Донецкий техникум промышленной автоматики

VoIP - споживання смуги пропускання в розрахунку на виклик - Cisco Systems

  1. зміст
  2. вимоги
  3. використовувані компоненти
  4. Умовні позначення
  5. пояснення термінів
  6. зразок розрахунків
  7. алгоритми компресії

зміст

Один з найважливіших факторів, які необхідно розглянути при створенні мережі для пакетної передачі даних - планування пропускної здатності. У плануванні потужності розрахунок смуги пропускання є важливим фактором для розгляду коли ви дизайн і мережі для мовних пакетів усунення неполадок для високої якості голосового зв'язку.

У цьому документі розповідається про обчисленні пропускної здатності голосового кодека і функціях зміни або економії смуги пропускання при використанні VoIP.

Примітка. Як доповнення до цього документа, можна використовувати Калькулятор для розрахунку навантаження від голосового кодека TAC (Тільки зареєстровані клієнти) програмний засіб. Цей інструмент пропонує відомості про те, як розрахувати пропускну здатність, необхідну для пакетних голосових викликів.

вимоги

Для цього документа відсутні особливі вимоги.

використовувані компоненти

Цей документ не має жорсткої прив'язки до яких-небудь конкретних версій програмного забезпечення і устаткування.

Умовні позначення

Докладні відомості про умовні позначення див. В документі "Умовне позначення технічних термінів Cisco".

Ці припущення заголовка протоколу використовуються для обчислень:

Примітка. Ця таблиця тільки містить обчислення для розмірів голосового пакету за замовчуванням в Сisco callmanager або Cisco шлюзи IOS® Software H.323. Додаткові розрахунки, які включають різні розміри корисної частини голосового пакету і інші протоколи, наприклад VoFR і VoATM, можна отримати за допомогою інструмента TAC Voice Bandwidth Codec Calculator (тільки для зареєстрованих замовників).

Примітка.

Відомості про кодеку Розрахунки смуги пропускання Кодек & Бітова швидкість (кб / с) Вибірковий розмір кодека (байти) Вибірковий інтервал кодека (мс) Mean Opinion Score (MOS) Розмір мовних даних (байти) Розмір мовних даних (мс) Пакети в секунду (PPS ) MP пропускної здатності або FRF.12 (кб / с) Пропускна здатність w / cRTP MP або FRF.12 (кб / с) Пропускна здатність Ethernet (кб / с) Г 711 (64 кб / с) 80 Байт 10 мс 4.1 160 байт 20 мс 50 82.8 Кб / с 67.6 Кб / с 87.2 Кб / с Г 729 (8 кб / с) 10 байтів 10 мс 3.92 20 байтів 20 мс 50 26.8 Кб / с 11.6 Кб / с 31.2 Кб / с Г 723.1 (6.3 кб / с) 24 байта 30 мс 3.9 24 байта 30 мс 33.3 18.9 Кб / с 8.8 Кб / с 21.9 Кб / с Г 723.1 (5.3 кб / с) 20 бай тов 30 мс 3.8 20 байтів 30 мс 33.3 17.9 Кб / с 7.7 Кб / с 20.8 Кб / с G.726 (32 Кбит / с) 20 байтів 5 мс 3.85 80 Байт 20 мс 50 50.8 Кб / с 35.6 Кб / с 55,2 КБ / с G.726 (24 Кбит / с) 15 байтів 5 мс 60 байтів 20 мс 50 42.8 Кб / с 27.6 Кб / с 47.2 Кб / с Г 728 (16 кб / с) 10 байтів 5 мс 3.61 60 байтів 30 мс 33.3 28.5 Кб / с 18.4 Кб / с 31.5 Кб / с G722_64k (64 кб / с) 80 Байт 10 мс 4.13 160 Байт 20 мс 50 82.8 Кб / с 67.6 кб / с 87.2 Кб / с ilbc_mode_20 (15.2 кб / с) 38 байтів 20 мс NA 38 байтів 20 мс 50 34.0 кб / с 18.8 Кб / с 38.4 кб / с ilbc_mode_30 (13.33 кб / с) 50 байтів 30 мс NA 50 байтів 30 мс 33.3 25.867 кб / с 15.73 кб / с 28.8 Кб / с

