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1、VoIP的QoS技术及其在HFC网上的应用研究三网融合技术与业务有线电视技术褚永胜臧圣国占亿民涂强林宝成南京广电网络公司摘要:本文分析了VolP的QoS问题,并给出HFC网络作为VolP承载网的QoS解决建议.关键词:VolPQoSNGN语音压缩编码HFC网络DOCSIS1引言简单地说,VoIP(VoiceoverIP)就是将语音讯号压缩成数据资料封包后在IP网路上传送,即利用开放的互联网传送电话业务.至今,VoIP已走过10多年的发展历程,在新兴的软交换技术的推动下,正逐步向下一代网络(NGN)演进.由ITU—T所给出的NGN定义可知,NGN是一个基于分组技术的新
2、型公共信息服务网络,它能够容纳各种形式的信息,在统一的管理平台下,实现音频,视频,数据信号的传输和管理,提供各种宽带应用和信息服务;其最核心的理念就是业务功能和底层传输技术的分离,实现这种分离的前提就是能够采用具有QoS能力的网络传送技术.对于现有的IP网络,用户业务量的增加造成网络资源相对使用不平衡,Intemet的尽力而为服务却难以满足实时业务的要求,致使IP网络的QoS问题一直是制约其进一步发展的关键因素之一.因此,电信级端到端QoS研究便成为业界研究的热点.广电网络作为国家信息基础设施的重要组成部分,其技术发展和网络演进自然也就成为三网融合和向下一代网络(N
3、GN)演进的重要组成部分;HFC双向网络改造,数字电视的平滑过渡,CM的技术进步以及交互式视频业务的开展共同推动着广电网络的IP化进程;HFC上数据业务的发展,特别是承载实时话音和交互式视频业务的研究,已成为业界关注的另一个热点.目前,基于软交换技术的NGN业务系统和基于流媒体技术的IPTV在技术上已经日渐成熟.对于运营商而言,利用上述新技术开展话音和交互式视频业务具有一定的战略意义.因此,如何利用网络传送具有一定QoS保障的话音和视频业务便成为一个现实而重要的课题.鉴于NGN的发展主要以VoIP为切入点,希望本文对VoIP的QoS讨论能为NGN的QoS问题研究提供
4、一些借鉴意义.2影响VolP服务质量的关键因素分析影响VoIP业务语音质量的主要因素有:同时通过网关的数据流量,采样和纠错技术,语音的延时,IP包在网络上的丢失,语音数据包抖动,以及传统问题如话音输入输出设备质量,电平,噪声,回损等.2.1网关的语音处理技术网关的语音处理质量直接决定着语音服务品质.网关的语音处理技术包括语音的编码算法及压缩,双音多频检测(DTMF),静音抑制以及回声消除等技术.其中,语音压缩编码技术直接关系到IP网上数据包的封装粒度和话路带宽的大小,也是影响语音质量的关键因素之一.常见的语音压缩编码方式如表l所示.表l中:单话路带宽=编码率+包头开
5、销/打包周期2007年第4期(总第208期)有线电视技术三网融合技术与业务表1VolP系统中常见的语音压缩方式及关键参数比较表压缩编码采样/打包周期复杂度编码时延编码率单话路带宽(kbps)话音质量协议(ms)(MIPS)(ms)(kbps)IP网以太网(MOS值)G71120<10.125648090,464.1G,72920201582434,43.92G.729A2010.515.582434.43.7G.723.1301637.56.317.023.93.9G.723.1A301637.55.316.022.93.65其中包头开销包括:Ethernet
6、(26B),IP(20B),UDP(8B),RTP(12B),共66字节(528bit).比如,采用G.729压缩编码在以太网上传送时,单话路带宽可计算如下:单话路带宽=8kbps+0.528/0.020=34.4kbps其他压缩编码方式的单话路带宽的计算与此类似.由表1可知,VolP业务的语音质量及话路带宽与压缩编码协议的选择有密切的关系,实际应用中,一般选择G.729或G.723.1协议,既能保证语音质量,又可节约网络带宽.2.2IP承载网中影响VolPQoS的关键性能参数IP网络基于TCP/IP协议进行数据包的分组交换,是面向无连接网络,其传输机制能够较好地支
7、持非实时的数据业务,但对实时业务支持不够.在VolP业务中,IP承载网的时延,抖动,丢包,带宽不足以及业务可用性等都可能会严重地影响语音质量,这些因素对业务质量的影响如表2.由表2的分析可以看到,对IP承载网需要精心设计,这包括详尽的流量分析,合理的带宽规划和高质量网络设备的选用,确保网络上不出现拥塞.如带宽不能保证,网络上丢包,延时,抖动等因素对VolP业务的影响便不可避免.另外,网络设备(包括软交换系统设备)的性能也是影响VolP业务可用性的关键因素.对于业务带宽的设计,需要根据VolP的话务模型进行计算.根据目前NGN业务的特征及网络实际情况,可以参照如下
