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影響IP電話語音質量的因素對企業用戶來講,可信賴的連接和高質量的IP話音十分重要。IP網絡電話只有具備與PSTN(傳統電話網)相當的質量,用戶才會考慮使用。
網關設備性能指標和網絡承載的業務量狀況,是決定IP電話語音質量的兩個基本要素。也就是說,取決于語音網關的性能和網絡的帶寬兩方面的條件。
一、語音網關的性能:
IP電話要得到較好的話音質量,首先在語音網關的選擇上必須考慮以下幾方面的問題:網絡時延與抖動、語音編碼和回波抑制。
1、網絡時延與抖動時延是影響話音質量的主要原因,還會造成回音。企業在選定語音網關產品時,一定要了解其時延。
IP電話的時延由三部分組成:編/解碼及壓縮時延、緩存時延、數據包傳送時延。其中,編/解碼及壓縮時延、緩存時延是由網關帶來的,數據包傳送時延則要由帶寬情況決定。
(1)編/解碼及壓縮時延,約占總時延的一半,例如G.723.1編碼機制,固有30ms的時延,該時延是話音轉換為數字化信號所需的時延,之后經過壓縮、打包,再被送到廣域網,又需要2ms多。因而采用G.723.1編碼的網關時延至少有32ms,在另一端也同樣。
(2)緩存時延,是為減少抖動而產生的。由于IP包經由不同的路徑到達目的地,有可能不是按順序到達,因而會產生抖動。通常在接收端用抖動緩存來消除,但會帶來附加的時延。一般需要一個50-100 ms的緩存來存放數據包,并在把它們送給受話人之前重新排序。如果網絡已經運載了大量的突發數據業務,則需要一個更大的緩存。減少緩存等待時間以降低時延是每個用戶所希望的,但需要找到一個平衡點;若把緩存的等待時間降低,有些話音將不能按時到達,這樣會遺漏信息包而使話音出現斷續現象。
IP電話語音質量在企業專網上比在公眾網上優越的原因,是由于在企業網上可以將語音包的優先級設定高于普通包,使抖動可以有較好的控制。
(3)數據包傳送時延,主要由傳輸介質所決定。一般線路時延大致如下:以太網一般小于10ms; ADSL(市內)為10~20ms;xDSL、微波為10~20ms;海底電纜、光纖一般小于40ms;衛星(單跳)為540ms。
2、語音編碼
考察語言編碼需綜合考慮MOS(平均評價分)值、處理時延和編碼速率。許多網關采用可變速率話音編碼,根據可得到的信道帶寬自動調節話音壓縮編碼速率,較好地解決數據包丟失問題,不至于使語音質量嚴重下降。通過語音壓縮編碼技術和DSP的自適應算法,可保證使IP話音達到與傳統電話相似的通話品質。
語音壓縮編碼方面主要面臨的是標準化問題,上海偉功網絡通信公司的WG2000網絡電話能夠支持G.711,G.723.1,,G.729A,G.726,G727, NetCode等多達20余種語音壓縮標準,并可以按需動態調整。
3、回波抵消
當回聲的延遲超過45 ms,會對通話造成很大干擾,需要采用回波抵消。由于VoIP存在較大的時延,回聲問題不可忽視,在網關設備中必須采用DSP技術實現回波抵消。而上海偉功網絡通信的WG2000系列網關產品利用G.168標準,很好的解決了回聲問題。
通常PSTN網的時延要求是小于300ms,而IP電話語音在時延400ms的范圍內,均不影響語音質量。
IP語音網關本身產生的時延為:編碼時延25ms;加載時延2.5ms;抖動抑制緩沖時延50ms;一臺路由設備隊列6ms。共計:83.5ms。
可見,IP語音網關本身的時延不影響語音效果,關鍵還是要看數據傳輸的帶寬。
二、網絡的帶寬:
如果企業網的原有帶寬只能供已有的數據業務使用,在增加IP電話系統后,則需要增加帶寬。在語音網關性能特點較好的情況下,減少時延的一個確定和可行的辦法就是——保證足夠的帶寬;帶寬能夠保證,話音質量就容易保證。
1、語音傳輸速率:
網絡所需帶寬由語音速率和話務量決定。值得注意的是:那些所謂低的速率實際上沒有象所說的那么低。這是因為在VoIP電話的每個數據包中含有40字節的RTP/UDP/IP 包頭,它會把6.3 Kbps的傳輸速率增加到17 Kbps。而上海偉功的IP語音網關產品在一個IP包中封裝多個語音UDP包,提高了IP包的利用率;所以,每路話音最終速率約為15Kbps,卻有效地提高了語音傳輸的效率。
2、靜音抑制
為提高信道利用率,還可以在語音網關上采用靜音抑制技術——保證只有在通話雙方確實講話時才占用帶寬。實際上,人們在打電話時,僅有27—40%的時間在講話,靜音抑制技術把不說話的時間去除,只保留含有信息的部分;講話停頓時,話音傳輸所占用的帶寬被自動釋放。偉功網關產品根據G.723附錄A、 G.729附錄、VAD、CNG等標準,成功地實現了靜音抑制。
另外,為保證白天網絡負載峰值時的話音質量,除增加帶寬外,還可以采取由網管控制、避開通話高峰期,在下班后或夜間傳送數據文件等辦法。
偉功網關產品可以利用RSVP(資源保留協議)和Diff-server等技術保證系統的服務質量(QoS),在綜合運用上述技術的基礎上最大程度地提高語音質量。