عملکرد QoS در ویپ چگونه است؟

29 خرداد 1400

منظور از QoS یا کیفیت خدمات، فناوری‌هایی هستند که انتقال مقدار معینی از اطلاعات شبکه را در یک زمان معین تضمین می‌کنند. این امر به ویژه برای برنامه‌های خاص، مانند انتقال صدا یا فیلم، خیلی مهم است. در این مقاله قصد داریم در مورد این فناوری‌ها بیشتربحث کنیم. همان طور که می‌دانید، دلیل اصلی افزایش استفاده از تلفن‌های IP، استفاده مجدد از منابع و کاهش هزینه مکالمه از طریق اینترنت است. اما مشکلات اصلی (QoS) برای یک شبکه را می‌توان به 4 بخش، تأخیر، Jitter یا لغزش ، از دست دادن بسته و اکو (پژواک) اشاره کرد. که در بخش‌های بعدی هر کدام را توضیح داده و راه‌حل‌ها رفع آن‌ها را تشریح می‌کنیم.

مشکلات QoS در VoIP

مشکلات QoSدر VoIP از دو عامل اصلی ناشی می‌شود:

الف) از آن جایی که اینترنت، سی ستمی مبتنی بر تغییر بسته است و اطلاعات همیشه مسیر یکسانی را طی نمی‌کنند.

ب) ارتباطات VoIP به شکل REAL-TIME است که باعث می‌شود اثراتی مانند اکو ، از دست دادن بسته و تأخیر به وجود آید.

لرزش

بسته‌های فرستنده می‌توانند با تأخیرهای مختلف به مقصد برسند. توجه داشته باشید تأخیر بسته، با قرار گرفتن در صف روترها در طول مسیر بین فرستنده و مقصد ، متفاوت است. این تغییر در تأخیر، به عنوان jitter شناخته می‌شود و می‌تواند کیفیت جریان صوتی و یا تصویری را تحت تأثیر جدی قرار دهد. لغزش یا jitter یک اثر شبکه‌های بدون اتصال و بسته سوئیچ است. از آنجا که اطلاعات در بسته‌های مجزا هستند ، هر یک از بسته‌ها می‌توانند مسیر دیگری را برای رسیدن به مقصد دنبال کنند.

Jitter از نظر فنی به عنوان تغییر در زمان ورود بسته‌ها تعریف می‌شود که ناشی از ازدحام شبکه ، از دست دادن همگام‌سازی یا مسیرهای مختلف برای رسیدن به مقصد است.

ارتباطات در زمان واقعی (مانند VoIP) به این اثر حساس هستند. افزایش مکانیزم‌های QoS (کیفیت خدمات) به عنوان اولویت در صف‌ها ، رزرو پهنای باند یا پیوندهای با سرعت بالاتر (100 مگابایت اترنت ، E3 / T3 ، SDH)، می‌تواند مشکلات لرزش را تا حد زیادی کاهش دهد ، لرزش بین نقطه شروع و پایان ارتباط باید کمتر از 100 میلی ثانیه باشد. اگر مقدار آن کمتر از 100 میلی ثانیه باشد ، قابل چشم‌پوشی است.

بهترین راه حل، استفاده از بافر jitter است.

بافر jitter اساساً از اختصاص یک صف یا فضای ذخیره کوچک، برای دریافت بسته‌ها و
ارائه آن‌ها با تأخیر کم، برخوردار است. به طور معمول در تلفن‌های IP (سخت‌افزار و نرم‌افزار) بافر را می‌توان اصلاح کرد. افزایش بافر، به معنای از دست دادن بسته کمتر، اما تأخیر بیشتر است.

