اطلاعیه

بستن
No announcement yet.

محاسبه پهنای باند لازم برای مکالمات voip

بستن
X
 
  • فیلتر کردن
  • زمان
  • نمایش
Clear All
پست های جدید

    محاسبه پهنای باند لازم برای مکالمات voip

    سلام به همه دوستان منطقه لینوکسی ها. در این مقاله یاد میگیرید چطور پهنای باند لازم رو برای مکالمات ویپ محاسبه کنید. ضمن تشکر از مهندس تهرانی پور که این مقاله رو تهیه دیدن شما رو به مطالعه این مقاله دعوت میکنم.

    یکی از نکات مهم در در طراحی سیستم Voip پهنای باند مورد نیاز آن می باشد، به طوری که محدودیت پهنای باند، باعث قطع شدن مکالمه ها نشود.

    در یک سیستم VoIP در گام اول ابتدا صدا به حالت دیجیتال در آمده، سپس فشرده می شود و در نهایت به صورت بسته های دیتا ارسال می شوند. این بسته ها باید بدون تاخیر زیاد، به گیرنده برسند تا تماسی موفق با رضایت طرفین مکالمه داشته باشیم. در سمت گیرنده دوباره این بسته ها به شکل آنالوگ در می آید و برای کاربر پخش می شوند.

    در برقراری یک ارتباط تلفنی، عمل نمونه برداری یا Sampling از صدا صورت می گیرد. به طور معمول صدایی به طول تقریبی 10 تا 20 میلی ثانیه در بسته دیتا جهت ارسال قرار می گیرد. البته کدک های مختلفی تعریف شده اند که هر کدام استاندارد خاص خود را به منظور نمونه برداری و ارسال صدا تعریف کرده اند.

    بسته به نوع کدک مورد استفاده در انتقال صدا، بسته های VoIP مدتی را در سمت گیرنده منتظر می مانند تا کار بافر شدن آن ها به حد تعیین شده برسد. با رسیدن حجم بسته ها در بافر سمت گیرنده به اندازه تعیین شده، صدا در سمت دیگر پخش خواهد شد.

    تاخیر صدا، در حالت ایده آل باید به گونه ای باشد که شنونده متوجه آن نشود. چنانچه مقدار تاخیر از حدی فراتر رود، ادامه مکالمه میسر نخواهد بود. چنانچه تاخیر صدا بیش از 200 میلی ثانیه شود، مکالمه تلفنی را از حالت مطلوب خارج می کند.

    برای بالا بردن کیفیت VoIP می توان سیگنال دیجیتال شده صوت را قبل از بسته بندی با کدک های خاصی فشرده کرد. این کدک ها باعث می شوند حجم دیتای منتقل شده و در نتیجه پهنای باند کاهش و بنابراین سرعت انتفال آن ها افزایش یابد. کیفیت صدا در این کدک ها نسبت به گم شدن بسته های صوتی در شبکه دیتا حساسیت بیشتری دارد. بنابراین انتخاب کدک یکی از عوامل مهم در طراحی شبکه تلفنی مبتنی بر IP می باشد.

    مقدار پهنای باند لازم برای مکالمات VoIP به فاکتورهای متعددی بستگی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد :
    • نوع کدک
    • هدر IP
    • وسیله ارتباطی (اترنت)
    • Silence Suppression


    کدک (Codeck) :
    کلمه Codec از تلفیق دو کلمه Coder-Decoder ساخته شده است. تبدیل موج آنالوگ به دیجیتال، پروسه فشرده سازی را کدک (Codec) گویند. کدک ها از امواج آنالوگ در فاصله های زمانی معین (time interval) نمونه برداری کرده و برای هر نمونه مقداری را اختصاص می دهند. در جدول زیر انواع کدک های صدا و برخی ویژگی های آن ها، آورده شده است.

