基于NGN網絡語音質量測量的探討

楊宗林　張治中　唐希熙 2007/07/03

　　摘要　基于IP承載網絡和軟交換技術的下一代網絡（NGN）有著很大的發(fā)展趨勢，NGN網絡的基本業(yè)務是語音業(yè)務，影響語音質量的因素是由多個方面決定的，主要包括時延、丟包、抖動等。語音質量的好壞直接影響用戶對運營商的選擇，因此對NGN網絡語音服務質量進行有效的分析和測量是十分重要的。
1、引言
　　隨著IP網絡及其應用的迅猛發(fā)展，NGN網絡已被廣泛認為是實現三網合一的大勢所趨。NGN網絡可以提供包括話音、數據和多媒體等各種業(yè)務的綜合的、開放的網絡架構。語音質量測試是NGN網絡測試的一個重要方面，為了增強NGN業(yè)務的市場競爭力，就必須確保其語音業(yè)務能達到傳統(tǒng)長途電話所提供的語音質量。根據電信網絡服務質量（QoS）的要求，對NGN網絡語音數據和服務質量進行分析和測量是十分必要的。下面主要圍繞著RTP協議和中國移動通信集團公司在語音質量測試方面的主要規(guī)范對NGN網絡語音質量測量進行分析和探討。
2、NGN網絡中語音數據的傳輸流程
　　VoIP（Voice over IP）業(yè)務是NGN網絡中最普遍的應用，它是以IP分組交換網絡為傳輸平臺，對模擬的語音信號進行壓縮、打包等一系列的特殊處理[1]。在NGN網絡中VoIP業(yè)務是以RTP數據流的方式進行傳輸的，因此NGN網絡的語音服務質量測試主要是針對RTP業(yè)務流進行端到端的QoS性能測試的。RTP由兩個緊密鏈接部分組成。
　　（1）實時傳輸協議（RTP，Real-time Transport Protocol）。RTP傳送具有實時屬性的數據，本身不提供任何保證實時傳送數據和服務質量的能力，而是通過提供凈荷類型指示、序列號、時間戳、同步源標識符等信息，在接收端根據這些信息來重新恢復正確的數據。RTP本身只保證實時數據的傳輸，并不能為按順序傳送數據包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務。
　　（2）實施傳輸控制協議（RTCP，Real-time Control Protocol）。RTCP協議是RTP協議的控制部分，用于實時監(jiān)控數據傳輸質量，為系統(tǒng)提供擁塞控制和流控制，同時可以在會議業(yè)務中傳送與會者的信息。在RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包，包中含有已發(fā)送的數據包的數量、丟失的數據包的數量等統(tǒng)計資料，因此，服務器可以利用這些信息動態(tài)地改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。
RTP包頭格式如圖1所示。

圖1　RTP包頭格式

圖5　用戶滿意度等級與R值和MOS值的范圍對應表

　　對實時的語音和視頻業(yè)務來說，業(yè)務數據端到端的時延最為關鍵，從仿真結果圖6和圖7可以看出時延對R系數和MOS值的影響：隨著時延的增加，R系數和MOS值都降低，即語音質量變差。當時延大于150ms時，語音質量下降的比較厲害。