CC BY
57
16 декабря 2011 r. 18:00
Т-Comm #10-2010
(Технологии информационного общест ва)
Использование протокола ЯТСР ХК
Для измерения качества голосовых соединений
При пакетной передаче
При передаче голосового трафика в пакетной форме возможны существенные искажения речевого сигнала. 'Это приводит к необходимости мониторинга качества голосовых соединений. Уделено внимание протоколу ЯТСР Л7? как важному механизму, позволяющему органи:ювать централизованную систему мониторинга и управления качеством теле^юнных вызовов.
Сивсрцсв С.В.
В сетях следующего поколения (NGN) основой транспортной инфраструктуры является протокол IP. В связи с этим необходимо обеспечение требуемого уровня обслуживания для различных сетевых сервисов. Голосовой трафик при этом является наиболее важным и критичным. Поэтому требуется не только летальная проработка механизмов обеспечения качества обслуживания. но также и контроль качества самих голосовых соединений.
Ключевым элементом для мониторинга и оценки качества голосового соединения является конечное оборудование - IP телефон или шлюз. В последнее время активно изучаются различные методы оценки качества, внедренные в конечное оборудование VoIP. При этом для организации централизованной системы оценки качества голосовых соединений необходим протокол, позволяющий передавать отчеты о качественных показателях, измеренных в VoIP терминалах. Одним из таких протоколов является управляющий протокол RTP с расширенными отчетами (RTP control protocol extended reports. RTCP XR) f3], основные особенности и возможности которого мы рассмотрим в данной статье.
Прежде чем перейти к обсуждению протокола RTCP XR вспомним основные задачи протоколов RTP и RTCP. Управляющий протокол RTCP (RI P control protocol) [4] базируется на периодической передаче управляющих пакетов всем участникам сессии, используя тот же механизм рассылки, что и для пакетов данных. Этот протокол не имеет самостоятельного значения и применяется лишь совместно с протоколом RTP.
Транспортный протокол реального времени RTP обеспечивает сквозную передачу в реальном времени мультимедийных данных, таких как интерактивное аудио и видео. Этот протокол реализует распознавание типа трафика, нумерацию последовательности пакетов, работу с метками времени и контроль передачи.
Действие протокола RTP сводится к присваиванию каждому исходящему пакету временных меток. На приемной стороне временные метки пакетов указывают па то. в какой последовательности и с какими задержками их необходимо воспроизводить. Поддержка RTP и RTCP позволяет принимающему узлу располагать принимаемые пакеты в надлежащем порядке, снижать влияние неравномерности времени задержки пакетов в сети на качество сигнала и восстанавливать синхронизацию между аудио и видео, чтобы поступающая информация могла правильно прослушиваться и просматриваться пользователями. Нижележащий протокол должен обеспечивать .мультиплексирование пакетов данных и управ-
лення. используя разные номера портов. КТСР выполняет четыре функции.
1. Главной задачей данного протокола является обеспечение обратной связи для контроля качества при рассылке данных. Обратная связь может быть непосредственно полезна при адаптивном кодировании.
2. RTCP имеет постоянный идентификатор транспортного уровня для КТР-источника, который называется каноническим именем или СКАМЕ. Так как SSRC-идентификатор может быть изменен, если будет зафиксировано столкновение или источник будет вынужден рсстартовать, получатели нуждаются в СКАМЕ, чтобы отслеживать каждого из участников. Получателям также нужно СКАМЕ, чтобы установить соответствие между многими потоками данных от одного участника при реализации нескольких сессий одновременно, например, чтобы синхронизовать аудио- и видеоканалы.
3. Первые две функции требуют, чтобы вес участники посылали ИТСР-паксты. следовательно, скорость передачи должна контролироваться и И ГР мог работать с большим числом участников. При посылке каждым участником своих управляющих пакетов веем остальным любой партнер может независимо определить полное число участников сессии. Это число используется при вычислении частоты посылки пакетов.
4. Четвертая опционная функция служит для передачи минимальной управляющей информации, например, идентификаторов участников, ятя графического интерфейса пользователя. Это полезно для "слабо управляемых" сессий, когда участники входят и выходят без должного контроля и без согласования параметров. КТСР выполняет функции удобного каната для контакта со всеми участниками, но он не обязательно поддерживает все коммуникационные требования приложения.
Новый протокол управления RTP с расширенными отчетами (КТСР ХК) по своей сути как раз и является продвинутым решением задачи 1 протокола КТСР. RTCP XR определяет набор показателей, содержащих информацию для оценки качества голосового соединения и диагностики проблем. КТСР ХК реализовывается как дополнительное программное обеспечение, интегрированное в 1Р телефоны и шлюзами. Между шлюзами и 1Р телефонами происходит периодический обмен сообщениями, содержащими ключевую информацию о качестве вызова.
