Показатели оценки качества услуги

Классы качества обслуживания

Качество обслуживания

Одним из основных аспектов, который должен приниматься во внимание при проектировании сетей NGN, является обеспечение качества обслуживания. Специфика пакетных сетей состоит в том, что, в отличие от сетей с коммутацией каналов, в одном и том же информационном потоке может передаваться разнородный трафик. При этом каждый из типов трафика характеризуется рядом критичных и некритичных параметров. Для передачи голосового трафика через пакетные сети вводится понятие классов обслуживания, позволяющих оценить качество предоставления услуги в пакетной сети. Определение качества обслуживания в настоящий момент является субъективным и базируется на методе экспертных оценок, т. е. априори невозможно абсолютно гарантировать, что при проектировании сети будут заложены сетевые характеристики, позволяющие однозначно обеспечить требуемое качество. С другой стороны, пакетные сети имеют развитые механизмы обеспечения качества обслуживания, использование которых позволяет влиять на предоставление услуг связи в процессе эксплуатации. При этом имеется в виду, что технические характеристики сети позволяют использовать такие механизмы.

В общем случае могут быть определены четыре класса сквозного (из конца в конец) QoS. Принимаются во внимание как сетевые, так и терминальные характеристики.

¨ Высший. Это тип услуги телефонии с потенциалом, достаточным для того, чтобы предоставить пользователям услуги качество, эквивалентное или превышающее предоставляемое ТфОП. Внедрение подразумевает использование широкополосных (обрабатывающих аналоговые сигналы с полосой более 3,1 кГц) кодеков, а также наличие разработанных в соответствии с требованиями QoS сетей IP в окружении локальных вычислительных сетей (ЛВС, Интранет). Данный класс обслуживания следует считать желательным для предоставления услуг телефонии.

¨ Высокий. Это тип услуги телефонии с потенциалом, достаточным для того, чтобы предоставить пользователям услуги качество, подобное предоставляемому ТфОП (или самыми совершенными системами беспроводной подвижной телефонии в хороших условиях передачи радиосигнала, например, сетями GSM с кодеками EFR либо соответствующими Рекомендации МСЭ-Т G.726). Внедрение подразумевает наличие разработанных в соответствии с требованиями QoS сетей IP с оптимизацией использования полосы пропускания (Интранет). Данный класс обслуживания следует считать минимально допустимым для предоставления услуг телефонии подавляющему большинству пользователей (не менее 85 % общего количества обслуживаемых пакетной сетью телефонных соединений).

¨ Средний. Это тип услуги телефонии с потенциалом, достаточным для того, чтобы предоставить пользователям услуги качество, подобное общепринятому для услуг беспроводной подвижной телефонии, например, подобное качеству услуг сети GSM с использованием кодеков FR. Внедрение подразумевает наличие разработанных в соответствии с требованиями QoS сетей IP, в которых потери или задержки из конца в конец не могут контролироваться достаточно жестко. Данный класс обслуживания следует считать допустимым для предоставления услуг телефонии ограниченному числу пользователей по индивидуальным договорам или соглашениям (не более 10 % общего количества обслуживаемых пакетной сетью телефонных соединений).

¨ Доступный. Этот тип услуги обеспечивает приемлемое для использования качество, но без гарантии характеристик соединения. Могут наличествовать периоды значительного ухудшения качества речевой связи и увеличения задержек из конца в конец, которые отрицательно влияют на диалоговую интерактивность в целом. Внедрение подразумевается на базе сетей IP, разработанных без учета требований QoS, например Интернет (общего пользования). Данный класс обслуживания следует считать допустимым для предоставления услуг телефонии в исключительных случаях при обязательном предварительном согласовании с пользователем и в экстренных ситуациях (не более 5% общего количества обслуживаемых пакетной сетью телефонных соединений).

Для оценки качества надлежит использовать следующие основные показатели оценки качества услуги: качество услуги передачи речи и качество услуги доставки информации.

