今天，為了更好地結(jié)合VOIP網(wǎng)絡(luò)來(lái)解釋QOS相關(guān)技術(shù)的重要性，我們重點(diǎn)討論以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

　　1、VOIP網(wǎng)絡(luò)的概念回顧。VOIP網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式的不同，IPPBX場(chǎng)景應(yīng)用，編碼格式問(wèn)題。

　　UDP和TUP。在VOIP網(wǎng)絡(luò)中，我們經(jīng)常會(huì)看到UDP和TCP的技術(shù)討論。簡(jiǎn)單區(qū)別在于：UDP是一種實(shí)時(shí)傳輸?shù)姆绞�，沒(méi)有ACK確認(rèn)，如果在發(fā)送過(guò)程中數(shù)據(jù)包丟失，系統(tǒng)也不會(huì)重新傳輸。TCP則不同，發(fā)送方每次發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，它需要拿到ACK確認(rèn)，如果在進(jìn)行下一次發(fā)送。所以，TCP可以保證數(shù)據(jù)的可靠性，但是傳輸速度和UDP相比，有所下降。在以下圖例中，Voice 3 在傳輸過(guò)程中已經(jīng)丟失，發(fā)送方仍然繼續(xù)發(fā)送Vocie 4. 所以，對(duì)端聽(tīng)到的語(yǔ)音可能不是完整的語(yǔ)音，但是可以滿足雙方之間的基本溝通。在一般的應(yīng)用場(chǎng)景中，我們通話時(shí)，突然語(yǔ)音丟失或者失真，雙方可以接受這種狀態(tài)。但是，如果是數(shù)據(jù)的話，傳輸過(guò)程中有數(shù)據(jù)丟失，那可能對(duì)端完全不能打開(kāi)這個(gè)文件。這是完全不能接受的應(yīng)用服務(wù)。

　　目前很多應(yīng)用環(huán)境中，UDP的使用范圍仍然很普遍，但是隨著SIP技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越多，SIP header數(shù)據(jù)越來(lái)越大，UDP已經(jīng)很難滿足這些應(yīng)用的需求。所以，很多廠家的產(chǎn)品更多則支持了TCP傳輸方式。在剛才的討論中，我們已經(jīng)談到了TCP支持更多的交互和數(shù)據(jù)重組，因此，TCP的傳輸方式被很多廠家慢慢采用，最典型的例子就是微軟的Skype for Business。

　　用戶可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)使用相應(yīng)的傳輸協(xié)議。

　　企業(yè)IPPBX是VOIP應(yīng)用中最為典型的應(yīng)用環(huán)境，同時(shí)又充分利用了TDM的語(yǔ)音優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)資源。用戶可以通過(guò)TDM設(shè)備或者網(wǎng)關(guān)接入到IPPBX，也可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)或者全世界分支機(jī)構(gòu)之間的互通。以下討論就是一個(gè)簡(jiǎn)單的北京分公司和深圳分公司之間的互相連方式。

　　企業(yè)IPPBX具有自己的優(yōu)勢(shì)，我們簡(jiǎn)單羅列幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

　　目前，隨著云計(jì)算的普及，企業(yè)通信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了云化，支持的功能更加廣泛。我們?cè)谖磥?lái)的系列講座中會(huì)介紹基于云的融合通信的一些特點(diǎn)。

　　2、語(yǔ)音編碼和編碼采樣率討論。在以前的文章中，我們已經(jīng)介紹過(guò)語(yǔ)音數(shù)模轉(zhuǎn)換的基本原理和相關(guān)的技術(shù)，今天，我們?cè)俸?jiǎn)單回顧一下數(shù)模轉(zhuǎn)換的簡(jiǎn)單過(guò)程。在以下的三個(gè)圖例說(shuō)明了模擬信號(hào)輸入，通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換以后，變成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，然后到另外一個(gè)終端，終端最后再輸出模擬信號(hào)，這樣，接聽(tīng)者就可以聽(tīng)到對(duì)方的語(yǔ)音。

　　事實(shí)上，在目前的應(yīng)用場(chǎng)景中，因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展出很多其他的編碼，這些編碼能夠更好地為某些特定環(huán)境提供更好的語(yǔ)音質(zhì)量，同時(shí)占用更低的帶寬，網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性也很好。為了對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量做一個(gè)判斷，通常情況下，我們使用MOS來(lái)作為一個(gè)參考值。MOS 5 為最高分，G.711是最理想的編碼。

　　關(guān)于高清語(yǔ)音的需求。因?yàn)樵絹?lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景，例如劇場(chǎng)，音樂(lè)會(huì)等環(huán)境更加注重語(yǔ)音質(zhì)量好壞，和以前傳統(tǒng)TDM時(shí)代的語(yǔ)音相比，用戶更加希望得到更加清晰的語(yǔ)音。用戶不僅僅要求只是能夠聽(tīng)到語(yǔ)音，要求語(yǔ)音更加飽滿，更加逼真，發(fā)音時(shí)每個(gè)單詞的字母都可以聽(tīng)的非常清楚。運(yùn)營(yíng)商同樣也需要提供更加優(yōu)質(zhì)的語(yǔ)音質(zhì)量和服務(wù)。以下圖例說(shuō)明了運(yùn)營(yíng)商對(duì)用戶提供的手機(jī)高清語(yǔ)音服務(wù)的數(shù)據(jù)報(bào)告。

　　一般電話系統(tǒng)可能感受不到高清語(yǔ)音和普通語(yǔ)音的區(qū)別，用戶可以訪問(wèn)一些相關(guān)的技術(shù)網(wǎng)站播放語(yǔ)音文件來(lái)判別它們之間的不同，包括各種語(yǔ)音編碼的窄帶語(yǔ)音，寬帶語(yǔ)音的不同。

