您的位置:4G网络电话 >> 行业信息>> 影响voip网络电话质量的因素

影响voip网络电话质量的因素

来源:网络转载-voip网络电话  发布时间:2014-08-04 14:43:50

voip网络电话的发展日益普及,甚至于已经开始取代、弥补传统电话不足之处,网络电话固然带来了更多的方便,但是基于不同技术与作法的不同,使网络电话在相同的网络环境下,质量却有很大的差别,影响网络电话质量的因素有:语音压缩与解压缩、取样频率与可用频宽、封包迟延、封包遗失率。

 

voip网络电话语音压缩与解压缩

语音编码压缩与解压缩Codec是Code and Decode的缩写,Codec能影响需要的频宽大小与声音质量,尤其是对于封包遗失率的处理能力。

传统交换机的Codec为G.711,美国规格为G.711 claw,欧洲规格则为G.711 a1awo G.711设计的年代久远。虽然人类可以听到的声音频率从20Hz到20OOOHz,但是人类发出声音的频段远小于此。早期工程师决定只使用8kHz的频率来做采样(Sampling),处理人的声音,在当时计算机处理能力为8位(8 bit),因此声音大小以8位来表示,因此:

8kHz*8bits/Hz=64kbits=64kbps

这就是G.711频宽为64kbps的由来。如果加上OverHead的话,G.711大约为100kbps。

G.711claw/claw的MOS为4.1,代表使用这类Codec(s)在实验室或LAN的环境有相当优异的音质。但是实务上,因特网目前尚无法大量使用超过100kpbs的应用,频宽取得的费用虽然比起十年前大幅降低,但是这种频宽消耗,就因特网现况而言,仍然稍微“奢侈”了些。此外,G.711a八i抗封包遗失率的能力欠佳,这也是网络电话不常使用G.711a/u的原因之一。唯一的例外是当网络电话的设备必须与传统交换机连接时,G.711a/u是唯一而且最好的选择。

早期网络电话采用的Codecs以G.723/G.726/G.729以及GSM最常见,目前iLBC有愈来愈普及的现象,主要原因是iLBC为开放原始码形式,G.723与G.729需要付License费用。

G.723虽然占用频宽小(5kbps~6kbps左右),但是加上Overhead时超过30kbpsoiLBC需要的CPU处理能力与G.729约略相当,但是除了免费之外,封包小于G.729,而且对于封包遗失率的处理能力能超过20%06.729则只能应付不到10%的封包遗失率。

 

voip网络电话取样频率与可用频宽

取样频率的不同,会影响声音转换成数据封包,再转换成声音的真实性。传统交换机系统受限于先前的技术,只能使用窄频的8kHz(每秒8OOOHz)技术来进行声音取样,这种取样方式的目的是尽量让声音经过转换之后,能够顺利让受话端接听。

目前使用的取样频率,渐渐开始采用16kHz(每秒16000Hz)技术来进行声音取样,宽带取样的好处,除了让受话端区码获得发话端的声音,还要求将发话端的声音以立体音的方式,传到受话端。

voip网络电话顾名思义是使用网络来传送电话,因此网络频宽会严重影响声音的效果与质量。不同Codec使用的频宽各不相同。计算频宽需求除了要考虑Codec所需要的频宽之外,也必须将封包头与封包尾加入一齐计算。有些Codec本身占用的频宽不大,但是加算封包头尾的成本(Over-head)之后,需要频宽反而大幅增加。

 

voip网络电话迟延

尽管封包在铜缆与光纤中能以非常快的速度传送(铜缆中能以2XlOsm/s的速度传送,光纤中传送的速度接近光速,也就是3XlOsm/s)传送,不同网络设备的介接与转换,都会造成封包传递的迟延,这种因为物质特性所造成的迟延称为物理迟延。

TCP/工P架构让封包能透过不同的路由,从发送端抵达接收端,不同的封包达到接收端的时间可能并不相同,因此到达接收端之后,必须将封包进行排列,这样也会造成一定时间的迟延,这种迟延称为网络迟延。

voip网络电话由于网络架构与设计的目的会让封包在传送过程产生各种不同的迟延,封包迟延会造成回音与颤音。当封包迟延超过40ms(0.04s)时,人耳就可以分辨出有回音出现。好的网络环境是确保封包迟延低于150ms(0.15s)。人耳能接受的声音迟延大约是150ms(0.15s)到400ms(0.4s)。超过400ms(0.4s)的迟延会造成声音质量恶劣而无法接听。

 

voip网络电话封包遗失率

voip网络电话在因特网环境上,可能因为特定网络段的拥塞、设备无法负荷过大的流量等因素,造成封包遗失;在不同介质连接(例如光电转换)或不同网络标准或协议转换时,也可能造成封包遗失。一般因特网上的服务是使用TCP协议,当封包遗失的情形发生时,透过协商(HandShaking)的方式,接收端会要求发送端传送丢失的封包,甚至可能要求发送端全部重新传送。但是正如本文前面所述,语音有实时性的要求,所以在设计上通常会使用发送后不理的UDP协议(更正确地说是使用RTP这种协议),因此当封包遗失的情形严重时,网络电话就会出现杂音、声音消失,甚至于通话中断的情形。

封包遗失率为有效封包遗失计算的方式,通常计算的方式为100个封包由发送端送达接收端时,遗失的封包数量,即为封包遗失率。零封包遗失只存在于实验室或良好的LAN环境中。

早上网络电话使用的Codec(s),对于封包遗失率的忍受能力欠佳,超过5%的封包遗失率将使MOS值低于3.0而无法提供“可营运质量”的声音。主要原因是这些Codec(s)的算法,对于漏掉的封包的处理方式都是:

D插入一串0,来弥补漏掉的封包;

差入漏掉封包前最近一个封包。

但是这类算法在封包遗失率高达5%左右,以这些方式来解决封包遗失,就变得不灵光了。

新的Codec(s)技术会透过对于语音编码技术的处理来处理封包遗失率,这些算法能处理超过10%甚至于高达20%的封包遗失率,MOS仍然保持3.0以上的声音质量。

上一条:SRTP/SRTCP的包格式
下一条:以太网是什么:快速以太网