FACULTATEA DE ELECTRONIC TELECOMUNICAII I TEHNOLOGIA INFORMAIEI Studiul

FACULTATEA DE ELECTRONICĂ, TELECOMUNICAȚII ȘI TEHNOLOGIA INFORMAȚIEI Studiul serviciului Vo. IP în rețele IP Conducător ştiinţific: S. l. dr. ing. Adrian Florin PĂUN Absolvent: Mihai Marian

Scopul Proiectului • Prezentarea metodelor de transmitere a semnalelor de voce în diferite rețele de date • Metodele de semnalizare • Extragerea unor parametrii de calitate a serviciului • Comparații între parametrii obținuți în diferite scenarii pentru o rețea simulată

Cuprins • • Date despre echipamentele folosite Unelte folosite pentru simulare și analiza Despre Vo. IP Diagrama Rețelei Contribuții Calitatea serviciului Comparații și concluzii

Sistemul pe care au fost făcute simulările • Sistem de operare: Windows 7 64 -bit, Service Pack 1 • Procesor: Intel Core i 7 2630 QM Sandy Bridge • Memorie ram: 16 Gb DDR 3 • Memorie video dedicată: 2 GB • Display: Full HD (1920 x 1080) • Router Dlink DIR-615 8. 02 • Telefon Motorola Milestone Android 2. 3. 4

Unelte folosite pentru realizarea simulărilor și analiza rezultatelor: • • • GNS 3 (Graphical Network Simulator) 0. 7. 4 VMware® Workstation 7. 1. 5 build-491717 Asterisk PBX 3. 0. 0 Cisco Unified Communications Manager Express(CME) 4. 3. 0. 0 Cisco IOS c 3725 -adventerprisek 9 -mz. 124 -15. T 7 Wireshark 1. 10. 0 Omni. Peek 6. 5 Cisco IP Communicator 2. 1. 3. 0 X-lite 5. 0 Zoiper 2. 30

Ce este Vo. IP? • Vo. IP = “Voice over Internet Protocol” • Fundamental, Vo. IP înseamna transmitere de Voce peste o rețea digitală • De asemenea, numit telefonie IP • Bazat pe standarde (de exemplu, H. 323, G. 711, G. 729, RTP, UDP, IP, RSVP, SIP) De ce Vo. IP? • Economic (utilizeză internetul, rutere IP. . . ) – Economii substanțiale deoarece infrastructura de rețea este partajată. – Un set unic de echipamente, cabluri, conexiuni. – Exemplu: o companie cu buget redus • Independent – Nici o restricție geografică! • Simplifică administrarea și întreținerea

Protocoale folosite • OSPF (Open Shortest Path First) – protocol public (deschis) bazat pe calea cea mai scurtă – a devenit un standard în 1990 • H. 323 – standard internațional din domeniul telecomunicațiilor (ITU-T), – specific pentru transmiterea de audio, video, și date peste protocolul IP, incluzând și Internet. • SIP(Session Initiation Protocol) – protocol de semnalizare folosit la inițierea, menținerea și încheierea sesiunilor de voce și video într-o rețea orientată pe pachete • IAX(Inter-Asterisk Exchange) – protocol de semnalizare pentru rețele Vo. IP, la fel ca SIP și H. 323. – implementat într-o manieră mai simplă și mai puțin bazată pe aplicații decât SIP și H. 323. • SCCP(Skinny Call Control Protocol)

Diagrama rețelei simulate

Metode de semnalizare: Scenariul 1 • SCCP(Skinny Call Control Protocol) –protocol de semnalizare proprietar Cisco, funcționează ca un protocol de tip stimul/răspuns. Scenariul 2 • H. 323 –standard internațional din domeniul telecomunicațiilor (ITU-T) – este specific pentru transmiterea de audio, video, și date peste protocolul IP, incluzând și Internet

Scenariul 3 • SIP(Session Initiation Protocol ) – protocol de semnalizare folosit la: ü inițierea ü menținerea ü încheierea sesiunilor de voce și video într-o rețea orientată pe pachete Scenariul 4 –Apel între două gateway-uri de voce folosind protocolul de semnalizare SIP. –Router-ul Cluj_V se ocupă doar cu rutarea pachetelor

Scenariul 5 • Semnalizare SIP(Session Initiation Protocol ) • Router-ul Cluj_V se ocupă doar cu rutarea pachetelor Scenariul 6 • Semnalizare IAX(Inter-Asterisk Exchange) – implementat într-o manieră mai simplă și mai puțin bazată pe aplicații decât SIP și H. 323

Scenariul 7 Acest scenariu presupune întreruperea legăturii prin care se face transmisia în timpul unui apel telefonic. Variația întârzierii(verde) și Jitter-ul(negru) Se observă că timp de aproximativ o secundă traficul de voce este întrerupt, apoi fluxul audio este reluat.

