VoIP 可接受的抖动和延迟:您需要知道的一切
已发表: 2018-12-20虽然 VoIP、VoLTE 和商业 VoIP 解决方案比传统电话提供了大量的好处,但也有一个集中的缺点。 归根结底,您的 VoIP 服务质量将特别取决于您的互联网连接质量。 由于 VoIP 的性质,这根本是不可避免的,毕竟它确实代表互联网协议上的语音。
自从早期的掉线和不稳定的通话以来,VoIP 解决方案已经走了很长一段路。 事实上,互联网速度也取得了长足的进步。 借助现代互联网连接、现代网络硬件和对网络配置的适当关注,几乎可以避免互联网连接速度慢的负面影响。
但是,由于 VoIP 服务仍然依赖于 Internet 连接,因此不可能完全消除由延迟引起的中断。 其中最大的是可怕的 JITTER。
在得出结论或丢弃您的系统之前,了解 VoIP 的限制是什么以及 VoIP 呼叫的延迟和抖动的可接受水平可能会有所帮助。
VoIP = 数据包
无需过多地重读一些基本信息,VoIP 电话就可以通过互联网传递。 现代基于云的 VoIP 解决方案更进一步,并且还通过 Internet 提供整个平台。 这些平台即服务使用户能够连接并利用托管在提供商数据中心内的高级服务。
这就是使商业 VoIP 解决方案如此强大的原因。 但是,与所有基于互联网的事物一样,如果连接不佳,结果可能会受到影响。 要了解原因,我们需要了解 VoIP 是如何传输您的语音的。
当用户对着他们的电话讲话时,VoIP 服务不会通过 PSTN 的铜线电话线发送数据,而是将声音信息转换为数据包。 通过互联网发送的所有内容都作为信息或数据的“数据包”传输。
数据包= 通过网络传输的数据片段,因此在通话期间,这意味着您的声音。
如果一切顺利,并且两端都没有中断或延迟,那么这些数据包将按正确的顺序快速发送。 当网络中存在可能导致数据传输延迟的干扰时,问题就开始了,这可能以以下形式出现:
- 潜伏
- 抖动
- 数据包丢失
这种干扰可能导致对话中的延迟和空白,甚至数据包被乱序发送。 这将导致对话混乱,单词和想法混乱,有些单词可能会被跳过或难以理解。
简而言之,VoIP 需要稳固稳定的互联网连接才能实现流畅稳定的电话通话。 但同样,由于这是我们正在谈论的互联网,如果没有完全受控和无干扰的环境,目前不可能以光速发送数据然后接收数据。
什么是延迟?
在最简单的定义中,延迟只是一个测量的延迟,即任务发生所需的时间。 对于更正式的定义,延迟是“数据传输开始遵循传输指令之前的延迟”。
延迟通常也被称为“延迟”,对于任何在互联网上玩过视频游戏,甚至难以观看不断中断和变慢的视频的人来说,延迟都会非常熟悉。
用简单的英语,特别是对于 VoIP,延迟通常以两种特定方式发生:
- 一个人说话和电话另一端的接收者听到这些话之间的延迟
- VoIP 解决方案实际处理语音信息并将其转换为数据包所需的时间
当然,这会直接影响您的通话质量,导致长时间的停顿和重叠的噪音或单词,说话者会互相打断。 简而言之,您想将手机扔到墙上。 无论你做什么,总会有某种形式的延迟。
在当前情况下,VoIP 解决方案和当前的网络技术和硬件根本不可能接收数据输入(如您的语音)、对其进行分析、将其转换为数据包、通过空气将其传输到时空上的另一个物理位置,并“解开”该数据包,以绝对 100% 的即时时间(或以光速)将其作为录音传送给另一个人。 我们只是还做不到。
什么增加了延迟?