تأخیر صدا در ویپ

بسته‌ها ممکن است مدت زیادی طول بکشد تا به مقصد برسند ، در برخی موارد ، تأخیرهای بیش از حد، باعث غیرقابل‌استفاده بودن برنامه‌هایی مانند VoIP می‌شود. تأخیر، یک مشکل خاص برای شبکه‌های غیر اتصال محور و VoIP نیست. بلکه این یک مشکل کلی برای شبکه‌های مخابراتی است. به عنوان مثال ، تأخیر در پیوندهای ماهواره‌ای به دلیل مسافتی که اطلاعات باید طی کنند بسیار زیاد است.

تأخیر از نظر فنی در VoIP به مدت زمانی گفته می‌شود که یک بسته از مبدا به مقصد می‌رسد.

تأخیر بین نقطه شروع و پایان ارتباط باید کمتر از 150 میلی ثانیه باشد. گوش انسان قادر به تأخیر حدود بین 200 تا 250 میلی ثانیه است. اگر از این آستانه عبور کنید ، ارتباط آزاردهنده است. که متاسفانه هیچ راه‌حلی وجود ندارد که به راحتی قابل‌اجرا باشد.

اکو صدا در ویپ

اکو توسط یک پدیده فنی برای بازگشت‌های سیگنالی است که از بلندگوها شنیده می‌شود و دوباره از طریق میکروفون فیلتر می‌شود.به عبارت دیگر، اکو به عنوان بازتاب تأخیر سیگنال صوتی اصلی تعریف می‌شود. گوش انسان هنگامی که تأخیر آن با سیگنال اصلی برابر یا بیشتر از 10 میلی ثانیه باشد ، قادر به تشخیص اکو است. اما عامل مهم دیگر شدت اکو است. اکوی قابل‌تحمل
بین 25 تا 30 دسی بل است.

در این حالت دو راه حل ممکن برای جلوگیری از این اثر آزاردهنده وجود دارد.

بازدارنده هادی اکو: که شامل جلوگیری از بازگشت سیگنال ساطع‌شده با تبدیل خط دوبلکس کامل به یک خط نیمه دوبلکس است. به گونه‌ای که اگر ارتباط در یک جهت شناسایی شود ، از ارتباط در جهت مخالف جلوگیری می‌شود.

: Echo canceller سیستمی است که توسط آن دستگاه ارسال‌کننده، اطلاعاتی را که در حافظه ارسال می‌کند را ذخیره می‌کند و قادر به شناسایی همان اطلاعات در سیگنال بازگشت (شاید ضعیف شده و پر سر و صدا) است. دستگاه این اطلاعات را فیلتر کرده و اجزای صدا را لغو می‌کند. که به زمان پردازش بیشتری نیاز دارد.

از دست رفتن بسته

ارتباطات در زمان واقعی بر اساس پروتکل UDP انجام می‌شود. این پروتکل اتصال محور نیست و اگر بسته‌ها گم شوند، ارسال نمی‌شوند. حداکثر تلفات بسته مجاز برای اینکه ارتباطات تخریب نشود باید کمتر از یک درصد باشد. هرچه فشرده‌سازی کدک بیشتر باشد ، اثر از بین رفتن بسته‌ها مخرب تر است. اگر رمزگذار G.729 به جای G.711 استفاده شود ، از دست دادن 1٪ باعث کاهش بیشتر ارتباطات می‌شود.

پهنای باند کم در ویپ

در اتصالات اینترنتی ، پهنای باند از نظر فنی به عنوان مقدار اطلاعات یا داده‌هایی است که می‌تواند از طریق اتصال شبکه در یک بازه زمانی مشخص ارسال شود. پهنای باند به طور کلی در بیت در ثانیه (BPS) ، کیلوبیت در ثانیه (kbps) یا مگابیت در ثانیه (mps) بیان می‌شود .

پهنای باند به شدت مربوط به کدک یا رمزگذاری است که ما از آن استفاده می‌کنیم.

