GERENCIAMENTO DE TEXTURAS PARA APLICAÇÕES DE … · iii DEDICATÓRIA Aos ... Siqueira da Embratel Star One que disponibilizaram parte do tempo para auxiliar na ... QoS – Qualidade

i

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Escola Politécnica

Departamento de Eletrônica e de Computação

Análise de qualidade de voz de chamadas VoIP para

diferentes codecs em links terrestre e satélite.

Autor:

_________________________________________________

Virgínia Elaine Licério dos Santos

Orientador:

_________________________________________________

Prof. Ricardo Rhomberg Martins, D.Sc.

Orientador:

_________________________________________________

Eng. Carlos Ribeiro da Cunha, Ph.D

Examinador:

_________________________________________________

Prof. Aloysio de Castro Pinto Pedroza, Dr.

Examinador:

_________________________________________________

Eng. Walderson João Rodrigues Vidal, M.Sc.

DEL

Agosto de 2014

ii

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO

Escola Politécnica – Departamento de Eletrônica e de Computação

Centro de Tecnologia, bloco H, sala H-217, Cidade Universitária

Rio de Janeiro – RJ CEP 21949-900

Este exemplar é de propriedade da Universidade Federal do Rio de Janeiro, que

poderá incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, microfilmar ou adotar

qualquer forma de arquivamento.

É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre

bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que esteja

ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações, desde que sem

finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa.

Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do(s) autor(es) e

do(s) orientador (es).

iii

DEDICATÓRIA

Aos meus pais, pelo incentivo e esforço durante todo o período de estudo e que

se dedicaram ao máximo para que me tornasse uma pessoa melhor, cidadã consciente e

profissional de sucesso.

Dedico também aos profissionais de telecomunicações. Que este trabalho seja

útil para muitas pessoas e empresas.

Que o prazer de Alexandre Graham Bell em estabelecer uma chamada telefônica

seja sentido por todos que desejam aprimorar essa grande invenção.

iv

AGRADECIMENTO

Primeiramente, agradeço a Deus, pois com a ajuda dEle tudo foi possível, e aos

meus pais pelo apoio e esforço para que pudesse alcançar o tão sonhado objetivo de ser

engenheira.

Agradeço também aos orientadores Prof. Ricardo Rhomberg, da Universidade

Federal do Rio de Janeiro, e o Eng. Carlos Cunha, da Embratel, pelas sugestões, críticas

e revisões que muito auxiliaram neste trabalho. Também agradeço ao Eng. Walderson

Vidal e ao Prof. Aloysio Pedroza que gentilmente aceitaram o convite de participação na

banca de defesa deste Projeto de graduação do curso de Engenharia Eletrônica e de

Computação.

Agradeço aos Srs. Carlos Silvino, Everton Martinho, Rodrigo Mano e Diogo

Siqueira da Embratel Star One que disponibilizaram parte do tempo para auxiliar na

configuração da topologia Satélite e esclareceu dúvidas sobre o assunto, até então,

desconhecidos.

E por fim, e não menos importante, agradeço também a todos os companheiros

de trabalho da Embratel CRT, amigos e familiares que viveram o dia-a-dia na busca

pelos resultados desse projeto e pelo apoio, ideias e ensinamentos durante os testes.

v

RESUMO

Este trabalho analisa a qualidade de chamadas VoIP utilizando diferentes codecs

e faz comparação do desempenho obtido em dois cenários distintos. Na primeira

topologia, a chamada originou-se a partir de um link terrestre com limitação de taxa de

upload de 300kbit/s e de download de 1Mbit/s. Na segunda topologia, a chamada

originou-se a partir de um link satélite com taxa máxima garantida de upload de

200kbit/s e download de 1Mbit/s.

Para realizar os testes foi utilizado o instrumento Abacus 5000, da Spirent

Communication, que realiza chamadas de voz e utiliza métodos objetivos para análise de

qualidade de voz, a fim de obter as medidas necessárias para a comparação dos codecs.

Além disso, o instrumento possibilita a alteração de alguns parâmetros do protocolo

RTP, que permitiu a análise do número máximo de chamadas simultâneas em relação ao

tamanho do payload. Assim, foi possível verificar nas duas topologias o limite de

chamadas simultâneas e a qualidade de voz obtida com cada codec.

Palavras-Chave: qualidade de voz, codec, chamadas simultâneas, VoIP, terrestre,

satélite.

vi

ABSTRACT

This works aims to analyze the quality of VoIP calls using different codecs and

compare the performance obtained in two different scenarios. In the first topology, the

call was originated from a terrestrial link with limit of upload rate of 300kbit/s and

download rate of 1Mbit/s. In the second topology, the call originated from a satellite link

with guaranteed maximum upload rate of 200kbit/s and download rate of 1Mbit/s

To perform the tests was used the instrument Abacus 5000 from Spirent

Communication, which make voice calls and use objective methods for analysis of

voice quality in order to obtain the necessary measures to compare the codecs.

Furthermore, the instrument make it possible to change some parameters of the RTP

protocol, which allows analyzing the maximum number of simultaneous calls and the

voice quality obtained with each codec.

Key-words: voice quality, codec, simultaneous calls, VoIP, terrestrial, satellite.

vii

SIGLAS

ACELP – Algebraic Code Excited Linear Prediction

ACR – Absolute Category Rating

ADPCM – Adaptive Differential Pulse Code Modulation

APCM – Adaptive Pulse Code Modulation

CCR – Comparison Category Rating

CELP – Code Excited Linear Prediction

CMOS – Comparison category rating mean opinion score

CODEC – Codificador-Decodificador

CRT – Centro de Referência Tecnológica

CS-ACELP – Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction

DC – Direct Current

DCR – Degradation Category Rating

DMOS – Degradation category rating mean opinion

DPCM – Differential Pulse Code Modulation

DSP – Digital Signal Processor

IDU – Indoor unit

INMD – In service non-intrusive measurement device

IP – Internet Protocol

ISUP – ISDN User Part

ITU-T– International Telecommunication Union - Telecommunication

JMOS – Versão japonesa do R-Factor

LPC – Linear Predictive Coding

MIPS – Milhões de Instruções Por Segundo

MOS – Mean Opinion Score

MP-MLQ – Multipulse Maximum Likelihood Quantization

NGN – Next Generation Network

ODU – Outdoor unit

PAMS – Perceptual Analysis Measurement System

PCM – Pulse Code Modulation

PESQ – Perceptual Evaluation of Speech Quality

PSQM – Perceptual Speech Quality Measure

QoS – Qualidade de Serviço

viii

R2D – R2 Digital

RF – Radiofrequência

RTCP – Real Time Control Protocol

RTP – Real-Time Transport Protocol

SIP – Session Initiation Protocol

SNR – Signal-to-Noise Ratio

TCP – Transmission Control Protocol

UDP – User Datagram Protocol

UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro

VoIP – Voice over IP

VSAT – Very Small Aperture Terminal

ix

Sumário

1 Introdução 1

1.1 – Tema ........................................................................................................................ 1

1.2 – Delimitação .............................................................................................................. 1

1.3 – Justificativa .............................................................................................................. 1

1.4 – Objetivos .................................................................................................................. 2

1.5 – Metodologia ............................................................................................................. 2

1.6 – Descrição ................................................................................................................. 3

2 Codificação de voz 4

2.1 – Transmissão da voz ................................................................................................. 4

2.1.1 – Digitalização ......................................................................................................... 4

2.1.1.1 – Amostragem ...................................................................................................... 5

2.1.1.2 – Quantização ....................................................................................................... 5

2.1.1.3 – Codificação ........................................................................................................ 5

2.1.2 – Empacotamento e Transmissão ............................................................................ 6

2.2 – Codecs ..................................................................................................................... 7

2.2.1 – G.711 .................................................................................................................. 10

2.2.2 – G.726 .................................................................................................................. 11

2.2.3 – G.729 .................................................................................................................. 12

2.2.4 – G.723.1 ............................................................................................................... 13

x

3 Métodos de avaliação 15

3.1 – Avaliação subjetiva................................................................................................ 15

3.2 – Avaliação objetiva ................................................................................................. 16

3.2.1 – PESQ .................................................................................................................. 17

3.2.2 – INMD ................................................................................................................. 18

3.2.3 – P.563 ................................................................................................................... 19

3.2.4 – Modelo E ............................................................................................................ 19

4 Ambientes e metodologias de testes 21

4.1 – Topologias de testes .............................................................................................. 21

4.1.1 – Topologia Terrestre ............................................................................................ 21

4.1.2 – Topologia Satélite ............................................................................................... 24

4.2 – Instrumento ............................................................................................................ 26

4.3 – Metodologias de testes .......................................................................................... 27

5 Resultados 29

5.1 – Topologia Terrestre ............................................................................................... 29

5.1.1 – Análise dos codecs.............................................................................................. 29

5.1.2 – Análise do payload ............................................................................................. 34

5.2 – Topologia Satélite .................................................................................................. 36

5.2.1 – Análise dos codecs.............................................................................................. 36

5.2.2 – Análise do payload ............................................................................................. 41

6 Análise de Resultados 43

xi

7 Conclusão 46

Bibliografia 48

A Evidências 50

xii

Lista de Figuras

Figura 2.1 – Processo de digitalização ............................................................................. 4

Figura 2.2 – Processo de codificação ............................................................................... 6

Figura 2.3 – Codecs e suas propriedades ........................................................................ 14

Figura 4.1 – Topologia 1 ................................................................................................ 22

Figura 4.2 – Topologia 2 ................................................................................................ 25

Figura 4.3 – ODU localizado no Parque de Antenas do CRT ........................................ 25

Figura 4.4 – Modem SkyEdge I da Gilat ........................................................................ 24

Figura 5.1 – Gráfico do PESQ obtido com os codecs testados na topologia 1. ............. 32

Figura 5.2 - Gráfico da taxa de upload para a topologia 1 ............................................. 34

Figura 5.3 – Gráfico da taxa de upload para diferentes tamanhos de payload testados na

topologia 1 ...................................................................................................................... 35

Figura 5.4 – Gráfico do PESQ obtido com os codecs testados na topologia 2 .............. 38

Figura 5.5 – Gráfico da taxa de upload para a topologia 2 ............................................ 40

