Mérés laboratórium 4. - 3. mérés

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

1. Hasonlítsa össze a beszédkódolási és hangkódolási eljárásokat!

• A hangkódolás nagyobb sávszélességgel történik, mint a beszédkódolás. Példa: zenéhez jellemzően 44100 Hz-es mintavételezés (20-20000 Hz sávot kódolja).
• Beszéd kódolásához elegendő a 300-3400 Hz-es tartomány, így 8 kHz-es mintavételezés.

Nem vagyok benne biztos, hogy itt erre gondolnak. A G.728 leírása alapján kódoló típusokra lehet következtetni ("thsz16.pdf - Jelátviteli követelmények. Beszédkódolók" alapján):

• Hangkódolás (Hullámforma kódoló):
  • analóg jel alakjának megőrzése
  • jó minőség
  • nagy sebesség
  • átlátszóság
• Beszédkódolás (Vokóder):
  • adó oldalon: beszédből jellemző paraméterek kiszűrése
  • vevő oldalon: ezek alapján beszéd szintetizálás
  • kis sebesség
  • eredetire nem nagyon hasonlító hang
• Hibrid kódoló:
  • előbbiek keveréke
  • a G.728 is ilyen

2. Mik a beszédkódolási eljárások legfontosabb tulajdonságai?

• Kódolási késleltetés
• Igényelt sávszélesség
• Algoritmikus komplexitás
• A kódolás minősége
• Robosztusság (pl. érzékenység csomagvesztésre)
• Váltás különböző sávszélességű kódolási arányok között
• Hardver/szoftver támogatottság

3. Mi a MOS?

• MOS - Mean Opinion Score
• Kétféle teszt metódusból áll:
  • beszélgetési-vélemény alapú
  • hallgatási-vélemény alapú
• Legalább 30 fő értékeli az adott beszédkódoló hangminőségét 1-5-ös skálán. Az egyes véleményeket átlagolva kapjuk meg a MOS értéket. 4 vagy nagyobb értékre bírált hang megfelelőnek tekinthető.

4. Mi a a PSQM, és mi az előnye a MOS-hoz képest?

• Perceptual Speech Quality Measure.
• A MOS nagyon szubjektív, nehéz elvégezni a teszteket, mert sok emberre van szükség - ezért találták ki a PSQM-et.
• A PSQM-nél pszichoakusztikus modellel számoljuk ki a rendszerbe beérkező és kimenő hangjelek különbségét.
• Ha a bemenő jel egyenlő a kimenővel, a különbség 0 lesz, a max. különbség értéke 6.5.
• Hiányzik néhány hibaforrás, pl. hangerővel kapcsolatos elváltozások, akadozó hang érzékelése és értékelése; ezért 1997-ben bevezették a PSQM+ szabványt.

5. Soroljon fel néhány csomagkapcsolt hálózati jellegzetességet, mely a hangátvitel szempontjából extra megfontolásokat igényel az áramkörkapcsolthoz képest!

• Nincs garantált sávszélesség, egyéb alkalmazások/folyamatok függvényében változhat az átvitel sebessége.
• Késleltetés is bármikor változhat, akár csomagonként is (függ az útba ejtett csomópontok számától, adatátviteli csatorna késleltetésétől, beszédkódolótól, háttérforgalomtól).
• Csomagok el is veszhetnek.

6. Soroljon fel 3 szabványosított beszédkódolási eljárást, és néhány szóval jellemezze azok legfontosabb tulajdonságait!

• G.711 (PCM - Pulse Code Modulation) - nemzetközileg elismert standard beszédkódolási eljárás, ehhez szokták hasonlítani a többit. 8 kHz mintavételezés 8 biten. Kétféle almodell: A-law (13 bites hangminták) és mu-law (14 bites kezdeti hangminták).
  • Előnyök:
    • Alacsony számításigény, egyszerű, kis komplexitású
    • kis késleltetés
    • jó hangminőség
  • Hátrányok:
    • nagy sávszéligény (64 kbps)

• G.721 (ADPCM - Adaptive Differential PCM) - nem a mintákat kódolja el, hanem azok különbségét (természetesen kezdő mintára szükség van a többi kiszámításához). Kis mintaértékkel operál, ezáltal pontosabban kvantál. A kvantálás finomságát adaptívan változtatja.
  • Előnyök:
    • egyszerű, kis komplexitású
    • jó minőségű hang
    • kis késleltetés
  • Hátrányok:
    • viszonylag nagy sávszéligényű (32 kbps)
    • fix kódolási sebesség

