istrazivacki rad u masinstvu

8/2/2019 Istrazivacki Rad u Masinstvu

http://slidepdf.com/reader/full/istrazivacki-rad-u-masinstvu 1/16

Univerzitet u Kragujevcu

Fakultet Inženjerskih Nauka u Kragujevcu

DRUGI SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA

Istraživački rad u mašinstvu

TESTIRANJE PROPUSNOG OPSEGA VoIP TELEFONSKE

CENTRALE

Mentor: Student:dr. Slavko Arsovski Nikola Vulović 373/2011



1. Uvod

Unified Communications (Objedinjene komunikacije) predstavljaju skup servisa za

komunikaciju u realnom vremenu (real-time), kao što su instant poruke (chat), telefonija(uključujući i IP telefonija), video konferencije, kontrola poziva ali i komunikaciju sa

servisima koji ne rade u real-time režimu kao što je sistem integrisanih poruka (govorna

pošta, e-mail, SMS ,fax,video poruke itd.).UC nije jedan proizvod, već skup proizvoda koji

pruža jedinstven i dosledan korisnički interfejs preko vise uredjaja i tipova medija.

UC omogućuje pojedincu da šalje poruke preko jednog medija,a da ih prima preko

drugog. Tako na primer,kada primimo govornu poruku,možemo joj pristupiti putem email-a

ili mobilnog telefona,i ukoliko je naš posiljalac on-line,mozemo mu istog trenutka odgovoriti

putem tekstualne poruke ili video-pozivom.U suprotnom,poslaćemo mu off-line poruku,kojoj

moze da pristupi na razlitiče načine.

UC se takodje sve više primenjuje prilikom integracije poslovnih procesa, odnosno

pojednostavljivanja i integracije svih oblika komunikacije u svrhu optimizacije poslovnih procesa i poboljšavanja komunikacije izmedju ljudi smanjenjem kašnjenja,upravljanja

tokovima i eliminisanja zavisnosti od uredjaja i medija.

3



1.1 Osnove VoIP komunikacija

Prihvatanjem TCP/IP protokola kao standarda računarskih mreža stvorili su se uslovi za

povezivanje velikih i malih mreža u jednu celinu, popularno nazvanu internet, čime seotvorila nova mogućnost korišćenja postojećih linkova i drugih resursa.Američki provajder

ARPANET, začetnik Internet mreže je prvi provajder koji je još 1973. godine, započeo

eksperimente na polju prenošenja glasa preko IP mreža.Korišćenjem TCP/IP protokola, koji

je paket switched tehnologija prenosa, mogu se rešiti dva najveća problema koja se javljaju

kod tehnologija sa komutiranim kolima.

Tehnolgija Voice over IP (VoIP), bazira se na TCP/IP modelu prenosa podataka.U

zavisnosti od potrebe za kvalitetom, glas se prvo digitalizuje različitim metodama, zatim se

pakuje naprednim algoritmima za kodiranje korišćenjem nekih od kodeka.Tako kodiran

paket se deli na dosta malih paketa. Veličina paketa zavisi od kodeka i protokola koji se

koristi za slanje paketa, (SIP G711 ~ 160 bajta na svakih 20 milisekundi). Korišćenjem RTP

protokola (Real-time Transport Protokol), mali paketi se šalju drugoj strani preko UDP

protokola 4. sloja OSI modela. Prijemna strana može biti krajnji korisnik, ili gateway koji

treba da prosledi ili na neki način konvertuje te pakete i uruči glas krajnjem korisniku. Kada

paket pristigne, on se odmah dekodira i reprodukuje.Glavnu prednost VoIP sistema predstavlja to što jedan poziv, nikada, ne zauzima ceo link, već se kroz isti link mogu slati

paketi više različitih korisnika. Ukoliko pak, samo jedan korisnik ima potrebu za korišćenjem

linka, koristiće ga samo onoliko dugo koliko je potrebno za prenos njegovih paketa.Uz

pomoć novijih tehnologija sada je moguće detektovati situacije kada nastupa tišina (momenti

kada se ne vrši prenos glasa), pa u tom momentu potrebno je smanjiti ili obustaviti slanje

RTP paketa koji ne nose koristan sadržaj. Na ovaj način sigurno se povećava efikasnost

skupih linkova. Za vreme tišine, paketi drugih korisnika će biti prenet linkom.Upoređivanjem

dve tehnologije prenosa glasa, VoIP i tehnogolije fiksne telefonije, dolazimo do zaključka da

se korišćenjem VoIP ostvaruje znatna ušteda, kako od strane korisnika koji neće plaćati punu

cenu iznajmljivanja linka, tako i od strane provajdera kojima se investicije u

telekomunikacionu opremu zamenjuju investicijama u mrežnu opremu gde postoji znatna

razlika u ceni.Ako uzimamo cenu za glavni kriterijum, zaključićemo da je VoIP nemerljivo

4



bolja tehnologija prenosa glasa od tradicionalne fiksne telefonije. Međutim, korišćenjem

mrežnih resursa, VoIP pored pogodnosti donosi i nove probleme, koji su poznati u

računarskim mrežama.

