2009/10/14

音声と帯域制御に関するメモ

音声に関する帯域制御メモ

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 2009/09/21 CISCO Voipゲートウェイ設定メモ

■VoIP環境では?
 音声には一般的に、G711とG729というコーデック規格に基づいてデジタル信号に
 変換され、RTPで転送される。
 以下に、G.711とG.729の特徴を示す。

 ●G.711 PCM(Pulse Code Modulation)とも呼ばれ、1通話あたり64kbpsの帯域が
      必要です。音声品質はアナログ電話と同程度。

 ●G.729 CS-ACELP(Conjugate-Structure Algebraic CELP)とも呼ばれ、1通話
      あたり8Kbpsの帯域幅が必要。

 一般的な音声パケットは、1秒当たり50パケット生成され、パケットの損失率が
 1%未満であれば、会話に支障をきたさないといわれている。


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■QoSとは?(Quality of Service:サービス品質)とは?
 →現在の帯域幅を効率よく使用すること

 基本的に、キューイングを使用することで、一時的な輻輳の発生時に音声の遅延
 をなるべく小さく抑えることができるため、許容可能な音声品質が提供する。

□キューイングって何?
 →インターフェースのメモリにバッファリングされる動作のこと。

□輻輳って何?
 →キューイング(インターフェースのメモリ)がいっぱいになること。
  それ以上データがまとめてくると溢れてしまう様。

□QoSによる処理とは?
 →輻輳時に、必要な情報を最優先に対象機器を通る処理のこと。

□QoSのために利用される処理は何?
 (1)クラス分け
 (2)フラグメンテーションによるロングパケットの抑止
 (3)フラグメンテーション(断片化)サイズの大きなトラフィックによって
  音声トラフィックの遅延時間が大きくなることを防ぐために、
  サイズの大きなパケットを分割する技術です。

■遅延の種類
 (1)キューイング遅延 …パケットが出力キューに存在する時間
 (2)処理遅延     …入力インターフェースからパケットを取り出し、出力インタ
            ーフェースの出力キューに配置留守までの時間。
 (3)シリアル化遅延  …物理メディアにフレームを配置留守時間
 (4)伝播遅延     …パケットが一方の端から他方の端まで移動するまでの時間
 (5)エンドツーエンド遅延…すべての遅延の合計
 (6)符号化遅延    …IP電話や音声ゲートウェイデバイスによってアナログ音声を
             デジタル信号に変換する処理にかかる時間。


■遅延と音声
 ・遅延の間隔が一定にしないことをジッタという。(日本語でゆらぎ)
 ・VoIP環境で激しいジッタが発生すると非常に聞き苦しい音声となります。
 ・ITU-T G114では、片方向のジッタを30msec以内に抑えることを推奨しています。


■帯域の確保方法/ポリシング
 ・インターフェースの出力キューが満杯になり、輻輳が発生した場合には、
  テールドロップが発生する。
  テールドロップとは、インターフェースの出力キューがトラフィックで
  いっぱいになった後に到着したトラフィックが破棄される現象。
  
  主に、3M入出力で契約するキャリア側(PEルータ)に設定される。
  ポリシングのイメージは、溢れたら即破棄/バケツの水のイメージ。

  キューイング、バッファリングについては、CEルータで設定される。


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