Sprawozdanie z laboratorium Urządzeń
i systemów multimedialnych
Ćwiczenie nr 1
Telefonia internetowa - VoIP
Uczestnicy ćwiczenia indeks data wykonania ćwiczenia ocena
Damian Piotrowski 140794
Tomasz Leonarski 135925 1.03.2008
Prowadzący: mgr inż. Krzysztof Herman
Termin zajęć: WT - 915 - 1100
UrzÄ…dzenia i systemy multimedialne 2
1 Wstęp
VoIP [1] (ang. Voice over Internet Protocol) - technologia umożliwiająca przesy-
Å‚anie dz
więków mowy za pomocą łączy internetowych dedykowanych sieci wykorzy-
stujących protokół IP, popularnie nazywana telefonią internetową. Dane przesyłane
są przy użyciu protokołu IP, co pozwala wykluczyć niepotrzebne  połączenie ciągłe
i np. wymianę informacji gdy rozmówcy milczą.
Dostępne są rozwiązania VoIP dla użytkowników indywidualnych i firm - w obu
przypadkach jest to znakomity sposób na oszczędności w porównywaniu z opłatami
za rozmowy obowiązującymi u wielu operatorów telekomunikacyjnych i przy korzy-
staniu z kart telefonicznych.
Najczęsciej praktykowane jest wykorzystanie VoIP do realizacji połączeń zagra-
nicznych, których koszt jest wielokrotnie mniejszy niż w telefonii tradycyjnej czy
komórkowej.
Zalety w porównaniu z telefonią tradycyjna:
" bezpłatne rozmowy wewnątrz sieci operatora,
" niższy koszt połączen z telefonia stacjonarną (zwykle dopiero przy połącze-
niach zagranicznych),
" pełna mobilność użytkownika (problem roamingu ma ograniczone znaczenie),
" niski koszt infrastruktury (w porównaniu z tradycyjnymi liniami telefoniczny-
mi),
" integracja z przyszłościowymi usługami takimi jak przesyłanie danych czy ob-
razu,
" niezależność od operatorów państwowych (swoboda wyboru a potencjalnie tak-
że wieksza prywatność).
Wady w porównaniu z telefonią tradycyjną:
" większa zawodność usług
" konieczność posiadania dodatkowego sprzętu lub oprogramowania i łącza in-
ternetowego
" przy realizacji sprzętowej większe koszty zakupu (np. aparatów) dla użytkow-
nika końcowego.
Z VoIP korzystać można do połączeń z:
" innymi użytkownikami VoIP
" użytkownikami telefonii stacjonarnej komórkowej
UrzÄ…dzenia i systemy multimedialne 3
2 Omówienie zagadnień wykonywanych w ramach
ćwiczenia
W trakcie zajęć laboratoryjnych wykorzystywaliśmy sprzęt telefoniczny typu
Snom 100 i komputer PC z odpowiednim oprogramowaniem umożliwiajacym prze-
prowadzenie ćwiczenia. Telefony wyposażone były w pamieć flash, składająca sie
z kernela (jądra) i systemu. Oprogramowanie tych telefonów można było zmieniać
poprzez przeprogramowanie z poziomu komputera. W ćwiczeniu korzystaliśmy z
protokołu komunikacyjnego SIP [2].
Protokół IETF [3] jest standardowym zestawieniem sesji pomiędzy jednym lub
wieloma klientami. Jest dominującym protokołem dla Voice over IP i stopniowo
zastępuje H.323 [4]. SIP ma w zamierzeniu dostarczyć zestaw funkcji obsługi po-
Å‚Ä…czenia i innych cech obecnych w publicznej sieci telefonicznej (PSTN). Zawiera
funkcje które umożliwiają znane ze stacjonarnej telefonii operacje: wybieranie nu-
meru, dzwonek w telefonie, sygnał zajętości itp.
Specyfikacja SIP została zawarta w RFC 3261 [5].
Podczas przeprowadzanego ćwiczenia dokonaliśmy subiektywnej oceny jakości
transmisji przy użyciu kodeków takich jak:
1. ptk. GSM,
2. ptk. µ-LAW (G.711µ),
3. ptk. A-LAW (G.711A),
4. ptk. CS-ACELP (G.729A).
UrzÄ…dzenia i systemy multimedialne 4
3 Rezultaty prac wykonanych w laboratorium
Tab. 1: Zastosowane kodeki oraz ich subiektywna ocena
Kod. dł. ocena sub. ocena sub. średnia p.
ramki 1. słuchacz 2. słuchacz średnia
GSM 10ms 3 4 3.5 8.7 kb/s
GSM 20ms 3 4 3.5 8.6 kb/s
GSM 30ms 4 4 4.0 7.9 kb/s
GSM 40ms 5 4 4.5 7.4 kb/s
µ-Law 10ms 5 5 5.0 24.1 kb/s
µ-Law 20ms 4 5 4.5 21.4 kb/s
µ-Law 30ms 2 3 2.5 20.5 kb/s
µ-Law 40ms 3 4 3.5 20.0 kb/s
A-Law 10ms 4 4 4.0 24.1 kb/s
A-Law 20ms 4 5 3.0 21.4 kb/s
A-Law 30ms 3 4 3.5 20.5 kb/s
A-Law 40ms 4 4 4.0 20.0 kb/s
CS-ACELP 10ms 3 3 3.0 7.4 kb/s
CS-ACELP 20ms 3 3 3.0 7.4 kb/s
CS-ACELP 30ms 4 3 3.5 6.5 kb/s
CS-ACELP 40ms 4 3 3.5 6.0 kb/s
Wykres zależności subiektywnie ocenionej jakości połączenia w funkcji od śred-
niej szybkości transmisji dla 4 rożnych kodeków.
