VoIP服務品質監控探討 Part2

上期文章已將行動數據服務品質做一初探，此期則針對即將到來的VoLTE及既有的VoIP服務上之品質監控做一說明。在大型VoIP的網路世界裏，所有的 信令及媒體都會經由SBC(會話邊縁控制器)傳遞甚至轉換，因此以SBC為基底監控VoIP服務品質算是最適當的網路元件。早期的SBC主要作為 Inter-connect或Access界接VoIP核心網路一個很重要的橋樑，下一代的SBC則除原本既有轉接功能外，更要能提供VoIP服務品質的 量測，再根據量測的結果進而後續動態路由的最佳選擇。本文即以新進新世代SBC業者Cataleya產品Orchid One作為探討對象，同時分享在信令及媒體層所應注意的品質指標內容。

Q1：VoIP會話及服務效能包含那些項目?
A1：從信令控制層面的資料分析可推算出許多VoIP的服務效能項目如[1]：

• 呼叫完成率(Attempts to Success Ratio, ASR)
  ASR(%)=(總應答數)/(總呼叫數-3xx回應數) X 100%
• 使用分鐘數 (Minutes of Usage, MOU)
• 網路效能比 (Network Effectiveness Ratio)
  等於(回應200、480、486、600、603的Invite數)/(總Invite數-3xx回應數) X 100%
• 平均呼叫時間(Average Length of Call)
• 服務可用度(Service Availability)
• 信令延遲(Signaling Delays)
  主要量測Invite至第一有效回應訊息(如180、183及200 OK)所花費的時間

Q2：VoIP網路中RTP的效能指標有那些項目?
A2：RTP承載著在VoIP中媒體的部份, 也是與用戶實際使用媒體最相關聯的部份，其各項效能指標[4]與客戶使用感受有密不可分的關係

#	KPIs	Remarks
1	Mos	Average MOS score for all VoIP calls on the network
2	Jitter	Average Jitter for all VoIP calls on the network
3	PacketDelay	Average Packet Delay for all VoIP calls on the network
4	PacketLoss	Average Packet Loss for all VoIP calls on the network
5	DataVolume	Total of all VoIP data traffic on the network
6	ReleaseCauseCode	Release Cause Code distribution for all VoIP calls
7	CDRTable	List of VoIP CDRs for a given period of time
8	FaxTable	List of Fax(T.38) Records for a given period of time
9	RasTable	List of RAS Records for a given period of time
10	CallVolumeLeaders	Top N VoIP Call volume leaders
11	CallDistribution	Total of all VoIP calls per given time period
12	NetworkVolume	Total of all data traffic on the network
13	Total Duration Time	Total aggregated Call Duration Time of VoIP Calls per given time period
14	Simultaneous Calls	The number of simultaneous calls on the network
15	Total Setup Time	Total aggregated Setup Time per given time period
16	TopApps	Top N VoIP protocols on the network

Q3：VoIP之QoS、QoE及SLA其關係為何?
A3：SLA是客戶與服務提供者之間所協議的服務品質等級規範，QoS則是網路相關量化的客觀量測值；而QoE則是客戶實際感受的服務品質，此三者的關係可以下圖說明[1]：

而SLA的具體施行則分為以下三個步驟：
(1) 利用QoS量測規則來對訊務進行分類
(2) 將預先定義的SLA腳本套用在分類的訊務上
(3) 定義一旦違反QoS時所要進行的自動化動作

Q4：新世代SBC經由SLA把關後可產生的動作有那些?
A4：當VoIP服務質量下降時，新世代SBC可有以下積極作為

(1) 根據較好或較差的ASR、ALOC、NER、封包遺失及語音品質量測來選擇一個最適當的對外路由

(2) 主動刪除在路由表上表現不佳的路由
(3) 根據所量測的語音品質進行動態訊務的重新平衡分配，

其處理流程示意圖如下所示：

Q5：VoIP/LTE的主動服務品質控制可有那些?
A5：VoIP服務品質主動控制的方式分為在控制層面及資料層面[3]
(1) 控制層面

• Resource Provisioning
• Admission Control
• Connection Management
• Traffic Engineering
• Resource Reservation

