浅谈 voip 未來企業通信
图一:长途VoIP的实现
通过话音网关将语音信息转换为IP数据包,通过IP网络传输,即VoIP。由于TCP/IP网络在一条链路上拥有开放性和互连互通性特点,具有极好的性能价格比,得以广泛使用。目前,大量的企业广域网路由器具有语音网关功能。
由于基于TCP/IP的数据通信与电话语音通信有本质的不同。话音通信对于传输的要求是面向连接的,对于网络带宽、延迟、误码率和抖动十分敏感。IP数据包的传输是面向非连接的,通信的属性是突发的,流量是变化的,流控制由端设备实现;变长的IP数据包还会引入抖动。因此在IP网络上实现话音通信需要IP路由器提供全面的QoS保证和呼叫监控。
以图一的网络为例,介绍实现企业VoIP的重要环节之一:QoS实现。
QoS实现
VoIP 的QoS保证参数如下:
1. 丢包率< 1%。
2. 单向传输延迟< 150ms~200ms。
3. 抖动< 30ms。
4. 每个呼叫需要21Kbps~106Kbps的带宽(根据编码方式和链路层封装,带宽需求不同)。
话音数据包的丢失会造成话音断断续续,目前标准的DSP芯片可以容忍30ms以内的数据丢失。以每秒50pps的采样速率计算,丢包率需要小于1%。超过1%的丢包率,话音质量将无法接受。
按照ITU的标准,高质量的话音的单向延迟要小于150ms。当单向的话音延迟超过250ms时,人们的谈话会感觉对方反映太慢,就像在用对讲机谈话。根据实践经验,话音的端到端单向延迟必须小于200ms。
通常VoIP设备提供控制抖动的缓冲区来抑制抖动,能够容忍的范围可能到30ms。
根据编码方式和链路层封装,带宽需求不同。以目前通常采用的编码方式:G.729A和G.711来计算,以HDLC为链路封装,带宽的需求分别为26Kbps和81Kbps。当采用PPP或帧中继链路时带宽为28Kbps和84Kbps。ATM为43Kbps和106Kbps。Multi-link PPP为30kbps和86Kbps。
为达到前面所提到的QoS参数,在设计企业的VoIP网络时应考虑以下两个方面:
1. 广域网链路的选择
2. 话音网关路由器的QoS功能实现
考虑到链路的延迟、抖动和效率,参考目前国内运营商所提供的服务及价格,广域网链路应以专线为最优,部分城域范围内可考虑帧中继或ATM。线路误码率最差要小于10-5,否则话音质量会不满足要求。链路的传输延迟应根据距离考虑;国内长途应控制在单向20ms/1000km,国际长途应控制在单向120ms以内。为确保VoIP和其他网络应用的平稳运行,语音带宽最好不要超过链路带宽的50%。
话音网关路由器应具有完善的QoS功能。假如广域网带宽低于2Mbps,为避免由长数据包造成抖动,应减小链路的MTU,根据链路带宽设定MTU值。路由器在做IP包分割时,不应增加太多处理延迟。假如采用ATM或帧中继链路,路由器应支持与ATM或帧中继配合的QoS功能; 如端口控制信令、流量控制等。
话音网关路由器还应该具有良好的端口排队和队列调度功能。对于语音数据包应分配独立的队列,并优先转发。目前,从实践中看,Cisco路由器的低延迟队列LLQ和CBWFQ的混合队列方式最行之有效。其原理如下:
其中,LLQ确保语音数据包能够被优先转发,在链路拥塞的情况下,确保最小的网络延迟和丢包率。CBWFQ可保障其他应用的平稳运行。Fragment and Interleave可避免造成网络的抖动。
图二:CBWFQ算法
有了QoS的保障,在正常状态下可提供高质量的话音;但是当出现一些异常情况时,如链路误码率升高、路由器繁忙、路由震荡等,语音质量还会下降。在这种情况下,如何监控网络状态,并提供呼叫路由的转移,将电话通过公共电话网联接电话将是企业VoIP不可缺少的功能。
转载于:https://blog.51cto.com/851066/471155
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