• GSM 06.10 - hang és kis sávszélességű adatkommunikációra használt az európai mobilhálózatokban. 13 kbps sebességen megy, 8 kHz mintavételezéssel. Lineáris predikciót használ. Létezik félsebességű változata (7 kbps, 5 kHz-es mintavételezéssel).
  • Előnyök:
    • egyszerű, viszonylag kis komplexitású (mobilokra tervezték, amelyek alacsony számítási kapacitással rendelkeznek/rendelkeztek)
    • kis sávszélesség-igény
    • kis késleltetés
    • nyílt forrás
  • Hátrányok:
    • a sávszélesség/hangminőség arányában a G729 felülmúlja

7. Mi a legfontosabb különbség az A-law és a mu-law kódolások között, melyiket hol használják a világon?

• mu-law: 14 bitesek a kezdeti hangminták, nagyobb dinamikatartomány, de alacsonyabb hangszint mellett durvább mintavételezést alkalmaz. USA-ban, Japánban használatos.
• A-law: 13 bitesek a kezdeti hangminták. Európában használják.

Mindkettőnél figyelembe véve a beszédhangerőt, az alacsonyabb szinteket sűrűbben, a magasakat ritkábban skálázva a logaritmikus skála alapján 8 bites mintákat kapunk.

http://www.voip-sip.org/g-711-u-law-or-a-law/

8. Mi az elve az ADPCM kódolónak?

• Nem a mintákat kódolja el, hanem azok különbségét (természetesen kezdő mintára szükség van a többi kiszámításához).
• Kis mintaértékekkel operál, ezáltal pontosabban kvantál.
• A kvantálás finomságát adaptívan változtatja.

9. Hasonlítsa össze a G.711 és GSM kódolási eljárásokat!

• G.711 - PCM, 8 kHz-es mintavételezés, 8 bites minták, 64 kbps sávszéligény, kisebb számításigény, nagyobb sávszéligény mint a GSM
• GSM - 8 khz mintavételezés, kisebb (13 kbps vagy 7 kbps half-ratenél) sávszéligény, kis számításigény, rosszabb MOS érték

10. Tipikusan milyen tartományban mozog a ma elterjedt VoIP beszédkódolók csomagolásból származó késleltetése?

• 10-30 ms között // ez nem biztos, saccra :)
• 0,125 ms (pl. G.711) - 30 ms (pl. G.723.1)

11. Tipikusan milyen tartományban mozog a ma elterjedt VoIP beszédkódolók sávszélessége?

• 4.75 kbps (AMR-NB) -> 64kbps (PCM)

12. Melyik a legelterjedtebb digitális beszédkódolási eljárás napjainkban?

• G.711 - PCM (alapértelmezett a H.323 szabványban)
• G.723.1 - IMTC VoIP - alapértelmezett alacsony sávszélesség-igényű kódoló a H.323 szabványban

13. Milyen hatása van a kódolás utáni csomagolás méretének a hangátvitelre? Indokolja állítását!

• A nagy csomagméret késlelteti az átvitelt, olyan, mintha növelnénk az átviteli buffer méretét.
• A végleges sávszélesség igény függ a kódolástól és az egy csomagban lévő minta időtartamától. Ez utóbbi jelentősen befolyásolja a sávszélességet. Ha rövid az időtartam, akkor nagyobb a sávszélesség igény, ha hosszú, akkor a rendszer késleltetése növekszik meg.

14. Mi az RTP protokoll, mi a szerepe az RTCP-nek?

• RTP: Real-Time Transport Protocol, valós idejű forgalom átvitelére használt protokol.
• RTCP: Real-Time Transport Control Protocol, felügyeli az átvitel minőségét és információt hordoz a résztvevőkről.

Az RTP-ről írok egy kicsit bővebben, hátha belekérdeznek zh-n. Általában UDP fölött használják. Első sorban multicasthoz készült, de működik unicast fölött is. Az RTP csomagok szállítják a valós idejű adatot, az RTCP csomagok felügyelik az átvitel minőségét, illetve információt hordoznak a résztvevőkről.

_Szolgáltatásai_:
- hasznos teher azonosítása
- sorszámozás
- időbélyegzés
- átvitel felügyelete

_Nem foglalkozik ezekkel_:
- szolgáltatás minőség, erőforrás foglalás, késleltetés
- helyes csomagsorrend
- nyugta

-- Olthyer - 2008.05.03.

