Оптимізація затримок в мережі

Основними перевагами IP-телефонії є зниження вимог до смуги пропускання, що забезпечується обліком статистичних характеристик мовного трафіку:

· блокуванням передачі пауз (діалогових, складових, смислових і ін), які можуть складати до 40-50% часу заняття каналу передачі (VAD);

· високою надмірністю мовного сигналу і його стисненням (без втрати якості при відновленні) до рівня 20-40% початкового сигналу (див.: аудіокодек).

У той же час для IP-телефонії критичні затримки пакетів в мережі, хоча технологія володіє якоюсь толерантністю (стійкістю) до втрат окремих пакетів. Так, втрата до 5% пакетів не приводить до погіршення розбірливості мови.

При передачі телефонного трафіку за технологією IP повинні враховуватися жорсткі вимоги стандарту ISO 9000 до якості послуг, що характеризують:

· якість встановлення з'єднання, яке визначається в основному швидкістю встановлення з'єднання,

· якість з'єднання, показником якого є наскрізні (сприймані користувачем) затримки і якість сприйманої мови.

Загальна прийнятна затримка за стандартом - не більше 250 мс. [5] Причини затримок в передачі голосових даних по мережі IP у великій мірі пов'язані з особливостями транспорту пакетів. Протокол TCP забезпечує контроль доставки пакетів, однак досить повільний і тому не використовується для передачі голосу. UDP швидко відправляє пакети, проте відновлення втрачених даних не гарантується, що призводить до втрачених частин розмови при відновленні (зворотному перетворенні) звуку. Чималі проблеми приносить джіттер (відхилення в періоді надходження-приймання пакетів), що з'являється при передачі через велику кількість вузлів в навантаженої IP-мережі. Недостатньо висока пропускна здатність мережі (наприклад при одночасній навантаженні декількома користувачами), серйозно впливає не тільки на затримки (тобто зростання джиттера), але і призводить до великих втрат пакетів

Для вирішення подібних проблем пропонується комплекс заходів:

· використання алгоритмічного відновлення втрачених частин голосу (усереднення по сусідніх даними)

· пріоритезація трафіка під час транспорту в одній мережі за допомогою позначки IP-пакетів в полі Type of Service

· використання змінюваного джіттер-буфера необхідної довжини, який дозволяє накопичувати пакети і видавати їх знову з нормальною періодичністю

· відключення проксірованія медіа-даних на вузькому місці мережі, тобто досягнення прямого обміну промовою між вузлом дзвонить і абонента, що викликається за посередництва проміжних серверів тільки на етапі встановлення і завершення виклику

· застосування кодеків з меншою алгоритмічної затримкою (для зменшення навантаження на процесор, який здійснює АЦП і ЦАП)