Transcript studiul serviciului voip in retele ip

FACULTATEA DE ELECTRONICĂ, TELECOMUNICAȚII
ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI
Studiul serviciului VoIP în rețele IP
Conducător ştiinţific:
S.l. dr. ing. Adrian Florin
PĂUN
Absolvent:
Mihai Marian
Scopul Proiectului
• Prezentarea metodelor de transmitere a
semnalelor de voce în diferite rețele de date
• Metodele de semnalizare
• Extragerea unor parametrii de calitate a
serviciului
• Comparații între parametrii obținuți în diferite
scenarii pentru o rețea simulată
Cuprins
•
•
•
•
•
•
•
Date despre echipamentele folosite
Unelte folosite pentru simulare și analiza
Despre VoIP
Diagrama Rețelei
Contribuții
Calitatea serviciului
Comparații și concluzii
Sistemul pe care au fost făcute
simulările
• Sistem de operare: Windows 7 64-bit,Service
Pack 1
• Procesor: Intel Core i7 2630QM Sandy Bridge
• Memorie ram: 16 Gb DDR3
• Memorie video dedicată: 2GB
• Display: Full HD (1920x1080)
• Router Dlink DIR-615 8.02
• Telefon Motorola Milestone Android 2.3.4
Unelte folosite pentru realizarea
simulărilor și analiza rezultatelor:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
GNS3 (Graphical Network Simulator) 0.7.4
VMware® Workstation 7.1.5 build-491717
Asterisk PBX 3.0.0
Cisco Unified Communications Manager Express(CME)
4.3.0.0
Cisco IOS c3725-adventerprisek9-mz.124-15.T7
Wireshark 1.10.0
OmniPeek 6.5
Cisco IP Communicator 2.1.3.0
X-lite 5.0
Zoiper 2.30
Ce este VoIP?
• VoIP = “Voice over Internet Protocol”
• Fundamental, VoIP înseamna transmitere de
Voce peste o rețea digitală
• De asemenea, numit telefonie IP
• Bazat pe standarde (de exemplu, H.323, G.711, G.729, RTP, UDP, IP, RSVP,
SIP)
De ce VoIP?
• Economic (utilizeză internetul, rutere IP ...)
– Economii substanțiale deoarece infrastructura de rețea este partajată.
– Un set unic de echipamente, cabluri, conexiuni.
– Exemplu: o companie cu buget redus
• Independent
– Nici o restricție geografică!
• Simplifică administrarea și întreținerea
Protocoale folosite
• OSPF (Open Shortest Path First)
– protocol public (deschis) bazat pe calea cea mai scurtă
– a devenit un standard în 1990
• H.323
– standard internațional din domeniul telecomunicațiilor (ITU-T),
– specific pentru transmiterea de audio,video, și date peste protocolul
IP, incluzând și Internet.
• SIP(Session Initiation Protocol)
– protocol de semnalizare folosit la inițierea, menținerea și încheierea
sesiunilor de voce și video într-o rețea orientată pe pachete
• IAX(Inter-Asterisk Exchange)
– protocol de semnalizare pentru rețele VoIP, la fel ca SIP și H.323.
– implementat într-o manieră mai simplă și mai puțin bazată pe aplicații
decât SIP și H.323.
• SCCP(Skinny Call Control Protocol)
Diagrama rețelei simulate
Metode de semnalizare:
Scenariul 1
•SCCP(Skinny Call Control Protocol)
–protocol de semnalizare proprietar Cisco,
funcționează ca un protocol de tip
stimul/răspuns.
Scenariul 2
•H.323
–standard internațional din domeniul
telecomunicațiilor (ITU-T)
– este specific pentru transmiterea de
audio,video, și date peste protocolul IP,
incluzând și Internet
Scenariul 3
•SIP(Session Initiation Protocol )
– protocol de semnalizare folosit la:
 inițierea
 menținerea
 încheierea sesiunilor de voce
și video într-o rețea orientată
pe pachete
Scenariul 4
–Apel între două gateway-uri de voce folosind
protocolul de semnalizare SIP.
–Router-ul Cluj_V se ocupă doar cu rutarea pachetelor
Scenariul 5
•Semnalizare SIP(Session Initiation Protocol )
•Router-ul Cluj_V se ocupă doar cu rutarea pachetelor
Scenariul 6
•Semnalizare IAX(Inter-Asterisk Exchange)
– implementat într-o manieră mai simplă și
mai puțin bazată pe aplicații decât SIP și H.323
Scenariul 7
Acest scenariu presupune întreruperea
legăturii prin care se face transmisia
în timpul unui apel telefonic.