1.2 Faktori koji utiču na kvalitet VoIP poziva

- Upotrebljeni govorni kodeci

- Paketizacija

- Gubitak paketa

- Kašnjenje

- Varijacije kašnjenja

- Mrežna arhitektura koja treba da ispuni odgovarajuće zahtjeve za kvalitetom servisa (QoS)

- Upotrebljeni signalizacioni protokoli

- Sigurnosni aspekti...

2. Softver

5



Asterisk predstavlja softversku verziju

telefonske IP centrale ( Private Branch

Exchange) otvorenog koda(open source) koju

je osmislio i napravio 1999. godine Mark

Spenser iz kompanije Digium. Kao i svaka

centrala, ona dozvoljava lokalima da

međusobno razgovaraju i da se uključe u javnu telefonsku mrežu PSTN. Ime ovog rešenja

potiče od simbola *(Asterisk) koji se nalazi na svim standardnim telefonskim tastaturama, a

ujedno u Unix (ukljucujuci i Linux) i DOS okruženju predstavlja simbol koji zamenjuje bilo

koju sekvencu simbola. Iako je prvobitno dizajniran za Linux operativni sistem, Asterisk

takođe može da radi i pod NetBSD, OpenBSD, FreeBSD, Mac OS X, i Solaris.DistribucijaAsteriska za Windows operativne sisteme poznata je pod nazivom AsteriskWin32.

Osnovni Asterisk softver ima mnoge mogućnosti koje imaju i komercijalni PBX sistemi

kao što su: govorna pošta, pozivni centri, konferencijska veza, govorni automat, automatsko

prosleđivanje poziva itd. Korisnik takođe može da kreira potpuno novu funkcionalnost

sistema definišući plan poziva (Dialplan) u Asterisk skript jeziku, dodajući module pisane u

programskom jeziku C ili korišćenjem AGI (Asterisk Gateway Interface) skriptova pisanih u

Perl, PHP, Ruby ili drugim programskim jezicima. Povezivanje običnih telefona, javne

telefonske mreže i Asterisk servera se uspostavlja preko posebnih kartica koje proizvodi

kompanija Digium i mnoge druge firme.

Najinteresantnije od svega je to da Asterisk podržava širok spektar VoIP protokola, kao

što su SIP, MGCP i H.323, radi sa svim SIP telefonima, pri čemu predstavlja registar ili

gateway između IP telefona i PSTN - a . Pored toga Asterisk podržava i kombinaciju

klasične i VoIP telefonije, što je osnovni preduslov za nadgradnju postojećih sistema i

prelazak na nove tehnologije. Asterisk se koristi kao zamena za klasične PBX mreze ili za

njihovu nadogradnju.

3. Uređaji

6



Obzirom na to da se sam test merenja propusnog opsega sastoji iz procesa slanja i

prijema glasa pretvorenog u signal, koji se posebnim algoritmima paketizuje, kao instrumenti

za testiranje koriste se:

- VoIP telefoni

- ruteri

- WAN mreža

4. Testiranje

7



4.1 Kašnjenje

ITU-T preporukom G.114 je definisana granica jednosmijernog kašnjenja:

- 0-150 ms prihvatljivo za većinu korisnika

- 150-400 ms prihvatljivo za međunarodne veze

- Veće od 400 ms, neprihvatljivo u većini slučajeva

Zašto je važna efikasna upotreba propusnog opsega?

- Važan faktor prilikom planiranja kapaciteta mreže predstavlja izračunavanje potrebnog propusnog opsega.

- Potrebno je naći kompromis između efikasne upotrebe propusnog opsega i dugogkašnjenja pri paketizaciji i velikoj kompleksnosti kodeka.

Tipične Internet aplikacije koriste TCP/IP skup protokola dok VoIP koristi RTP/UDP/IP.

4.2 Uticaj govornih odbiraka na propusni opseg

- Povećanjem broja odbiraka smanjuje se potrebni propusni opseg za VoIP konekciju

8



V elicina payload-a kodeka = (Interval semplovanja kodeka*Bitska brzina kodeka)/8

4.3 Uticaj linka podataka

- Link podataka (L2) utiče na dodatno povećanje zaglavlja (zaglavlje linka podataka sedodaje na postojećih 40 bajta IP/UDP/RTP-a).

- Što je veće zaglavlje koji unosi L2 potreban je veći propusni opseg za VoIP poziv

Ukupna veličina paketa bez obzira koja se tehnologija koristi za L2 se može dati kao:

Ukupna velicina paketa = Velicina payload kodeka + IP/UDP/RTP overhead + L2overhead

Usled perioda tišine u govornoj komunikacije oko 50% propusnog opsega se ne koristi.

9



- Kod VoIP vrši se paketizacija kako govora, tako i tišine.

- VAD-om se paketi tišine izbacuju.

- VAD dovodi do uštede propusnog opsega od 35% (uzeto za proračun u radu).- Poboljšavanje kvaliteta govora upotrebom CNGa (Confort Noice generation).

