження 26,4 кбіт / с G.729 з 40 байтів корисного навантаження 17,2 кбіт / Посилання вимоги до пропускної здатності може бути знижена для всіх схем кодування, використовуючи методику, яка називається RTP стиснення заголовків (СКТР). СКТР працює по-хоп-хоп і стискає 40 байт IP / UDP / RTP заголовків у 2 або 4 байти. Посилання вимоги до пропускної здатності при використанні СКТР є: G.711 з 160 байт корисного навантаження 68 кбіт / с G.711 з 240 байт корисного навантаження 66 кбіт / с G.729 з 20 байтів корисного навантаження 11,2 кбіт / с G.729 з 40 байтів корисним навантаженням 9,6 кбіт Інший метод, званий Voice Activity (VAD) може подальше зниження посилання вимоги до пропускної здатності шляхом визначення періоду мовчання в розмовах і запобігання пакетів мовчання про їх відправки. VAD працює з усіма стандартами та кодування як правило, може зменшити за дзвінок обсягу перевезень приблизно на одну третину, але його статистичний характер означає, що фактична пропускна здатність посилання вимоги зводяться лише в тих ситуаціях, коли велика кількість VoIP дзвінки частку посиланням. Вимоги до ефективності VoIP VoIP має три конкретних вимог до ефективності, які повинні бути виконані з метою надання платних розмов якість передачі голосу. Перший з кінця в кінець затримкою. Той, хто ніколи не намагався вести розмову по супутниковому каналу знає, як надмірну затримку впливає на якість. Тривалі затримки ускладнюють для абонентів щоб визначити, коли людина на іншому кінці закінчить розмова. Це призводить до дуже неприродно структури мови. Скільки затримка занадто багато? Правилом є те, що односторонній затримку не повинна перевищувати 150 мілісекунд. 150 мілісекунд затримки помітні, але при латентності перевищує 250 мілісекунд, вона стає важко вести розмову. Затримка не є питанням PSTN, проте затримки в мережах IP легко можуть викликати затримку перевищує 150 мілісекунд.
Кінець до кінця латентності є сумою кодування / декодування латентністю і передачі затримкою. Рівень стиснення здійснюється кодека пропорційно кодування / декодування затримку він вводить. Наприклад, G.711 не виконує стиснення і додає незначною затримкою в той час як G.729 кодеки стискають голоси 8 кбіт / с, але додати одну сторону затримкою близько 25 мс. Більш значні затримки можуть виникати, коли голосові пакети передаються по мережі, особливо при низькій швидкості WAN беруть участь посилання. Така діаграма показує, що затримку результатів, коли голосові пакети отримують "застряг" позаду пакети даних різного розміру направляються над глобальної мережі. На T1/E1 і швидше пов'язує цю затримку лише невелику частину від загального обсягу односторонньою затримкою бюджет 150 мс., Але на низькій швидкості посилання ситуація зовсім інша. 1500 байт одного пакета від 64 кбіт / Посилання буде підштовхувати за затримку 150 мс марки і навіть за посиланням 128 кбіт / с, майже дві третини від загального бюджету затримка споживається тільки затримки передачі. Ця проблема ускладнюється тим, що стислі формати голоси таких як G.729 більш імовірно, будуть використовуватися більш низька швидкість WAN зв'язків, і ці алгоритми внести свою затримку із загальною метою до кінця затримки.
Навіть тоді, коли голосові пакети не блокуються пакети даних, вони можуть бути свої власні затримка сериализации - кількість часу, який потрібен для годинник бітів на серійні посиланням. Знову ж таки, ця затримка визначається розмір пакету і швидкість зв'язку. Скорочення розміру пакета результат в меншу затримку сериализации і, отже, знизити кінця в кінець затримкою. Іншим ключовим виконанні метрики джіттера. Джіттер це сума коливань затримки, досвідчені з плином часу. IP телефони мають деяку здатність до буфером надходить звуковому потоці, щоб компенсувати тремтіння, але надмірне джіттера може порушити розмов. Знову ж таки, PSTN практично не має затримку і, отже, без тремтіння, але корпоративних мереж IP підлягають джіттера викликані перевантаженням локальних і глобальних мереж і буферизації пакетів у маршрутизаторах та інших мережевих пристроїв.
