基于NGN网络语音质量测量的探讨

杨宗林　张治中　唐希熙 2007/07/03

　　摘要　基于IP承载网络和软交换技术的下一代网络（NGN）有着很大的发展趋势，NGN网络的基本业务是语音业务，影响语音质量的因素是由多个方面决定的，主要包括时延、丢包、抖动等。语音质量的好坏直接影响用户对运营商的选择，因此对NGN网络语音服务质量进行有效的分析和测量是十分重要的。
1、引言
　　随着IP网络及其应用的迅猛发展，NGN网络已被广泛认为是实现三网合一的大势所趋。NGN网络可以提供包括话音、数据和多媒体等各种业务的综合的、开放的网络架构。语音质量测试是NGN网络测试的一个重要方面，为了增强NGN业务的市场竞争力，就必须确保其语音业务能达到传统长途电话所提供的语音质量。根据电信网络服务质量（QoS）的要求，对NGN网络语音数据和服务质量进行分析和测量是十分必要的。下面主要围绕着RTP协议和中国移动通信集团公司在语音质量测试方面的主要规范对NGN网络语音质量测量进行分析和探讨。
2、NGN网络中语音数据的传输流程
　　VoIP（Voice over IP）业务是NGN网络中最普遍的应用，它是以IP分组交换网络为传输平台，对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理[1]。在NGN网络中VoIP业务是以RTP数据流的方式进行传输的，因此NGN网络的语音服务质量测试主要是针对RTP业务流进行端到端的QoS性能测试的。RTP由两个紧密链接部分组成。
　　（1）实时传输协议（RTP，Real-time Transport Protocol）。RTP传送具有实时属性的数据，本身不提供任何保证实时传送数据和服务质量的能力，而是通过提供净荷类型指示、序列号、时间戳、同步源标识符等信息，在接收端根据这些信息来重新恢复正确的数据。RTP本身只保证实时数据的传输，并不能为按顺序传送数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，它依靠RTCP提供这些服务。
　　（2）实施传输控制协议（RTCP，Real-time Control Protocol）。RTCP协议是RTP协议的控制部分，用于实时监控数据传输质量，为系统提供拥塞控制和流控制，同时可以在会议业务中传送与会者的信息。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包，包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。
RTP包头格式如图1所示。

图1　RTP包头格式

图5　用户满意度等级与R值和MOS值的范围对应表

　　对实时的语音和视频业务来说，业务数据端到端的时延最为关键，从仿真结果图6和图7可以看出时延对R系数和MOS值的影响：随着时延的增加，R系数和MOS值都降低，即语音质量变差。当时延大于150ms时，语音质量下降的比较厉害。