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Asterisk課堂-語音時延和抖動

2017-01-20 10:47:10   作者:james.zhu   來源:asterisk   評論:0  點擊:




  在語音通話過程中影響語音質(zhì)量的兩個主要問題是語音時延和抖動。Asterisk中的語音時延和抖動也和其他的PBX一樣,同樣是因為某些網(wǎng)絡(luò)原因,設(shè)備原因和傳輸編碼造成的這些問題。
  視頻中介紹了時延出現(xiàn)的原因,抖動的原因和如何防止這些問題的發(fā)生:
  因為視頻介紹的僅是幾個相對簡單的問題和環(huán)境,為了在實際部署Asterisk時能夠有效的防止這些問題的發(fā)生,筆者認(rèn)為有必要和大家簡單介紹一下關(guān)于時延的概念,時延形成的原因,抖動形成的原因,和其他相關(guān)測試工具。
  • 時延(Latency)簡單來說就是因為在語音數(shù)據(jù)傳輸過程中,因為很多中間處理環(huán)境和設(shè)備需要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理多次轉(zhuǎn)發(fā)引起的時間延遲。這些數(shù)據(jù)看起來到我們服務(wù)器時非?欤聦嵣,如果經(jīng)過了不同網(wǎng)絡(luò),不同地區(qū)或者國家,就會導(dǎo)致一個時延。這個時延如果在一定合理的范圍內(nèi),語音質(zhì)量就不會受影響。但是,如果超出了一定的范圍,語音質(zhì)量就會降低,最后影響了用戶體驗。圖例中介紹了數(shù)模轉(zhuǎn)換消耗的時間,數(shù)據(jù)收發(fā)時間和編碼轉(zhuǎn)換消耗的時間。
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  • 時延形成的原因。如上圖所示,時延形成的原因很多,它們主要包括模擬語音數(shù)字語音處理過程,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸消耗的時間,網(wǎng)絡(luò)交換路由導(dǎo)致的時延,語音編碼轉(zhuǎn)換消耗的時間。通常情況下,這些都是客觀存在的因素。但是,我們盡可能想辦法降低這些時延帶來的風(fēng)險,例如,建議用戶使用質(zhì)量好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,盡可能使用同一語音編碼,好的線路。
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  • 抖動(Jitter)簡單來說就是因為網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中,數(shù)據(jù)包發(fā)送時長不一致,不統(tǒng)一,數(shù)據(jù)包大小不一致,導(dǎo)致的語音數(shù)據(jù)狀態(tài)不穩(wěn)定。通常情況下,可能是網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備中的路由路徑不同,或者數(shù)據(jù)抵達時間不一致,線路擁塞導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不能正常收發(fā),到達目的地以后數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)包大小不一致。很多時候也可能是時間戳錯誤,服務(wù)器端認(rèn)為是不正確的數(shù)據(jù)包,可能丟棄或者重新發(fā)送。在Asterisk中,幾個通信接口都支持了jitter buffer,采用了buffer 隊列的算法來優(yōu)化抖動問題。用戶可以在sip,IAX或者SS7 的配置文件中做相應(yīng)的調(diào)整。在下面的其中一個圖例中,大家可以看到,正常的低抖動的環(huán)境下,數(shù)據(jù)包大小基本一致(100,100,100);但是在抖動嚴(yán)重的環(huán)境下,數(shù)據(jù)包大小不一致(50,150,100)。這樣,Asterisk可能丟棄過于小的數(shù)據(jù)包,并且通過Buffer來進行數(shù)據(jù)的優(yōu)化處理。
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  使用開源工具在Asterisk環(huán)境下測試時延的方式。比較幸運的是,開源社區(qū)很多技術(shù)人員已經(jīng)開發(fā)了測試系統(tǒng)時延的一些工具,asterisk 作為一個實時的語音系統(tǒng),可以作為一個測試手段幫助用戶排查Asterisk服務(wù)器本身的問題。以下是Asterisk 環(huán)境下,使用Linux 工具的安裝運行方式:
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  • 使用第三方工具排查時延問題。根據(jù)很多用戶建議的說法,一般來說,時延在< 150 ms 是可以接受的范圍;抖動在< 10 ms 以下是可以接受的范圍。這是一個基本的判斷。如果滿足以上兩個條件,基本上一般的語音質(zhì)量都可以得到保障。當(dāng)然,作為專業(yè)的技術(shù)人員,我們建議用戶使用一些專業(yè)的VoIP測試工具來通過數(shù)據(jù)來檢測我們實際的工作環(huán)境。通常情況下,如果用戶環(huán)境需要部署Asterisk時,你可以根據(jù)用戶人數(shù),網(wǎng)絡(luò)帶寬,語音編碼計算一個合理的結(jié)果。這樣,管理員部署時才能做到心中有數(shù)。
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  • 其他相關(guān)問題。VoIP領(lǐng)域涉及語音質(zhì)量的因素很多,也包括其他的相關(guān)的問題,例如MOS,Packet Loss,Echo,VAD,Silence Suppression和CNG等等。這些參數(shù)中,有的在Asterisk中本身沒有支持,例如VAD。有的需要終端配合檢查設(shè)置。這些參數(shù)很多時候也影響了語音質(zhì)量,如果用戶需要做一些測試的時,筆者也建議也盡可能考慮這些相關(guān)的參數(shù)。
  本章節(jié)介紹了時延的基本概念和原因,也介紹了抖動的形成和處理方式。另外,為了幫助用戶能夠使用有效的工具排查這些問題,筆者也介紹了幾個工具。因為影響語音質(zhì)量的相關(guān)因素很多,篇幅的限制,我們羅列了這些相關(guān)的參數(shù),希望能夠給讀者一個關(guān)于語音質(zhì)量問題的比較全面的了解。

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