¬ам, как сетевому инженеру, крайне важно разбиратьс€ в том, каким образом вызовы VoIP вли€ют на пропускную способность канала в вашей компании. » по мере того, как работа из дома становитс€ новой нормой, важность этого понимани€ возрастает еще больше.

–асчет пропускной способности ваших IP-вызовов Cisco сводитс€ к нескольким простым вычислени€м. “акое уравнение поможет вам и вашей компании определить потребности сети.

 ак рассчитать пропускную способность дл€ IP-вызовов Cisco

Ёта стать€ разделена на 2 части. ¬ первой объ€сн€етс€ терминологи€ дл€ проведени€ вычислений. ¬о второй Ц даетс€ практический пример расчетов пропускной способности канала.  роме того, мы поговорим о том, как разные протоколы вли€ют на ширину полосы, и где почитать подробнее о вычислени€х.


„то такое кодек?

Ђ одекї расшифровываетс€ как Ђкодер/декодерї. ¬ принципе, его полное название должно помочь в понимании функций, но давайте поговорим о них подробнее.  огда человек осуществл€ет вызов через VoIP и разговаривает, его голос должен переводитьс€ в нечто пон€тное дл€ компьютера.  одек Ц это часть программного обеспечени€, котора€ и выполн€ет цифровое преобразование голоса или любого другого звука. ƒавайте вкратце обсудим, как это происходит.

ќсновна€ функци€ кодека Ц преобразование голоса в цифровой сигнал. √олос Ц это звукова€ волна, а компьютер может получить лишь часть, или выборку, этой волны с помощью математического процесса под названием интерпол€ци€. »наче говор€, кодек разрезает волную на несколько выборок, а затем приблизительно рассчитывает оставшуюс€ часть волны. ѕотом он берет этот примерный расчет и переводит его в бинарные данные, которые вновь преобразуютс€ в голос. “еперь, когда мы пон€ли, как работает кодек, настало врем€ поговорить о четырех примерах, которыми мы будем пользоватьс€ в вычислени€х.


4 кодека VoIP дл€ Cisco

4 кодека VoIP дл€ Cisco Ц это G.711, G.729, G.7622 и ILBC. ƒл€ каждого кодека существует сво€ величина выборки. ¬еличина выборки кодека (Codec Sampling Size) Ц это количество байт, которое используетс€ дл€ оцифровки образца сигнала. ѕоговорим об этом подробнее, начина€ с G.711.

„то такое G.711?

 одек G.711 Ц это кодек, который специализируетс€ на €сности и производительности. »менно поэтому у него высока€ скорость передачи данных, или битрейт (64 000  Ѕ от пропускной способности сети), а величина выборки кодека Ц целых 80 байт. ¬ основном, он используетс€ дл€ VoIP, но подходит также и дл€ факсов.

„то такое G.729?

 одек G.729 Ц это идеальное решение при ограниченной пропускной способности канала. Ќапример, он хорошо подходит дл€ малых бизнесов. ќднако крупные компании, одновременно обслуживающие многих клиентов, быстро столкнутс€ с ограничени€ми G.729. Ётот кодек занимает 8 000  Ѕ полосы и ограничиваетс€ только VoIP.

„то такое G.722?

G.722 похож на G.711. ¬еличина выборки тоже 80 байт, а скорость передачи данных Ц 64 кбит/сек. ќсновное отличие заключаетс€ в том, что в G.722 доступна более широка€ речева€ полоса частот на 50-7000 √ц, тогда как речева€ полоса в G.711 варьирует от 200 до 3000 √ц. G.722 хорошо подходит дл€ случаев, когда звук должен быть особенно точным.

„то такое iLBC?

ILBC расшифровываетс€ как Internet Low Bitrate Codec, или интернет-кодек с низкой скоростью передачи данных. ≈го битрейт составл€ет пор€дка 15 кбит/сек, а величина выборки кодека Ц 38 байт. —амое лучшее в iLBC Ц его способность снижать качество речи при потере большого количества блоков данных (фреймов).

“еперь, когда мы детально разобрались в 4 разных протоколах, давайте вернемс€ к разговору о том, как рассчитать пропускную способность канала дл€ каждого из них.


