Iphone性能分析与服务质量分析

1、IP电话通信质量的主要因素

2、影响IP电话质量的主要原因

3、如何得到优越的音质

   

4、服务质量等级的评价

 

IP电话刚开始实际上是作为Internet网上一种应用出现的。随着Internet的不断发展,从1997年起,IP电话开始作为业务向公众提供。然而,IP电话作为一种业务在发展初期遇到了一些问题(,如目前还不具有普遍接入性和全球通达性,以及服务质量保证等问题。其中服务质量问题是IP电话业务实现当中面临的主要挑战。这里将着重分析一下IP电话的服务质量问题。

1、IP电话通信质量的主要因素

    1.1语音编码质量

    这主要取决于所采用的语音压缩编码方案,通常用MOS(Mean Opinion Score平均评价分)值来评价语音编码的质量,5分为最优,0分为最劣。表2列出了几种编码方案的参考评价结果。目前在IP电话中采用较多的为G.729a与G.723.1两种编码方案,从表2中所列的MOS值可以看出,前者已接近未压缩的G.711,即一般的PCM编码质量,后者则稍差。

    表2 几种语音编码方案的参考MOS值

    编码方案

    比特率(kbit/s)

    MOS值

    编码延时(ms)

    G.711

    G.723.1

    G.729a

    MS GSM

    64

    6.3/6.5

    8

    13

    4.4

    3.6/3.4

    4.0

    3.1

    0.75

    30

    10

    20

    1.2 延时与延时抖动

    端到端的延时包括编、解码造成的延时,打包与解包的延时及网络传送延时。延时抖动主要由网络所引起。此项因素对IP电话的通话质量影响甚大,它主要取决于网络。指标要求:

    ①端到端延迟必须在250 ms以下;

    ②通常要求:

    网关延迟小于l00 ms。

    IP网延迟小于150 ms。

    11.3 回声

    回声是由于通话两端的阻抗不匹配所引起,在端到端延时较大的情况下,回声的干扰影响尤为明显。因此在IP电话设备中通常都必须采取消除回声的措施。

    1.4 包丢失率

    包的丢失主要是由IP网络所引起。为保证通话质量,一般要求包丢失率应在5%以下。

    在上述因素中,时延和时延抖动影响着听觉感觉,而丢包和比特差错影响着对话音包的解码。协议处理影响着呼叫建立时间及呼叫建立成功率、计费正确率等指标。2、4两项主要取决于网络。但在当前的因特网中,对于这些因素无法加以控制,只能“尽力而为(do best effort)”,在Intranet中,则可以采取一定的措施来进行控制。目前,有的ISP或ITSP为了提供IP电话业务,采用专用的信道来组织网络,这样虽可保证一定的通话质量,但在网络规模、可扩性、以及应用范围上均带来一定限制。

2、影响IP电话质量的主要原因

    2.1 时延是影响IP电话质量的主要原因

    产生时延的三个主要因素:

    ●语音应用对时延有一定要求,入耳超过400毫秒以下反应不甚强烈。但若超过400毫秒,就会感到断断续续,无法忍受了。解决时延问题是实现IP电话的关键。

    ●分组传输的速度:就信息本身而言,是以光速传输的。在地球上,无论是光缆还是电缆连接,都感觉不到迟滞,即便经过太空的通信卫星,时延也在可接受范围之内。以上两种时延,对于语音应用可以忽略不计。

    ●各种处理,如路由、排队等迟滞,是造成IP传输进延的主要原因。

    语音应用对时延有一定要求,人耳对400毫秒以下反应不甚强烈,但若超过400毫秒,就会感到断断续续,无法忍受了。解决时延问题是实现IP电话的关键。

    2.2 无法提供QoS保证

    由于互联网IP业务遵循“尽力服务”的原则,对于所有的分组包都一视同但,统一排队,以“先来先服务”的方式逐个处理。这种方式对于Email等非实时的应用非常合理,但对于语音等实时性要求很高的应用就不适应了。