Основными качественными характеристиками являются:

- суммарная задержка передачи речевой информации (из конца в конец);

- время установления соединения;

- вероятность потери пакетов;

- субъективная оценка качества речи пользователем по пяти балльной системе (Mean Opinion Score - MOS) в соответствии с Рекомендацией МСЭ Р.800 и Р.830.

В целях обеспечения требуемого качества передачи речевой информации каждый из вышеупомянутых классов определяется тремя количественными характеристиками:

- общей оценки качества передачи (R);

- качеством речи, воспринимаемым слушателем (качеством одно сторонней неинтерактивной передачи речи из конца в конец);

- задержкой из конца в конец (односторонней).

Системы, которые считаются удовлетворяющими определенному классу QoS, должны соответствовать всем трем определенным для конкретного класса характеристикам на 95 % соединений.

Определение не относящихся к речевому качеству количественных характеристик, например, времени установления соединения, следует считать предметом дальнейших исследований.

На рис. 3.1 показана связь между классами QoS и категориями качества передачи речи, определенными Рекомендацией МСЭ-Т G.109.

Взаимосвязь между общей оценкой качества передачи (R) и восприятием качества пользователем определяется в соответствии с табл. 3.1 (Рекомендация МСЭ-Т G.109).

Таблица 3 1 Категории качества передачи речи согласно МСЭ-Т G. 109

Общая оценка качества передачи	90≤R<100	80≤R<90	70≤R < 80	60≤R<70	50≤R<60
Степень удовлетворе ния пользователя	Высокая	Удовлетворительная	Некоторые пользователи не удовлетворены	Многие пользователи не удовлетворены	Почти все пользователи не удовлетворены

Спецификации задержек из конца в конец (в одном направлении) для классов QoS приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Задержка из конца в конец

Kлacc QoS	4 (высший)	3 (высокий)	2 (средний)	1 (доступный)
Задержка	< 100 мс	< 100 мс	< 150 мс	< 400 мс

Время установления соединения (Call Set-up Time) определяется как «Задержка после набора» (Post Dial Delay). Подробные спецификации для времени установления соединения еще являются предметом исследований, но в качестве стартовой точки для их определения может использоваться ссылка на Рекомендацию МСЭ-Т Е.721.

Указанная Рекомендация для задержки после набора определяет следующие средние значения:

- местный вызов - менее 3 с;

- междугородный вызов - менее 5 с;

- международный вызов - менее 8 с.

Далее определяется распределение параметров характеристик из конца в конец классов QoS между терминалом и сетью.

В таблице 3.3 приведены основные параметры, влияющие на качество передачи речи из конца в конец, а также их отношение к терминалу и/или сети. Подразумевается применение эхокомпенсации.

Таблица 3.3 Основные параметры качества передачи речи и их отношения

Параметр	Отношение к:
терминалу	сети
Тип кодека	Да	Нет
Потери пакетов	Нет^1	Да
Задержка	Да^2	Да^3
Вариации задержки	Нет^4	Да^5

Примечания:

- подразумевает емкость джиттерного буфера, достаточную для избежания потерь пакетов из-за переполнения;

- обусловлено кодированием/пакетизацией речи и буферами вариации задержки;

- обусловлено процедурами маршрутизации/распространения на сети;

- подразумевает, что все вариации задержки от передатчика включены в значение задержки терминала;

- вариации задержки вносятся сетью, но компенсируются терминалом.

Анализ таблицы 3.3 показывает, что (с некоторыми упрощениями) три из четырех параметров - тип кодека, потери пакетов и вариации задержки - связаны либо только с терминалом, либо только с сетью. Это означает, что сквозные допуски на эти параметры можно целиком отнести к соответствующему элементу. С другой стороны, задержка связывается как с терминалом, так и с сетью, поэтому допуск для нее следует распределять между ними.