Третім важливим метрики продуктивності втрати пакетів. Оскільки це VoIP в реальному часі аудіо-сервіс, який використовує протоколи UDP транспорт, немає ніякого способу відновити втрачені пакети. Втрати пакетів може призвести до металевих звуком або переривання під час бесід, які можуть бути дуже розчаровує користувачів. PSTN досвід практично без втрат оцифрований голос, але IP-мереж регулярної досвід втрати пакетів в першу чергу із-за заторів. Ключ до вирішення всіх вимог VOIP Performance адекватної пропускної здатності, і самим простим рішенням є пропускна здатність кинути на цю проблему. Такий підхід успішно застосовується на підприємствах локальних мереж, які були оновлені з включенням 100 Мбіт / с і Gigabit Ethernet. Реальна проблема полягає в глобальну мережу. Приватні WAN об'єктів, таких як ретрансляції кадрів і приватній лініях коштують дуже дорого і, як наслідок найбільш підприємство до сих пір дуже обмеженої пропускної спроможності між їх штаб-квартир та офісів. Половина всіх WAN зв'язків між корпоративної штаб-квартири і віддалених відділень 56kbps/64kbps або нижче. Більшість інших віддалених офісах працюють на швидкості 128kbps 512 Кбіт / с і менше 10% T1/E1 або більше. Яким Прискорювач Знайомтеся VoIP Вимоги до ефективності Розгорнути Збільшити прискорювача лінійка продуктів може допомогти підприємствам у вирішенні експлуатаційних вимог всіх корпоративних додатків, включаючи VoIP. По-перше, прискорювач змінити економіку широкої мережі області, стиснувши в середньому на 100% - понад 400% пропускної здатності з піками на 1000% в залежності від руху суміші. Це звільняє посилання пропускну здатність для підтримки VoIP послуг високої якості - і вона робить це без дорогих WAN модернізації. Важливо також зазначити, що прискорювачі не використовують схеми стиснення з втратами, які можуть вплинути на якість передачі голосу і вони додають, що менше однієї мілісекунди латентність.
Справді, стиснення прискорювача фактично зводиться кінця в кінець, зменшуючи затримку сериализации, затримки по каналах глобальної мережі. Наприклад, вона займає 125 мс для сериализации 1000 байтів пакета за посиланням 64 кбіт / с, але якщо прискорювач підвищує ефективну пропускну здатність від 4X до 256 кбіт / с, затримка сериализации зменшується в чотири рази до 31 мс. Наступна формула може бути використана для розрахунку затримки сериализации для будь-якої комбінації розміру пакета і швидкість зв'язку: Пакетні Розмір (в байтах) х 8 / Link Speed (в кбіт / с) = сериализация затримки (в мілісекундах) на додаток до вивільнити пропускну здатність зазвичай споживаної даними додатків, прискорювачі можуть знизити вимоги до пропускної здатності WAN для різних кодеків VoIP. У випробуваннях, що описані далі в цій статті, прискорювачі G.711 скоротити вимоги до пропускної здатності на 20% і G.729 на 70%. У результаті глобальної мережі можуть нести більше одночасних дзвінків та виконання інших програм також може бути покращена.
Прискорювач рішення збільшити джіттер і затримка викликана великими пакетами даних по повільних каналах глобальної мережі по фрагментації великих пакетів даних і ін'єкційного VoIP пакетами з регулярними інтервалами. Ця функція дозволяє VoIP і даних співіснувати навіть в офісі філії посиланнями WAN. Наприклад, як правило, пакети VoIP "застрягла" за 1500 байтів пакету на 64kbps лин буде затримка 188ms (див. таблицю на стор 3). Використання пакету фрагментації прискорювача приведе до пакетної передачі даних зменшуються в розмірах (прискорена - від міста до 1500 байт 500b байт), а потім розпадається на менші пакети даних (наприклад - 2 пакети по 250 байт кожна). У цьому випадку затримки для пакетів VoIP увійде від 188 мс до 31ms! На додаток до розширення глобального потенціалу для даних та VoIP при одночасному скороченні затримки і джіттера, прискорювачів також керувати WAN-для забезпечення критично важливих додатків, як VoIP отримати пропускну спроможність яких вони потребують. Розгорнути's Прискорювач включити функцію миттєвого QoS, яка надає першорядне додатком доступ до глобальної мережі пропускною здатністю. Без таких пріоритетів, додаткові ефективну пропускну здатність за умови прискорювачів може бути зайнято агресивний, не важливих програм, таких як спільне використання файлів. AppView функцію прискорювача надає графічний видимості для всіх галузей застосування трафіку обміну посиланнями. AppView можуть бути використані для моніторингу використання WAN і планувати майбутні потреби в потужності. І, нарешті, прискорювачів набору цілісність даних, які покликані зупинити втрату пакетів, які можуть вплинути на якість передачі голосу. Механізм управління потоком даних скорочує втрату пакетів викликані заторами посиланні нижче і функція відновлення пакетів гарантує, що будь-які втрати пакетів прозорого відновлені за посиланням рівні, перш ніж вони можуть призвести до проблем якості передачі голосу.