Studiu experimental pentru calitatea serviciilor(Quality of Service) în tehnologia Voice over IP

Cuprins

1. Obiective2. Introducere3. Tehnologie4. Protocoale VoIP – H.3235. Calitatea serviciilor în VoIP6. Aplicaţia VoIP7. Analiza calităţii apelurilor de voce8. Concluzii9. Bibliografie selectivă

1. Obiective

Dezvoltarea unei aplicaţii VoIP ce respectă standardul H.323

Experimentarea în mediu real a fluxurilor de voce VoIP

2. Introducere

Voice over IP – tehnologie ce permite transmiterea vocii peste o reţea orientată pe comutaţia de pachete (IP)

Reţelele PSTN pot, astfel interacţiona cu reţelele VoIP

Avantaje – costuri, funcţionalitate, mobilitate

Dezavantaje –implementării greoaie a QoS

3. Tehnologie

Structura unei reţele VoIP

Server

PSTN

TelefonIP

Reţea IP

POTS

Fax

Gateway

4. Protocoale VoIP – H.323

Stiva de protocoale:

H.225 – semnalizareH.245 – controlH.235 – securitateH.239 – videoconferinţe

H.323

H.261/3Codare video

RASSemnalizare Gate Keeper

T.120Date

utilizator

Q.931Semnalizare

apel

H.245Control End

to End

G.7233,1 kHzaudio

5,3 kbps

H.225Semnalizare

G.7113,1 kHzaudio

64/56 kbps

4. Protocoale VoIP – H.323

Structura unui terminal H.323

5. Calitatea serviciilor – MOS, PSQM

MOS – Mean Opinion Score – cel mai răspândit mod de testare a calităţii vocii

PSQM – Perceptual Speech Quality Measure

Sistem de transmisie a vocii

Modelpsihoacustic

Scor PSQM

Semnal de ieşire

Semnal de intrare

5. Calitatea serviciilor – întârzierile

Întârzierile (delay)

Router

T1

Eşantioane de voce

Gateway

– Întârziere de algoritm– Întârziere de încapsulare

– Întârziere de procesare – Playout buffer

– Întârziere de serializare– Întârziere de propagare– Întârziere dată de componente– Întârziere de aşteptare– Întârziere de retransmisie

T2

5. Calitatea serviciilor – jitter

Diferenţe de întârziere (jitter)

P1 P2 P3 P4

P1 P2 P3 P4

20 ms 20 ms20 ms

32 ms 8 ms 25 ms

Timp

Timpul de întârziere estimat

Timpul de întârziere efectiv

5. Calitatea serviciilor – DiffServ

Blocul de condiţionare a traficului în serviciile diferenţiate

Marcare certă

Meter

Classifier Marker Shaper/Dropper

P1

P2/P3

P2Marcare incertă

P1/P2

P3

Pachete Configurate

Respinse

6. Aplicaţia VoIP

Folseşte PWLib şi OpenH323

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

Caz 1 – apel prin reţea publică de date

INTERNET

BălţiTerminal VoIPIP 81.181.24.88

Router Router ChişinăuGateway

IP 193.138.97.34

CahulTelefon

PSTN

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

Caz 1 – MOS = 2,48193. 138. 97. 34 192. 168. 0. 3

06/ 15/ 06 23: 39: 49. 838663SI P- >I NVI TE

06/ 15/ 06 23: 39: 49. 855631SI P- >100

06/ 15/ 06 23: 39: 49. 855755SI P- >180

06/ 15/ 06 23: 39: 54. 648056SI P- >200

06/ 15/ 06 23: 39: 54. 684035SI P- >ACK

06/ 15/ 06 23: 39: 54. 689495RTP- >PCMU

06/ 15/ 06 23: 39: 54. 736507RTP- >PCMU

06/ 15/ 06 23: 41: 19. 486523RTP- >PCMU

06/ 15/ 06 23: 41: 20. 259957SI P- >BYE

06/ 15/ 06 23: 41: 20. 291900RTP- >PCMU

06/ 15/ 06 23: 41: 20. 296576SI P- >200

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

Caz 2 – apel prin reţea metropolitană

Reţea MAN

Router Router

BălţiTerminal VoIPIP 81.181.24.88

CahulTerminal VoIP

IP 81.181.25.237

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

Caz 2 – MOS = 3,60192. 168. 0. 3 81. 181. 25. 237

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 038548H. 225- >Set up

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 053450H. 225- >Cal l Pr oc

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 084175H. 225- >Al er t i ng

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 100371H. 225- >Faci l i t y

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 113634H. 225- >Faci l i t y

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 114501H. 225- >Faci l i t y

06/ 22/ 06 16: 50: 38. 734837H. 225- >Connect

06/ 22/ 06 16: 51: 10. 432405H. 225- >RLC

06/ 22/ 06 16: 51: 10. 442177H. 225- >RLC

06/ 22/ 06 16: 50: 38. 734837H. 225- >Connect

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

Caz 3 – apel prin reţea locală

Reţea LAN

Router

BălţiTerminal VoIPIP 192.168.0.3

BălţiTerminal VoIPIP 192.168.0.4

7. Analiza calităţii apelurilor de voce

Caz 3 – MOS = 3,63192. 168. 0. 3 81. 181. 25. 237

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 038548H. 225- >Set up

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 053450H. 225- >Cal l Pr oc

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 084175H. 225- >Al er t i ng

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 100371H. 225- >Faci l i t y

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 113634H. 225- >Faci l i t y

06/ 22/ 06 16: 50: 31. 114501H. 225- >Faci l i t y

06/ 22/ 06 16: 50: 38. 734837H. 225- >Connect

06/ 22/ 06 16: 51: 10. 432405H. 225- >RLC

06/ 22/ 06 16: 51: 10. 442177H. 225- >RLC

06/ 22/ 06 16: 50: 38. 734837H. 225- >Connect

8. Concluzii

Aspectele legate de QoS sunt esenţiale în proiectarea unui sistem VoIP

Pentru a implementa un serviciu de calitate, este nevoie de echipamente dedicate, precum şi un flux de date garantat

9. Bibliografie selectivă

Hans Mathys – Next Generation Voice Networks, 2005 Cisco IP Telephony, Student Guide, ver. 2.2, 2002 Voice over IP (VoIP) – Spirent Communications, 2001 Cisco – Understanding H.323 Gatekeepers, 2006 DiffServ—The Scalable End-to-End QoS Model 1992-

2001 Cisco Systems Cisco IP Telephony QoS Design Guide, 2001