Figura 5.6 - Gráfico da taxa de upload para diferentes tamanhos de payload testados na

topologia 1 ...................................................................................................................... 42

xiii

Lista de Tabelas

Tabela 3.1 – Pontuação MOS e a avaliação correspondente .......................................... 18

Tabela 5.1 – Medidas do PESQ para o codec G.723.1 na topologia 1 ........................... 30

Tabela 5.2 – Medidas do PESQ para o codec G.729B na topologia 1 ........................... 30

Tabela 5.3 – Medidas do PESQ para o codec G.726 na topologia 1 .............................. 31

Tabela 5.4 – Medidas do PESQ para o codec G.711 µ-Law .......................................... 31

Tabela 5.5 – Medidas do PESQ para o codec G.711 A-Law ......................................... 31

Tabela 5.6 – Medidas do PESQ para o codec G.723.1 na topologia 2 ........................... 36

Tabela 5.7 – Medidas do PESQ para o codec G.729B na topologia 2 ........................... 37

Tabela 5.8 – Medidas do PESQ para o codec G. 726 na topologia 2 ............................. 37

Tabela 5.9 – Medidas do PESQ para o codec G.711 A-Law na topologia 2 ................. 37

Tabela 5.10 – Medidas do PESQ para o codec G.711 µ-Law na topologia 2 ................ 38

Tabela 6.1 – PESQ em uma chamada para os codecs testados, nas duas

topologias.........................................................................................................................43

Tabela 6.2 – PESQ obtido para o limite de chamadas simultâneas dos codecs

testados ........................................................................................................................... 44

1

Capítulo 1

Introdução

1.1 – Tema

Com a popularização de serviços baseados em Voz sobre IP (VoIP) nos mais

diversos ambientes (corporativo, acadêmico, doméstico, entre outros), surge a

necessidade de se medir a qualidade da voz fim-a-fim em tais sistemas.

Para que esses serviços sejam mais bem aceitos no mercado, é necessário que

haja uma garantia da qualidade das chamadas, comparável à telefonia convencional.

Este trabalho visa avaliar a qualidade das chamadas VoIP utilizando diferentes codecs e

comparar o desempenho obtido para uma topologia com link terrestre e outra com link

satélite.

1.2 – Delimitação

Neste trabalho, foram escolhidos os codecs G.711 µ-Law, G.711 A-Law, G.726,

G723.1 e G.729B, pois são os mais utilizados nos meios de telecomunicações. As

topologias possuem características distintas, sendo uma utilizando um link terrestre

(baixos atraso e jitter) e outra um link satélite (altos atraso e jitter). Por meio de testes

em ambiente controlado foi analisado o desempenho dos cinco codecs nas duas

topologias.

1.3 – Justificativa

Este trabalho foi motivado pelo crescente uso da tecnologia VoIP,

principalmente em ambiente corporativo, visando uma redução nos custos das ligações

2

telefônicas. Com essa expansão, cresce a necessidade das operadoras de

telecomunicações de garantir a qualidade de voz das chamadas.

A escolha do codec utilizado na chamada influi diretamente na qualidade de voz

obtida e no número máximo de chamadas simultâneas. Além disso, o desempenho de

cada codec depende das características da topologia, tais com atraso e jitter. Por esse

motivo, viu-se a necessidade de avaliar a qualidade da voz utilizando diferentes codecs

e em duas topologias com características distintas.

1.4 – Objetivos

O principal objetivo deste trabalho é avaliar a qualidade das chamadas realizadas

com diferentes codecs, em uma topologia utilizando um link terrestre (baixos atraso e

jitter) e outra um link satélite (altos atraso e jitter). Além disso, o estudo visa definir o

número máximo de chamadas simultâneas para cada codec.

O aumento do payload, que representa o tempo de voz que é preenchido dentro

de um pacote IP, diminui a taxa efetiva de transmissão de bits. Devido a esse

comportamento, viu-se a importância de realizar também uma análise do número

máximo de chamadas simultâneas para diferentes tamanhos de payload.

1.5 – Metodologia

Para a avaliação da qualidade de voz, foram realizadas três repetições de

chamadas de voz com duração de 100 segundos cada e coletadas as medidas resultantes

dos testes para o cálculo do valor médio. O procedimento foi repetido aumentando o

número de chamadas simultâneas para definir o limite de chamadas utilizando cada

codec. Os codecs escolhidos para análise foram: G.711 A-law, G.711 µ-Law, G.729B,

G723.1 e G726. Esses testes foram realizados nas duas topologias.

Para analisar o efeito do aumento do payload no número máximo de chamadas

simultâneas foram realizadas chamadas de voz com tamanhos de payload de 20, 50, 100

e 200 ms. O teste foi repetido aumentando o número de chamadas simultâneas para

definir o limite de chamadas utilizando cada tamanho de payload. O codec escolhido

para essa análise foi o G.729B.

3

Os testes foram realizados no Centro de Referência Tecnológica - Embratel

(CRT), localizado na Ilha da Fundão, na cidade do Rio de Janeiro. Todos os

equipamentos necessários foram cedidos pela Embratel durante a execução dos ensaios.

1.6 – Descrição

Este trabalho está organizado em 6 capítulos, sendo este, o primeiro deles. Os

próximos capítulos podem ser, brevemente, descritos da seguinte forma:

O capítulo 2 trata da codificação da voz, detalhando o processo de transmissão

da voz e os tipos de codecs (codificador/decodificador).

No capítulo 3, são descritos os métodos subjetivos e objetivos de avaliação da

qualidade de voz e as características dos principais métodos recomendados pelo ITU-T.

Os ambientes de testes são descritos no capítulo 4, com detalhes de cada

topologia, configurações realizadas, informações sobre o instrumento de teste e

explicação das metodologias de testes.

O capítulo 5 apresenta os resultados obtidos nos testes de análise de qualidade

de voz e de payload, com as duas topologias.

No capítulo 6 é realizada a análise dos resultados apresentados no capítulo 5.

Por fim, o capítulo 7 conclui o trabalho com os principais pontos observados no

capítulo 6 e apresenta sugestões para trabalho futuro.

4

Capítulo 2

Codificação de voz

A voz é um conjunto de vibrações acústicas e a forma como ela se manifesta na

natureza é analógica. O sinal analógico produzido por essas vibrações é transformado

em um sinal digital antes de trafegar na rede telefônica. Quando chega no receptor, ele

é convertido de volta para a sua forma analógica e transformado pelo ouvido humano

em percepções ao cérebro, que identifica um padrão e monta uma mensagem [12].

2.1 – Transmissão da voz

Durante a transmissão, o sinal pode sofrer distorções devido às características

físicas do canal, além de degradações através de ruídos e interferências de outras fontes.

O processo de transmissão da voz é composto por dois processos descritos em seguida.

2.1.1 – Digitalização

A digitalização é o processo de conversão do sinal analógico em sinal digital e é

realizada pelos Codecs (Codificador-Decodificador). Diversas tecnologias de Codecs

são implementadas através da associação de algoritmos de compressão e os DSP

(Digital Signal Processor). O DSP é um microprocessador programável que possui um

conjunto de instruções nativas. O processo de digitalização é constituído por três etapas:

amostragem do sinal, quantização e codificação [12].

Figura 2.1 – Processo de digitalização

Fonte: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialconvdados/pagina_3.asp [12]

http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialconvdados/pagina_3.asp

5

2.1.1.1 – Amostragem

Na amostragem, são retiradas amostras do sinal original para que seja possível a

reconstituição do sinal no receptor. Segundo o teorema de Nyquist, a frequência de

amostragem deve ser no mínimo duas vezes a maior frequência do espectro do sinal

analógico. O sinal resultante da amostragem ainda é um sinal analógico e após a

quantização e codificação é transformado em um sinal digital.

2.1.1.2 – Quantização

Uma vez que as amostras são adquiridas, um valor é atribuido para cada uma

através do processo de quantização, funcionando como uma espécie de

“arredondamento” dos diversos valores amostrados. Cada codec possui um valor limite

para cada amostra. O codec G.711, também conhecido como Pulse Code Modulation

(PCM), utiliza uma quantização com 8 bits (256 níveis de quantização) para representar

cada amostra e uma taxa de amostragem de 8.000 amostras por segundo, resultando em

uma taxa de 64kbits/s.

Os codecs utilizam métodos de compressão da voz humana, que reduzem a taxa

de transmissão de bits, retirando informações redundantes, previsíveis ou inúteis. A

compressão pode acontecer com ou sem perda de informação, dependendo da

degradação que se admite para o sinal e do fator de compressão que se deseja atingir.

Em contrapartida, tem como desvantagem o aumento do atraso e a perda da qualidade

do sinal.

2.1.1.3 – Codificação

No processo de codificação, o sinal quantizado é transformado em um sinal

binário. O sinal resultante será uma sequência de “zeros” e “uns”.

6

Figura 2.2 – Processo de codificação

Fonte: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialconvdados/pagina_3.asp [12]

2.1.2 – Empacotamento e Transmissão

Em chamadas VOIP, o protocolo IP é utilizado para encaminhamento de dados

na rede, além de protocolos de transporte, como o UDP e o TCP. O TCP reenvia os

pacotes perdidos, garantindo a entrega dos dados na ordem que foram enviados e realiza

controle de fluxo para evitar que o remetente envie informações em uma taxa além

daquela que o destinatário possa processar. Além disso, o TCP implementa o controle

de congestionamento, para reduzir a taxa de transmissão de acordo com o nível de

congestionamento da rede. O UDP é um protocolo no qual os pacotes podem ser

entregues fora de ordem ou até perdidos e, ao contrário do TCP, não provê controle de

fluxo nem congestionamento. Informações de voz são geralmente transmitidas usando

UDP como protocolo de transporte.

O serviço de entrega de pacotes provido pelo UDP não é suficiente para

aplicações VoIP. O RTP (Real-Time Transport Protocol) e o RTCP (Real Time Control

Protocol) são utilizados para melhorar a entrega de dados que devem ser transmitidos

pelos aplicativos em tempo real. O RTP tem como objetivo transportar a mídia e dispor

serviços essenciais para aplicações de tempo real. No entanto, o RTP não oferece

nenhuma reserva de recurso na banda, nem recuperação dos pacotes e não garante

qualidade de serviço (QoS). O RTCP tem como objetivo o monitoramento da qualidade

de serviço obtendo informações da rede (quantidade de jitter, perda média de pacotes,

etc.), permitindo que medidas corretivas possam ser adotadas. Esse monitoramento é

conseguido através de relatórios que são gerados tanto pelos transmissores como pelos


7

receptores dos pacotes RTP. O RTCP pode ser usado juntamente com o RTP, porém sua

utilização não é necessária para que o RTP funcione.

