Как измерить качество речевой связи
Питер Морриси
Передача речевой информации по IP-сетям, или IP-телефония (VoIP), предъявляет к сетевой инфраструктуре гораздо более жесткие требования, чем любое другое приложение. Степень доступности сети, потеря пакетов и временные задержки могут оказывать существенное влияние на качество речевой связи.
Чтобы исключить факторы негативного воздействия технических проблем в сети на качество связи, необходимо не только соответствующим образом спроектировать саму сеть, но и регулярно проводить мониторинг ее работы. Конечно, сама сеть передачи данных не является единственно возможным источником возникновения различных дефектов связи, проблемы могут также вызвать некачественные гарнитуры, непрофессионально сконфигурированные цифроаналоговые шлюзы и, наконец, тривиальное эхо из телефонной сети общего пользования (ТфОП). Поэтому вам придется выяснить, не оказывают ли эти компоненты отрицательное воздействие на работу речевых приложений.
Самым лучшим способом определения качества связи в сетях VoIP считается оценка его самими абонентами. Степень вредного воздействия шума, эха, задержек или помех от различных тоновых генераторов (warbling) на качество речевой связи определяется как интенсивностью этих факторов, так и тем, насколько они мешают разговаривать конкретным абонентам. Теоретически, для точной оценки степени этого воздействия следовало бы провести опрос достаточно большого числа абонентов, поскольку восприятие качества речевой связи всегда субъективно. Однако совершенно очевидно, что проведение таких регулярных опросов абонентов не представляется возможным.
Кроме того, нужно иметь в виду, что оценка степени удовлетворенности абонентов IP-телефонии качеством связи — дело достаточно сложное, в отличие, например, от подобной оценки качества услуги передачи данных, которое можно определить просто по скорости вывода на экран результатов тех или иных запросов (для этого достаточно лишь измерить время отклика системы). К счастью, появились новые средства контроля качества речевой связи, позволяющие делать это достаточно эффективно в автоматическом режиме.
Старый, добрый MOS
Официально рекомендуемым способом оценки качества IP- и других типов речевой связи является усредненная субъективная оценка MOS (Mean Opinion Score), алгоритм определения которой был разработана МСЭ-Т и последний раз корректировался в середине 90-х годов прошлого века. Алгоритм MOS, изложенный в спецификации МСЭ-Т Р.800, основан на пятибалльной шкале — от единицы (самое плохое качество связи) до пяти (самое хорошее качество). В соответствии с этим алгоритмом группа людей оценивает качество звучания тестовых речевых шаблонов, передаваемых через сеть. Эти оценки, конечно, субъективны. Как правило, самый большой балл, который можно получить по данной методике, равен 4,5. Рейтинг в 4,0 балла и выше рассматривается как очень высокий, соответствующий качеству ТфОП. Цифровые сеансы связи часто получают даже более высокие оценки.
Попытки автоматизировать процесс получения оценок MOS делались еще задолго до широкого распространения технологии VoIP. Один из таких алгоритмов, известный как PSQM (Perceptual Speech Quality Measure), был закреплен МСЭ-Т в спецификации Р.861. Однако PSQM, используемый в некоторых системах тестирования качества речевой связи, не слишком подходит для проверки VoIP-сетей, поскольку не учитывает, в частности, флуктуацию задержки (или джиттер), часто возникающую в IP-сетях. Между тем известно, что даже небольшая задержка между пакетами с речевой информацией вызывает изменения передаваемого речевого шаблона. В результате при сравнении отправленного и принятого шаблона может быть выставлена некорректная оценка качества речевой связи.
К счастью, современные программные средства, используемые для оценки качества речевой связи, выполняют свою работу максимально приближенно к тому, как это делает группа экспертов. Такие алгоритмы, как PSQM+, PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) и PAMS (Perceptual Analysis Measurement System), тоже предполагают передачу по VoIP-сети специальных речевых шаблонов и их последующий сравнительный анализ на приемной стороне сети. Алгоритм PESQ определен в стандарте МСЭ-Т Р.862.
Разработчики программного обеспечения MOS
Opticom (https://www.opticom.com) — разработчик алгоритмов контроля качества речи, а также портативных анализаторов Opera,
Psytechnics (httptf/www.psytechftics.com) — известна своими основанными на стандартах алгоритмами контроля качества речи и дополнительными продуктами типа Psyvoip.
Telchemy (https://wwwAekbemy.com) — разработчик программного обеспечения для контроля качества речи, используемого такими компаниями, как Acterna, Brix Networks, Finisar и др,