Bu doküman, Voice over IP (VoIP) kullanıldığında bant genişliğini değiştirmek veya korumak için ses codec’i bant genişliği hesaplamaları ve özelliklerini açıklamaktadır. Paket sesli ağlar kurduğunuzda dikkate alınması gereken en önemli faktörlerden biri, doğru kapasite planlamasıdır. Kapasite planlamasında, bant genişliği hesaplaması, iyi ses kalitesi için paket ses ağlarını tasarlarken ve gidermek için dikkate alınması gereken önemli bir faktördür.

Sayfa İçeriği

Arama Başına Bant Genişliği

Hesaplamalar için bu protokol başlığı varsayımları kullanılır:

IP (20 bayt) / Kullanıcı Datagram Protokolü (UDP) (8 bayt) / Gerçek Zamanlı Aktarım Protokolü (RTP) (12 bayt) başlıkları için 40 bayt.
Sıkıştırılmış Gerçek Zamanlı Protokol (cRTP), IP / UDP / RTP başlıklarını 2 veya 4 bayt’a indirir (cRTP, Ethernet üzerinden mevcut değildir).
Multilink Noktadan Noktaya Protokolü (MP) veya Frame Relay Forum (FRF) için 6 bayt .12 Katman 2 (L2) başlığı.
MP ve Frame Relay çerçevelerindeki bitiş bayrağı için 1 bayt.
4 bayt Çerçeve Kontrol Sırası (FCS) veya Çevrimsel Fazlalık Kontrolü (CRC) içeren Ethernet L2 üstbilgileri için 18 bayt.

Codec Bilgileri	Bant Genişliği Hesaplamaları
Codec ve Bit Hızı (Kbps)	Codec Örnek Boyutu (Bayt)	Codec Örnek Aralığı (ms)	Ortalama Görüş Puanı (MOS)	Ses Payload Boyutu (Byte)	Ses Payload Boyutu (ms)	Saniyede Paketleri (BGB)	Bant genişliği MP veya FRF.12 (Kbps)	Bant genişliği w / cRTP MP veya FRF.12 (Kbps)	Bant Genişliği Ethernet (Kbps)
G.711 (64 Kb / sn)	80 Bayt	10 ms	4.1	160 bayt	20 ms	50	82,8 Kb / sn	67.6 Kb / sn	87,2 Kb / sn
G.729 (8 Kb / sn)	10 Bayt	10 ms	3,92	20 bayt	20 ms	50	26,8 Kb / sn	11,6 Kb / sn	31,2 Kb / sn
G.723.1 (6.3 Kb / sn)	24 Bayt	30 ms	3,9	24 Bayt	30 ms	33.3	18,9 Kb / sn	8,8 Kb / sn	21,9 Kb / sn
G.723.1 (5.3 Kb / sn)	20 bayt	30 ms	3.8	20 bayt	30 ms	33.3	17,9 Kb / sn	7,7 Kb / sn	20,8 Kb / sn
G.726 (32 Kb / sn)	20 bayt	5 ms	3,85	80 Bayt	20 ms	50	50.8 Kb / sn	35.6 Kb / sn	55,2 Kb / sn
G.726 (24 Kb / sn)	15 Bayt	5 ms			20 ms	50	42,8 Kb / sn	27.6 Kb / sn	47,2 Kb / sn
G.728 (16 Kb / sn)	10 Bayt	5 ms	3,61	60 bayt	30 ms	33.3	28.5 Kb / sn	18.4 Kb / sn	31.5 Kb / sn
G722_64k (64 Kb / sn)	80 Bayt	10 ms	4.13	160 bayt	20 ms	50	82,8 Kb / sn	67.6 Kb / sn	87,2 Kb / sn
Ilbc_mode_20 (15.2Kbps)	38 Bayt	20 ms	NA	38 Bayt	20 ms	50	34,0 Kb / sn	18.8 Kb / sn	38.4 Kb / sn
Ilbc_mode_30 (13.33Kbps)	50 Bayt	30 ms	NA	50 Bayt	30 ms	33.3	25.867 Kb / sn	15.73 Kb / sn	28,8 Kb / sn