O pacote VoIP é formado pelo cabeçalho IP, cabeçalho UDP e cabeçalho RTP,

num total de 40 bytes, e finalmente o payload, que representa as amostras de voz. O

payload varia de 10 bytes até 240 bytes para o fluxo de voz. Para um payload de 20

bytes, temos que o cabeçalho do pacote VoIP é o dobro do payload. Conclui-se que a

transmissão de pouca informação por pacote é bastante ineficiente. Quanto maior o

payload, menor será o consumo de banda, porém maior será o tempo para transmitir

cada pacote devido ao aumento no atraso de empacotamento. Este atraso é o tempo

necessário para gerar um número suficiente de quadros de voz para preencher o payload

do pacote IP.

2.2 – Codecs

Para aumentar a eficiência do compartilhamento de diversas comunicações

telefônicas em uma mesma banda, diversas tecnologias de codificação foram

desenvolvidas. Um algoritmo de codificação de voz é normalmente avaliado em quatro

quesitos: a eficiência, a complexidade, o atraso e a qualidade.

A eficiência é normalmente representada pela taxa binária necessária para a

transmissão da voz. Um paradigma para os codificadores é alcançar a melhor qualidade

de voz com a menor taxa de transmissão de bits possível. A complexidade é medida em

milhões de instruções por segundo (MIPS) necessárias na codificação do sinal. O atraso

corresponde ao tempo em milisegundos que é necessário armazenar a voz para que o

algoritmo de compressão seja aplicado. [15]

Os codecs podem ser classificados em três categorias: de forma de onda,

paramétricos e híbridos. Eles são diferenciados na forma em que a informação é

transmitida. Os codificadores de onda fornecem um sinal codificado o mais próximo

possível do sinal analógico original. Por sua vez, os codificadores paramétricos

modelam o sistema que gera o sinal de voz original e enviam apenas parâmetros deste

modelo. Os codificadores híbridos é uma combinação dos dois casos citados

anteriormente.

Forma de onda: Os codificadores de onda fornecem um sinal codificado o mais

próximo possível do sinal analógico original, com base nas suas características

8

estatísticas, temporais ou espectrais. Normalmente são codificadores de baixa

complexidade e que introduzem um pequeno retardo na voz. Para taxas de transmissão

superiores a 16 kbps, produzem um sinal de voz com alta qualidade. Para taxas

inferiores a essa, a qualidade do sinal reconstituído degrada rapidamente.

Os codificadores de forma de onda mais simples são:

PCM (Pulse Code Modulation) – trabalha com os valores das amostras

APCM (Adaptive Pulse Code Modulation) – utiliza um passo de

quantização que varia com o tempo para acompanhar as variações de

amplitude do sinal de voz, baseando-se nas amostras passadas do

mesmo. Desta forma, reduz-se a faixa dinâmica do sinal e

consequentemente a taxa final de transmissão.

DPCM (Differential Pulse Code Modulation) - Nesta técnica quantiza-se

a diferença de amplitude entre amostras adjacentes. Como essa diferença

é relativamente pequena, pode ser representada com menos bits. O sinal

de entrada no quantizador é a diferença entre o sinal original e uma

predição do mesmo, baseada nas amostras passadas, resultando em um

sinal chamado de erro de predição, que por sua vez é codificado a uma

taxa de 32 kbit/s.

ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation) - empregam

quantização e/ou predição adaptativas. A predição adaptativa consiste no

ajuste dinâmico do preditor de acordo com variações no sinal de voz. O

quantizador adaptativo realiza um ajuste do valor de diferença observada

entre amostras consecutivas. Codificadores ADPCM apresentam boa

qualidade de voz para taxas entre 24 e 48kbit/s.

Paramétricos: Os codificadores paramétricos (ou vocoders) utilizam um

modelo de como o sinal foi gerado, e extraem os parâmetros que representam este

modelo. O que é efetivamente transmitido são os parâmetros obtidos deste modelo. Os

vocoders operam com baixas taxas de transmissão, normalmente inferiores a 4 kbps e

9

possuem atrasos e complexidade elevados. A qualidade da voz é baixa, soando de forma

sintética. Seu principal uso são aplicações militares, na qual a fidelidade da voz não é

tão importante quanto à obtenção de uma baixa taxa de transmissão, para permitir

criptografia forte e pouca necessidade de banda.

Um tipo de vocoder muito utilizado é a Codificação Linear com Predição

(Linear Predictive Coding – LPC) que parte do princípio que o sinal de voz é gerado por

uma fonte no fim de um tubo. A fonte é o espaço que existe entre as cordas vocais e é

chamado glote. A glote emite um zumbido que pode ser caracterizado por sua

intensidade e frequência. O tubo é formado pela garganta e pela boca, estas podem ser

caracterizadas por suas frequências de ressonância, que são chamadas de frequências

formadoras. O efeito do tubo sobre o zumbido forma a voz. Através da análise do sinal

de voz, o LPC remove o efeito das frequências formadoras e faz uma estimativa da

intensidade e da frequência do zumbido restante. Após a remoção das frequências

formadoras, o zumbido restante é chamado de resíduo. Os valores que descrevem as

frequências formadoras e o resíduo são armazenados e transmitidos. No lado do

receptor, o LPC, a partir dos valores do resíduo reconstrói o sinal de excitação (o

zumbido), e com os valores das frequências formadoras ele constrói um filtro que

funcionará como o tubo. A fala é reconstituída através da passagem da excitação através

do filtro [14].

Híbridos: Os codificadores híbridos exploram técnicas tanto dos codificadores

paramétricos como dos de forma de onda. São mais complexos que os vocoders e

trabalham com taxas de transmissão entre 4 e 16 kbps.

Os codificadores híbridos também utilizam LPC, porém foram desenvolvidas

técnicas de codificação do resíduo para que mais informações sobre este também

fossem transmitidas, aumentando a qualidade do sinal. Desta forma, tornam-se mais

inteligíveis que os vocoders convencionais e com qualidade próxima a obtida com os

codificadores de forma de onda. São exemplos de codificadores híbridos:

CELP (Code Excited Linear Prediction)

Para enviar mais informações sobre o resíduo, é necessário o

aumento da taxa de transmissão de bits. Para minimizar esse aumento,

esta técnica foi desenvolvida. No CELP, é utilizada uma tabela com os

valores mais comuns de resíduos. O codificador compara o valor do

resíduo com os valores da tabela e, ao encontrar o melhor valor, o

10

codificador envia apenas o código que representa o valor da tabela. O

receptor busca na sua tabela de resíduos o correspondente ao código

recebido, e então usa esse valor para excitar o filtro das frequências

formadoras.

Para conter todos os valores de resíduos é necessária uma tabela grande o

suficiente para conter todos os valores, aumentando muito o tempo de

procura pelo valor correto. Na prática são utilizadas duas tabelas. A

tabela fixa possui valores fixos de resíduos que são determinados durante

a construção do sistema. A tabela adaptativa é preenchida durante a

operação do sistema com cópias atrasadas do resíduo usado

anteriormente, onde o atraso representa a mudança de frequência [14].

ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction)

A diferença básica entre o ACELP e o CELP está na tabela fixa

de valores de resíduos. No ACELP, são utilizados códigos algébricos

promovendo um aumento na qualidade das componentes harmônicas

[14].

CS-ACELP (Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear

Prediction)

O CS-ACELP utiliza um algoritmo com uma forma diferente de

armazenamento que faz uma pré-seleção dos futuros candidatos a serem

escolhidos para representar a próxima janela a ser analisada, otimizando

ainda mais o processo de procura nas tabelas de resíduos [14].

A seguir são apresentadas as características das Recomendações G.711, G.723.1,

G.726 e G.729.

2.2.1 – G.711

Ano de aprovação: 1972

Taxa de codificação: 64kbit/s (8 bits por amostra)

Tipo de codificação: PCM - Pulse Code Modulation

11

Características: No G711 [3], a quantização é realizada em escala logarítmica

com 256 níveis de quantização, o que define 8 bits por amostra. A codificação PCM

obedece ao critério de Nyquist, em que a frequência de amostragem é igual ou superior

ao dobro da maior frequência presente no espectro.

A codificação em telefonia utiliza uma frequência de amostragem de 8KHz

(8000 amostras do sinal de voz por segundo). Sendo assim, o sinal de voz com a

codificação PCM possui a taxa padrão 64k bits/seg (8000 amostras/seg x 8

bits/amostra).

Essa Recomendação prevê o uso de dois tratamentos de erros de quantização,

denominadas por Lei A (A-law) e Lei µ (µ-law). O G.711 converte a codificação PCM

uniforme de 14 bits para a codificação PCM A-law ou µ-law (quantização não

uniforme, ou compressão logarítmica) de oito bits e realiza uma quantização apurada

para sinais de voz de baixo nível e uma quantização grosseira para sinais de voz de alto

nível. O atraso do algoritmo é de apenas 0,125 ms com taxa de amostragem de 8000 Hz.

Na codificação PCM, quadro de 20 ms de voz é formado e empacotado para

transmissão na rede. O G.711 padrão não contém o algoritmo de ocultação de perda de

pacotes que é necessário para aplicações VOIP, pois compensa eventuais perdas de

pacotes. O apêndice I foi adicionado à recomendação G.711 em 1999 no qual contém

um algoritmo de baixa complexidade e alta qualidade para ocultação de perda de

pacotes [16].

2.2.2 – G.726


Taxa de codificação: 40, 32, 24 e 16 kbit/s (5, 4, 3 e 2 bits por amostra)

Tipo de codificação: ADPCM (Adaptive Pulse Code Modulation)

Características: A recomendação G.726 [2] possui um quantizador adaptativo,

podendo fazer um ajuste no preditor linear com base nas variações do sinal a ser

codificado. Para taxas de 16, 24, 32 e 40kbit/s o número de bits por amostra utilizados

na quantização são 2, 3, 4 e 5 respectivamente, operando com taxa de amostragem de

8000hz [16].