Основными качественными показателями протокола КГСР ХК являются:
I. Потерянные и отброшенные пакеты
5 К
T-Comm #10-2010
(Технологии информационного общества)
11отери пакетов и джиттер снижают качество голосового соединения. Ьуфер компенсации джиттера устраняет изменения задержки в принимающем 1Р телефоне или шлюзе, но этот процесс увеличивает итоговую сквозную задержку. Также пакеты, не успевающие вовремя прибыть в буфер компенсации джиттера отбрасываются. RTCP XR отчеты содержат информацию о количестве потерянных пакетов, количестве отброшенных из-за джиттера пакетов, а также распределении потерянных и отброшенных пакетов. Распределение потерянных и отброшенных пакетов описывает вызов в виде всплесков (периодах, в течение которых количество потерянных пакетов было достаточно высоким, чтобы вызывать заметное ухудшение качества) и интервалов времени, в течение которых потери пакетов происходили нечасто и не оказывали существенного влияния на качество голосового соединения в целом.
2. Задержка
Задержка делает диалог между разговаривающими трудным. RTCP XR в своих отчетах предоставляет сквозную задержку, учитывающую задержку пути пакета и задержку конечной системы, прежде всего связанную с кодированием, декодированием и буфером компенсации джиттера.
3. Отношение сигнал/шум
Если уровень сигнала слишком сильный, или наоборот слишком слабый, или при этом наблюдается высокий уровень шума, качество звонка ухудшается. RTCP XR в своих сообщениях передает уровни сигнала и шума. облегчая таким образом идентификацию проблем, связанных с отношением сигнал/шум. Если конечное оборудование 1Р включает в себя средства компенсации электрического эха, RTCP XR может передавать информацию о некомпенсированном уровне эха, что может упростить обнаружение проблем, связанных с электрическим эхо, а также более точно оценивать качество голосового соединения.
4. Показатели качества звонка
RTCP XR в своих отчетах может передавать информацию о показателях качества, рассчитанных внедренными в конечные устройства алгоритмами. Примерами таких показателей могут быть R-фактор, соответствующий Е-модсли [5] (шкала от 0 до 100). а также средневзвешенная оценка качества MOS (Mean Opinion Score) (шкала от 1 до 5) [6].
5. Конфигурационная информация
RTCP XR также может передавать дополнительную конфигурационную информацию конечного устройства, такую как размер буфера компенсации джиттера и тип используемого алгоритма компенсации потерь пакетов.
Доступ к указанным выше характеристикам для каждого телефона на предприятии упрощает удаленную диагностику проблем. Администраторы могут применять протокол SNMP для получения ее с каждого 1Р шлюза, или использовать анализаторы, захватывающие информацию о качестве звонков. RTCP XR позволяет промежуточным устройствам получать информацию о сигнале, шуме, уровне шума без необходимости декодировать поток пакетов. Это особенно важно в случае, когда полезная нагрузка пакетов зашифрована, например, из-за применения протокола SRTP (Secure RTP).
Преимуществом протокола RTCP XR является его способность к расширению. При необходимости возможна организация передачи других показателей, облегчающих задачу мониторинга и управления качеством голосовых соединений. Волее того возможна организация отправки соответствующих отчетов непосредственно на сервера обработки вызовов или программные коммутаторы, что позволяет получать комплексное представление о звонках. Указанные характеристики позволяют использовать протокол RTCP XR как основу для организации централизованной системы мониторинга и управления качеством голосовых соединений.
Литература
1 Дэвидсон Д„ Питерс Д., Бхатия М., Ка.пмшми С. Основы передачи голосовых данных по сетям IP. - М : Вильямс, 2007.-400с.
2 Росликпв А.В.. Самсонов М.К).. Шибаева И.В. IP-
телефония. - М.: Эко-Трендз, 2003. - 252 с.
3. ILTF RFC 3611. "RTP control protocol extended reports (RTCP XR)." 2003.
4 II If- RFC 3550. "RTP: a transport protocol for real-time applications." 2003.
5. ITL -T Recommendation Ci. 107. The I.-model, a computational model lor use in transmission planning, 2005.
6. ITL'-T Rccommcndation P.800. Melhods lor subjective determination of transmission quality. 19%.
7. ITU-T Recommendation P.563. Single-ended method lor objective speech quality assessment in narrow-band telephony applications. 2004.
X. ГП -1 Recommendation P.S62. Perceptual evaluation of speech quality (PliSQ). 200!.
54