–асчет пропускной способности канала

–ассчитать пропускную способность канала можно в несколько простых шагов. ѕервым делом обозначьте все необходимые переменные. ќб€зательные переменные перечислены ниже:

  • кодек и скорость передачи данных
  • величина выборки кодека
  • интервал выборки кодека
  • средн€€ оценка разборчивости речи (MOS)
  • размер полезной части голосового пакета

ќбратите внимание на четвертую переменную Ц среднюю оценку разборчивости речи. ќна оценивает качество звука (от 1 до 5) при использовании конкретного кодека.

–ассмотрим пример в таблице:

 одек и битрейт ¬еличина выборки кодека »нтервал выборки кодека —редн€€ оценка разборчивости речи –азмер полезной части голосового пакета ѕропускна€ способность дл€ Ethernet
G.711 (64 кбит/сек)  80  10  4,1  160  87,2
G.729 (8 кбит/сек)  10  10  3,92  20  31,2
G.722 (64 кбит/сек)  80  10  4,13  160  87,2
ILBC (15,2 кбит/сек)  38  10  4,14  38  38,4

ѕомните, что наша цель Ц найти самое последнее число из таблица, то есть пропускную способность дл€ Ethernet. ќсновное уравнение принимает вид:

ќбща€ пропускна€ способность = –азмер пакета х ѕакетов в секунду

Ќо выполнить расчеты по этой формуле не так уж просто, поскольку в таблице данных отсутствуют значени€ Ђ–азмер пакетаї и Ђѕакетов в секундуї. ƒавайте рассчитаем пропускную способность дл€ кодека G.711 со скоростью передачи данных в 87,2 кб/сек.


¬ычисление размера пакета

ƒл€ начала определим размер пакета дл€ отдельного вызова VoIP. ¬ыражение дл€ определени€ этого параметра принимает вид:

–азмер выборки в байтах = (–азмер пакета x пропускна€ способность кодека)  / 8

ѕеременную Ђ–азмер выборки в байтахї можно вз€ть из таблицы (см. Ђ–азмер полезной части голосового пакета), а пропускна€ способность кодека беретс€ из первого столбца. “еперь наше выражение выгл€дит так:

160 байт = (размер пакета x 64 000) / 8

ќбратите внимание, что мы делим правую часть на 8, потому как все вычисл€етс€ в битах, а итоговый ответ нужно получить в байтах. ƒалее умножим каждую часть на 8, чтобы убрать 8 из знаменател€. ѕолучаетс€ следующее:

1280 = (размер пакета x 64 000)

», наконец, найдем размер пакета, разделив каждую часть на 64 000. ¬ результате мы нашли размер пакета в 0,02 или 20 мс. “о есть голосовую выборку дл€ пропускной способности в 20 мс. Ќапример, это количество времени, которое требуетс€, чтобы произнести букву Ђѕї в слове Ђѕриветї, Ц именно это мы и вычисл€ли.


ƒобавление потреблени€ ресурсов в объем выборки

¬ы же помните, что VoIP не происходит в вакууме. ћножество других процессов привод€т к дополнительному потреблению ресурсов. ¬ернемс€ к нашему размеру полезной части голосового пакета в 160 байт. ќдин только Ethernet добавит к этой цифре еще 18 байт. «атем, как мы знаем, IP, UDP и протоколы RTP не останутс€ в стороне и добав€т лишние 40 байт. ѕолучаетс€, что насто€щий размер выборки становитс€ 160 + 40 + 218 Ц это общий размер выборки в 218 байт.


–асчет общей пропускной способности

“еперь мы дошли до финальной части. –анее уже говорилось, что обща€ пропускна€ способность равна размеру пакета х количество пакетов в секунду. ћы нашли наш размер выборки Ц 20 мс. „тобы найти количество пакетов, передаваемых по проводам за этой врем€, воспользуемс€ следующим уравнением:

1000 мс / размер пакета = 1000 мс / 20 мс = 50 пакетов в секунду.

ћы рассчитали, что размер пакета (он же размер выборки) равен 218 байт. » теперь можно получить ответ:

ќбща€ пропускна€ способность = 218 байт x 50 пакетов
ќбща€ пропускна€ способность = 10 900 байт/сек

ѕереведем это число в килобайты, разделив его на 8. ¬ результате мы получаем 87,2 кб/сек.


«аключение

¬ статье было много специальной лексики и математических расчетов. Ќо, разобравшись в этом, вы станете бесценным членом команды сетевых инженеров и сможете работать с VoIP-технологи€ми Cisco.


—кидки 50% в Merion Academy

¬ыбрать курс