Rys. 1: Wykres jakość=f(przepływność).
UrzÄ…dzenia i systemy multimedialne 5
W następnym ćwiczeniu zarejestrowano komunikaty protokołu SIP za pomocą
analizatora zdarzeń sieciowych:
1. ptk. Normalna rozmowa,
Rys. 2: Normalna rozmowa.
2. ptk. Próba połączenia z zajętym terminalem,
3. ptk. Próba przerwania połączenia podczas rozmowy,
4. ptk. Przekierowanie do innego terminala.
Żądania SIP:
Istnieje sześć podstawowych rodzajów żądań:
INVITE - zapoczątkowanie wywołania przez zaproszenie użytkownika do sesji,
ACK - potwierdza odebranie odpowiedzi za żądanie INVITE,
BYE - zakończenie wywołania,
CANCEL - anulowanie żądania trwającego,
REGISTER - rejestrowanie agenta użytkownika i jego lokalizacji,
OPTIONS - komunikowanie wiadomości o możliwościach wywołującego i wywoły-
wanego telefonu SIP.
Odpowiedzi SIP:
Istnieje sześć kodów odpowiedzi w SIP:
1xx - wiadomości informacyjne,
2xx - odpowiedzi pozytywne,
3xx - odpowiedzi przekierowania,
4xx - odpowiedzi błędnych żądań,
5xx - odpowiedzi błędu serwera,
6xx - odpowiedzi błędów globalnych.
UrzÄ…dzenia i systemy multimedialne 6
4 Omówienie wyników oraz wnioski
Dla pierwszego ćwiczenia i tabeli pomiarów (1) można stwierdzic, że wybór jed-
nego z czterech kodeków ma znaczący wpływ na średnia ocene jakości transmisji.
Biorąc pod uwage wszystkie długości ramek w odrebie kodeka, najlepszym okazał
sie kodek GSM. Z wykresu jakości w funkcji przepływności (1) można zauważyć iż
dla niższych przepływności lepiej sprawuje sie kodek GSM zaś dla wiekszych kodek
µ-LAW.
W drugim przeprowadzonym ćwiczeniu dla normalnej rozmowy zamieszczono
rysunek (2) zawierający wykres zdarzeń protokołu SIP dla prawidłowo wykonanej
rozmowy miedzy dwoma aparatami telefonicznymi. W trakcie połączenia aparat
żądający wysyła flage zaproszenia do aparatu przyjmującego połączenie. W odpo-
wiedzi aparat drugi zwraca status dzwonienia oraz rozpoczęcia transmisji. Aparat
pierwszy wysyła flagę ACK sygnał potwierdzający odebranie odpowiedzi za żądanie
Na końcu wysyłane jest zakończenie wywołania i potwierdzenie jego przyjęcia przez
odbiorcÄ™.
Dla próby połączenia z zajętym terminalem wysyłana jest z niego flaga zajetości.
Dla próby przerwania połączenia dwóch aparatów podczas rozmowy wiąże sie z
tym iż aparat pierwszy nie jest w stanie wysłać potwierdzenia poprawnego odebra-
nia flagi końca rozmowy.
W trakcie przekierowania połączenia na jednym z aparatów użyte są flagi RE-
GISTER i OPTIONS. Zakończona rozmowa przedstawia się identycznie jak w przy-
padku normalnego połączenia dwóch telefonów.
Głónymi zaletami SIP jest przejrzystość i prostota. Najwiekszym problemem ja-
ki spotyka telefonia VoIP w strukturze sieci jest jakość połączenia.
UrzÄ…dzenia i systemy multimedialne 7
Spis rysunków
1 Wykres jakość=f(przepływność). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2 Normalna rozmowa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Spis tabel
1 Zastosowane kodeki oraz ich subiektywna ocena . . . . . . . . . . . . 4
Literatura
[1] Wikipedia, wolna encyklopedia; http://pl.wikipedia.org/wiki/VoIP
[2] Wikipedia, wolna encyklopedia; http://pl.wikipedia.org/wiki/Session Initiation
Protocol
[3] Wikipedia, wolna encyklopedia; http://pl.wikipedia.org/wiki/IETF
[4] Wikipedia, wolna encyklopedia; http://pl.wikipedia.org/wiki/H.323
[5] Wikipedia, wolna encyklopedia; http://pl.wikipedia.org/wiki/RFC