Αξιολόγηση και εφαρμογή μετρικών ποιότητας εμπειρίας (QoE) και υπηρεσίας (QoS) σε τηλεφωνικό κέντρο VoIP

Abstract

Στην σημερινή εποχή της κινητικότητας, οι επικοινωνίες που βασίζονται στο πρωτόκολλο IP πλεονεκτούν έναντι των συμβατικών, καθώς δεν εξαρτώνται από την εκάστοτε θέση του χρήστη. Προσφέρουν επίσης, ενοποιημένες υπηρεσίες φωνής, εικόνας και δεδομένων, εύκολη αναβάθμιση και διαχείριση και επί πλέον έχουν χαμηλότερο κόστος λειτουργίας. Έτσι, η τηλεφωνία VoIP έχει εξελιχθεί, από μια αναδυόμενη, σε μια ευρέως αναγνωρισμένη τεχνολογία. Όμως, η μεταφορά της τηλεφωνικής υπηρεσίας σε ένα δίκτυο μεταγωγής πακέτων έχει επιπτώσεις στην ποιότητα της φωνής που αντιλαμβάνονται οι χρήστες. Καθοριστικοί παράγοντες είναι η καθυστέρηση, η διακύμανση της καθυστέρησης και οι απώλειες πακέτων. Επομένως, είναι απαραίτητο να ληφθούν μέτρα QoS, όπως τα εικονικά δίκτυα VLAN και οι διαφοροποιημένες υπηρεσίες DiffServ, που βελτιώνουν την απόδοση της υπηρεσίας η οποία καθορίζει τον βαθμό ικανοποίησης του χρήστη QoE. Για την μέτρηση της QoE υπάρχουν υποκειμενικές και αντικειμενικές τυποποιημένες μέθοδοι. Οι υποκειμενικές βασίζονται στην εκτίμηση από ανθρώπους ενώ οι αντικειμενικές, οι οποίες διακρίνονται σε παρεμβατικές και μη παρεμβατικές, βασίζονται σε αλγορίθμους που προσομοιώνουν την ανθρώπινη αντίληψη. Οι μη παρεμβατικές χρησιμοποιούν τον τυποποιημένο αλγόριθμο αξιολόγησης ποιότητας E‐model. Με στόχο την βελτίωση της ποιότητας των κλήσεων ενός ιδιωτικού τηλεφωνικού κέντρου VoIP, έγινε αξιολόγηση και βελτίωση της λειτουργίας του τοπικού δικτύου με την εγκατάσταση QoS και την ανάλυση μετρικών ποιότητας πραγματικών κλήσεων VoIP με μη παρεμβατική μέθοδο μέσω λογισμικού βασισμένου στο E‐model. Καταγράφηκαν οι απαιτήσεις εύρους ζώνης, ο λόγος επιβάρυνσης προς ωφέλιμο φορτίο και ο ρυθμός μετάδοσης πακέτων των codec G.711, G.722, GSM, Speex, iLBC και αξιολογήθηκαν οι επιπτώσεις στην ποιότητα της φωνής παραμέτρων όπως η διακύμανση της καθυστέρησης, η απώλεια πακέτων και τα σφάλματα ακολουθίας. Πραγματοποιήθηκαν επίσης εργαστηριακές μετρήσεις ποιότητας VoIP με προσομοίωση της λειτουργίας του Internet σε επίπεδο τοπικού δικτύου χρησιμοποιώντας τις δυνατότητες που προσφέρει ο προσομοιωτής δικτύου netem του λειτουργικού συστήματος Linux. Οι μετρήσεις αφ’ ενός κατέγραψαν τις επιπτώσεις που έχουν στην ποιότητα της φωνής οι επιλεχθείσες παράμετροι και αφ’ ετέρου ανέδειξαν τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της μεθόδου, του εξοπλισμού και του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκαν.