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影響VoIP服務(wù)質(zhì)量的因素分析

2004-03-02 00:00:00   作者:   來源:   評(píng)論:0  點(diǎn)擊:



  VoIP應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量主要受到四個(gè)性能參數(shù)的影響:端到端時(shí)延(End-to-Delay)、時(shí)延抖動(dòng)(DelayJitter)、幀擦除(FrameErasure)以及失序的包傳輸(Out-of-OrderPacketDelivery)。下面我們將逐一進(jìn)行討論。
端到端時(shí)延
  端到端時(shí)延是影響交互式語(yǔ)音通信質(zhì)量的最重要因素之一。它必須被控制在一個(gè)合理的值以內(nèi),否則收聽的一方會(huì)誤認(rèn)為說話的一方還沒有開始講話而開口,但恰好此時(shí)另一方的通話也到了,從而發(fā)生沖突。對(duì)用戶來說,嚴(yán)格的端到端時(shí)延應(yīng)該是指語(yǔ)音信息從說話方的嘴到收聽方的耳朵所經(jīng)歷的時(shí)延,但我們通常只考慮承載語(yǔ)音信息的包從發(fā)射系統(tǒng)到接收系統(tǒng)所經(jīng)歷的時(shí)延。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載狀況,端到端的時(shí)延會(huì)發(fā)生變化。
時(shí)延抖動(dòng)
  在VoIP中,時(shí)延抖動(dòng)一般是指語(yǔ)音流中兩個(gè)連續(xù)的語(yǔ)音包的端到端時(shí)延的差值。時(shí)延抖動(dòng)對(duì)需要規(guī)則化傳輸包的VoIP等應(yīng)用(其他還包括視頻播放等)的性能有著顯著的影響。具體來說,它對(duì)語(yǔ)音包按照原始序列和周期模式進(jìn)行重建的工作具有負(fù)面的作用。此時(shí)最大時(shí)延抖動(dòng)是衡量性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由于IP包本身就存在著時(shí)延抖動(dòng),想在網(wǎng)絡(luò)中消除語(yǔ)音包的時(shí)延抖動(dòng)是不可能的。因此設(shè)法減輕時(shí)延抖動(dòng)的不利影響就成為VoIP應(yīng)用需要解決的一個(gè)主要問題。通常的方式是在接收端采用抖動(dòng)緩存,在將包輸出為聲音流之前對(duì)時(shí)延抖動(dòng)進(jìn)行吸收。也就是說,在收到語(yǔ)音包之后并不立即進(jìn)行播放,而是暫時(shí)保留在緩存中,直到預(yù)定的播放時(shí)間到來,再將緩存中積累的包進(jìn)行規(guī)則播放,從而將時(shí)延抖動(dòng)減少到最小。雖然這樣可以使得一些遲到的包得以規(guī)則播放,但它卻為早到的包引入了附加時(shí)延,因此在平均緩存時(shí)延和由于太晚到達(dá)而不得不被丟棄的包數(shù)之間需要采取折中的考慮。預(yù)定的截止時(shí)間越晚,就可能重放越多的包,而且丟包率也越低,但代價(jià)是緩存時(shí)延過高。另一方面,如果緩存時(shí)延設(shè)得較低,就會(huì)導(dǎo)致較高的丟包率而造成對(duì)語(yǔ)音的破壞。
幀擦除
  幀擦除是指承載語(yǔ)音幀的包沒有及時(shí)到達(dá)接收端。這可能是由于幾個(gè)原因造成的:包在通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中被破壞,包由于網(wǎng)絡(luò)擁塞(網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的隊(duì)列已滿)而被丟棄,包由于網(wǎng)絡(luò)的故障而丟失,或者僅僅由于到達(dá)接收端太晚而無法包括在重放語(yǔ)音中并被丟棄。幀擦除可能是某一個(gè)幀的丟失,也可能是一次丟失一整塊連續(xù)的幀。很高的幀擦除和很高時(shí)延的共同結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致本已存在的由語(yǔ)音丟失造成的對(duì)語(yǔ)音的破壞持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。
失序的包傳輸
  每個(gè)語(yǔ)音幀都有一個(gè)序列號(hào),包括在RTP(實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議)的頭部,用于標(biāo)示包在流中的正確順序。如果在沿網(wǎng)絡(luò)路徑傳輸?shù)倪^程中出現(xiàn)了失序的包,到達(dá)接收端的語(yǔ)音幀的順序就會(huì)發(fā)生改變。失序的包傳輸嚴(yán)重地影響著VoIP應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。在極端的情況下,接收方無法恢復(fù)失序的幀,從而引起語(yǔ)音質(zhì)量的下降。通常采取的解決辦法同樣是在接收系統(tǒng)中使用抖動(dòng)緩存,在等待預(yù)定的播放時(shí)間到來的時(shí)候,可以對(duì)失序到達(dá)的包進(jìn)行有序的調(diào)整,恢復(fù)在發(fā)送端的順序。

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