Terimlerin Açıklaması

Codec Bit Hızı (Kbps)	Codec bileşenine dayanarak, sesli arama yapmak için iletilmesi gereken saniye başına bit sayısıdır. (Codec bit hızı = codec örnek boyutu / codec örnek aralığı).
Codec Örnek Boyutu (Bayt)	Kod çözücüsüne bağlı olarak, bu, her codec örnek aralığında Dijital Sinyal İşlemcisi (DSP) tarafından yakalanan bayt sayısını belirtir. Örneğin, G.729 kod çözücüsü 10 ms’lik örnek aralıklarla çalışır; bu, 8 Kbps’lik bir bit hızında örnek başına 10 bayt’a (80 bit) karşılık gelir. (Codec bit hızı = codec örnek boyutu / codec örnek aralığı).
Codec Örnek Aralığı (ms)	Bu, codec bileşeninin çalıştığı örnek aralığıdır. Örneğin, G.729 kod çözücüsü 10 ms’lik örnek aralıklarla çalışır; bu, 8 Kbps’lik bir bit hızında örnek başına 10 bayt’a (80 bit) karşılık gelir. (Codec bit hızı = codec örnek boyutu / codec örnek aralığı).
Ortalama Görüş Puanı (MOS)	MOS, telefon bağlantılarının ses kalitesini derecelendirmek için kullanılan bir sistemdir. MOS ile çok çeşitli dinleyici, bir (kötü) ila beş (mükemmel) arasındaki bir ses örneğinin kalitesini değerlendirir. Kodları MOS için sağlamak için puanlar ortalaması alınır.
Ses Payload Boyutu (Byte)	Ses yükü boyutu, bir pakete doldurulan bayt (veya bit) sayısını gösterir. Ses yükü boyutu codec örnek boyutunun katları olmalıdır. Örneğin, G.729 paketleri 10, 20, 30, 40, 50 veya 60 baytlık ses yükü boyutunu kullanabilir.
Ses Payload Boyutu (ms)	Ses yükü boyutu codec örnekleri açısından da gösterilebilir. Örneğin, 20 ms’lik bir G.729 ses yükü boyutu (iki 10 ms codec örneği) 20 baytlık bir ses yükünü temsil eder [(20 bayt * 8) / (20 ms) = 8 Kb / sn]
PPS	PPS, codec bit hızını sağlamak için her saniyede iletilmesi gereken paket sayısını temsil eder. Örneğin, 20 baytlık (160 bit) paket başına ses yükü boyutu olan bir G.729 çağrısı için her saniye 50 paket iletilmelidir [50 pps = (8 Kbps) / (paket başına 160 bit)]

Bant Genişliği Hesaplama Formülleri

Bant genişliği hesaplanırken kullanılan formül aşağıdaki gibidir:

Toplam paket boyutu = (L2 üstbilgisi: MP veya FRF.12 veya Ethernet) + (IP / UDP / RTP üstbilgisi) + (ses yükü boyutu)
PPS = (codec bit hızı) / (ses yük boyutu)
Bant genişliği = toplam paket boyutu * PPS

Örnek Hesaplama

Örneğin, cRTP, MP ve varsayılan 20 bayt ses yüküyle bir G.729 çağrısı için gereken bant genişliği (8 Kb / sn codec bit hızı):

Toplam paket boyutu (bayt) = (6 baytlık MP üstü) + (2 baytın sıkıştırılmış IP / UDP / RTP üstbilgisi) + (20 baytlık ses yükü) = 28 bayt
Toplam paket boyutu (bit) = (28 bayt) * bayt başına 8 bit = 224 bit
PPS = (8 Kbps codec bit hızı) / (160 bit) = 50 pps Not : 160 bit = 20 bayt (varsayılan ses yükü) * Bayt başına 8 bit
Arama başına bant genişliği = ses paketi boyutu (224 bit) * 50 pps = 11.2 Kb / sn

Paket başına codec örneklerinin sayısı, bir VoIP çağrısının bant genişliğini ve gecikmesini belirleyen bir diğer faktördür. Kod çözücüsü, örnek boyutunu tanımlar; ancak, bir pakete yerleştirilen örneklerin toplam sayısı, saniyede kaç paket gönderildiğini etkiler.

