Другие предметы \ Телекоммуникационные системы и сети

Реконструкция сети доступа жилого сектора, страница 13

3.2 Расчет интенсивности телефонного трафика

Революционным толчком, позволившим прийти к передаче речи в цифровом виде, стало появление процессоров цифровой обработки сигналов DSP, архитектура которых оптимизирована для выполнения алгоритмов обработки сигналов. Функционально на DSP реализуются кодеки для использования в приложениях VoIP.

Кодеки различают по требуемой полосе пропускания канала. Для узкополосных кодеков скорость передачи информации лежит в пределах 1.2 – 64 кбит/с, что определяет качество передачи речи. Одним из подходов к оценке качества является оценка MOS (Mean Opinion Score), которая определяется как среднее значение оценок качества по пятибалльной шкале, данных большой группой слушателей. Оценки интерпретируются следующим образом: 4-5 высокое качество, аналогичное или выше качества передачи речи по сети ISDN; 3,5-4 – качество ТфОП; 3-3,5 – качество речи по-прежнему удовлетворительное, однако его ухудшение заметно на слух; 2,5-3 – речь разборчива, но для ее понимания требуется концентрация внимания.

Еще одной функцией кодеков является подавление периодов молчания, позволяющее уменьшить объем информации до 50% и более. Технология подавления молчания имеет три важные составляющие: детектор речевой активности VAD (Voice Activity Detector), прерывистая передача DTX (Discontinuous Transmission), генератор комфортного шума CNG (Comfort Noise Generator).

Большинство кодеков обрабатывает речевую информацию блоками, называемыми кадрами. Выбор размера кадра важен, так как минимальная теоретически достижимая задержка передачи информации определяется суммой этого параметра и длины буфера предварительного анализа. К кадру, сгенерированному кодеком, добавляется необходимая дополнительная информация: заголовки Ethernet, IP, UDP и RTP, поэтому большинство реализаций VoIP использует пересылку нескольких кадров в пакете. Число таких кадров ограничено максимально допустимой задержкой.

Чувствительность к потерям кадров является неотъемлемым атрибутом IP-сетей. Применяются коды с исправлениями ошибок, позволяющие снизить количество потерь кадров при данном числе потерянных пакетов. Если потерян кадр, состоящий из N отсчетов кодека G.711, то на приемном конце будет отмечен пропуск звукового фрагмента длительностью N*125 мкс. Если используется более совершенный узкополосный кодек, то потеря кадра может сказаться на воспроизведении нескольких последующих, так как декодеру требуется время восстановить синхронизацию с кодером.

G.711 – наиболее известный цифровой кодек речевых сигналов, поддерживаемый всеми шлюзами VoIP. Его типичная оценка MOS составляет 4,3. Поскольку этот кодек обеспечивает хорошее качество передаваемой речи, менее чувствителен к потерям и является наиболее распространенным, то передавать речь будем именно им.

Выполним расчет данного кодека исходя из рекомендаций ITU-T [23].

G.711 – стандарт для представления 8-ми битной компрессии ИКМ голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/с и 8 бит/кадр. Таким образом, скорость передачи данных составляет 64 кбит/с. Размер отчета составляет 80 байт, а интервал отчета – 10 мс. Кодек выполняет 2 отсчета. Размер полезной нагрузки определится следующим образом:

байт, (3.1)