12

2.2.3 – G.729

Ano de Aprovação: 1996

Taxa de codificação: 8 kbps (80 bits/10 ms = 8 kbit/s).

Tipo de codificação:

CS-ACELP (Conjugate Structure- Algebraic Code Excited Linear Prediction)

Características: A recomendação G.729 [1] foi concebida para codificar um sinal

de voz com qualidade total em 8 kbps, e ser usado por aplicações com comunicação sem

fio e por redes com fio que necessitem de compressão da banda usada pelo sinal

codificado, tais como circuitos transoceânicos. O áudio é codificado em quadros de 10

ms, correspondentes a 80 amostras das 8.000 do PCM. Adicionalmente, possui um

tempo de look-ahead de 5 ms, resultando em 15 ms o tempo de atraso do algoritmo.

Para cada um dos quadros, o sinal de voz é analisado para retirada dos

parâmetros do modelo CELP (ganho, índices dos dicionários fixo e adaptativo e

coeficientes de filtro). Esses parâmetros são codificados e transmitidos ao meio, num

total de 80 bits por cada quadro amostrado.

Os coeficientes utilizados por seus filtros são gerados através do método de auto

correlação com janelas de observação de 30 ms. A cada 80 amostragens (10 ms) os

coeficientes são computados e é feito o deslizamento da janela. Dessa forma, a análise

desses valores leva em conta as 120 amostras dos quadros passados, as 80 amostras do

quadro atual e 40 amostras do próximo quadro (revelando aqui os 5 ms de look-ahead

da codificação) [16].

G.729 - Anexo A

Em maio de 1996, foi apresentado o Anexo A da Norma, reduzindo sua

complexidade e mantendo a interoperabilidade com a G.729 original. O funcionamento

básico do algoritmo na G.729 Anexo A é o mesmo da G.729. As principais

simplificações feitas foram com relação à operação dos filtros e forma de busca nos

dicionários de vetores [16].

G.729 - Anexo B

O Anexo B foi aprovado em outubro de 1996 e descreve o detector de voz ativa

e gerador de ruído de conforto, ambos usados na compressão de silêncio, tanto na G.729

como na G.729 - Anexo A [16].

13

2.2.4 – G.723.1


Taxa de codificação: 5,3 e 6,3 kbps

Tipo de codificação:

ACELP (Algebraic-Code-Excited Linear-Prediction) para 5,3 kbps

MP-MLQ (Multipulse Maximum Likelihood Quantization) para 6,3 kbps

Características:

Esta Recomendação [4] especifica uma codificação usada para compressão de

voz de um serviço multimídia para meios de muito baixa velocidade de transmissão.

São necessários 30 ms para a formação de um quadro, independente da velocidade em

uso, além de 7,5 ms de look-ahead, resultando em 37,5 ms o tempo de atraso do

algoritmo.

A Recomendação define que as duas velocidades de transmissão devem estar

disponíveis, podendo trocar de velocidade de um quadro para outro ou nos períodos de

descontinuidade de transmissão nos intervalos sem fala. A diferença entre essas taxas

resulta do tipo de excitação a ser utilizada e transmitida para o decodificador (ACELP

para 5,3kbps ou MP-MLQ para 6,3 kbps).

Cada bloco possui 240 amostras, obtidos da observação em 30 ms, das 8.000

amostras por segundo. O bloco passa inicialmente por um filtro passa alta, para remoção

da componente DC e em seguida é dividido em quatro subquadros com 60 amostras

cada.

O processo de codificação é similar ao descrito na G.729, em que uma janela

deslizante de observação, com tamanho de 180 amostras é centrada em cada subquadro,

gerando quatro conjuntos de parâmetros que serão agrupados, codificados e

transmitidos. Estes parâmetros, também são referentes a valores de ganho, índices de

dicionários e coeficientes de filtros usados no modelo.

Para janelas centradas no último subquadro de cada uma das 240 amostras,

deve-se considerar também o primeiro subquadro do próximo quadro, para a obtenção

do último grupo de parâmetros. Como cada amostra leva 0,125 ms e um subquadro tem

60 amostras, o atraso de look-ahead é de 7,5 ms.

No caso da codificação de maior banda (MP-MLQ), o total de parâmetros

transmitidos a cada quadro de 240 amostras é composto por 189 bits, com taxa de 6,3

kbps (189 x 8000 / 240). Já na codificação de menor banda (ACELP) o conjunto de

14

parâmetros soma 158 bits, com taxa de 5,3 kbps (158 x 8000 / 240) [16].

A figura 2.3 sumariza as características dos diversos codificadores disponíveis

nos equipamentos de telecomunicações:

Figura 2.3 – Codecs e suas propriedades

Fonte: THERDPONG DAENGSI, “VoIP Quality Measurement: Recommendation of MOS and Enhanced

Objective Measurement Method for Standard Thai Spoken Language”, 2012 [11]

15

Capítulo 3

Métodos de avaliação

Com a popularização dos serviços de VoIP, surge a necessidade de se medir a

qualidade da fala em tais sistemas. Este capítulo trata dos métodos de avaliação da

qualidade de voz em uma rede IP.

Na recomendação P.10/G.100 [5] o MOS (Mean Opinion Score) é definido

como a média da pontuação das opiniões que são atribuídas para a performance dos

sistemas de telefonia usados tanto para conversação quanto para escuta. Apesar de a

opinião ser subjetiva, o MOS também é utilizado para pontuações originadas de

modelos objetivos. Para distinguir os tipos de avaliação são utilizados os seguintes

identificadores junto à abreviação MOS:

N = Narrow-band

W = Wide-band

LQ = Listening Quality

CQ = Conversational Quality

S = Subjective

O = Objective

E = Estimated

Por exemplo, uma pontuação PESQ ao ser mapeada conforme a Recomendação

da ITU-T P.862.1 [8], tem como resultado um valor MOS. Para distinguí-lo dos demais

métodos de avaliação é chamado de MOS-LQO.

Os itens a seguir apresentam os principais métodos de avaliação subjetiva e

objetiva da voz.

3.1 – Avaliação subjetiva

A avaliação subjetiva da qualidade de voz é descrita pela Recomendação P.800

da ITU-T [6] que contém sugestões para condução dos testes e métodos para

determinarem o quão satisfatório é o desempenho da chamada telefônica. É conhecida

16

como MOS – Mean Opinion Score (Pontuação de Opinião Média), porém na realidade

essa é apenas uma das formas de pontuação citadas na Recomendação.

Nas mensurações subjetivas, usuários de um sistema de conversação em um

ambiente controlado opinam quanto a qualidade da voz escutada. A recomendação

P.800 do ITU-T define as seguintes classificações:

- Classificação por categoria absoluta (Absolute Category Rating - ACR), cujo

resultado é a pontuação de opinião média (MOS).

- Classificação por categoria de degradação (Degradation Category Rating -

DCR), cujo resultado é a pontuação de opinião média de degradação (DMOS).

- Classificação por categoria de comparação (CCR- Comparison Category

Rating), cujo resultado é a pontuação de opinião média de comparação (CMOS).

No ACR, os avaliadores escutam amostras de conversação na saída de um

sistema de comunicação avaliado, sem comparar com o sinal de referência. No DCR, a

amostra é avaliada pela degradação do material processado em relação ao material

original, sendo mais sensível à distinção de qualidade, em contraste com os testes tipo

ACR. O CCR distingue-se do DCR apenas pela ordem em que as amostras são

apresentadas aos ouvintes, sendo escolhidas aleatoriamente. O avaliador define qual é o

melhor sinal e quanto ele é melhor. O método mais utilizado dentre os três, tem sido o

Absolute Category Rating (ACR).

Os testes subjetivos apresentam algumas desvantagens. Fatores como o estado

de espírito do avaliador, o avaliador e o idioma utilizado influenciam consideravelmente

no resultado final. Para minimizar estes fatores, é necessária uma grande quantidade de

avaliadores, tornando o processo caro e complexo. Isto despertou a busca pelos métodos

objetivos.

3.2 – Avaliação objetiva

Os métodos objetivos, também chamados perceptuais de medida de qualidade de

voz, são modelos computacionais com o objetivo de estimar um MOS aproximado e

com isso determinar o nível de qualidade de uma chamadas de voz. O que os diferencia

é como cada um computa o erro entre os sinais parametrizados e como cada um

apresenta sua escala de pontuação. Em geral, existe uma relação entre a pontuação

obtida e o MOS.

17

Os algoritmos mais difundidos na literatura [16] e recomendados pelo ITU-T são

o PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) [7], INMD (In service, non intrusive

measurement device) [9], P.563 [10] e o Modelo E [17].

3.2.1 – PESQ

O PESQ (Perceptual Evaluation of Speech Quality) é um algoritmo de medida

objetiva da qualidade de voz que combina os méritos do PSQM [18], atualmente

retirada das recomendações da ITU-T devido a certas limitações em aplicações de áreas

específicas, e do PAMS desenvolvido pela Psytechnics [16]. Este método de avaliação

encontra-se definido na Recomendação P.862 da ITU-T [7].

O PESQ foi desenvolvido para medir precisamente as distorções causadas por

diferentes codecs, transcodificação (conversão de um formato digital em outro), erros de

transmissão, perda de pacotes, entre outros.

Como todo método perceptual, o processo de avaliação pode ser dividido em

três passos: inicialização dos sinais, modelamento perceptual e modelamento cognitivo.

Na fase de inicialização dos sinais, o alinhamento do tempo é feito da mesma forma que

no PAMS. Os sinais de entrada e saída do sistema sob teste são alinhados, para evitar o

problema de pontuação dúbia, como no PSQM. Os efeitos de atraso e de variações

lentas de atraso são removidos.

Na fase de modelamento perceptual, o sinal de referência e o degenerado são

transformados separadamente do domínio do tempo para um domínio bidimensional de

tempo-frequência, conforme o PSQM. Com intuito de representar melhor a

sensibilidade auditiva humana, as escalas de frequência e de sonoridade são convertidas

respectivamente para a escala de Bark e de Sone [16].

