IP -телефония Качественные показатели VoIP

Содержание

Слайд 2

Качественные показатели VoIP

Эффективность

Степень охвата

различных участков сети

Надежность

Управляемость

Защита

Стоимость

0 1 2 3 4 5

Качественные показатели VoIP Эффективность Степень охвата различных участков сети Надежность Управляемость Защита

Слайд 3


Телефон-телефон
Компьютер-телефон
Компьютер-компьютер

Сценарии организации VoIP:

терминал

терминал

IP-сеть

терминал

IP-сеть

ТфОП/ISDN

шлюз

Телефон-телефон Компьютер-телефон Компьютер-компьютер Сценарии организации VoIP: терминал терминал IP-сеть терминал IP-сеть ТфОП/ISDN шлюз

Слайд 4

Организация сети IP-телефонии

На базе рекомендации H.323
Организация корпоративной сети связи. Включает в себя

Организация сети IP-телефонии На базе рекомендации H.323 Организация корпоративной сети связи. Включает
дополнительные средства управления потоками. Определяет стандарты на оборудование. Решение МСЭ
На основе протока SIP
Организация корпоративной сети связи. Подходит для небольших региональных сетей. Решение IETF
На основе протокола МEGACO
Организация крупных сетей IP-телефонии, например, региональных или международных. Решение IETF

Слайд 5

Организация передачи речи по IP-сети

алгоритм

обнаружения пауз

кодер

пакетизация

анализатор

Речевой сигнал

джиттер-буфер

декодер

алгоритм

нивелирования потерь

синтезатор

Cинтезированный

речевой сигнал

IP-сеть

Организация передачи речи по IP-сети алгоритм обнаружения пауз кодер пакетизация анализатор Речевой

Слайд 6

Механизмы эффективного кодирования речи:

ИКМ – импульсно-кодовая модуляция. Скорость 64 кбит/с.
АДИКМ – адаптивная

Механизмы эффективного кодирования речи: ИКМ – импульсно-кодовая модуляция. Скорость 64 кбит/с. АДИКМ
импульсно-кодовая модуляция. Используется в кодеке G.711. Скорость 64 кбит/с. Используется по умолчанию во всех решениях VoIP.
LPC – на основе линейного предсказания. Используется в кодеках G.723.1 и G.729. Скорости 5,3 и 6,3 кбит/с (G.723.1); 8 кбит/с (G.729). Решение ITU-T.
iLBC – кодек с открытым кодом, скорость 13.3 кбит/с. Его прототипом послужил GSM-кодек. Характеризуется высокой помехоустойчивостью.

Слайд 7

Формирование речевого сигнала в кодеке G.711

Формирование речевого сигнала в кодеке G.711

Слайд 8

Архитектура кодека на основе линейного предсказания (G.72*)

ДЕКОДЕР

Линия

Генератор сигнала возбуждения

Основной

тон

Тон/шум

Блок преобразо-вания LSF

b

0

, LSF

b0
(1+A(z))

S(n)

речевой

сигнал

A(z)

X(n)

Выделитель

Архитектура кодека на основе линейного предсказания (G.72*) ДЕКОДЕР Линия Генератор сигнала возбуждения
основного тона

Определитель
Признака тон/шум

тон/шум

Коэффициент усиления

Блок преобразо-вания LSF

КОДЕР

Линия

анализатор

синтезатор

Слайд 9

Структура IP-пакета, формируемого на выходе кодека

Структура IP-пакета, формируемого на выходе кодека

Слайд 10

Протоколы, используемые при передаче речи по IP-сети

RTP (Real Time Protocol) – обеспечивает

Протоколы, используемые при передаче речи по IP-сети RTP (Real Time Protocol) –
в IP-сетях доставку адресатам аудиопотоков в масштабе реального времени. RTP идентифицирует тип и номер пакета, устанавливает в него метку синхронизации. На основе этой информации приемный терминал синхронизирует звук, осуществляет его последовательное и непрерывное воспроизведение.
RTCP (Real Time Transport Control Protocol) – базируется на периодической передаче управляющих пакетов всем участникам сессии. Этот протокол не имеет самостоятельного значения и используется лишь совместно с RTP.

Слайд 11

QoS для трафика IP-телефонии

Требования к речевому трафику (TIPHON):
Потери пакетов
потери речевых пакетов в

QoS для трафика IP-телефонии Требования к речевому трафику (TIPHON): Потери пакетов потери
сквозном соединении не должны превышать 2%
< 0.5% (класс 1 – gold)
0.5 - 1% (класс 2 – silver)
1 - 2% (класс 3 – bronze)

Влияние потерь на качество речи

Слайд 12

Задержка
Задержка в сквозном соединении не должна
превышать 250 мс для приемлемого качества
Цель:

Задержка Задержка в сквозном соединении не должна превышать 250 мс для приемлемого
< 150мс (человек замечает задержку более 200 мс)
400 мс неприемлема
Вариация задержки, джиттер
Джиттер в сквозном соединении не должен
превышать 40 мс
Джиттер задержки в зависимости от класса обслуживания:
<10 мс (класс 1 - gold)
10 - 20 мс (класс 2 – silver)
20 - 40 мс (класс 3 – bronze)

