|
VoIP eli IP-puhe on yksi uuden NGN verkon peruspalveluita. Siinä puhe kuljetetaan IP-paketteina keskustelijoiden välillä ja merkinanto eli signalointi samaten.
Perinteinen puhelintekniikka Kun IP-puhetta verrataan teknologiana perinteiseen puhelintekniikkaan, on ero mittava. Perinteisessä puhelinverkossa puhe kulkee tyypillisesti 2Mbit/s linkeissä, jossa liikennöinti on jaettu 64kbit/s kanaviin. Näitä kanavia on 32 kpl, joista yksi tai useampi on varattu merkinantoa - luuri ylös, numeron valinta, vastaus, puhelun katkaisu - varten. Loput eli suurin osa on varattu puheen kuljettamiseen. E1-linkin liikenne on multipleksoitu ajan suhteen (TDM) , joka tarkoittaa käytännössä sitä, että kukin kanava varaa oman paikkansa siirrettävässä kehyksessä riippumatta siitä onko kyseisellä kanavalla hyötykuormaa. Lisäksi kehyksiä siirretään "maksimi kuormalla" jatkuvasti toisin kuin esim Ethernet-verkossa jossa kehys lähetetään tarpeen mukaan. Koska kukin kanava siirretään omalla aikavälillään on puheen laatu aina sama, riippumatta muiden kanavien liikennöinnistä. Puheen kumpikin suunta koodataan omalle 64kbit/s kanavalle ottamalla 8000 näytettä sekunnissa 8 bitin resoluutiolla. Tämä takaa hyvän äänenlaadun.
Puhe paketeiksi eli IP-välitteinen puhe IP-puheessa ääni voidaan koodata usealla eri tavalla käyttämällä eri kodeekkeja. Tyypillinen ja yleinen kodeekki G.729 koodaa puheen siten, että yhden suunnan siirtämiseen ei tarvita kuin 8kbit/s. Tämä vähentää siirtokapasiteetin tarvetta, mutta samalla se huonontaa puheen laatua. Kun puhe siirretään IP-verkkoon, joka yritysmaailmassa tarkoittaa lähiverkkoympäristössä Ethernet-verkkoa, ei liikennöinnin luotettavuus ole samaa luokkaa kuin perinteisessä E1-perusteisessa verkossa. IP-puheliikenteeseen vaikuttaa muu lähiverkkoliikenne ja tietty kehys ei tästä syystä aina saavu tiettyyn aikaan perille. Lähiverkoissa on lisäksi tyypillistä, etteivät kaikki paketit saavu perille ja tämä vaikuttaa reaaliaikaisuutta vaativaan liikenteeseen huomattavasti sillä uudelleenlähetykset ovat käytännössä mahdottomia.
Protokollia IP-puhe käyttää useita eri protokollia liikennöinnissään. Itse puhe välitetään UDP-pohjaisena liikenteenä jossa sovellusprotokollana on RTP eli realtime protocol. Puheen kuljetukseen liittyy myös RTCP eli realtime control protocol jolla voidaan välittää tietoa puheen laadusta. Merkinanto eli signalointi tehdään tyypillisesti TCP-pohjaisena ja käytössä on kolme eri merkinantoprotokollaa. Nämä ovat H.323, SCCP sekä SIP. Näistä H.323 on vanhin ja edelleen suosittu, sillä se on luotettava. SCCP on Ciscon kehittämä merkinantoprotokolla ja SIP puolestaan tuorein ja tulevaisuudessa merkittävin.
IP-puheen analysointi IP-puheen analysointi jakautuu kahteen osaan eli puheeseen ja merkinantoon. Signaloinnin analysointi paljastaa esimerkiksi väärin konfiguroidut laitteet, ja puheen analysointi yhteys- ja kodeekkiongelmat jotka huonontavat äänenlaatua.
Äänen laadun analysointi Kun puhe koodataan IP-paketeiksi ja lähetetään lähiverkkoon on tyypillistä, että kaikki paketit eivät saavu perille asti. Koska IP-puhe on reaaliaikaista liikennettä, ei puuttuvia paketteja voida lähettää uudestaan. Lähiverkko välittää IP-paketteja asynkronisesti, joten niiden saapumisaika vastaanottajalle riippuu muusta liikenteestä. Tästä muodostuu yksi tyypillinen IP-puheen ongelma, joka on saapuvien pakettien välisen ajan vaihtelu eli jitteri. Se vaikeuttaa puheen toistoa sillä mikäli paketti viivästyy riittävästi edellisen paketin saapumisesta, se on pakko hylätä. Näiden mainittujen kolmen IP-puheen laatua huonontavan seikan eli: - käytetyn kodeekin - jitterin suuruuden - pakettihävikin perustella voidaan määritellä IP-puheen laatu, jota kuvaa ns. R-arvo. Tämän R-arvon avulla määritellään yleisesti käytetty MOS-arvo eli puheen suhteellinen hyvyys (Mean Opinion Score). MOS arvo vaihtelee välillä 1 - 5 joista 5 on paras. Käytännössä jo alle 3.5 arvo tarkoittaa erittäin huonoa äänenlaatua.
Toinen tapa analysoida puheen laatua on verrata vastaanotettua puhetta alkuperäiseen lähetykseen. Tämä tapa on rajoittunut tyypillisesti tuotekehityksen käyttöön sillä sen käyttö tuotantoympäristössä on käytännössä mahdotonta. Tällä periaatteella tehtävä äänenlaadun analysoini on PESQ. Merkinannon analysointi Merkinannon analysoinnissa selvitetään yhteydenmuodostamisen ongelmat. Sen analysoinnilla saadaan myös selville yhteyden muodostamiseen ja purkamiseen kuluva aika sekä puheen kesto. |