A fase de modelamento cognitivo é onde efetivamente ocorre a comparação

entre o sinal de entrada e saída e uma pontuação é gerada. No PESQ, dois tipos de

valores de distorção são calculados. Um deles é referente à variação brusca do atraso

detectado no processo de alinhamento de tempo. O outro valor é referente ao

processamento assimétrico que é efetuado no PSQM. Os resultados são combinados e

produzem uma pontuação que varia entre 0,5 e 4,5. Este valor pode ser mapeado para

um valor de MOS-LQO, conforme descrito na Recomendação P.862.1 do ITU-T [8]. A

tabela 3.1 apresenta a pontuação MOS e a avaliação correspondente.

18

Tabela 3.1 – Pontuação MOS e a avaliação correspondente

MOS Qualidade

5 Excelente

4 Boa

3 Regular

2 Pobre

1 Péssima

A dificuldade de acesso às duas pontas de um sistema de comunicação é a

grande desvantagem do PESQ. Além disso, o modelamento de como o cérebro humano

qualifica a voz ainda não está totalmente definido. Um aspecto de interesse é a

tendência de ocorrer uma melhor pontuação para amostras de conversação onde o ruído

se apresenta no início delas e uma pontuação mais baixa quando o ruído já aparece ao

final.

3.2.2 – INMD

O INMD (In service, non intrusive measuremente device) é um método objetivo

não intrusivo que analisa o sinal de voz degradado sem compará-lo com um sinal de

referência, não afetando o tráfego da rede. Para isto, captura parâmetros da rede tais

como atraso, jitter e perda de pacotes. Este método de avaliação encontra-se definido na

Recomendação P.561 da ITU-T [9].

O INMD foi desenvolvido originalmente para medir redes de comutação de

circuitos. Neste método são realizados dois tipos de medidas: caracterização do eco e

expressão e caracterização do ruído. Os parâmetros medidos pelo INMD são fortemente

relacionados com os parâmetros do Modelo E, podendo ser considerado como uma

medida complementar deste método.

O método INMD normalmente realiza medições no meio da rede, sendo uma

desvantagem na predição da qualidade da voz, já que os dados recebidos pelo método

diferem dos dados percebidos pelo usuário.

19

3.2.3 – P.563

O P.563 é um método não intrusivo resultante de um trabalho colaborativo entre

a Opticom, SwissQual e Psytechnics, que anteriormente à P.563 tinham suas próprias

versões proprietárias de software de análise da qualidade de voz. Este método de

avaliação encontra-se definido na Recomendação P.563 da ITU-T [10].

Diferentemente de outros algoritmos, não há um arquivo de áudio de referência

para comparar. Este método não injeta qualquer dado na rede e usa software para

análise do áudio a partir das chamadas em curso, obtendo um valor MOS.

3.2.4 – Modelo E

O modelo E foi desenvolvido pelo ETSI (Instituto Europeu de Padronização em

telecomunicações) e está definido nas Recomendações G.107 e G.108 da ITU-T [17]. É

um método objetivo paramétrico que analisa o sinal analógico de voz, baseando-se não

somente nos parâmetros capturados da rede. Além disso, não afeta o tráfego da rede, já

que não injeta arquivo de áudio de referência.

Através de um modelo computacional de avaliação, cada elemento contribuinte

para a degradação na qualidade da fala é associado a um valor numérico denominado

fator de perda. Os fatores de perda são computados pelo modelo E, fornecendo um valor

de avaliação R, entre 0 e 100. Uma pontuação próxima de cem indica ótima qualidade

de voz, enquanto que pontuação próxima de zero indica qualidade péssima. Este valor

pode ser relacionado a um valor de MOS, através da fórmula:

Para R < 0: MOS = 1

Para 0 R 100: MOS = 1+ 0,035R + 7.10-6

R (R-60) (100-R)

Para R > 100: MOS = 4,5

Sistemas cuja qualidade da fala seja avaliada em R ≤ 60 não são recomendáveis,

sendo desejável obter R > 70.

O fator R é obtido pela fórmula:

R = Ro – Is – Id – Ie + A

20

O componente “Ro” representa os efeitos da relação sinal ruído (SNR) e é

composto por fontes de ruído, tais como ruídos provenientes de circuitos de transmissão

e ruído ambiente.

O componente Is representa as perdas na qualidade da comunicação que

ocorrem simultaneamente ao sinal de voz que é transmitido. É composto por perdas

devido a excesso de volume, perdas ocasionadas durante o caminho que a voz do

locutor percorre até seu microfone e perdas causadas pela distorção de quantização,

sofridas durante o processo de digitalização e codificação da voz.

O componente Id representa o fator de perdas na qualidade da comunicação

associadas ao atraso de transmissão e compreende a soma de perdas devido ao eco no

transmissor e no receptor e a perdas relacionadas ao atraso absoluto da voz.

O componente Ie representa as perdas associadas à tecnologia utilizada e é

dependente do tipo de Codec, no caso de VoIP.

O componente A corresponde fator de expectativa, definindo um grau de

tolerância que um usuário espera pelo uso da tecnologia. Por exemplo, se os utilizadores

estão cientes de que estão se comunicando utilizando link satélite, serão mais tolerantes

com a degeneração devido aos longos atrasos.

A desvantagem deste método é o fato de não levar em consideração o jitter no

cálculo do fator R, sendo que é de grande influência na qualidade de voz.

21

Capítulo 4

Ambientes e metodologias de testes

O teste proposto compara o desempenho dos codecs G.711 µ-law, G.711 A-law,

G.726, G.729B e G.723.1 levando em consideração a qualidade de voz das chamadas.

Além disso, é analisado o desempenho do codecs em duas topologias detalhadas neste

capítulo. Na primeira topologia, o originador das chamadas utiliza um acesso via satélite

e o receptor um acesso direto ao backbone do laboratório. Na outra topologia, o receptor

não se altera, porém o originador utilizará um acesso ao backbone através de uma porta

GigabitEthernet com limitação de upload de 300kbit/s e de download de 1Mbit/s. O

objetivo é analisar o quanto a limitação de banda, o jitter e latência afetam a qualidade

das chamadas telefônicas.

4.1 Topologias de testes

Os testes foram realizados no Centro de Referência Tecnológica - Embratel

(CRT), localizado na Ilha do Fundão, na cidade do Rio de Janeiro. Todos os

equipamentos necessários foram cedidos pela Embratel durante a execução dos testes.

4.1.1 Topologia Terrestre

A topologia 1 (figura 4.1) engloba os equipamentos necessários para a realização

das chamadas de voz utilizando o protocolo de sinalização SIP. Ela é composta por um

Backbone IP e uma rede NGN da Huawei responsável pelo encaminhamento,

supervisão e liberação das ligações que trafegam pela rede IP.

22

Figura 4.1 – Topologia 1

Fisicamente, o instrumento utilizado para realizar as chamadas foi conectado da

seguinte forma:

Porta 1 – Conectado fisicamente na interface GigabitEthernet 1/7 do roteador

de borda do Backbone IP da Embratel. A limitação de banda foi realizada

através de Traffic Policing configurado na interface. Desta forma, quando o

fluxo de pacotes atinge o limite máximo de 1000000bit/s de download e

300000bit/s de upload, os pacotes são descartados.

Configuração da interface e Traffic Policing

Policy Map LIMIT_OUT

Class VIRGINIA

police cir 1000000 bc 31250

conform-action transmit

exceed-action drop

Policy Map RATE_LIMIT

Class VIRGINIA

police cir 300000 bc 9375

conform-action transmit

exceed-action drop

interface GigabitEthernet1/7

description ABACUS

vrf forwarding NGN-VOZ

ip address 172.16.5.1 255.255.255.240

mpls propagate-cos

23

service-policy input RATE_LIMIT

service-policy output LIMIT_OUT

Porta 2 - Conectado fisicamente na interface GigabitEthernet 1/8 do roteador

de borda do Backbone IP da Embratel. Não foi realizada nenhuma

configuração de limitação de banda nesta interface, limitando-se apenas pela

característica da porta de 1Gbit/s.

Configuração da interface

interface GigabitEthernet1/8

description ABACUS

vrf forwarding NGN-VOZ

ip address 172.16.6.1 255.255.255.240

mpls propagate-cos

Na rede NGN da Huawei foram configurados dois troncos SIP com

encaminhamento para os números 4000-XXXX e 5000-XXXX. A sinalização SIP é

enviada para o Softswitch da NGN Huawei, que é o elemento encarregado de realizar o

controle das ligações. Após o estabelecimento da chamada, o tráfego de voz ocorre

diretamente entre os terminais, através do protocolo RTP.

24

4.1.2 Topologia Satélite

A topologia 2 (figura 4.2) utiliza os mesmos equipamentos necessários para a

realização das chamadas de voz da topologia 1, mudando apenas a forma de acesso.

Figura 4.2 – Topologia 2

25

Fisicamente, o instrumento utilizado para realizar as chamadas foi conectado da

seguinte forma:

Porta 1 - Conectada a um modem Skyedge I da Gilat (IDU - “indoor

unit”) através de uma porta Ethernet. Este modem ”), mostrado na figura 4.4, é

conectado por meio de cabos coaxiais a uma Unidade Externa (ODU –

“outdoor unit composta pela antena (figura 4.3), alimentador e a parte de RF, o

transmissor e o receptor propriamente dito. Possui taxa garantida de 200kbit/s

de upload e 1Mbit/s de download.

Figura 4.3 – ODU localizado no Parque de Antenas do CRT

Figura 4.4 – Modem SkyEdge I da Gilat

Porta 2 – Conectado fisicamente a mesma interface GigabitEthernet 1/8

do roteador de borda do Backbone IP da Embratel utilizada na topologia 1 e

26

com as mesmas configurações. Não foi realizada nenhuma configuração de

limitação de banda nesta interface, limitando-se apenas pela característica da

porta de 1Gbit/s.

As configurações da NGN não foram alteradas, permanecendo os dois troncos

com os encaminhamentos para os números 4000-XXXX e 5000-XXXX.

4.2 – Instrumento

O Abacus 5000 é um instrumento de teste utilizado para realizar chamadas

telefônicas. Suporta diversos tipos de protocolos de sinalização, incluindo SIP, R2D e

ISUP. Possui recursos de análise de qualidade de voz e alteração de alguns parâmetros

dos protocolos [13].