به عنوان مثال ، برای ارتباط با استفاده از رمزگذار G.711 ، ما صدا را با سرعت 64 کیلوبیت بر ثانیه رمزگذاری می‌کنیم. از آنجا که برای بسته‌بندی بسته‌های صوتی باید هدر اضافه کنیم ، ممکن است برای یک مکالمه تقریباً به پهنای باند 80 کیلوبیت بر ثانیه نیاز داشته باشیم (این به پروتکل‌هایی
بستگی دارد) اگر به عنوان مثال از یک کدک فشرده‌تر مانند G.729 استفاده کنیم که صدا را با سرعت 8 کیلوبیت بر ثانیه رمزگذاری می‌کند ، هنگام افزودن هدرها به پهنای باند 24 کیلوبیت بر ثانیه برای ادامه مکالمه نیاز خواهیم داشت.

اگر ما از نظر پهنای باند مشکل داشته باشیم ، می‌توانیم از چندین روش به حل این مشکل بپردازیم:

پهنای باند را افزایش دهید (معمولاً هزینه بیشتری پرداخت می‌شود)

مصرف سایر برنامه‌های پهنای باند (خصوصاً بارگیری پرونده از طریق شبکه‌های تبادل) را کاهش دهید

از یک کدک با فشرده‌سازی بالاتر استفاده کنید که از پهنای باند کمتری استفاده می‌کند: مثال G729

آزمایش QoS در VoIP

برای بررسی کیفیت پیوند ما برای عملکرد VoIP ، ابزارهای وب بسیار جالبی وجود دارد که می‌توانیم با آن‌ها مشورت کنیم و نتایج بسیار جالبی به ما می‌دهند. برای بررسی سطح لرزش و بسته‌های گمشده می‌توانیم از صفحه زیر بازدید کنیم:

http://myspeed.visualware.com/indexvoip.php

http://www.voiptest.org/speedtest.swf

ترافیکی که وارد تجهیزات می‌شود و باید منتقل شود، باید طبقه‌بندی شود. از بسیاری از معیارهای طبقه‌بندی می‌توان استفاده کرد: توسط تجهیزات مقصد ، توسط مارک هادی موجود در بسته‌ها ،
این کاری است که همیشه باید انجام شود ، در غیر این صورت مفهوم QoS وجود ندارد. وقتی ترافیک را طبقه‌بندی کردید و بنابراین می‌دانید کدام پارامترهای QoS باید رعایت شوند ، باید منابع رابط را اختصاص دهید. شما باید اجازه دهید بسته‌ها به محیط (هوا
یا کابل) منتقل شوند.

L3QoS در سطح IP

تکنیک‌های مورد استفاده در این نوع مکانیزم هادی QoS همان روش هادی ایجادکننده ترافیک (TS) است. پس از طبقه‌بندی ترافیک ، TS منابع انتقال را به روشی آماری به محیط اختصاص می‌دهد. به عنوان مثال، اگر صف یک سرویس با تأخیر کم بسیار پر باشد ، سعی خواهد کرد که آن را در اسرع وقت خالی کند. مشکلی که در تکنیک هادی L3QoS وجود دارد این است که ظرفیت و در دسترس بودن رسانه‌ای که روی آن منتقل می‌شوند، دقیقاً مشخص نیست.

L2QoS سطح MAC QoS

وقتی تخصیص منابع در سطح 2 انجام می‌شود ، سیستم، اسلات‌های انتقال را تخصیص می‌دهد و در هر زمان هم از قابلیت دسترسی به محیط و هم از کیفیت یا ترافیک خالصی که توانایی انتقال برای هر کاربر را دارد ، اطلاع دارد. که در سطح MAC نیز به عنوان QoS شناخته می‌شود.
امیدواریم این مقاله برای شما مفید باشد. شما میتوانید در صورت داشتن هر گونه سوال، آن را در پایین همین مقاله و در قسمت پرسش و پاسخ مطرح کنید تا کارشناسان رایمند ارتباطات در اسرع وقت به آن پاسخ دهند.