Ses yükünü artırdığınızda, VoIP bant genişliği azalır ve toplam gecikme artar. Bu örnek bunu göstermektedir:

G.729 ses yükü boyutu 20 bayt (20 ms) ile çağrı: (40 byte IP / UDP / RTP başlığı + 20 bayt ses yükü) * bayt başına 8 bit * 50 pps = 24 Kbps
40 bayt (40 ms) ses yükü boyutu ile G.729 çağrı: (40 byte IP / UDP / RTP başlığı + 40 bayt ses yükü) * bayt başına 8 bit * 25 pps = 16 Kbps

Notlar :

Bu hesaplamada L2 üstbilgileri dikkate alınmaz.
Hesaplamalar, yükleme yükü boyutu iki katına çıkarken, saniye başına gerekli paketlerin sayısının yarı yarıya azaltıldığını göstermektedir.
Uluslararası Telekomünikasyon Birliği Telekomünikasyon Standart Sektörü (ITU-T) G.114 spesifikasyonlarında tanımlanan şekilde, ses için önerilen tek yönlü genel gecikme 150 ms’dir.
Özel bir ağ için, 200 ms makul bir hedeftir ve maksimum 250 ms olmalıdır.

Sesli Etkinlik Algılama

Devre anahtarlamalı sesli iletişim şebekelerinde, tüm sesli aramalar, konuşmanın ne kadarının konuşma ve ne kadar sessiz olursa olsun 64 Kbps sabit bant genişliği bağlantıları kullanıyor. VoIP ağlarıyla, tüm konuşma ve sessizlik paketlenir. Sesli Aktivite Algılama (VAD) ile sessizlik paketleri bastırılabilir.

Vad, zamanla ve 24’ün üzerinde arama yapan bir aramada ortalama olarak, yüzde 35’e varan bir bant genişliği tasarrufu sağlayabilir. Tasarruf, her bireysel sesli çağrı üzerinde veya belirli bir nokta ölçümünde gerçekleştirilmez. Ağ tasarımı ve bant genişliği mühendisliği amacıyla VAD, özellikle aynı anda 24’ten az sesli arama yapan bağlarda dikkate alınmamalıdır. Beklemedeki müzik ve faks gibi çeşitli özellikler VAD’i etkisiz hale getiriyor. Ağ tam sesli arama bant genişliği için tasarlandığında, VAD tarafından sağlanan tüm tasarruflar veri uygulamaları için kullanılabilir.

VAD ayrıca Konfor Gürültüsü Üretimi (CNG) sağlar. Ayrılmış bir çağrı için sessizliği yanlışlıkla görebileceğinden, CNG yerel olarak üretilen beyaz ses sağlar; böylece çağrı normal olarak her iki tarafa da bağlı görünür. G.729 Ek-B ve G.723.1 Ek-A, entegre bir VAD fonksiyonunu içerir, ancak aksi takdirde sırasıyla G.729 ve G.723.1 ile aynı işlemi uygularlar.

Sıkıştırma Sezgisel Yöntemleri

RTP’nin ayrı bir paket başlığına sahip olmadığı için, bir UTP akışı (cRTP için) buluşsal yöntem kullanılarak bir UDP akışından (cUDP) ayırt edilir. Şu anda sıkıştırma için RTP paketlerini algılamak için kullanılan buluşsal yöntemler şunlardır:

Hedef port numarası eşittir.
Hedef bağlantı noktası numarası 16384-32767 veya 49152-65535 aralığındadır.
RTP sürüm alanı iki olarak ayarlanır.
RTP uzantısı alanı sıfıra ayarlanır.