延迟实际上可以通过许多不同的因素来增加,包括:
- 网络硬件——例如,一些路由器只能以有限的速率传输数据,处理能力有限。
由于无线干扰、设备之间的距离以及有线连接带来的稳定性不足,无线网络通常会增加延迟。 例如,墙壁会减慢您的 WiFi 速度。
- 网络软件和配置——软件防火墙设置不当、服务质量设置或 NAT 设置可能会延迟数据传输
- 位置——延迟的最大和最常见的原因是距离。 距离越远,传输该数据所需的时间就越长。
- 拥塞–将您的网络视为高速公路,将数据包视为汽车。 带宽是道路的大小,网络速度是汽车行驶的速度,延迟是额外流量造成的拥堵。 管理允许您避免超额订阅。
相对于网络容量,传输的数据越多,传输速度就越慢。 这通常意味着您的网络过载(视频通话、电话会议、VoIP 通话、netflixing、音乐流媒体等)或您的企业没有足够的超额订阅来处理正常的日常互联网流量。
使用 Ping 测试测量延迟
因此,由于我们最终明白延迟无法从存在中消除,我们需要了解延迟将如何影响我们的调用。 从本质上讲,我们需要一个可以衡量的基准——一个公认的水平。
值得庆幸的是,测量延迟实际上很容易做到。 由于网络延迟是任务发生所需的时间,因此我们只需要执行一项任务,然后计算发生所需的时间。 为此,我们需要执行所谓的 Ping 测试。
ping 测试非常基础:要测量您的网络发送和接收数据包所需的时间,您可以指示您的设备向另一台设备发送“ping”,一个非常基本的数据包。 然后,接收设备会发回一个“ping”,并测量完成所有这些所花费的时间,最常见的是毫秒 (ms) 。
从本质上讲,您的计算机正在向另一台计算机打招呼,而您正在测量乒乓球发生所需的时间。 我们实际上可以手动执行 Ping 测试,或者通过使用一些有用的在线工具。
在线 Ping 测试
通过使用在线工具,通常是速度测试,您可以对网络中的延迟有一个基本的了解。 大多数用户可能会直接跳到速度测试,就像我们自己的网站上提供的那样——但是虽然这对于确定您的互联网拥有的带宽量非常有用,但它并不能真正提供关于延迟的完整故事。
通过 Ping 测试,我们希望发送多个连续的 ping。 然后应平均每个 ping 的定时延迟以提供总体平均延迟。 您可以使用以下在线工具执行此操作:
- http://ping-test.net/
- https://www.dotcom-tools.com/ping-test.aspx
不同的工具可以执行略有不同的测试,例如它们可以 ping 网络中的特定数据中心,或者用户可以直接 ping 特定网站。
如前所述,位置将在延迟中发挥重要作用,因此用户在 ping 与他们自己的网络相关的不同网站或数据中心时应考虑到这一点,以及他们的业务 VoIP 服务的数据中心。
手动 Ping 测试
正如我在关于丢包的帖子中所述,用户可以使用 ping 命令通过 Window 的命令提示符手动发送 ping。 这将向您选择的 IP 地址或网站发送“ping”命令,并返回响应。 延迟是对发送和接收信号(或 ping)所需时间量的度量,以毫秒为单位。
打开命令提示符后,您将输入命令:
ping -n 100 <主机名>
主机名是您自己选择的网站或服务器。 您甚至可以只使用 google.com 来简化流程。 此命令将向您选择的主机发送 100 个 ping,并希望返回 100 个 ping。 但是如果你发送 100 个,而只收到 50 个,你就会发现有 50% 的丢包率。 完成 ping 后,您应该会收到与此类似的消息:
100个包发送,50个接收,50%丢包,时间201ms
当然,您可以根据需要多次 ping 主机。 我们建议使用相同主机和新主机多次运行测试,以收集大量数据。
什么是抖动?
虽然与延迟直接相关,但抖动与延迟并不完全相同。 事实上,思科将抖动定义为“接收数据包延迟的变化”,这意味着抖动实际上是每个数据包之间延迟(或延迟)的差异。
数据包“以连续流的形式发送,数据包间隔均匀”。 然而,由于网络拥塞,思科表示“这种稳定的数据流可能会变得不稳定,或者每个数据包之间的延迟可能会发生变化,而不是保持不变。” 您可以查看我们深入的抖动指南以进一步了解详细信息。
什么会增加抖动?