пояснення термінів

Швидкість передачі кодека (кб / с) На основі кодека це - кількість бітів в секунду, які повинні бути передані для відправки голосового виклику. (Швидкість кодека = значення вибірки кодека / інтервал вибірки кодека). Вибірковий розмір кодека (байти) На основі кодека це - кількість байтів, перехоплених Цифровим процесором сигналів (DSP) в кожному вибірковому інтервалі кодека. Наприклад, кодер G.729 працює з інтервалом вибірки 10 мс, що відповідає значенню вибірки 10 байт (80 біт) і швидкості 8 Кбіт / с. (Швидкість кодека = значення вибірки кодека / інтервал вибірки кодека). Вибірковий інтервал кодека (мс) Це - вибірковий інтервал, в якому працює кодек. Наприклад, кодер G.729 працює з інтервалом вибірки 10 мс, що відповідає значенню вибірки 10 байт (80 біт) і швидкості 8 Кбіт / с. (Швидкість кодека = значення вибірки кодека / інтервал вибірки кодека). MOS MOS є системою класифікації якості голосового зв'язку телефонних підключень. При використанні MOS велика група слухачів оцінює якість зразка звуку від 1 (погане) до 5 (відмінно). В результаті усереднення оцінок виходить значення MOS для кодека. Розмір мовних даних (байти) Розмір мовних даних представляє кількість байтів (або біти), які заповнені в пакет. Розмір корисної частини голосового пакету повинен бути кратний значенням вибірки кодека. Наприклад, пакети G.729 можуть використовувати такі значення корисного навантаження голосових даних: 10, 20, 30, 40, 50 або 60. Розмір мовних даних (мс) Розмір мовних даних може також бути представлений з точки зору вибірок кодека. Наприклад, розмір мовних даних Г 729 20 мс (дві вибірки кодека на 10 мс) представляє мовні дані 20 байтів [(20 байтів * 8) / (20 мс) = 8 кб / с] PPS PPS представляє кількість пакетів, які повинні передаватися кожну секунду, щоб відправити бітову швидкість кодека. Наприклад, для виклику G.729 з розміром корисної частини голосового пакету 20 байт (160 біт), за кожну секунду необхідно передавати 50 пакетів [50 pps = (8 Кбіт / с) / (160 біт на пакет)]

Формули розрахунку пропускної здатності

Ці обчислення використовуються:

зразок розрахунків

Наприклад, для виклику G.729 (швидкість кодека 8 кбіт / с) з cRTP, MP і стандартної 20-байтной корисною частиною голосового пакету необхідна смуга пропускання становить:

Розмір корисної частини голосового пакету можна налаштувати на шлюзах Cisco CallManager і Cisco IOS.

Прімечаніе.Еслі шлюз Cisco IOS налаштований в якості шлюзу MGCP за допомогою Cisco CallManager, всі параметри кодека (тип кодека, розмір корисної частини пакета, виявлення голосової активності і т. П.) Визначаються додатком Cisco CallManager.

У додатку Cisco CallManager розмір корисної частини голосового пакету налаштовується для всієї системи. Цей атрибут встановлений в Управлінні Cisco CallManager (Service> Service Parameters> select_server> Сisco callmanager) з цими трьома параметрами служби:

У Сisco callmanager розмір мовних даних налаштований з точки зору мілісекунд (мс) вибірки. На основі кодека ця таблиця зіставляє деякі вибірки мс з розміром фактичної корисного навантаження в байтах.

Codec Розмір мовних даних (мс) Розмір мовних даних (байти) Коментарі Г 711 20 мс (за замовчуванням) 160 Байт Зауважте, що завжди підтримується бітова швидкість кодека. Наприклад: Кодек г 711 = [240 байтів * 8 (біти / байти)] / 30 мс = 64 кб / с 30 мс 240 байтів Г 729 20 мс (за замовчуванням) 20 байтів 30 мс 30 байтів Г 723 30 мс (за замовчуванням )

У шлюзах Cisco IOS опція додана в Cisco IOS Software Release 12.0 (5) T, який дозволяє розміром мовних даних (в байтах) для Пакетів VoIP бути зміненим через Інтерфейс командного рядка (CLI). Нова команда має наступний синтаксис.

Cisco-Router (config-dial-peer) #codec g729r8 bytes? Each codec sample produces 10 bytes of voice payload. Valid sizes are: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230 Any other value within the range will be rounded down to nearest valid size. <10-230> Choose a voice payload size from the list above

Кількість вибірок кодека за пакет є іншим фактором, який визначає пропускну здатність і затримку виклику VoIP. Кодек визначає розмір окремого сегмента, але на кількість пакетів, переданих в секунду, результат від загальної кількості сегментів в пакеті.

При збільшенні розміру корисної частини пакета, пропускна здатність VoIP зменшується, а загальна затримка збільшується. Це пояснюється на наступному прикладі.

  • Виклик G.729 з розміром корисної частини голосового пакету 20 байт (20 мс). (40 байтів заголовків IP / UDP / RTP + 20-байтові мовні дані) * 8 бітів за байт * 50 pps = 24 кб / с

  • Г 729 дзвонять з розміром мовних даних 40 байтів (40 мс): (заголовки IP / UDP / RTP, 40 байт + розмір корисної частини голосового пакету, 40 байт) * 8 біт * 25 pps = 16 Кбіт / с

Примітка. Заголовки L2 не розглядають в цьому обчисленні.