15. Milyen információkat hordoz az RTP csomag fejléce?

   0		       1                   2                   3
   0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |V=2|P|X|  CC	|M|	  PT		|		 sorszám  |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |			    időbélyeg				  |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
  |	      szinkronizációs forrás (SSRC)azonosító		  |
  +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
  |	       közreműködő forrás (CSRC) azonosító		  |
  |			      ....				  |
  +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

• Verzió (V): Az RTP verziója.
• Kitöltés (Padding - P)
• Kiterjesztés (Extension - X): A fix fejléc után következik pontosan egy fejléc kiterjesztés.
• Közreműködő forrásszámláló (CSRC count - CC): A fix fejléc után következő közreműködő forrás azonosítók száma.
• Jelző (Marker - M)
• Hasznos teher típusa (Payload Type - PT): Azonosítja a hasznos teher típusát.
• Sorszám: Egyesével növekszik, a csomagvesztés észlelését segíti.
• Időbélyeg: A mintavételezés időbélyege, monoton és lineárisan növekvő órától származik.
• Szinkronizációs forrás (SSRC) azonosító: Azonosítja a forrást szinkronizáció céljából.
• Közreműködő forrás (CSRC) azonosító: Azonosítja az adatfolyamhoz tartozó közreműködő forrásokat.

16. Mi a jelzésprotokollok feladata távközlő hálózatokban?

• A hívás lefolytatásához szükséges menedzsment feladatok elvégzése, hívó és hívott felek azonosítása, mindkét oldal értesítése, hangadat fogadására való felkészítése, számos egyéb ezekhez hasonló feladatok ellátása.

17. Mi a média-átviteli protokollok feladata a távközlő hálózatokban?

• A hasznos adatok (hanginformáció) átvitelére használatosak.

18. Mik a legfontosabb különbségek a SIP és H323 között?

• A H323 a hagyományos áramkörkapcsolt alkalmazások logikájával operált, azokhoz való összekapcsolhatóságot helyezte előtérbe.
• A SIP inkább az internettel való könnyebb integrálhatóságot tartotta szem előtt.

19. Mi a SIP URI? Hogyan épül fel?

• A kliensek azonosítása un. SIP URI segítségével történik, melynek tipikus alakja nev@IP, ahol a nev a telefonkészülék neve az IP cím pedig a telefonközpont IP címe. Megjegyzendő, hogy a központ lehet a készülékbe is beépítve, ekkor az IP cím is a készüléket azonosítja. Az IP cím helyén állhat domain név is, abban az esetben, hogy a DNS szerver ezt a domain nevet a megfelelő IP címre tudja cserélni. (segédlet 13. oldal)
• Megjegyzés: Az URI hardveresen a telefonhoz tartozó kagylóhoz van hozzárendelve, mert van olyan készülék, aminek több kagylója is lehet.

20. Soroljon fel 3 SIP üzenettípust, röviden vázolja célukat!

• INVITE: összeköttetés kezdeményezése, felhasználható médiumok
• ACK: hívásfelépítés megerősítése
• OPTIONS: szolgáltató által támogatott szolgáltatások
• REGISTER: cím bejegyzése a szerverbe, a felhasználó ezzel jelzi, hogy hol van
• BYE: összeköttetés lezárása, kapcsolat bontása
• CANCEL: ha egy helyről válasz érkezett a kérésünkre, ezzel törölhetjük a többi, felesleges kérést

21. Mire jó a SIP Trying üzenet?

• Akkor kapjuk, ha a válasz több mint 200 ms múlva érkezne meg. Ha például hívást kezdeményezünk proxyn keresztül, akkor a proxy ezt küldi vissza, amíg a kapcsolatot próbálja felépíteni.

22. Ismertessen néhány SIP felhasználó ügynök (user agent) implementáció típust!

• softphone program, számítógépen
• PBX-ben
• (IP-)telefonban
• DSL / egyéb kábeles berendezésben

23. Soroljon fel 3 SIP szerver típust, ismertesse feladatukat!

• proxy szerver: hívás felépítésében kisegítő/közvetítő szerepet lát el
• redirect szerver: továbbítás a feladata, címfeloldásra location szervert használ
• location szerver: felhasználók aktuális helyének tárolására
• registrar szerver: ügynökök regisztrációjára

24. Vázoljon fel egy SIP kapcsolat-felépítési folyamatot (proxy vagy egyéb szerverek nélkül)

Hiba a bélyegkép létrehozásakor: Nem lehet a bélyegképet a célhelyre menteni

Ábra javítva, kiegészítve -- Gyuri - 2010.02.21.

25. Mi az SDP, mi a szerepe a SIP kommunikációban?

Session Description Protocol. A SIP üzenet formátumát definiálja.

Mérésen megnéztuk ezt is, és nem egészen a formátumot definiálja szerintem.Ez a protokoll lényegében egy megegyezés a két VoIP-os fél kozott.SDP uzenet formájában kozli az egyik fél, hogy milyen kodekeket támogat, melyik porton várja a választ... A másik fél szintén SDP uzenet formájában kozli a választását a kodeket illetoen...(Egy eszkoz tobb kodeket is támogat általában.)

SDP - Session Description Protocol

A protokol segítségével cserélnek információkat a kapcsolatban résztvevő felek. Ilyen információk pl. a kapcsolatot, multimédiás tartalmat leíró paraméterek.

-- Gyuri - 2010.02.21.