很简单,抖动最有可能并且通常是由于网络内延迟增加,这是由于拥塞增加。 正如我上面提到的:
- 网络拥塞——可能最明显和最常见的抖动原因仅仅是网络过于拥挤。 如果您有太多设备同时使用同一个网络,您将耗尽带宽,并减慢您的连接速度。
处理 VoIP 呼叫的带宽不足将导致数据包丢失或无序传送。
- 无线网络——虽然无线网络可以实现移动性并使我们摆脱穿过办公室的电缆,但您可能会遇到网络连接性能下降的情况。 虽然对我们的移动设备来说很好,但 WiFi 并不一定足够强大或足够稳定来依赖我们的电话。
- 坏硬件——我们的互联网网络通常由几个不同的硬件组成,至少一个调制解调器和一个路由器,有时还有交换机。 损坏的硬件,例如过时的调制解调器、损坏的以太网电缆或配置错误的路由器可能会导致通话质量问题。
思科再次表示,这种拥塞可能“发生在路由器接口或提供商或运营商网络中”。 可悲的是,如果提供商或运营商网络受到干扰,事情就无法掌控。 但我们将专注于我们可以更改的内容,并更多地讨论如何识别甚至纠正延迟,从而最终修复抖动。
通过速度测试测量抖动
值得庆幸的是,抖动非常容易被发现。 就像丢包一样,抖动会导致混乱的通话,单词或句子乱序,说话者互相打断。 但是,就像延迟一样,有一种直接的方法可以测量网络内的抖动。
这就是我们的速度测试真正派上用场的地方,因为它可以直接测量抖动。
从这里,您可以更好地了解您的互联网的确切功能:下载和上传速度是您的连接接收或传输数据的速度以及由该延迟引起的延迟和抖动的直接指标。
延迟、抖动和 VoIP
此时不言而喻,由于 VoIP 将您的语音作为数据包通过 Internet 发送,它将直接受到网络延迟的影响。
这意味着 VoIP 将直接受到由于拥塞、缺乏带宽来处理流量或限制硬件和软件配置而导致的延迟的影响。
网络中的延迟越高,出现抖动的机会就会越高。 由于较低的带宽和较慢的下载/上传速度,您的网络将能够在减速之前处理较少的连续操作。
那么,什么是可以接受的?
那么,是什么使您的网络中的延迟达到了可接受的水平,延迟又是如何开始直接影响您的 VoIP 呼叫和其他服务的质量的呢? 好吧,归根结底,您谈话中的中断或延迟程度将是主观的。
但是我们可以做的是确定在什么延迟级别(以毫秒为单位),某些形式的中断可能开始发生。 根据思科的深入信息:
“单向(嘴对耳)传输延迟不应超过 150 毫秒(根据 G.114 [协议] 建议)。”
这意味着,当您 ping 另一个用户或网络时,该 ping 到达该收件人的时间不应超过 150 毫秒。 除此之外,思科还建议:
“只要有可能,往返延迟不应超过 300 毫秒。”
因此,随着拥塞和延迟增加,抖动也会增加。 同样,根据思科的说法:
“平均单向抖动应以小于 30ms 为目标”
因此,我们正在考虑以下可接受的限制:
最大单向延迟: 150ms
最大往返延迟: 300ms
最大抖动: 30ms
如果您确定您的延迟或抖动超出可接受的水平,现在会发生什么? 实际上,您可以做很多事情,我们将一一打破。
改善情况
金钱并不能解决所有问题,提高网络性能也是如此。 仅仅因为您在业务 VoIP 呼叫中遇到高延迟和抖动并不意味着您应该直接运行到您的 ISP 并为更快的互联网套餐付费。
这可以解决问题,但可能不是唯一的问题。
应分析网络和 VOIP 解决方案的每个方面。 必须调查任何可能对 VoIP 呼叫路径造成干扰的事物,以确定任何潜在的瓶颈。