Прімечаніе.Расчети показують, що при подвоєнні розміру корисної частини пакета, необхідну кількість пакетів в секунду зменшується наполовину.

Примітка. Як визначено в специфікаціях Г 114 Міжнародного союзу телекомунікацій сектор стандартизації телекомунікацій (ITU-T), рекомендована одностороння загальна затримка для голосу становить 150 мс. Для приватної мережі 200 мс є прийнятним значенням, і 250 мс повинні бути максимумом.

У комутованих голосових мережах голосових дзвінків використовують канали з фіксованою пропускною спроможністю 64 Кбіт / с, незалежно від співвідношення мови і тиші в розмові. У мережах VoIP вся розмова і мовчання розбивається на пакети. З Виявленням активності мови (VAD) можуть бути придушені пакети мовчання.

Протягом довгого часу і як середнє число на гучності більше ніж 24 викликів, VAD може надати до 35-відсоткової економії смуги пропускання. Економія не застосовується для окремих голосові дзвінки або для вимірювання будь-який інший заданої точки. З метою організації мережі і формування смуги пропускання, VAD не повинен бути прийнятий до уваги, особливо на засланнях, які переносять менше ніж 24 голосових дзвінки одночасно. Такі можливості, як музика на утриманні та факс неефективно передають VAD. Якщо мережа проектована для повної смуги пропускання голосового виклику, всі збереження, надані VAD, доступні для інформаційних програм.

Крім того, функція VAD генерує комфортний шум (CNG). Оскільки тишу можна легко переплутати з відключеним викликом, функція CNG виконує локальну генерацію білого шуму, завдяки якому обидві сторони сприймають виклик як активний. Додатки B G.729 і A G.723.1 містять інтегральні функції VAD, але в іншому виконують ті ж самі функції, що і G.729 і G.723.1 відповідно.

У Сisco callmanager VAD може бути включений (це відключено за замовчуванням) з цими параметрами служби:

  • SilenceSuppressionSystemWide. Цей параметр включає VAD skinny-терміналами (наприклад, Cisco IP Phone і Тонкі шлюзи)

  • SilenceSuppressionWithGateways - Цей параметр вибирає параметр VAD для всіх шлюзів MGCP. Він не впливає на шлюзи H.323. Функцію VAD для шлюзів H.323 необхідно відключати на самих шлюзах.

Можна знайти ці параметри служби під Управлінням Cisco CallManager (Service> Service Parameters> select_server> Сisco callmanager).

Всі пакети VoIP складаються з двох компонентів: голосові вибірки і заголовки IP / UDP / RTP. Незважаючи на те, що зразки голосових даних стиснуті Цифровим процесором сигналів (DSP) і можуть варіюватися за розміром на основі використовуваного кодека, ці заголовки складають постійні 40 байтів в довжині. У порівнянні з 20 байтами голосових зразків у виклику за замовчуванням G.729, ці заголовки складають значну величину службових даних. З cRTP ці заголовки можуть бути стиснуті до двох або чотирьох байтів. Таке стиснення забезпечує значну економію пропускної здатності VoIP. Наприклад, стандартний виклик G.729 VoIP використовує 24 Кбайта без cRTP і 12 Кбайт cRTP.

Внаслідок того, що cRTP стискає виклики VoIP на поканального основі, обидва кінці IP-каналу потребують в налаштуванні для cRTP.

В Cisco IOS Software Releases 12.0.5T і попередніх версій cRTP використовує комутацію процесів, що значно обмежує можливість масштабування рішень cRTP через швидкодії CPU. Більшість цих проблем були вирішені через різні поліпшення характеристик cRTP, введених в Cisco IOS Software Releases 12.0.7T по 12.1.2T. Це - зведення історії.

  • cRTP відбувається з перемиканням процесів в Cisco IOS Software Release 12.0.5T і нижче.

  • В Cisco IOS Software Release 12.0.7T, і продовжуючись у випуску 12.1.1T, введена підтримка швидкої комутації та комутації Cisco Express Forwarding для cRTP.

  • В Cisco IOS Software Release 12.1.2T вводяться алгоритмічні засоби поліпшення продуктивності.

При використанні cRTP для шляху швидкої комутації значно збільшується число сеансів RTP (викликів VoIP), які можуть бути оброблені шлюзами VoIP і проміжними маршрутизаторами.

алгоритми компресії

Оскільки RTP не має окремого власного заголовка пакета, потік RTP (для cRTP) відрізняють від потоку UDP (cUDP) за допомогою евристики. Точна евристика, яка використовується в даний час, щоб виявити пакети RTP для стиснення:

Document ID: 7934

Cisco-Router (config-dial-peer) #codec g729r8 bytes?