IP语音的服务质量（QoS）、带宽需求和安全机制



IP语音的服务质量（QoS）、带宽需求和安全机制

IP语音QoS机制和带宽要求：

 

数据网络需提供全部IP语音服务质量保障手段。

针对于avaya ip语音，数据网络需提供Qos等服务协议，保证ip语音的正常通讯：

除支持标准的协议外，系统还需提供如下附加语音质量保证手段：

动态延迟抖动缓存器（JitterBuffer）

丢包率不能大于3％

网络延迟在120毫秒以内。

保证ip语音有100M的固定带宽。

保证网络可以支持 H.248网络协议。

需开放的端口

 

Udp

2048－3329

Udp

1719,30000-30999,

Tcp

450，1050-1065,1720，8765，31000-31999,61440－61444

tcp

1039，5023,5010-5012,2945,5060,5061

 

 

 

 

 

 

为在保证语音质量的条件下，尽可能的减少语音在数据网络上的传输带宽，AVAYA提供的IP语音产品均支持如下带宽压缩方式：

静音压缩（包括单向或双向压缩）

多种语音压缩模式（G.711,G.729A, G.729B, G.723-6.3, G.723-5.3）

 

 

以下为IP语音包在以太网上传输的带宽要求：（30ms采样）

以下为IP语音包在广域网上传输的带宽要求：（30ms采样）

 

 

以下为IP语音包在广域网协议上传输的带宽要求：（60ms采样）

 

 

为在保证语音质量的条件下，可通过各种手段尽可能的减少语音在数据网络上的传输带宽，Avaya提供的IP语音产品均支持如下带宽压缩方式：（G.711, G.729A, G.729B, G.723-6.3, G.723-5.3）

其中G.729编码标准的MOS(平均意见分数)为3.92，而G.711为4.1，一般认为G.729的语音质量可以达到商用标准，建议在广域网络采用G.729的编码方式，局域网络采用G.711的编码方式。

 

局域网：

在局域网上采用G.711编码方式，以20ms的包长进行传输。带宽计算如下：

每Packet含的语音Payload为：64000bps*20ms/1000=1280bit=160byte

其中 IP、UDP、RTP和以太网的开销分别为20、8、12和26 byte。

则每个Packet的长度为160+20+8+12+26＝226 byte

则每路IP语音所需的带宽为 226byte*8*1000/20ms=90.4kbps

 

广域网：

在广域网络上采用G.729编码方式，以 40ms的包长进行传输。带宽计算如下：

 

采用PPP协议：

每Packet含的语音Payload为：8000bps*40ms/1000=320bit=40byte

其中 IP、UDP、RTP和PPP的开销分别为20、8、12和7byte。

则每个Packet的长度为40+20+8+12+7＝87 byte

则每路IP语音所需的带宽为 87Byte*8*1000/40ms=17.4Kbps

采用静音抑制每路可节省30-50%的带宽，但语音的质量将有部分降低。

 

采用帧中继协议：

每Packet含的语音Payload为：8000bps*40ms/1000=320bit=40byte

其中 IP、UDP、RTP和FR的开销分别为20、8、12和5byte。

则每个Packet的长度为40+20+8+12+5＝85 byte

则每路IP语音所需的带宽为 85Byte*8*1000/40ms=17Kbps

采用静音抑制每路可节省30-50%的带宽，但语音的质量将有部分降低。

 

采用ATM协议：

每Packet含的语音Payload为：8000bps*40ms/1000=320bit=40byte

其中 IP、UDP、RTP的开销分别为20、8、12共40byte。

40byte数据需要两个ATM信元，即经过ATM填充后产生53x2=106byte。

则每个Packet的长度为106 byte

则每路IP语音所需的带宽为 106Byte*8*1000/40ms=21.2Kbps

采用静音抑制每路可节省30-50%的带宽，但语音的质量将有部分降低。

 

QoS支持：

Avaya提供的IP语音产品可提供丰富的服务质量保障手段。全部IP网关和IP电话均支持IEEE 802.1p/Q 、DiffServ、RSVP等标准协议，可与网络设备（如Cisco的网络设备）互动配合，采用CAC、LLQ、RSVP、CRTP、LFI等技术保证端到端的IP语音质量。

 

IP语音通信的安全机制：

 

因为IP语音通信系统的语音流经过数据网络传递，当语音包经过公用的数据网络时，一定的安全和防止监听的机制将变得十分重要。

Avaya IP语音通信平台支持在各个IP接口板和各种IP终端（硬件电话、软件电话）之间提供加密的语音流和加密的信令控制连接。如图所示：

 

对RTP语音流量进行加密保护

•采用“Advanced Encryption Standard” (AES)加密

•3DES加密算法

对H.248链路进行加密保护

建议的具体实现方式：

1、在广域网络可采用更低带宽的语音编码方式。基于对语音带宽和语音质量的综合考虑，在广域网络上，建议IP语音网关对语音进行压缩时采用G.729方式，将原始64kbps语音信号压缩至8kbps，经RTP、UDP、IP封装，数据包采用30ms采样，利用路由器对数据包进行包头RTP包头压缩，在广域数据网上实现14kbps左右的带宽传输。另采用静音压缩（包括单向或双向压缩）可节省更多的广域带宽。

 

2、部署RSVP实现端到端的QoS。采用RSVP协议，在呼叫连接建立之前，在Cisco路由器上为每路IP语音预留带宽，以保证IP语音的通话质量。

 

3、呼叫接入控制CAC。Avaya 支持呼叫接入控制，媒体网关可以根据网络带宽的利用情况或呼叫连接数，判断允许或拒绝广域网络上IP语音通道，被拒绝的IP语音呼叫将自动通过PSTN路由。

 

4、在路由器上启动CRTP，对IP语音传输的RTP包进行压缩，可更有效地利用带宽。采用头RTP压缩，可以将40Byte的IP,UDP,RTP的包头压缩到2-4 byte。以G.729编码方式，以 30ms的包长进行传输。每路语音所需的带宽为：(30+4+7)byte*8*1000/30=13.6kbps

 

5、建议的数据网络设置

 VoIP特性：

•IP语音编码标准：G.729

•IP语音数据采样周期：20ms或30ms

•静音压缩：关闭，当数据网络带宽有限时建议双向启动

•延迟抖动缓存器(Jitter Buffer)：自动调节

•传真协议：T.38 (自动检测启动)

•DTMF：带外传递(通过信令通道)

•IP-to-IP直连(Shuffling)：启动

 

 QoS特性：

•DSCP(DiffServe)：46

•RSVP：可选

•802.1p：6

 

 安全特性：

•H.248控制信令加密：关闭，当数据网络安全性较低时启动

•3DES语音内容加密：关闭，当数据网络安全性较低时启动

 

 数据网络要求：

•数据包延迟：<120ms

•抖动(Jitter)：<20ms

•丢包率：<3%

 

 路由器及以太网交换机要求：

•支持相关QoS标准（802.1p/Q，RSVP）

•CRTP：启动(有效降低广域网的开销)

 

 数据网(WAN)带宽占用：

•平均每路语音：20-25 Kbps

•接点间语音流量控制：启动