Thoại là ứng dụng có tính thời gian thực. Vì thế trễ có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng thoại. Người ta mong muốn trễ càng ít càng tốt.
Trễ là thời gian âm thanh đi từ miệng người nói đến tai người nghe. Đây là một thông số ảnh hưởng chủ yếu đến cuộc đàm thoại. Trong mạng điện thoại IP, độ trễ là tổng của một vài yếu tố như đệm đầu cuối, trễ đóng gói, trễ mã hoá, trễ truyền dẫn...Nói chung thì có thể chia trễ thành 2 loại là: Trễ cố định và Trễ biến đổi.
Hình 3.1: Các nguồn gây trễ
Một vài nghiên cứu về độ trễ đã đưa ra kết luận sau:
- Độ trễ nhỏ (10-15ms) sẽ không làm ảnh hưởng đến người sử dụng vì thế các bộ điều chỉnh tiếng vang điện tử là không cần thiết.
- Độ trễ lên đến 150ms thì yêu cầu có điều khiển vang nhưng không làm giảm tác động lẫn nhau có hiệu quả những người sử dụng.
- Nếu độ trễ nằm trong khoảng 200-400ms, hiệu quả tác động qua lại sẽ thấp hơn nhưng vẫn có thể thực hiện được cuộc gọi.
- Nếu độ trễ >400ms, sẽ rất khó thực hiện cuộc đàm thoại bình thường và yêu cầu phải có quy luật đàm thoại.
Với mạng điện thoại IP, chỉ tiêu về độ trễ thường yêu cầu phải nhỏ hơn 300ms.
3.1.1.1. Trễ truyền lan:
Tốc độ ánh sáng trong chân không là 3.108 m/s. Điện tử truyền trong cáp đồng cỡ 2.108 m/s. Nếu cáp dài nửa vòng trái đất thì trễ một chiều cỡ 100ms. Mặc dù trễ này nhỏ cho tai người nhưng cùng với trễ khác có thể gây ra giảm chất lượng tiếng nói.
3.1.1.2. Trễ mã hoá
Hình 3.3: Quá trình đóng khung
Nếu kích thước khung lớn thì quá trình xử lý trong DSP sẽ hiệu quả hơn nhưng lại tăng độ trễ. Tuy nhiên mỗi chuẩn mã hoá thoại đều có kích thước khung tiêu chuẩn.
Bộ mã hóa Băng thông (b/s) Thời gian 1 khung (ms) Kích thước khung (byte) G.711 64000 15 120 G.723. 1 5300 - 6300 30 24 G.729 a 8000 10 10 SX730 0 7300 15 14 SX960 9600 15 18
0
Bảng 3.1: Kích thước khung của một số bộ mã hoá 3.1.1.3. Trễ do đóng gói dữ liệu
Cần phải đóng gói thành các gói tin thoại trước khi truyền đi. Một gói tin thoại có cấu trúc như hình vẽ sau:
Hình 3.4: Cấu trúc gói tin thoại IP
Mỗi gói tin bắt đầu với các tiêu đề IP, UDP và RTP tổng cộng là 40byte. Mỗi gói tin có thể chứa một hay nhiều khung thoại. Tuy nhiên càng nhiều khung thì trễ càng lớn. Ta có thể nén phần tiêu đề này lại bằng cách sử dụng CRTP ( RTP Header Comomprression).
3.1.1.4. Trễ do bộ đệm jitter
Quá trình xử lý hiện tượng jitter bên nhận cũng gây ra trễ. Lượng trễ này thường vào khoảng 50ms.
3.1.1.5. Trễ do sắp xếp chỗ
Tại bên gửi các gói tin được sắp xếp đúng thứ tự trước khi gửi nhưng vì một lý do nào đó , thứ tự này có thể bị xoá trộn khi tới đích. Bên nhận phải sắp xếp lại đúng thứ tự các gói tin trước khi giải mã. Quá trình này cũng gây ra trễ.
3.1.1.6. Trễ do mạng
Trong mạng chuyển mạch gói, trễ còn gây ra bởi các nguyên nhân khác. Quá trình truyền các gói tin qua mạng IP tới đích phải qua nhiều thiết bị như Gateway liên mạng, bộ chọn đường, máy phục vụ uỷ quyền. Mỗi quá trình
trễ cố hữu của mạng chuyển mạch gói. Thông thường, trễ qua mạng vào khoảng 50ms là chấp nhận được. Ngoài ra nó còn phụ thuộc rất nhiều vào lưu thông trên mạng. Tổ chức IETF đã định nghĩa giao thức giữ trước tài nguyên (Resource Reservation Protocol - RSVP), cho phép quá trình kết nối giữa các thiết bị Gateway được đảm bảo về giải thông. RSVP cho phép tạo và quản lý các tài nguyên trên các bộ chọn đường và Gateway. Nhờ vậy, thời gian để phân phối gói tin giảm và tăng chất lượng truyền.
Nguồn gốc gây trễ Độ lớn(ms) Tạo khung 30 (G.723.1)
Thời gian xử lý 10 (Trường hợp xấu nhất) Đóng gói 30 (2 khung/1gói)
Trễ do mạng 50 (Phụ thuộc vào tải mạng) Bộ đệm Jitter 50
Bảng 3.2: Các nhân tố chính gây trễ và độ lớn trễ của chúng