Para a análise de qualidade de voz é possível escolher entre os métodos de

avaliação PSQM, PSQM+ e PESQ.

As pontuações obtidas como resultados das análises da qualidade de voz são:

PSQM – A pontuação é obtida a partir do algoritmo PSQM que compara

o sinal original com o sinal que foi enviado e recebido. A faixa do resultado é

entre 0 e 6,5, no qual 0 indica uma boa avaliação e 6.5 uma avaliação ruim.

MOS – O MOS é obtido através da conversão do PSQM utilizando a

seguinte fórmula:

MOS =1 + 4/(1 + exp(0.66*PSQM - 2.2))

O MOS está definido na Recomendação P.800 da ITU-T para uso em métodos

de avaliação subjetiva da qualidade de voz. Essa pontuação varia entre 1 e 5,

sendo 5 excelente e 1 para péssimo.

PESQ - A pontuação é obtida a partir do algoritmo PESQ que compara o

sinal original com o sinal que foi enviado e recebido. Essa pontuação varia

entre 0,5 e 4,5, sendo 4,5 excelente e 0,5 para péssimo.

27

MOS-LQO – É calculado através do valor do PESQ usando a equação:

o Para PESQ ≤ 1.7 então MOS-LQO = 1.0

o Para PESQ > 1.7 então MOS-LQO =

Este valor é similar à pontuação MOS, mas permite alcançar uma correlação

maior em um conjunto menor de dados.

R-Factor – O cálculo é feito em todos os canais configurados para

análise utilizando o PESQ como método de avaliação. A equação para este

cálculo é encontrada nas recomendações G107 e P.834 da ITU-T

JMOS – É derivado do R-Factor calculado pelo algoritmo E-model :

JMOS = 0.8681 * MOSw + 0.0271, onde MOSw = MOS-CQE

O instrumento utiliza arquivos wav ao invés de voz natural nas chamadas

telefônicas. Este artifício torna-se uma vantagem para os testes de qualidade de voz,

pois restringe a análise aos fatores da rede e dos codecs sem a influência das variações

de voz e idioma.

4.3 – Metodologias de testes

Neste trabalho, foi escolhido o PESQ como método de avaliação da qualidade de

voz. Os testes consistiam em analisar a variação do PESQ com o aumento do número de

chamadas simultâneas e a relação com o tamanho do payload dos pacotes. Os dois

testes foram realizados nas duas topologias apresentadas anteriormente e são detalhados

a seguir:

PESQ x Número de chamadas

O teste foi realizado para cinco codecs diferentes: G.711 A-law,

G.711 µ-Law, G.729B, G726 e G723.1. Foram realizadas três

repetições de chamadas de voz com duração de 100 segundos cada e

coletadas as medidas resultantes dos testes para o cálculo do valor

médio.

28

O originador da chamada envia a voz para o receptor e espera a

confirmação durante um tempo estabelecido. O número de tentativas e

o tempo de espera da confirmação de caminho podem ser alterados no

instrumento. Foram utilizadas 10 tentativas com o tempo de espera de 2

segundos. O Abacus retorna um erro de “No path confirmation” quando

esgota as tentativas de confirmação de caminho.

O procedimento foi repetido aumentando o número de chamadas

simultâneas até um limite em que o instrumento retorna o erro de “No

path confirmation” e finaliza as chamadas dos canais de voz que

produziram este erro. A não confirmação do caminho pode ocorrer por

perda de pacotes ou atraso na recepção da confirmação.

Payload x Número de chamadas

O Abacus possibilita a alteração de alguns parâmetros do

protocolo e um deles é o tamanho do payload que representa o tempo

em milisegundos de voz que é preenchido dentro de um pacote RTP.

Para realizar a análise do número máximo de chamadas

simultâneas em relação ao tamanho do payload foi escolhido o codec

G729B e os tamanhos de 20, 50, 100 e 200 ms. Para cada tamanho de

payload o teste foi repetido aumentando o número de chamadas

simultâneas até um limite em que o instrumento retorna o erro de “No

path confirmation” e finaliza as chamadas dos canais de voz que

produziram este erro.

29

Capítulo 5

Resultados

Neste capítulo, são apresentados os resultados dos testes realizados. Esses testes

tiveram como objetivo comparar o desempenho dos codecs G711 µ-Law, G711 A-Law,

G726, G729B e G723.1.

Conforme citado anteriormente, os testes foram divididos em duas topologias:

Topologia 1 – Chamada originada de um acesso via satélite com

limitação de taxa de upload de 200kbit/s e de download de 1000kbit/s e

recebida em um acesso ao backbone sem limitação de banda, através de

uma porta GigabitEthernet do roteador de borda.

Topologia 2 – Chamada originada de um acesso ao backbone através de

uma porta GigabitEthernet do roteador de borda, com limitação de

upload de 300kbit/s e de download de 1000kbit/s e recebida em um

acesso ao backbone através de uma porta GigabitEthernet do roteador de

borda, sem limitação de banda.

A seguir, são discutidos, detalhadamente, cada um dos cenários citados acima.

5.1 - Topologia Terrestre

5.1.1 – Análise dos codecs

Para cada codec foram realizadas três repetições de chamadas de voz resultando

em um valor médio das medidas. O mesmo procedimento foi realizado aumentando o

número de chamadas simultâneas, conforme detalhado no item 4.3.1.

Na topologia 1, a porta 1 do Abacus é a originadora da chamada e está conectada

ao roteador de borda, com limitação de 300kbit/s de upload e 1Mbit/s de download. A

porta 2 é a receptora da chamada e está conectada ao roteador de borda do Backbone,

sem limitação de banda.

As tabelas abaixo apresentam os resultados das médias dos valores PESQ dos

canais originadores e terminadores de cada codec:

30

Tabela 5.1 – Medidas do PESQ para o codec G.723.1 na topologia 1

Número

de

chamadas

G.723.1

Originador Erro Receptor Erro

1 3,892 0,000 3,892 0,000

2 3,892 0,000 3,892 0,000

3 3,892 0,000 3,892 0,000

4 3,892 0,000 3,892 0,000

5 3,892 0,000 3,892 0,000

6 3,892 0,000 3,892 0,000

7 3,892 0,000 3,892 0,000

8 3,892 0,000 3,892 0,000

9 3,892 0,000 3,892 0,000

10 3,892 0,000 3,892 0,000

11 3,892 0,000 3,892 0,000

12 3,892 0,000 3,892 0,000

13 3,892 0,000 3,892 0,000

14 3,892 0,011 3,788 0,011

Tabela 5.2 – Medidas do PESQ para o codec G.729B na topologia 1

Número

de

chamadas

G.729B


1 4,028 0,000 4,028 0,000

2 4,028 0,000 4,028 0,000

3 4,028 0,000 4,028 0,000

4 4,028 0,000 4,028 0,000

5 4,028 0,000 4,028 0,000

6 4,028 0,000 4,028 0,000

7 4,028 0,000 4,028 0,000

8 4,028 0,000 4,028 0,000

9 4,028 0,000 4,028 0,000

31

Tabela 5.3 – Medidas do PESQ para o codec G.726 na topologia 1

Número

de

chamadas

G.726


1 4,213 0,000 4,213 0,000

2 4,213 0,000 4,213 0,000

3 4,213 0,000 4,213 0,000

4 4,213 0,000 4,213 0,000

5 4,213 0,000 4,213 0,000

Tabela 5.4 – Medidas do PESQ para o codec G.711 µ-Law

Número

de

chamadas

G.711 µ-Law


1 4,500 0,000 4,500 0,000

2 4,500 0,000 4,500 0,000

3 4,500 0,000 4,500 0,000

Tabela 5.5 – Medidas do PESQ para o codec G.711 A-Law

Número

de

chamadas

G.711 A-Law


1 4,187 0,000 4,187 0,000

2 4,187 0,000 4,187 0,000

3 4,187 0,000 4,187 0,000

O número máximo de chamadas simultâneas varia de acordo com o codec

escolhido. No gráfico da figura 5.1, é possível comparar o PESQ obtido dos codecs

testados.

32

Figura 5.1 – Gráfico do PESQ obtido com os codecs testados na topologia 1.

A figura 5.2 mostra os gráficos da taxa de upload para o número máximo de

chamadas simultâneas (esquerda) e para este mesmo número adicionado de uma

chamada (direita). Estes gráficos foram capturados por meio da ferramenta Wireshark

que monitorava a porta 1 do Abacus, originadora das chamadas.

Ao ultrapassar o limite de 300kbit/s, uma das chamadas é finalizada e a taxa de

upload retorna ao valor obtido com o número máximo de chamadas simultâneas.

G 711 A-law

3 chamadas

G 711 A-law

4 chamadas

33

G 711 µ-law

3 chamadas

G 711 µ-law

4 chamadas

G726

5 chamadas

G726

6 chamadas

G729B

9 chamadas

G729B

10 chamadas

34

G723.1

14 chamadas

G723.1

15 chamadas

Figura 5.2 - Gráfico da taxa de upload para a topologia 1

5.1.2 – Análise do payload

Para a análise do número máximo de chamadas simultâneas em relação ao

tamanho do payload foi escolhido o codec G729B, por ser um dos que consomem

menos banda, e os tamanhos de 20, 50, 100 e 200 ms de payload.

Os gráficos da figura 5.3 mostram a taxa de upload para o número máximo de



que monitorava a porta 1 do Abacus originadora das chamadas.

G 729B - 200 ms de payload

27 chamadas


28 chamadas

35


22 chamadas


23 chamadas


13 chamadas


14 chamadas

G729B – 20 ms de payload

9 chamadas

G729B - 20 ms de payload

10 chamadas

Figura 5.3 – Gráfico da taxa de upload para diferentes tamanhos de payload testados na topologia 1

36

A banda utilizada pode ser calculada utilizando a seguinte fórmula:

Tamanho total do pacote = (Cabeçalho L2) + (cabeçalho IP/UDP/RTP) + Payload

PPS = (taxa de codificação) / (Payload) , onde PPS = Pacotes por segundo

Banda = Tamanho total do pacote * PPS

Quanto maior o Payload, menor o número de pacotes por segundo e

consequentemente menor será a banda utilizada.