4.4 Komprimovani RTP (cRTP)

- Ukupna veličina IP/UDP/RTP zaglavlja iznosi 40 bajta- Upotrebom cRTP-a veličina zaglavlja se smanjuje na 2-4 bajta.

4.5 Proračun ukupnog propusnog opsega za VoIP konekciju

10



- Ukupni propusni opseg za VoIP poziv se može izračunati preko:

Ukupan propusni opseg = (Ukupna velicina paketa*Broj paketa po sekundi*8)/1000

(u kbit/s)

5.PROJEKTOVANJE I RAZVOJ

11



Izlazi iz projektovanja i razvoja su:

• Konstruktivna i tehnološka dokumentacija,

• Lista potrebne opreme i hardvera i softvera,

• Potrebni ljudski resursi,

• Podaci potrebni za ocenu potrebnih investicija,

• Između faze 2 (projektovanje i razvoj) i faze 3 (primena u procesima) jeocena ekonomičnosti vođenja novog proizvoda.

Faza: Analiza mogućnosti

Utvđuju se:• Atraktivnost tržišta za novim proizvodom,

• Interne mogućnosti za zadovoljenje zahteva tržišta,

• Ekonomski (profitabilni) i drugi pokazatelji efekata uvođenja ovog proizvodai usluga na tržište.

Faza: Definicija (koncept) proizvoda i ocena izvodljivosti

1. Zahtevi stejkholdera

• Tržišta (kupaca),

• Standarda,

• Menadžmenta,

• Vlasnika,

• Države, itd.

2. Tehnološke mogućnosti za realizaciju razvoja i osvajanje novog proizvoda:

12



• Postojane tehnologije,

• Nove tehnologije,

• Outsourcing,

Faza: Razvoj modela proizvoda:

• Modeliranje svojstava proizvoda,

• Izbor optimalne konfiguracije svojstva proizvoda,

• Modeliranje proizvoda pomoću odgovarajućih softverskih paketa,

• Strukturiranje proizvoda:

o Oprema,

o Infrastruktura za podršku korišćenja proizvoda,

o Cena,

o Karakteristike i

o Prateće usluge.

Faza: Razvoj proizvoda

• Projektovanje zahteva procesa,

• Alati i tehnike za dizajn procesa,

• Izrada prototipa i testiranje razvijenog procesa,

• Integracija i automatizacija procesa,

• Izrada proizvodne dokumentacije,

• Izrada tehnološke dokumentacije.

13



Faza: Primena i verifikacije

Vrednovanje, odnosno verifikacija i validacija modela bi trebalo da budu neizostavni uzavršnoj fazi njegovog razvoja.

valjanost modela (eng. validation) , kojom se ispituje slaganje ponašanja modela i sistemakoji je modeliran. Valjanost modela obuhvata utvrđivanje :

• tehničke valjanosti – kojom se identifikuju sve pretpostavke modela i njihovadivergencija u odnosu na stvarni sistem;

• operacione valjanosti – kojom se procenjuje značaj grešaka navedenih kod ispitivanjatehničke valjanosti i time omogućuje donošenje odluke o prihvatanju modela;

• dinamičke valjanosti – kojom se predlažu načini održavanja modela tokom njegovogživotnog ciklusa;

proveru modela (eng. verification) , koja ispituje slaganje ponašanja programa modela koga program realizuje odnosno testiranje ispravnosti i tačnosti simulacionog modela.

Primena verifikacije I validacije nogo proizvoda treba da obuhvati sledeće stavke:

• Razvoj strategije primene,

• Izrada plana primene,

• Izrada plana završne verifikacije proizvoda,

• Sprovoženje verifikacije proizvoda.

Faza: Komercijalizacija i preispitivanje proizvoda Komeracijalizaija i preispitivanje proizvoda se zasniva na ispitivanju tržišta odnosnoispitvanje prijema i potreba za novim proizvodom na tržištu. Ova faza obuhvata sledećestavke:

•

Lansiranje VoIP centrala na delu tržišta,• Ocena prijema na tržištu,

• Validacija proiyvoda,

• Završno ocenjivanje proizvoda.

14



6 . Zaključak

Prilikom izračunavanja potrebnog propusnog opsega za VoIP poziv, potrebno je naćikompromis između zahteva za što manjim propusnog opsegom i zaheva za kvalitetom prenošenog govora. Manji propusni opseg - složeniji algoritam kompresije, povećanjekašnjenja pri obradi i smanjenje kvaliteta prenošenog govora.

15



7. Literatura

Mark Spencer, Marck Allison, Cristopher Rhodes, Asterisk Handbook

- Jimm Van Meggelen, Leif Madsen, Jared Smith , Asterisk.The Future of Telephony

- // http://en.wikipedia.org/wiki/Unified_communications. ..........29.03.2012

- www.networkworld.com/topics/voip.html.............................02.04.2012

16

http://en.wikipedia.org/wiki/Unified_communications

http://en.wikipedia.org/wiki/Unified_communications

istrazivacki rad u masinstvu

Documents