Đặc điểm của cụng nghệ VoIP
3.1. Cỏc yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ trong VoIP
Cụng nghệ truyền thoại qua mạng IP phải đảm bảo những chỉ tiờu cần thiết nh giảm thiểu cỏc cuộc gọi bị từ chối, sự trễ trờn mạng, mất gúi, và đứt liờn kết. Tuy nhiờn, cỏc yếu tố này đa phần thuộc về hạ tầng cơ sở mạng. Chức năng điều khiển chất lượng dịch vụ cho VoIP hết sức phức tạp và sẽ được đề cập ở chương sau.
Cú 3 yếu tố chớnh ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ cho thoại trờn IP là : 1. Trễ
2. Jitter
3. Mất gúi tin
Với việc sử dụng giao thức vận chuyển thời gian thực RTP cho phộp ta giỏm sỏt một vài tham số này từ đú đỏnh giỏ được chất lượng dịch vụ cho thoại trờn IP.
3.1.1. Trễ
Khi xõy dựng và triển khai một ứng dụng thoại trờn IP , cú rất nhiều yếu tố làm ảnh hưởng tới chất lượng cuối cựng của hệ thống. Đú cú thể là chất lượng tiếng núi qua cỏc bộ CODEC, giải thụng mạng, cỏc khả năng kết nối mạng... Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ là trễ.
Trễ được hiểu là khoảng thời gian tiờu tốn để người nghe nghe được õm thanh phỏt ra từ người núi trong một cuộc thoại (từ miệng tới tai). Trễ xuất hiện do rất nhiều nguyờn nhõn từ khi truyền tin qua mạng IP cho tới lỳc phỏt lại tiếng núi tại bờn nhận, cú thể do bộ xử lý tớn hiệu số DSP, do thuật toỏn nộn và giải nộn, jitter...Trễ là yếu tố khụng thể trỏnh khỏi.
Thụng thường, trễ trong mạng điện thoại truyền thống vào khoảng 50ữ70 ms. Để cú được trễ trong hệ thống VoIP xấp xỉ với trễ trong mạng chuyển mạch kờnh là lý tưởng nhưng điều đú khú cú thể thực hiện được. Ta chỉ cú thể xõy dựng hệ thống VoIP cú độ trễ chấp nhận được đối với người sử dụng. Theo khuyến nghị của ITU thỡ một hệ thống VoIP đảm bảo chất lượng dịch vụ tốt khi độ trễ một chiều khụng được vượt quỏ 150 ms:
Hỡnh 3.1: Quan hệ giữa độ trễ và mức chất lượng
Theo hỡnh trờn, độ trễ một chiều khụng được vượt quỏ 450 ms. Thụng thường trễ chấp nhận được vào khoảng 200 ms. Cỏc yếu tố gõy trễ được tổng hợp ở hỡnh 3.2.
a. Trễ do mạng
Quỏ trỡnh truyền cỏc gúi tin qua mạng IP tới đớch phải qua nhiều thiết bị như Gateway liờn mạng, bộ chọn đường, mỏy phục vụ ủy quyền…Mỗi quỏ trỡnh xử lý trờn cỏc thiết bị này đều gõy ra một lượng trễ đỏng kĨ. Đõy là lượng trễ cố hữu của mạng chuyển mạch gúi. Thụng thường, trễ qua mạng vào khoảng 50 ms là chấp nhận được. Ngoài ra nú cũn phụ thuộc rất nhiều vào lưu thụng trờn mạng và tốc độ kết nối của modem. Tổ chức IETF khuyến nghị về giao thức giữ trước tài nguyờn Resource Reservation Protocol (RSVP), cho phộp quỏ trỡnh kết nối giữa cỏc thiết bị Gateway được đảm bảo về giải thụng. RSVP cho phộp tạo và quản lý cỏc tài nguyờn trờn cỏc bộ chọn đường và Gateway. Nhờ vậy, thời gian để phõn phối gúi tin giảm và tăng chất lượng truyền dữ liệu.
Hỡnh 3.2: Cỏc yều tố gõy trễ
b. Trễ do bộ CODEC
Quỏ trỡnh mó húa và giải mó qua cỏc bộ CODEC cũng gõy ra một lượng trễ. Thụng thường, lượng trễ này hoàn toàn xỏc định đối với từng bộ CODEC:
Bảng 3.1: Trễ của cỏc bộ mó hoỏ TấN Tốc độ nộn (Kbps) TÀI NGUYấN CPU CẦN THIẾT Chất lượng tiếng núi Độ trễ thuật toỏn (ms) G.711 PCM 64 Khụng cần Rất tốt <<1 G.722 ADPCM 48/56/64 THẤP Rất tốt (64) <<2 G.723.1 MP- MLQ 6,4/5,3 Trung bỡnh Tốt (6,4) Khỏ tốt (5,3) 67-97 G.726 ADPCM 40/32/24 Thấp Tốt (40) Khỏ tốt (24) 60 G.728 LD-CELP 16 Rất cao Tốt <<2 G.729 CS- ACELP 8 Cao Tốt 25-35
Quỏ trỡnh xử lý hiện tượng Jitter bờn nhận cũng gõy ra trễ. Lượng trễ này thường vào khoảng 10% của trễ truyền lan.
d. Trễ do đúng gúi dữ liệu
Quỏ trỡnh gắn tiờu đề RTP vào mỗi gúi tin trước khi truyền đi cũng gõy ra trễ. Thụng thường lượng trễ này xấp xỉ 15 ms.
e. Trễ do sắp chỗ
Tại bờn gửi cỏc gúi tin được sắp xếp đỳng thứ tự trước khi gửi. Vỡ một lý do nào đú, thứ tự này cú thể bị xỏo trộn khi tới đớch:
Hỡnh 3.3 : Trễ do thứ tự gúi tin bị đảo
Bờn nhận phải sắp xếp lại đỳng thứ tự cỏc gúi tin trước khi giải mó. Quỏ trỡnh này cũng gõy ra trễ.
3.1.2. Jitter
Là hiện tượng sai lệch thời gian, gúi tin đến đớch khụng đỳng thời điểm :
Hỡnh 3.4 : Hiện tượng giao động pha
Tiếng núi qua bộ CODEC được số húa và chia thành cỏc gúi tin theo một tốc độ xỏc định. Để khụi phục lại tiếng núi tại phớa thu thỡ tốc độ thu phải bằng với tốc độ phớa phỏt.
Phớa thu phải cú bộ đệm đủ lớn để chứa được gúi tin tới muộn nhất rồi sắp xếp lại trước khi khụi phục tiếng núi. Toàn bộ cụng việc xử lý này gõy ra một trễ. Thụng thường, lượng trễ này vào khoảng 50 ms là chấp nhận được.
Đõy là tham số riờng biệt của tiếng núi. Để giải quyết hiện tượng này, ta phải xỏc định kớch thước bộ đệm hợp lý, thường qua 2 cỏch :
Đo cỏc mức gúi tin khỏc nhau của bộ đệm trờn toàn bộ thời gian và điều chỉnh kớch thước bộ đệm thớch hợp. Cỏch này chỉ phự hợp với loại mạng ổn định như cỏc mạng cục bộ, mạng ATM.
Đếm số lượng gúi tin đến muộn và tớnh tư lệ của chúng trờn tổng số gúi tin nhận được trong suốt tiến trỡnh. Từ tư lệ này, ta cú thể sửa lại kớch thước bộ đệm. Cỏch này rất thụng dụng.