Слайд 13

Стек рекомендаций Н.323

IP

TCP

UDP

RTP

RTCP

RAS

G.7xx

H.26x

Q.931

H.245

T.120

Управление

Управление

Управление

аудио/видео

Данные

Аудио

Видео

Стек рекомендаций Н.323 IP TCP UDP RTP RTCP RAS G.7xx H.26x Q.931

Слайд 14

Сеть, построенная на базе Н.323

Сеть, построенная на базе Н.323

Слайд 15

Функции основных компонентов сети IP-телефонии на основе Н.323

Терминал - оборудование конечных точек

Функции основных компонентов сети IP-телефонии на основе Н.323 Терминал - оборудование конечных
сети, которое позволяет пользователям общаться друг с другом в реальном времени. Главной задачей терминалов является кодирование и декодирование аудиосигналов и их передача и прием в соответствии с правилами, принятыми для данного стандарта и связной среды. Терминал обязан обеспечивать звуковую связь и может дополнительно поддерживать передачу видео или данных.

Слайд 16

Шлюз (Gateway) - позволяет системам, существующим в разных сетях и основанным на

Шлюз (Gateway) - позволяет системам, существующим в разных сетях и основанным на
разных H.32x стандартах, связываться между собой. Среди них: H.320 (ISDN), H.321 (ATM), H.322 (Ethernet), H.323 (IP), H.324 (POTS). Шлюз не входит в число обязательных компонентов сети H.323. Он необходим только в том случае, когда требуется установить соединение с терминалом другого стандарта. Эта связь обеспечивается трансляцией протоколов установки и разрыва соединений, а также форматов передачи данных.
Контроллер зоны (Gatekeeper, Привратник, Конференц-менеджер) - сервисная программа , контролирующая доступ к сети, основанной на стандарте H.323 в сетях с пакетной коммутацией. Она требует, чтобы терминалы зарегистрировались на Привратнике, сообщив ему свое имя. Привратник осуществляет трансляцию сетевых адресов для установления соединения. Он может отказать в доступе или ограничить число одновременных соединений в зависимости от загруженности сети.

Слайд 17

MCU (Multipoint Control Unit) или устройство управления многоточечными конференциями - устройство для

MCU (Multipoint Control Unit) или устройство управления многоточечными конференциями - устройство для
реализации многоточечной аудиоконференции. Все терминалы, участвующие в конференции, устанавливают соединение с MCU. Сервер управляет ресурсами конференции, согласовывает возможности терминалов по обработке звука, определяет аудиопотоки, которые необходимо направлять по многим адресам. Общим принципом работы этих устройств является такой способ организации многоточечной связи, при котором аудиопотоки смешиваются, что позволяет участникам слышать друг друга. MCU возможно реализовать программно или аппаратно. MCU включает в себя сетевой интерфейс, обработчик аудиосигнала, содержащий кодек и микшер, специальный переключатель потоков информации между участниками видеоконференции, обработчик данных, контроллер конференции и средства управления трафиком и режимами конференций, а также сохранения протокола конференции.

Слайд 18

Передача голоса в конфигурации “телефон-телефон”

                                                                                                                                                                               
Рис. 3.2. Передача голоса в конфигурации “телефон-телефон”

Передача голоса в конфигурации “телефон-телефон” Рис. 3.2. Передача голоса в конфигурации “телефон-телефон”

Слайд 19

Передача голоса в конфигурации “ПК- телефон”

Передача голоса в конфигурации “ПК- телефон”

Слайд 20

SIP (Session Initiation Protocol)

Протокол инициирования сеансов связи – SIP, предназначен для организации,

SIP (Session Initiation Protocol) Протокол инициирования сеансов связи – SIP, предназначен для
модификации и завершения мультимедийных сеансов или вызовов.
SIP не зависит от модели и масштабов связи или конференц-связи и от пакетного уровня, требуя лишь услуг доставки датаграмм без подтверждения, так как надежность их доставки обеспечивается его собственным механизмом.
SIP – протокол прикладного уровня, в типовом варианте применяется поверх UDP или TCP.
Ориентирован на модель установления соединения IP из конца в конец.

Слайд 21

Сеть, построенная на базе протокола SIP

Сеть, построенная на базе протокола SIP

Слайд 22

Процедура обмена сообщениями в SIP-сети

SIP

SIP

SIP

RTP

шлюз

SIP-серверы

SIP-серверы

АТС

ТфОП

сигнализация

телефонный канал

Процедура обмена сообщениями в SIP-сети SIP SIP SIP RTP шлюз SIP-серверы SIP-серверы

Слайд 23

Временные диаграммы обмена SIP-сообщениями (базовый вызов)

invite

invite

100

100

180

180

200

200

ack

ack

Установление
соединения

Разрыв
соединения

bay

bay

200

200

A

Б

Временные диаграммы обмена SIP-сообщениями (базовый вызов) invite invite 100 100 180 180