5.2 – Topologia Satélite

5.2.1 – Análise dos codecs

Os testes realizados na topologia 1 foram repetidos na topologia 2. Na topologia

2, a porta 1 do Abacus é a originadora da chamada e está conectada ao modem Skyedge

I. A porta 2 é a receptora da chamada e está conectada ao roteador de borda do

Backbone sem limitação de banda.

As tabelas abaixo apresentam os valores PESQ dos canais originadores e

terminadores de cada codec:

Tabela 5.6 – Medidas do PESQ para o codec G.723.1 na topologia 2

Número

de

chamadas

G723.1


1 3,892 0,000 3,892 0,000

2 3,887 0,005 3,892 0,005

3 3,892 0,000 3,892 0,000

4 3,892 0,005 3,892 0,005

5 3,885 0,023 3,892 0,023

6 3,881 0,003 3,892 0,003

7 3,888 0,015 3,892 0,015

8 3,882 0,023 3,892 0,023

9 3,892 0,001 3,891 0,001

10 3,891 0,006 3,859 0,006

11 3,889 0,011 3,805 0,011

12 3,892 0,013 3,772 0,013

37

Tabela 5.7 – Medidas do PESQ para o codec G.729B na topologia 2

Número

de

chamadas

G729B


1 4,028 0,000 4,028 0,000

2 4,028 0,000 4,028 0,000

3 4,028 0,000 4,028 0,000

4 4,028 0,000 4,028 0,000

5 4,025 0,000 4,028 0,000

6 4,028 0,000 4,028 0,000

7 4,027 0,015 3,933 0,015

Tabela 5.8 – Medidas do PESQ para o codec G. 726 na topologia 2

Número

de

chamadas

G726


1 4,213 0,000 4,213 0,000

2 4,213 0,001 4,213 0,001

3 4,213 0,000 4,213 0,000

4 4,187 0,022 4,139 0,022

5 3,961 0,057 3,490 0,057

6 3,538 0,096 1,981 0,096

Tabela 5.9 – Medidas do PESQ para o codec G.711 A-Law na topologia 2

Número

de

chamadas

G.711 A-Law


1 4,187 0,000 4,187 0,000

2 4,185 0,000 4,187 0,000

3 4,184 0,032 4,032 0,032

4 4,186 0,096 1,925 0,096

38

Tabela 5.10 – Medidas do PESQ para o codec G.711 µ-Law na topologia 2

Número

de

chamadas

G.711 µ-Law


1 4,500 0,007 4,500 0,007

2 4,472 0,034 4,500 0,034

3 4,498 0,035 4,349 0,035

4 4,500 0,117 1,959 0,117

Da mesma forma que na topologia 1, o número máximo de chamadas

simultâneas varia de acordo com o codec escolhido.

No gráfico da figura 5.4, é possível comparar o PESQ obtido dos codecs

testados. Em todos os codecs, a qualidade obtida pelo receptor da chamada decai ao se

aproximar da taxa de upload máxima.

Figura

5.4 – Gráfico do PESQ obtido com os codecs testados na topologia 2

39

A figura 5.5 mostra o gráfico da taxa de upload para o número máximo de



que monitorava a porta 1 do Abacus, originadora das chamadas.

A VSAT foi configurada com uma limitação de 256Kbit/s de taxa de upload e

utiliza uma técnica de compressão de dados que possibilita um número maior de

chamadas simultâneas utilizando a mesma banda. Entretanto, ao realizar um número de

chamadas simultâneas que consomem mais do que o limite especificado da taxa de

upload, as chamadas apresentam um decaimento na qualidade de voz. No gráfico X

nota-se, por exemplo, que para o G726 é possível realizar 6 chamadas simultâneas

consumindo mais que 300kbits/s, porém o PESQ decaiu para 1,981 demontrando uma

degradação na voz percebida pelo receptor.

G 711 A-law 4 chamadas

G 711 A-law

5 chamadas

G 711 µ-law

4 chamadas

G 711 µ-law

5 chamadas

40

G726

6 chamadas

G726

7 chamadas

G729

7 chamadas

G729

8 chamadas

G723.1

12 chamadas

G723.1

13 chamadas

Figura 5.5 – Gráfico da taxa de upload para a topologia 2

41

5.2.2 – Análise do payload

A análise de payload realizada na topologia 1 foi repetida na topologia 2

utilizando o codec G729B e os tamanhos de 20, 50, 100 e 200 ms de payload.

Os gráficos da figura 5.6 mostram a taxa de upload para o número máximo de



que monitorava a porta 1 do Abacus originadora das chamadas.

Observa-se pelos gráficos na figura 5.6 que a taxa de upload diminui ao

aumentar o payload, porém o limite de chamadas simultâneas não aumenta. A

justificativa para este fato é o aumento do atraso de processamento, agregado ao atraso

inerente ao link satélite.


13 chamadas


14 chamadas


13 chamadas


14 chamadas

42


13 chamadas


14 chamadas


7 chamadas


8 chamadas

Figura 5.6 - Gráfico da taxa de upload para diferentes tamanhos de payload testados na topologia 1

43

Capítulo 6

Análise de Resultados

Os resultados dos testes, para cada topologia proposta, foram apresentados no

capítulo 5 e são analisados neste capítulo. A tabela 6.1 mostra a pontuação PESQ obtida

em uma chamada para os cinco codecs testados, nas duas topologias.

Tabela 6.1 – PESQ em uma chamada para os codecs testados, nas duas topologias

Codec Usuário Topologia 1 Topologia 2

PESQ

G.711 µ-Law Originador 4,500 4,500

Receptor 4,500 4,500

G.711 A-Law Originador 4,187 4,187


G.726 Originador 4,213 4,213


G.729B Originador 4,028 4,028


G.723.1 Originador 3,892 3,892


Nas duas topologias, todos os codecs apresentaram uma qualidade de voz

satisfatória, com pontuação MOS-LQO acima de 3. Na topologia 1, a chamada com

G.711 µ-Law apresentou melhor qualidade de voz tanto para originador quanto para o

receptor. Os codecs podem ser classificados, em ordem decrescente, pela qualidade de

voz obtida, da seguinte forma: G.711 µ-Law, G.726, G.711 A-Law, G.729B e G.723.1.

Os resultados obtidos na topologia 2 foram os mesmos, demostrando que o atraso e o

jitter inerente ao link satélite não influenciaram na qualidade de voz ao realizar uma

única chamada.

A tabela 6.2 mostra a pontuação PESQ obtida para o limite de chamadas

simultâneas dos cinco codecs testados, nas duas topologias. O limite de chamadas foi

estipulado como sendo o número máximo de chamadas simultâneas com qualidade

satisfatória (pontuação MOS-LQO acima de 3).

44

Tabela 6.2 – PESQ obtido para o limite de chamadas simultâneas dos codecs testados

Codec Usuário

Topologia 1 Topologia 2

PESQ Limite de

Chamadas PESQ

Limite de Chamadas

G.711 µ-Law Originador 4,500

3 4,498

3 Receptor 4,500 4,349

G.711 A-Law Originador 4,187

3 4,184

3 Receptor 4,187 4,032

G.726 Originador 4,213

5 3,961

5 Receptor 4,213 3,490

G.729B Originador 4,028

9 4,027

7 Receptor 4,028 3,933

G.723.1 Originador 3,892

14 3,892

12 Receptor 3,788 3,772

Na topologia 1, o resultado obtido com o número máximo de chamadas foi

idêntico ao obtido com uma única chamada, exceto para o receptor da chamada

utilizando o codec G.723.1 que obteve uma pontuação inferior ao do originador. Ao

realizar 14 chamadas utilizando o G.723.1 a taxa de upload utilizada aproxima-se

bastante do limite configurado de 300Kbit/s, afetando a qualidade da voz recebida

devido à perda de pacotes. Os codecs podem ser classificados, em ordem decrescente,

pela qualidade de voz obtida, da seguinte forma: G.711 µ-Law, G.726, G.711 A-Law,

G.729B e G.723.1. A chamada com G.711 µ-Law apresentou melhor qualidade de voz

tanto para originador quanto para o receptor. Entretanto, é possível realizar apenas 3

chamadas simultâneas, devido a alta taxa de transmissão de bits. Com o G723.1, é

possível realizar um número maior de chamadas simultâneas com qualidade satisfatória,

porém é o codec que apresentou a menor qualidade de voz em comparação aos demais.

Na topologia 2, o resultado obtido com o número máximo de chamadas foi

diferente do obtido com uma única chamada. A pontuação obtida para o receptor foi

inferior à do originador para todos os codecs. Considerando a pontuação obtida pelo

receptor, os codecs foram classificados pela qualidade de voz, em ordem decrescente,

da seguinte forma: G.711 µ-Law, G.711 A-Law, G.729B, G.723.1 e G.726. Da mesma

forma que na topologia 1, na topologia 2 a chamada com G.711 µ-Law apresentou

melhor qualidade de voz, porém é possível realizar apenas 3 chamadas simultâneas. Já o

G.726, de acordo com os resultados obtido nos testes, apresentou a menor pontuação,

com um limite de 5 chamadas simultâneas.

45

Além da análise da qualidade de voz para cada codec, foi analisado o número

máximo de chamadas simultâneas em relação ao tamanho do payload. Para realizar esta

análise foi escolhido o codec G.729B e os tamanhos de payload de 20, 50, 100 e 200

ms.

Na topologia 1, observou-se que, com o aumento do payload, a taxa de upload

diminui e aumenta o número limite de chamadas simultâneas com qualidade

satisfatória. Com payload de 20, 50, 100 e 200 ms é possível realizar respectivamente 9,

13, 22 e 27 chamadas simultâneas. A topologia 2 apresentou um comportamento

diferente, no qual a taxa de upload diminui ao aumentar o payload, porém o limite fixa-

se em um limite de 13 chamadas simultâneas para payload de 50, 100 e 200 ms. Para

payload de 20 ms é possível realizar 7 chamadas simultâneas. A justificativa para este

fato é o aumento do atraso de processamento, agregado ao atraso inerente ao link

satélite.

