18.3. Транспортировка данных в сети sip

18.3.1. Протоколы транспортировки данных

Полезная нагрузка в IP-пакете каждого мультимедийного приложения VoIP переносится с помощью транспортного протокола реального масштаба времени RTP. В стандарте RFC 1889, где описан этот протокол, не предусмотрены механизмы контроля ошибок и повтора передачи. Этот протокол работает поверх протокола UDP, что обеспечивает выполнение этих функций и малую величину задержки для речевых сигналов. Напомним, что величина задержки является одним из основных показателей качества обслуживания QoS при передаче речи по сети связи. Одним из источников задержки является обработка речевого кадра в кодеке. Кодек осуществляет сжатие голосовых данных, что позволяет эффективно использовать пропускную способность IP-канала. В таблице 18.2. приведены характеристики кодеков четырех стандартов ITU-T: G.723, G.729, G.729A, G.728. Здесь указаны следующие показатели.

Таблица 18.2. Характеристики кодеков

Кодек	Скорость передачи, кбит/с	Задержка	MOS
G.723	5,3; 6,3	Высокая (37 мс)	3,7; 3,8
G.729	8	Низкая (10 мс)	4
G.729а	8	Низкая (10 мс)	3,4
G.728	16	Очень низкая (3-5 мс)	4,1

1. Скорость передачи речи после сжатия основного цифрового канала 64 кбит/с.

2. Задержка.

3. Усредненная оценка разборчивости речи MOS (Mean Opinion Score). Этот показатель является субъективным эталоном для проверки эффективности голосового кодека. Разборчивость речи MOS оценивается в пределах от 1 (плохо) до 5 (превосходно).

Стандарт G.729 с алгоритмом кодирования (CS-ACELP, Conjugate StructurAlgebraic Code Excited Lineaar Predictive, algorithm) алгоритм линейного предсказания (по кодовой книге) с возбуждением сопряженным структурированным алгебраическим кодом получил широкое распространение в VoIP. Этот протокол в стеке протоколов модели TCP/IP принадлежит прикладному уровню. В то же время он является общим, независимым протоколом для разных мультимедийных приложений (VoIP, музыка и видео по заказу, видеоконференции и др.). Поэтому в работе [10] протокол RTP определен транспортным протоколом, реализованным на прикладном уровне. Заголовок RTP состоит из трех 4-х байтовых слов и некоторых возможных расширений. Приведем содержание некоторых полей:

Счетчик 16 бит, который инкрементируется каждым обработанным пакетом. Предназначен для определения потерянных пакетов. Поле тип данных, который указывает тип кодека. Поле отметки времени, которое отмечает момент создания первого слова пакета, и предназначено для снижения характеристики джиттера.

Один пакет RTP, кодированный по стандарту G.729, включает созданную в сжатом виде полезную нагрузку длиной 10 байтов (при передаче 10 мс ревой информации). К ней добавляются заголовки RTP (12 байтов), заголовок UDP (8 байтов), IP-заголовок (20 байтов). При таком большом поле заголовков падает эффективность использовании полосы пропускания при реализации сжатия. Поэтому в VoIP обычно используется передача нескольких кадров в пакете. Часто в одном пакете передается до 120 мс речевой информации. В заголовок RTP входит поле, определяющее число CSRC-полей в конце заголовка, т.е. число источников, формирующих поток. В заголовок входит также поле источника синхронизации SSRC, которое идентифицирует этот источник.

Все перечисленные поля составляют фиксированную часть заголовка, за которым следуют еще 15 отдельных 32-разрядных CSRC полей, которые идентифицируют источники данных.

Для передачи информации о потоке RTP используется протокол управления в реальном масштабе времени RTCP (Real Time Transport Control Protocol). Этот протокол обеспечивает информацией о показателях качества обслуживания QoS, обеспечиваемых протоколом RTP, - время задержки, джиттер, доля потерянных пакетов. Эта информация дает возможность, например, уменьшить коэффициент сжатия информации (сменой кодека) с целью улучшения качества ее передачи.