Variația întârzierii(verde) și Jitter-ul(negru)
Se observă că timp de aproximativ
o secundă traficul de voce este întrerupt, apoi fluxul audio este reluat.
Calitatea serviciului în funcție de
codecul folosit
• Instabilitatea(jitter-ul)
– diferența de timp dintre momentul când un pachet este
așteptat să ajungă și momentul în care chiar ajunge la
destinație
• Întârzierea(delay-ul) adesea numit și latență
– timpul necesar ca vocea celui care vorbește să ajungă la
urechea ascultătorului
• Banda ocupată
• MOS-LQ (Mean Opinion Score – Listening Quality)
valori între 1(cel mai slab) și 5(cel mai bun)
• R factor conversational
–
valori între 50(cel mai slab) și 94(cel mai bun)
Comparații și concluzii
Codec G.711 ulaw și G.711 alaw
G.711 u-law
Jitter (ms)
Asemănări:
–constant în ceea ce privește banda 80 84
ocupată
– nu este consumator mare de resurse30
– calitatea sunetului foarte bună
8
4.00
–comparabile în ceea ce privește
Scenariul 1
calitatea apelurilor
Delay (ms)
Banda ocupată(kbps)
80
80
80
30
6
Scenariul 2
85
84
80
25
20
3.1
R Factor Conversational
84
69
62
9
MOS-LQ
7.5
3.43
Scenariul 3
20
6
4.03
Scenariul 4
20
4
Scenariul 5
25
5
4
Scenariul 6
G.711 a-law
Jitter (ms)
Deosebiri:
–locația geografică în care sunt
folosite
–modul în care se face codarea
Delay (ms)
80
72
Banda ocupată(kbps)
85
80
72
MOS-LQ
R Factor Conversational
80
78
56
30 25
9
3.56
Scenariul 2
6
35
30
25
3.52
Scenariul 3
6
20
4.06
Scenariul 4
6
2.76
Scenariul 5
8 5
4.76
Scenariul 6
Codec G.729A și G.729B
G.729A
Jitter (ms)
Delay (ms)
Banda ocupată(kbps)
MOS-LQ
R Factor Conversational
57
52
Asemănări:
–codec puternic consumator de resurse
–calitatea sunetului este apropiată
–necesită licență pentru a fi folosit
25
25
50
25
25
20
6
6
2.86
20
5
2.61
Scenariul 1
2.56
Scenariul 2
Scenariul 3
G.729B
Jitter (ms)
Delay (ms)
Banda ocupată(kbps)
MOS-LQ
R Factor Conversational
72
Deosebiri:
–G.729B ocupă mai puțină bandă
față de G.729A
–G.729B utilizează tehnica VAD
67
40
25
17
7
3.56
Scenariul 1
20
7
3.34
Scenariul 2
Codec iLBC (Internet Low Bitrate Codec) și
GSM(Global System for Mobile Comunication)
iLBC
Jitter (ms)
Delay (ms)
Banda ocupată(kbps)
MOS-LQ
R Factor Conversational
85
82
Asemănări:
–calitate sunet bună dată de factorul
MOS-LQ
45
30
25
15
8
5
3.94
4.03
Scenariul 5
Scenariul 6
GSM
Deosebiri:
–în termeni de bandă ocupată
iLBC este puțin mai bun dar
nu semnificativ
–iLBC are întârziere(delay)
aproape dublă față de GSM
Jitter (ms)
Delay (ms)
Banda ocupată(kbps)
MOS-LQ
R Factor Conversational
72
71
30
23
21
25
10
6
3.56
Scenariul 5
3.56
Scenariul 6
Contribuții
• Folosind VMWare:
– am creat 4 mașini virtuale(XP1,XP2,XP3,Asterisk) pe care
am instalat sistemul de operare Windows XP cu aplicații de
tip softphone și serverul Asterisk PBX.
• Folosind GNS3
– am configurat routerele simulate și am creat conexiunile
între acestea.
• Rețeaua simulată a fost conectată la un router real prin
intermediul plăcii de rețea a laptopului.
• Am studiat comparativ codecurile folosite în tehnologia
VoIP precum și metodele de semnalizare
VĂ MULȚUMESC !