Слайд 24

Адресация в SIP

В Интернет для нахождения хоста используется URL (для SIP он

Адресация в SIP В Интернет для нахождения хоста используется URL (для SIP
обозначается как SIP URL).
В SIP существуют 4 формы адресов:
имя@домен,
имя@хост,
имя@IP-адрес,
№телефона-@шлюз.
Например:
sip: [email protected]
sip: [email protected]
sip: [email protected]

Слайд 25

Компоненты сети, реализованной на базе протокола SIP

RFC 2543 - построение сетей IP-телефонии

Компоненты сети, реализованной на базе протокола SIP RFC 2543 - построение сетей
на базе SIP (Session Initiation Protocol). Протокол SIP утвержден IETF и поддержан основными производителями оборудования IP-телефонии в качестве общего стандарта.
Сеть SIP содержит основные компоненты трех видов:
Агенты - являются приложениями терминального оборудования и включают в себя две составляющие: агент пользователя - клиент (User Agent Сlient - UAC) и агент пользователя - сервер (User Agent Server - UAS), иначе называемые клиент и сервер соответственно.

Слайд 26

Proxy-серверы - действуют "от имени других клиентов" и содержит функции клиента (UAC)

Proxy-серверы - действуют "от имени других клиентов" и содержит функции клиента (UAC)
и сервера (UAS). Этот сервер интерпретирует и может перезаписывать заголовки запросов перед отправкой их к другим серверам. Ответные сообщения следуют по тому же пути обратно к proxy-серверу, а не к клиенту.
Серверы определения местоположения - определяют текущее местоположение вызываемого абонента и дает команду оборудованию вызывающего абонента устанавливать соединение с вызываемым абонентом по новому адресу. Для определения текущего местоположения вызываемого абонента сервер переадресации обращается к серверу определения местоположения. Позволяют расширить возможности мобильности абонента.

Слайд 27

Сравнительный анализ Н.323 и SIP

Сравнительный анализ Н.323 и SIP

Слайд 28

Соотношение R-фактора и MOS

Соотношение R-фактора и MOS

Слайд 29

Типы кодеков, используемых в IP-телефонии

Примечание. Максимальная задержка джиттер-буфера для всех типов кодеков

Типы кодеков, используемых в IP-телефонии Примечание. Максимальная задержка джиттер-буфера для всех типов

удвоенная длительность кадра.

Слайд 30

Механизмы, позволяющие снизить влияние кодека на качество речи

методы эффективного кодирования речи (рекомендации

Механизмы, позволяющие снизить влияние кодека на качество речи методы эффективного кодирования речи
ITU-T серии G.7xx);
механизмы эхоподавления (G.164) и эхокомпенсации (G.165, G.168);
механизмы нивелирования ошибок (packet loss concealment), обеспечивающие компенсацию пробелов в речевом потоке, вызванных потерей отдельных пакетов.

Слайд 31

Методы нивелирования потерь (PLC - Packet Loss Concealment)
в кодеках IP-телефонии

Замена потерянного фрагмента:
-предыдущим

Методы нивелирования потерь (PLC - Packet Loss Concealment) в кодеках IP-телефонии Замена
пакетом -комфортным шумом

Слайд 32

Методы обеспечения качества обслуживания VoIP, используемые на сети

Методы предотвращения перегрузок: алгоритмы «дырявого

Методы обеспечения качества обслуживания VoIP, используемые на сети Методы предотвращения перегрузок: алгоритмы
ведра», RED
Методы обслуживания очередей: алгоритм WFQ
Организация джиттер-буфера на приеме
Использование протоколов передачи и контроля передачи речи по IP-сетям RTP/RTCP
Использование резервирования ресурсов (приоритезация,RSVP, DiffServ, MPLS)

Слайд 33

Альтернативные решения:

ICQ, MSN, Skype и т.п.
Идея: создание приложения, позволяющего пользователям получать как

Альтернативные решения: ICQ, MSN, Skype и т.п. Идея: создание приложения, позволяющего пользователям
можно более полный комплект услуг, используя одну службу.
В набор услуг в настоящее время входят пейджинг, телефония, пересылка файлов.
Бонусы: записная книжка на сервере службы; доступ, не зависимый от типа подключения к Интернету и географического положения; поиск контактов по заданным параметрам; удобные пользователю формы оплаты и прочее в зависимости от фантазии менеджмента службы.

Слайд 34

Особенности реализации телефонии в решениях общедоступных служб:

Для обеспечения безопасности используется шифрование HTTPS/SSL.
В

Особенности реализации телефонии в решениях общедоступных служб: Для обеспечения безопасности используется шифрование
связи с этим протокол транспортного уровня – ТСР.
Для обеспечения минимизации задержки используются виртуальные каналы Р2Р, т.е. непосредственно точка-точка с заранее оговоренными условиями обеспечения QoS.
Для идентификации абонента при установлении соединения участвует сервер службы. Сигнализация отделена от пользовательской информации.
Результат: при значительном (заметном пользователю) времени установления соединения допустимые задержки для телефонного разговора.
Имя файла: IP--телефония-Качественные-показатели-VoIP-.pptx
Количество просмотров: 1188
Количество скачиваний: 23