　　因?yàn)閃ebRTC的逐漸普及，Opus也是一種非常流行的編碼。它支持了語(yǔ)音呼叫，視頻會(huì)議等場(chǎng)景。用戶可以自己下載測(cè)試不同bitrate的語(yǔ)音質(zhì)量。我們這里不做過(guò)多解釋。

　　通過(guò)以上的介紹，大家可能都了解了一些基本的概念和相關(guān)的帶寬要求。為了保證合理的語(yǔ)音質(zhì)量，選擇什么樣的編碼是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題涉及了公司帶寬，終端支持能力，語(yǔ)音質(zhì)量等因素。筆者建議大家，如果在一般的語(yǔ)音環(huán)境中，為了保證語(yǔ)音質(zhì)量和兼容性的問(wèn)題，最好選擇G.711編碼。當(dāng)然，如果客戶要求不同，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不同則可能需要用戶自己做出一個(gè)合理的選擇來(lái)達(dá)到一個(gè)平衡。很多公司提供各種編碼占用帶寬的計(jì)算公式，大家可以在網(wǎng)上查找，通過(guò)準(zhǔn)確地計(jì)算來(lái)部署自己的帶寬。送大家一句老話，選擇是需要付出成本的。

　　編碼打包時(shí)長(zhǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求也是不同的。通常情況下，運(yùn)營(yíng)商或設(shè)備提供商支持兩種打包時(shí)長(zhǎng)。打包時(shí)長(zhǎng)的不同也產(chǎn)生了不同的數(shù)據(jù)流量，這樣對(duì)路由器處理能力的要求也有所不同。大家可以在下面的圖例中看到，如果調(diào)整了打包時(shí)長(zhǎng)，無(wú)論是G.711編碼還是G.729編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量有明顯的不同。

　　3、RTP協(xié)議是一種實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，它支持音頻和視頻的應(yīng)用傳輸。網(wǎng)絡(luò)上有很多關(guān)于RTP的介紹。因?yàn)槠�幅的關(guān)系，我們僅介紹和QoS相關(guān)的部分。RTP可以在單播或多播的應(yīng)用場(chǎng)景，它提供的服務(wù)中可以包含幾種消息：

　　這里需要和讀者說(shuō)明的是，RTP使用中幾個(gè)需要注意：

　　在前面的討論中，我們討論的大部分的語(yǔ)音或視頻傳輸仍然使用的是UDP傳輸方式，很少有廠家產(chǎn)品完全僅使用TCP傳輸視頻或者語(yǔ)音。如果傳輸視頻的話，因?yàn)門CP的傳輸機(jī)制中，為了保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕�有時(shí)需要大量的重傳數(shù)據(jù)，所以很可能會(huì)是影響已傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)損壞。如果是語(yǔ)音的話，用戶可能還能接受，但是視頻圖像的話，這樣可能導(dǎo)致視頻效果不佳的問(wèn)題。如果是HTTP中涉及了數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑�，則需要TCP傳輸。

　　RTP通過(guò)接入的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，然后經(jīng)過(guò)Layer 5到Layer1 的層層處理和創(chuàng)新封裝，最后在物理層把數(shù)據(jù)發(fā)送出去。

　　我們通過(guò)消息體的簡(jiǎn)單對(duì)照說(shuō)明來(lái)解釋一下RTP中的頭消息內(nèi)容。以下是RTP頭的格式消息體：

　　RTP 跟蹤消息的說(shuō)明：

　　這里，我們不做過(guò)多的關(guān)于RTP協(xié)議的介紹，如果大家有興趣的話，可以查閱RFC3550來(lái)做進(jìn)一步的研究。

　　RTCP是對(duì)應(yīng)TCP協(xié)議來(lái)說(shuō)的，全稱是實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議，其主要目的就是控制RTP數(shù)據(jù)的傳輸。它主要有五個(gè)任務(wù)：

　　在RTCP中還有一個(gè)RTCP-XR拓展協(xié)議， RTCP-XR協(xié)議定義了一系列關(guān)于定義語(yǔ)音質(zhì)量和語(yǔ)音問(wèn)題的參數(shù)設(shè)置。RTCP XR 消息中包含了多種關(guān)于語(yǔ)音質(zhì)量的要素指標(biāo)：

　　以上各種指標(biāo)包含了大約20多個(gè)參數(shù)，這些參數(shù)在RFC3611中有非常詳細(xì)的定義和解釋說(shuō)明，用戶可以查閱RFC做進(jìn)一步的研究。

　　本講座其實(shí)是一個(gè)以往知識(shí)點(diǎn)的回顧。在本講座中，我們介紹了TCP/UDP的使用環(huán)境和一些區(qū)別，重點(diǎn)對(duì)TCP支持語(yǔ)音或視頻的問(wèn)題做了解釋。另外，我們還介紹了企業(yè)IPPBX的應(yīng)用案例，語(yǔ)音編碼中會(huì)影響QoS的幾個(gè)核心概念，高清語(yǔ)音，還有RTP，RTCP，RTCP XR中對(duì)于QoS的管理機(jī)制。以上因素都會(huì)影響到QoS的數(shù)據(jù)質(zhì)量。在本講座的基礎(chǔ)上，筆者會(huì)在后續(xù)的講座中會(huì)逐步探討更多關(guān)于QoS的因素。筆者希望經(jīng)過(guò)對(duì)整個(gè)SIP中QoS的討論為讀者提供一個(gè)對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量的要素有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí)。

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