С учетом того, что суммарная задержка из конца в конец складывается из:

- задержки кодирования и пакетизации речевого сигнала;

- задержки маршрутизации на сети;

- задержки распространения сигнала;

- задержки, зависящей от емкости буфера вариации задержки,а также того, что джиттер вносится сетью, но компенсируется терминалом, становится очевидным, что задержка на терминале является фиксированной, а задержка на сети есть функция расстояния и количества этапов маршрутизации.

Поэтому для использования различных схем кодирования и пакетизации речевого сигнала в соответствии с величиной задержки определены три «режима» функционирования терминалов - А, В и С, рассмотренные в табл. 3 4. В данном контексте величина задержки на терминале учитывает задержки, вносимые операциями кодирования, декодирования и пакетизации, но не учитывает влияние операции компенсирования джиттера.

Таблица 3 4 Определение режимов функционирования терминалов

Режим	Задержка	Применимость
А	< 50 мс	Позволяет использовать речевые кадры малой длительности и малое число кадров в каждом пакете IP
В	< 75 мс	Позволяет использовать речевые кадры большей длительности и/или малое число кадров в каждом пакете IP
С	< 100 мс	Позволяет использовать речевые кадры большей длительности и большое число кадров в каждом пакете

С учетом влияния потерь пакетов и вариаций задержки, но без учета задержек распространения и маршрутизации, определяются три «класса» сетей - I, II и III, рассмотренные в таблице 3.5.

Таблица 3.5 Определение классов сетей

Класс	Потери пакетов	Вариация задержки
I	< 0,5 %	< 10 мс
II	< 1 %	< 20 мс
III	< 2%	< 40 мс
Примечание. Значения для потерь пакетов приведены по результатам субъективного тестирования качества речи.

В таблице 3.6 указаны задержки распространения и маршрутизации для конкретных классов QoS. Данные приведены в соответствии с определенными в таблицах 3.4 и 3.5 режимами функционирования терминалов и классами сетей, а также с учетом того, что сумма задержки маршрутизации на сети и задержки распространения равна суммарной задержке для определенного класса QoS за вычетом задержек кодирования и пакетизации речи и задержки на компенсацию джиттера. Задержка на компенсацию джиттера принимается как минимум равной вариации сетевой задержки.

Таблица 3.6 Задержки распространения и маршрутизации для конкретных классов QoS, режимов функционирования терминалов и классов сетей

Класс сети	Класс QoS	Режим функционирования терминала
А	В	С
I	Высокий	40 мс	15 мс	X
	Средний	90 мс	65 мс	40 мс
	Доступный	340 мс	315 мс	290 мс
II	Высокий	30 мс	5 мс	X
	Средний	80 мс	55 мс	30 мс
	Доступный	330 мс	305 мс	280 мс
III	Высокий	10 мс	X	X
	Средний	60 мс	35 мс	10 мс
	Доступный	310 мс	285 мс	260 мс
Примечание. «X» означает, что для данного сочетания режима функционирования терминала и класса сети класс QoS определить по задержкам невозможно.

Итоговые нормы в части качества предоставления базовой услуги телефонии представлены в таблице 3.7 для определенных ранее высшего и высокого классов обслуживания. Средний и доступный классы обслуживания не должны использоваться для предоставления базовой услуги телефонии. Услуга телефонии может предоставляться с показателями среднего и доступного классов обслуживания только при аварийных ситуациях в сети.

Таблица 3.7 Требования к качеству предоставления базовой услуги телефонии

Нормы и оценки	Класс обслуживания
высший	высокий
Сетевые задержки	<100 мс, задержка из конца в конец - не более 200 мс	<150 мс, задержка из конца в конец - не более 250 мс
Вероятность потери пакетов	< 0,5%	< 1 %
Вариации задержек	< 10 мс	< 20 мс
Время установления соединения	< 3 с для местного вызова, < 5 с для междугородного вызова, < 8 с для международного вызова
Общая оценка качества передачи	90< R < 100	80 £ R < 90
Степень удовлетворенности пользователей	Очень удовлетворительное качество	Удовлетворительное качество

Дата добавления: 2014-01-04