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-codec.jpg نمایش ها:	1 اندازه:	128.8 KB شناسه:	19069


    کدک های پرکاربرد را بررسی می کنیم :

    کدک G.711 :
    • فرکانس نمونه برداری 8khz
    • یک کدک استاندارد با Bitrate بالا می باشد. (64 Kbps)
    • استفاده از این کدک بهترین کیفیت صدا را ممکن می سازد. این نکته قابل ذکر است که از این کدک در خطوط PSTN نیز استفاده می شود لذا کیفیت تماس ها مانند خطوط تلفن معمولی خواهد بود.
    • همچنین کمترین latency را داراست که در نتیجه بار پردازشی کمتری را تحمیل می کند.
    • نیاز به license ندارد.
    • اما با همه این مزیت ها، مشکلی که پیش روی ما می گذارد نیاز به پهنای باند بالا است.



    کدک G.729 :
    فرکانس نمونه برداری 8khz (یعنی 80 نمونه در هر 10 میلی ثانیه)
    یک کدک استاندارد ITU با نرخ بیت پایین است .(8Kbps)
    در بین کدک های موجود، بار پردازشی زیادی تحمیل می کند.
    کیفیت مکالمه کمتری را در مقایسه با G.711 ارائه می کند.
    نیاز به license دارد.

    برای اطلاع بیشتر از انواع کدک ها می توانید به این لینک مراجعه کنید.


    هدر IP :
    ”هدر IP” به سرآیند IP و UDP و RTP بسته ها اطلاق می شود.

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-ip-header.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	23.2 KB شناسه:	19070

    Voice Payload تولید شده توسط کدک شامل دیتای صدا می شود.

    UDP : این پروتکل 8 اکتت را اضافه می کند که وظیفه Route کردن به سمت مقصد را بر عهده دارد. همانطور که می دانید یک پروتکل Connectionless بوده و تضمینی برای رسیدن بسته نمی کند.

    IP : شامل 20 اکتت می باشد که مسئول رساندن داده به مقصد است.

    RTP : شامل 12 اکتت است که اجازه بازسازی نمونه ها با ترتیب درست را می دهد. همچنین مکانیزمی برای اندازه گیری jitter و delay ارائه می کند.

    در مجموع هدر های IP/UDP/RTP مقدار ثابت 40 اکتت را به عنوان سرایند اضافه می کند.

    البته قابل ذکر است که روش هایی برای کاهش سربار هدر های IP وجود دارند که می توان به CRTP یا RTP فشرده شده اشاره کرد. البته این مسئله به صورت گسترده پیاده سازی نشده است و انتظار می رود در آینده استفاده از آن بیشتر شود.


    وسیله ارتباطی :
    اغلب انتقال های ارتباطی VoIP از طریق اترنت انجام می شود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، در بسته های اترنت به ترتیب 8 اکتت را به Ethernet Preamble و 14 اکتت بعدی برای آدرس MAC مبدا و مقصد، 4 اکتت هم برای CRC و در نهایت 12 اکتت هم به عنوان Gap در نظر گرفته می شود.

    نتیجه نهایی به عنوان سربار اترنت 38 اکتت خواهد بود.


    Silence Suppression :
    پروسه عدم انتقال اطلاعات، هنگام سکوت یکی از طرفین مکالمه است. این عملیات با استفاده از مبحث Voice Activity Detection (VAD)، پهنای باند لازم برای مکالمه را تا مقدار زیادی کاهش می دهد.


    محاسبه پهنای باند :

    مثال اول :
    کدک G.711 – 64Kbps و دوره زمانی نمونه ها 20 ms .
    1 فریم به ازای هر بسته (20ms)
    هدر IP استاندارد
    وسیله ارتباطی اترنت

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-g711.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	25.8 KB شناسه:	19071

    رابطه های زیر را برای به دست آوردن مقادیر نهایی استفاده می کنیم :
    کد PHP:
    (PPS = (codec bit rate)/ (voice payload size

    Bandwidth 
    total packet size PPS 
    در هر 20 میلی ثانیه 1 بسته فرستاده می شود پس در هر ثانیه 50 بسته می فرستیم. (20ms * 50 = 1s)