Calitatea serviciului în funcție de codecul folosit • Instabilitatea(jitter-ul) – diferența de timp dintre momentul când un pachet este așteptat să ajungă și momentul în care chiar ajunge la destinație • Întârzierea(delay-ul) adesea numit și latență – timpul necesar ca vocea celui care vorbește să ajungă la urechea ascultătorului • Banda ocupată • MOS-LQ (Mean Opinion Score – Listening Quality) valori între 1(cel mai slab) și 5(cel mai bun) • R factor conversational – valori între 50(cel mai slab) și 94(cel mai bun)

Comparații și concluzii Codec G. 711 ulaw și G. 711 alaw G. 711 u-law Jitter (ms) Asemănări: –constant în ceea ce privește banda 80 84 ocupată – nu este consumator mare de resurse 30 – calitatea sunetului foarte bună 8 4. 00 –comparabile în ceea ce privește Scenariul 1 calitatea apelurilor Delay (ms) Banda ocupată(kbps) 80 80 62 30 9 80 69 6 Scenariul 2 R Factor Conversational 85 7. 5 3. 43 Scenariul 3 84 80 25 20 3. 1 MOS-LQ 84 20 6 4. 03 Scenariul 4 20 4 Scenariul 5 25 5 4 Scenariul 6 G. 711 a-law Deosebiri: –locația geografică în care sunt folosite –modul în care se face codarea Jitter (ms) Delay (ms) 80 72 Banda ocupată(kbps) 85 80 72 MOS-LQ R Factor Conversational 80 78 56 30 25 9 3. 56 Scenariul 2 6 35 30 25 3. 52 Scenariul 3 6 20 4. 06 Scenariul 4 6 2. 76 Scenariul 5 8 5 4. 76 Scenariul 6

Codec G. 729 A și G. 729 B G. 729 A Jitter (ms) Delay (ms) Banda ocupată(kbps) MOS-LQ 57 Asemănări: –codec puternic consumator de resurse –calitatea sunetului este apropiată –necesită licență pentru a fi folosit 25 52 25 6 R Factor Conversational 20 6 2. 86 50 25 20 5 2. 61 Scenariul 1 25 2. 56 Scenariul 2 Scenariul 3 G. 729 B Jitter (ms) Delay (ms) Banda ocupată(kbps) MOS-LQ R Factor Conversational 72 Deosebiri: –G. 729 B ocupă mai puțină bandă față de G. 729 A –G. 729 B utilizează tehnica VAD 67 40 25 17 7 3. 56 Scenariul 1 20 7 3. 34 Scenariul 2

Codec i. LBC (Internet Low Bitrate Codec) și GSM(Global System for Mobile Comunication) i. LBC Jitter (ms) Delay (ms) Banda ocupată(kbps) MOS-LQ R Factor Conversational 85 82 Asemănări: –calitate sunet bună dată de factorul MOS-LQ 45 30 25 15 8 5 3. 94 4. 03 Scenariul 5 Scenariul 6 GSM Deosebiri: –în termeni de bandă ocupată i. LBC este puțin mai bun dar nu semnificativ –i. LBC are întârziere(delay) aproape dublă față de GSM Jitter (ms) Delay (ms) Banda ocupată(kbps) MOS-LQ R Factor Conversational 72 71 30 23 21 25 10 6 3. 56 Scenariul 5 3. 56 Scenariul 6

Contribuții • Folosind VMWare: – am creat 4 mașini virtuale(XP 1, XP 2, XP 3, Asterisk) pe care am instalat sistemul de operare Windows XP cu aplicații de tip softphone și serverul Asterisk PBX. • Folosind GNS 3 – am configurat routerele simulate și am creat conexiunile între acestea. • Rețeaua simulată a fost conectată la un router real prin intermediul plăcii de rețea a laptopului. • Am studiat comparativ codecurile folosite în tehnologia Vo. IP precum și metodele de semnalizare

VĂ MULȚUMESC !