网络延时,抖动,丢包对voip和视频业务QoS的影响

2018-05-22 14:55:09 29

摘 要

  本文介绍了影响VoIP QoS时需考虑的时延、抖动、丢包率、带宽因素,NGN承载网安全性与可靠性的考虑,以及NGN承载网的各层面建设方案等内容。

1 引言

  NGN是下一代电信网的发展趋势,虽然目前其体系架构、相关标准仍在不断完善中,但是无论是基于软交换的体系架构还是基于IMS的体系架构,对承载网技术的要求是一致的,都需要承载网能够提供电信级的QoS与安全。

  目标的NGN网络上能够开展任何一种电信业务,统一的承载平台也一直是电信界的梦想,人们期待IP能够成为这个全业务网络的基础转发平台。虽然IP网络是目前公认的下一代电信网的承载网络,但IP网络本身的特点一方面奠定了IP网络成功的基础,另一方面这些特点也限制了其进一步的发展。IP的QoS与安全问题成为其最终能否承担起这个历史使命的最大悬念。电信级的端到端QoS研究,是电信界研究的热点,目前还没有成熟、可靠、可以大规模实施的技术,各运营商业也在密切跟踪与参与。目前,基于软交换的NGN系统及业务已经基本成熟,对于运营商而言,现阶段建设NGN网络、开展NGN业务具有一定的战略意义,因此在现有网络上研究如何提供具有一定保障的QoS与安全,并开展NGN的业务成为了一个现实而重要的课题。本文分析了承载网的QoS与安全问题,并给出了一种现实的NGN承载网的建设方案。

2 NGN承载网的QoS考虑

考虑承载网的QoS问题,首先必须搞清楚影响VoIP QoS的几个重要因素。

2.1 时延

  由于当前IP分组网的固有特性和低比特话音编解码器的使用,使得VoIP语音分组的端到端时延要比电路交换网中的时延大得多,组成部分也更为复杂, VoIP应用中网络通信结构和底层传输协议的多样性,决定了时延成分的多样性。

   端到端的时延可以分成两个部分,即固定时延和可变时延。固定时延包括编解码器引入的时延和打包时延。固定时延和采用的压缩算法、打包的语音数据量相关。可变时延包括:承载网上的传输、节点中排队、服务处理时延、去抖动时延,这些和设备的端口速率,网络的负载情况,经过的网络路径、设备对QoS的支持方式、实现的QoS算法等密切相关。特别是去抖时延和承载网络的抖动指标密切相关,通过采用合适的网络技术可以显著降低语音通过网络时引入的抖动,减少去抖动时延。

  IP网中话音分组的端到端时延,150ms以下的时延,对于大多数应用来说是可接受的;150~400ms之间的时延,在用户预知时延状况的前提下可以接受;大于400ms的时延不可接受。

  目前,不同级别的网络设备,在正常情况下的数据包处理时延为几十微秒到几毫秒,能够满足单跳时延要求,但承载网的跳数设计不能超过以上端到端的的时延要求,而且跳数越少越好。

2.2 抖动

  根据实际测量发现,抖动大于500ms是不可接收的,而抖动达到300ms时,是可以接受的,此时为了消除抖动会引起较大的时延,综合时延对语音质量的影响来考虑,要求承载网的抖动小于80ms。

  抖动会引起端到端的时延增加,会引起语音质量的降低。影响抖动的因素一般和网络的拥塞程度相关。网络节点流量超忙,数据包在各节点缓存时间过长,使得到达速率变化较大。由于语音同数据在同一条物理线路上传输,语音包通常会由于数据包的突发性而导致阻塞。

2.3 丢包率

  丢包对VoIP语音质量的影响较大,当丢包率大于10%时,已不能接受,而在丢包率为5%时,基本可以接受。因此,要求IP承载网的丢包率小于5%。

  丢包率的形成原因主要有两点,一是传统IP传输过程中的误码,这种情况在目前的网络条件下发生的概率极低。另一个是不能保障业务带宽造成的,当网络流量越拥塞,影响就越强烈,丢包发生率也就越大。


根据经验,这3个指标中,任何一个超标,都不可以安装用户端,否则通话质量就没有保障:
丢包率:小于8%
延时:小于200ms
抖动:正负不大于40ms

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