    Payload بدین صورت به دست می آید :
    کد PHP:
    64000 50 1.280 bit => 1.280 bits 160 octet
    40 octet 
    ip سربار
    38 octet 
    سربار اترنت 
    در مجموع خواهیم داشت :
    کد PHP:
    160 40 38 238 octet 
    بنابر این پهنای باند مورد نیاز برابر است با :
    کد PHP:
    238 50 95.2 kbps 

    مثال دوم :
    کدک G.729a – 8Kbps و دوره زمانی نمونه ها 10 ms
    2 فریم به ازای هر بسته (20ms)
    هدر IP استاندارد
    وسیله ارتباطی اترنت

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-g729.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	21.9 KB شناسه:	19073

    در هر 20 میلی ثانیه یک بسته فرستاده می شود پس در هر ثانیه 50 بسته می فرستیم.
    کد PHP:
    20ms 50 1s 
    Payload بدین صورت به دست می آید :
    کد PHP:
    8000 50 160 bit => 160 bits 20 octet
    40 octet 
    ip سربار
    38 octet 
    سربار اترنت 
    در مجموع خواهیم داشت :
    کد PHP:
    20 40 38 98 octet 
    بنابر این پهنای باند مورد نیاز برابر است با :
    کد PHP:
    98 50 39.2 kbps 
    در شکل زیر انواع کدک های موجود به همراه پهنای باند لازم (با توجه به مقادیر فرضی طبق مثال های ارائه شده ) آورده شده است.

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-additional.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	113.4 KB شناسه:	19075


    ابزار های مفید برای محاسبه پهنای باند:

    Asterisk Guru:
    کد PHP:
    http://www.asteriskguru.com/tools/bandwidth_calculator.php 
    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-guru.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	64.1 KB شناسه:	19076

    RHEID:
    کد PHP:
    http://voip.rheid.com/voip-faqs/voip-bandwidth-calculator.html 
    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-rheid.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	73.7 KB شناسه:	19077

    BandCalc:
    کد PHP:
    http://www.bandcalc.com/ 
    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-bancalc.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	90.6 KB شناسه:	19078

    VoIP Bandwidth calc:
    کد PHP:
    https://itunes.apple.com/us/app/voip-bandwidth-calc/id373034918?mt=8 
    نرم افزار نسخه گوشی های آیفون برای محاسبه پهنای باند
    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	linux-zone.org-forums-iphone.jpg نمایش ها:	1 اندازه:	98.8 KB شناسه:	19079

    نویسنده : سهیل تهرانی پور
    فایل های پیوست شده
    آخرین ویرایش توسط Habili; در تاریخ/ساعت 01-14-2020, 12:43 AM.

    من قلبی بزرگ با رویاهایی بزرگ دارم. دانسته هایمان را با هم به اشتراک بگذاریم.

درباره انجمن منطقه لینوکسی ها

انجمن منطقه لینوکسی ها با هدف ارتقاء سطح علمی کاربران در سطح جهانی و همچنین کمک به بالا بردن سطح علمی عمومی در زمینه های تخصصی فوق پایه گذاری شده است. انجمن منطقه لینوکسی ها از طریق کارشناسان و متخصصان پاسخگوی سوالات گوناگون کاربران مبتدی یا پیشرفته میباشد تا حد امکان تلاش شده که محیطی متنوع و کاربر پسند و به دور از هرگونه حاشیه جهت فعالیت کاربران در این انجمن ایجاد شود. لذا ما به صورت مستمر برای پیشرفت کمی و کیفی محتوی و اطلاعات انجمنمان میکوشیم که این برای ما ارزشمند و حائز اهمیت است. کلیه حقوق،اطلاعات و مقالات در این انجمن متعلق به سایت منطقه لینوکسی ها میباشد، و هرگونه نسخه برداری بدون ذکر منبع مورد پیگرد قانونی خواهد شد.

شبکه های اجتماعی

ایمیل مدیریت

Habili@linux-zone.org

در حال انجام ...
X