(2) 資料層面

• Buffer Management Scheduling
• Packet Classification
• Shaping
• Policing
• Loss Recovery / Error Concealment

參考文獻
[1] Quality of Service and Service Level Management, 2014
[2] VOIP PERFORMANCE MEASUREMENT USING QoS PARAMETERS, 2005
[3] Survey on QoS Management of VoIP, 2003
[4] QoS Requirements for VoLTE, 2012
 

VoIP服務品質監控探討 Part1

上期文章已將行動數據服務品質做一初探，此期則針對即將到來的VoLTE及既有的VoIP服務上之品質監控做一說明。在大型VoIP的網路世界裏，所有的信令及媒體都會經由SBC(會話邊縁控制器)傳遞甚至轉換，因此以SBC為基底監控VoIP服務品質算是最適當的網路元件。早期的SBC主要作為Inter-connect或Access界接VoIP核心網路一個很重要的橋樑，下一代的SBC則除原本既有轉接功能外，更要能提供VoIP服務品質的量測，再根據量測的結果進而後續動態路由的最佳選擇。本文即以新進新世代SBC業者Cataleya產品Orchid One作為探討對象，同時分享在信令及媒體層所應注意的品質指標內容。

Q1：VoIP/VoLTE服務業者目前面臨什麼挑戰？
A1：VoIP相關的一類及二類服務業者目前面臨了以下挑戰[1]

1. 缺乏完整清楚的服務狀況可視度。
2. 對於網路及訊務的改變要能動態即時調整。
3. 能對IP網路上各類即時語音、視訊及多媒體等行為進行預測並確認一致性。
4. 對VoIP之服務品質協定要能監測，並能產生告警。
5. 對VoIP之服務品質協定要能強制執行。
6. 可量測預期VoIP訊務流量與實際一致性。
7. 一目瞭然的QoS及QoE顯示面板。

Q2：VoIP/VoLTE服務品質影響之網路因素為何？
A2：VoIP服務品質容易受以下網路因素所影響[2]

Q3：新世代的SBC之分析VoIP會話品質資料為何？
A3：傳統SBC應能即時收集VoIP各主要節點之信令及訊務資料，新世代SBC則還可依不同層級之即時關聯式分析。關聯與分析引擎要能針對每一VoIP會話(session)即時分辨出客戶、網路拓璞、服務及以下內容：

• 網路所有節點
• 系統層級
• 客戶及區域層級
• 界面層級
• 會話層級
• 媒體串流層級
• 埠
• 分割區層級
• 路由及路由表層級

Q4：新世代的SBC如何分析QoE指標？
A4：無論是語音或視訊在傳送與接收的訊務皆為經過SBC，其中RTP與RTCP是主要QoE分析來源，經由遞回(Aggressive)、統計(Statistical)等方式進行QoE分析，可得到以下產出結果

• 媒體會話的評比與分數(如R-Factor及MOS值)
• 造成語音品質下降的原因
• 單方通話的發生與原因
• 網路效能如延遲(delay)、抖動(jitter) 、封包漏失(Loss)與捨棄(Discard)

Q5：VoIP效能評價(R-Factor)與網路效能關係為何？
A5：新世代SBC可分析點對點RTP媒體效能與網路效能之對比，其中RTP媒體效能主要以R-Factor為代表參數，其值可由1-100 ( 120為HD)。由上方對應圖表可發現較不好的語音品質(較短的長條柱)可對應到較差的網路品質；而較好的語音品質則能對應到較佳的網路品質[1]。

另外，媒體串流統計包含有入口及出口的送收共四種流量，可獲得以下詳細資料

• 單向語音路徑
• 本地與遠端問題釐清
• 封包捨棄
• 每個會話組所使用的頻寬及編碼
• 封包遺失
• 抖動暫存器效能
• 延遲
• 封包各項統計

參考文獻
[1] Quality of Service and Service Level Management, 2014
[2] VOIP PERFORMANCE MEASUREMENT USING QoS PARAMETERS, 2005