1. 更新和功能强大的硬件
内部网络由相当数量的物理硬件组件组成。 物理防火墙、会话边界控制器、模数转换器、物理网络电缆和线路、调制解调器、交换机、WiFi 组件共同组成您的网络。
过时的硬件显然可能存在物理限制,例如缺少用于插入设备的端口,或者存在物理缺陷,例如端口或天线损坏。 确保硬件处于物理顶部形状且未损坏,但也不会太旧。
例如,现代网络希望避免使用交换机、旧调制解调器和无线适配器等 WiFi 组件,它们的连接速度可能会受到限制,或者缺少现代、更快的协议。 如果配置不当,物理防火墙或会话边界控制器甚至可能会限制数据的流动速率。
2.不要跳过路由器
虽然是硬件,但路由器值得一提。 路由器几乎可以被视为内部网络的大脑,将其他组件连接在一起以创建完整的电路。 您的调制解调器从外部来源(如电缆或光纤连接)引入互联网,直接连接到路由器,然后将该连接分散到其他设备。
路由器提供有线和无线连接,如果它们不能胜任工作,可能会造成巨大的瓶颈。 路由器还可以具有您想要利用的服务质量设置,使用户能够优先考虑 VoIP 流量而不是其他数据。
查看我们深入的路由器指南,以更好地了解您在路由器中寻找的内容,以及一些选项如何相互叠加。
3.配置QoS和其他设置
尽管有时防火墙和其他网络软件组件通常包含在路由器中,但它们是服务质量设置。 通过使用 QoS 优先级,VoIP 数据包可以在您的网络内得到优先处理。
如果发生拥塞,在语音数据包减速之前其他数据将受到影响。 然而,这可能是一把双刃刀片。 一方面您正在改进您的 VoIP 服务,另一方面其他流量可能会受到影响——必须找到一个平衡点,但 QoS 设置绝对应该根据您的业务和用例的特定需求正确配置。
VoIP 服务还利用“编解码器”将数据从语音转换为语音。 某些编解码器可能会限制您的通话,甚至会增加延迟。
4.小心抖动缓冲器
通常仅在抖动仍接近可接受的水平时才实施,抖动缓冲区是一种软件或配置设置,基本上可以“平滑”对话并均衡数据包之间的间隙。
抖动缓冲区本身实际上会产生一些延迟,但为了确保您的句子以正确的顺序发送。 当抖动成为一个真正的问题时,抖动缓冲区应该是首先要做的事情之一,但该功能可以很好地控制一切。
5.投资足够的带宽
归根结底,您的互联网连接完全有可能无法完成任务。 现代互联网速度已经达到了相当疯狂的水平,并且随着我们开始看到 5G 等新协议的引入,它只会继续提高。
但是,这并不意味着您的企业拥有强大的连接。 如果没有足够的带宽和足够的上传/下载速度,根据您的网络所承担的负载,您将不可避免地遇到问题。
组织必须尽其所能确定处理正常操作可能需要多少带宽以及潜在的峰值操作负载。 不要忘记包括开销,不仅针对这些峰值负载,而且针对更灾难性的场景,例如灾难或流离失所。
底线
毫无疑问,商务 VoIP 正在迅速成为各种规模的组织的巨大必需品。 通过为最小的团队提供令人难以置信的强大功能且价格合理,每个人都可以配备提供专业形象和体验所需的工具。
虽然 VoIP 服务本身可能会节省成本,但还有其他与 VoIP 相关的成本,当然尤其是您的互联网连接。 归根结底,偷工减料会让企业遇到问题——在互联网上吝啬不仅会影响整体生产力,还会给 VoIP 解决方案带来新问题。
由高延迟引起的抖动是简单的问题,具有简单的解决方案,但会对解决方案的服务产生巨大影响。 只需采取适当的预防措施并提前计划,以确保企业 VoIP 帮助您的组织成功而不是遭受损失。