46

Capítulo 7

Conclusão

Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a qualidade das chamadas

realizadas com cinco codecs diferentes: G.711 µ-Law, G.711 A-Law, G.726, G.729B e

G.723.1. Foram utilizadas duas topologias com características distintas que afetam

diretamente na qualidade de voz, tais como atraso e jitter. Na primeira topologia, a

chamada era originada a partir de um link terrestre com conexão direta ao roteador de

borda do backbone e limitação de 300kbit/s de upload e 1Mbit/s de download. Na

segunda topologia, a chamada era originada a partir de um link satélite com limitação

garantida de 200kbit/s de upload e 1Mbit/s de download. Em ambos os casos, a

recepção da chamada foi realizada a partir de um link terrestre com conexão direta ao

roteador de borda do backbone sem limitação de banda.

Na topologia 1, considerando o PESQ e o número de chamadas simultâneas, a

escolha do codec pode ser feita da seguinte forma:

Até 3 chamadas simultâneas – G.711 µ-Law

4 e 5 chamadas simultâneas – G.726

De 6 a 9 chamadas simultâneas – G.729B

De 10 a 14 chamadas simultâneas – G.723.1

O G.711 A-law foi o codec que apresentou o pior desempenho considerando o

PESQ e o número de chamadas simultâneas. Com o G.711 µ-Law também é possível

realizar no máximo 3 chamadas simultâneas, porém possui uma pontuação PESQ

melhor que o G.711 A-law. Por este motivo, o G.711 A-Law foi descartado na escolha

entre os cinco codecs.

Na topologia 2, considerando o PESQ e o número de chamadas simultâneas, a

escolha do codec pode ser feita da seguinte forma:

Até 3 chamadas simultâneas – G.711 µ-Law

De 4 a 7 chamadas simultâneas – G.729B

De 8 a 12 chamadas simultâneas – G.723.1

Da mesma forma que na topologia 1, o G.711 A-law foi descartado devido ao

seu baixo desempenho em relação aos demais. Na topologia 2, o uso do G726 também

47

foi descartado por ser o codec que apresentou o pior PESQ e um baixo limite de

chamadas simultâneas comparado ao G.723.1.

Das duas análises conclui-se que a escolha do melhor codec deve levar em

consideração o número de chamadas simultâneas que poderão ser realizadas. Além

disso, o aumento do payload não é uma solução válida em qualquer topologia para

aumento do número máximo de chamadas simultâneas. Como pode ser observado nos

resultados da análise de payload da topologia 2, o número de chamadas simultâneas não

aumentou ao aumentar o tamanho do payload para 100ms e 200ms, devido o atraso de

processamento e o atraso inerente ao link.

Como sugestão para trabalhos futuros, na mesma linha deste trabalho, proponho

a análise de qualidade de chamadas de voz utilizando supressão de silêncio (Voice

Activity Detection) e compressão de cabeçalho (RTP Header-Compression).

48

Bibliografia

[1] Recomendação ITU-T G.729, “Coding of speech at 8Kbit/s using conjugate

structure algebraic-code-excited linear prediction (CS-ACELP)”, 2007

[2] Recomendação ITU-T G.726, “40, 32, 24, 16 kbit/s Adaptive Differential Pulse

Code Modulation (ADPCM)”, 1990

[3] Recomendação ITU-T G.711, “Pulse Code Modulation (PCM) of voice

frequencies”, 1988

[4] Recomendação ITU-T G.723.1, “Dual rate speech coder for multimedia

communications transmitting at 5.3 and 6.3 kbit/s”, 2006

[5] Recomendação ITU-T P.10/G.100, “Vocabulary for performance and quality of

Service”, 2006

[6] Recomendação ITU-T P.800, “Methods for subjective determination of transmission

quality”, 1996

[7] Recomendação ITU-T P.862, “Perceptual evaluation of speech quality (PESQ): An

objective method for end-to-end speech quality assessment of narrow-band telephone

networks and speech codecs”, 2001

[8] Recomendação ITU-T P.862.1, “Mapping function for transforming P.862 raw

result scores to MOS-LQO”, 2003

[9] Recomendação ITU-T P.561, “In-service non-intrusive measurement device - Voice

service measurements”, 2002

[10] Recomendação ITU-T P.563, “Single-ended method for objective speech quality

assessment in narrow-band telephony applications”, 2004

[11] THERDPONG DAENGSI, “VoIP Quality Measurement: Recommendation of MOS

And Enhanced Objective Measurement Method For Standard Thai Spoken Language”,

http://www.academia.edu/4531554/PhD_Thesis_VoIP_Quality_Measurement_Recomm

endation_of_MOS_and_Enhanced_Objective_Measurement_Method_for_Standard_Th

ai_Spoken_Language, 2012 (Acesso em Julho de 2014)

[12] ALESSANDRO CAMPOS, “Telefonia Digital: A Convergência de Voz em

Dados”, http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialconvdados/pagina_3.asp, 2007

(Acesso em Julho de 2014)

[13] “Software Manual Abacus 5000 IP Telephony Migration Test System”, Spirent

Communications, 2009.

http://www.academia.edu/4531554/PhD_Thesis_VoIP_Quality_Measurement_Recommendation_of_MOS_and_Enhanced_Objective_Measurement_Method_for_Standard_Thai_Spoken_Language




49

[14] BRENNO MARTINEZ, GIORGIO ZONTA, GISAH KÜSTER, GUSTAVO

SOUZA,WILSON MAIA FILHO, “Codificação de voz (CS-ACELP)”,

http://www.cricte2004.eletrica.ufpr.br/edu/anterior/pds01/trab3/acelp/, 2002 (Acesso em

Julho de 2014)

[15] BRUCE HARTPENCE, “Packet Guide to Voice over IP”, O´Reilly, 2013

[16] MARCELO FREITAS, “A qualidade da voz em sistemas de telecomunicações”,

http://www.ppgeet.uff.br/index.php/historico/category/4-2009?download=22:disserta-

marcelo-freitas-26-10-2009, 2009 (Acesso em Julho de 2014)

[17] Recomendação ITU-T G.107, “The E-model, a computational model for use in

transmission planning”, 2000

[18] Recomendação ITU-T P.861 “Objective quality measurement of telephone-band

(300-3400 Hz) speech codecs”, 1996

http://www.cricte2004.eletrica.ufpr.br/edu/anterior/pds01/trab3/acelp/

http://www.ppgeet.uff.br/index.php/historico/category/4-2009?download=22:disserta-marcelo-freitas-26-10-2009

http://www.ppgeet.uff.br/index.php/historico/category/4-2009?download=22:disserta-marcelo-freitas-26-10-2009

50

Apêndice A

Evidências

As evidências dos resultados dos testes são apresentadas a seguir:

G.729 B - TERRESTRE

1 chamada

Teste 1

Teste 2

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

51

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

52

4 chamadas

Teste 2

Teste 3

5 chamadas

Teste 1

Teste 2

53

Teste 3

6 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

7 chamadas

Teste 1

54

Teste 2

Teste 3

8 chamadas

Teste1

Teste 2

Teste 3

55

9 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

G.711 A-Law - TERRESTRE

1 chamada

Teste 1

Teste 2

56

Teste 3

2 chamadas

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

57

Teste 2

Teste 3

G.711 µ-Law - TERRESTRE

1 chamada

Teste 1

Teste 2

Teste 3

58

2 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

Teste2

59

Teste 3

G.723.1 - TERRESTRE

1 chamada

Teste 1

Teste 2

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

60

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 2

Teste 3

61

4 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

5 chamadas

Teste 1

Teste 2

62

Teste 3

6 chamadas

Teste 1

Teste2

Teste3

7 chamadas

Teste 1

63

Teste 2

Teste 3

8 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

64

9 chamadas

Teste 2

Teste 3

10 chamadas

Teste 2

65

Teste 3

11 chamadas

Teste 2

Teste 3

12 chamadas

66

Teste 2

Teste 3

13 chamadas

Teste 2

Teste 3

67

14 chamadas

Teste 2

Teste 3

G.726 - TERRESTRE

1 chamada

Teste 2

68

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

69

Teste 2

Teste 3

4 chamadas

Teste 2

Teste 3

70

5 chamadas

Teste 2

Teste 3

G.729 B Satélite

1 chamada

Teste 1

Teste 2

71

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

72

Teste 2

Teste 3

4 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

73

5 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

6 chamadas

Teste 1

Teste 2

74

Teste 3

7 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

G.711 A-Law - SATÉLITE

Teste 1

1 chamada

75

Teste 2

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

76

3 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

4 chamadas

Teste 1

Teste 2

77

Teste 3

G.711 µ-Law - SATÉLITE

1 chamada

Teste 2

Teste 3

2 chamadas

78

Teste 2

Teste3

3 chamadas

Teste 1

Teste2

Teste 3

79

4 CHAMADAS

Teste 1

Teste 2

Teste 3

G.726 - SATÉLITE

1 chamada

Teste 1

Teste 2

80

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

81

Teste 2

Teste 3

4 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

5 chamadas

82

Teste 1

Teste 2

Teste 3

6 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

83

G.723 - SATÉLITE

1 chamada

Teste 1

Teste 2

Teste 3

2 chamadas

Teste 1

Teste 2

84

Teste 3

3 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

4 chamadas

85

Teste 1

Teste 2

Teste 3

5 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

86

6 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

7 chamadas

Teste 1

87

Teste 2

Teste 3

8 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

9 chamadas

88

Teste 1

Teste 2

Teste 3

10 chamadas

Teste 1

Teste 2

89

Teste 3

11 chamadas

Teste 1

Teste 2

Teste 3

12 chamadas

Teste 1

Teste 2

90

Teste 3

Payload 200

1 chamada

2 chamadas

3 chamadas

4 chamadas

91

5 chamadas

6 chamadas

7 chamadas

8 chamadas

9 chamadas

92

10 chamadas

11 chamadas

12 chamadas

13 chamadas

Payload 100

93

1 chamada

2 chamadas

3 chamadas

4 chamadas

5 chamadas

94

6 chamadas

7 chamadas

8 chamadas

9 chamadas

10 chamadas

95

11 chamadas

12 chamadas

13 chamadas

Payload 50

1 chamada

2 chamadas

96

3 chamadas

4 chamadas

5 chamadas

6 chamadas

7 chamadas

97

8 chamadas

9 chamadas

10 chamadas

11 chamadas

12 chamadas

98

13 chamadas

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