    在网络传输中,成千上万的分组包同时涌入一个路由节点,在每个节点不得不排队等待发送,这称作转接,包从源到目的地要经过十几年转接点,引起几十到几百毫秒的延迟。目前网路的状态就是这样,对IP电话传输而言,时延实在太大了。即使利用专用网传输语音业务,或是加大骨干带宽,加强路由交换节点处理能力,还是无法彻底解决这个问题。

    为什么语音分组包在本该到达目的地的时间内未到达呢?关键是没有一种优先级机制。像语音这样实时性应用,无法得到及时的处理,保证实时性。

    实现业务传输优先级保证的关键在于引入一种服务质量机制(QoS),允许网络将不同类型的业务置于特定的QoS队列中,使得语音业务的传输优先级高于数据业务,从而降低队列延时,实时性得到保障。

    2.3 带宽限制了应用,接入手段需要极大的改善

    足够的带宽也是确保语音数据包无延时地到达目的地所必须的。如果网络正面临阻塞问题时,就需要更大的网络带宽来解决这个问题,仅仅采用优先机制无法消除分组包的丢失问题,假如不希望丢弃任何数据包的话,就必须增加带宽了。

    2.4 软件标准的颇多争议

    网络电话还有一个先天不足,就是各自操自己的标准,相互间很难交流。客户端软件在说明文件中往往都指明通话双方安装同一种软件,而且最好为同一个版本。这是因为历史的原因,最初各家公司的软件都有自己的压缩方式和传输手段,无法互相通话也实属正常。不过网络电话,包括视频部分,已经有统一的标准H.323。由ITU(国际电信联盟)制定,如果各种产品遵循这种标准,就可以实现互连互通。

     

3、如何得到优越的音质

对于用户而言,IP电话必须具备与PSTN相当的质量,企业用户才乐于使用,因为用户毕竟不是使用自己的电话。要得到较为优越的音质,必须考虑以下几个方面的问题。

(1)语音编码

必须综合考虑MOS值、处理时延、编码速率,随着DSP技术的不断发展,可用算法的复杂性来换取性能的提高。G.729规定的CS-ACELP是一种较好的选择。

(2)回波抑制

由于VoIP存在不可忽略的时延,回声问题不容忽视。在远端混合线圈阻抗不匹配造成的回声在发端可清晰地听到。在网关设备中必须采用DSP技术实现回波抑制。

(3)网络时延与抖动

这两者是影响语音质量至关重要的因素,通常在接收端采用抖动缓冲器来消除抖动,但是会带来附加的时延。VoIP在企业网上比Internet上优越的原因就是因为前者在抖动这个因素上有较好的控制。企业路由器将语音包的优先级在队列中高于普通包,网关运行RSVP协议。由于DSP的作用,语音编码的速率低,并且采用静音抑制技术,故语音占用的带宽资源很少。对于企业连接LAN的WAN,因其专用性,抖动性能较Internet要好。

另一个影响时延的因素是打包,打包的实时性与打包效率是一对矛盾。实际上,究竟聚集了多少语音信息量再打包与带宽密切相关,在企业网上,这些因素的透明度较高,比较容易寻找到一个合适的门限。

 

 

4、服务质量等级的评价

(1)、对于IP电话服务质量等级的评价,可参照ETSI TIPHON给出的标准(见表)。

等 级

性 能

延 时

最  好

有潜力提供与PSTN相当或更好的质量

小于150

类似PSTN的质量或目前在好的无线条件下无线移动电话的质量

小于250

中  等

类似于普通无线移动电话的质量

小于350

尽力而为

可用的通信,但语音质量有巨大损伤,且端到端的延迟不定。

(2)、服务质量解决方案

为解决IP电话服务质量问题,可以采用以下三种解决方案,当然其提供的服务质量等级是不同的。

(1)内联网(Interanet)

它可提供极好的特性,主要是因为它是一个可管理的网,可以满足IP电话网络的需求。

(2)虚拟专用网(VPN)

服务提供来自通信厂商;

管理方面是托管的;

可提供极好的性能。

(3)互联网Internet

通常随着设备的升级,性能得到改进;

不能保证商用通信的质量。

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