Como calcular a largura de banda para VoIP

O “VoIP” (Protocolo de voz sobre Internet) requer uma certa quantidade de largura de banda para funcionar corretamente. Essa é a taxa de transferência de dados e é medida em bits por segundo (bps). A fórmula usada para calcular a largura de banda necessária por chamada é: Largura de banda = tamanho total do pacote * PPS, em que PPS significa “pacotes por segundo” e é calculado da seguinte forma: PPS = (taxa de bits do codec) / (tamanho da carga útil de voz). O outro elemento do cálculo da largura de banda, o tamanho total do pacote, é calculado: tamanho total do pacote = (cabeçalho da camada 2) + (cabeçalho IP / UDP / RTP) + (tamanho da carga útil da voz). Essas fórmulas parecem intimidadoras, mas passo a passo você saberá os valores para usá-las.

Encontre o codec usado pelo software VoIP. Um codec é um padrão para converter som em sinal digital e vice-versa. Existem oito codecs diferentes, alguns dos quais podem ter mais de uma taxa de bits. A taxa de bits do codec é derivada do tamanho da amostra do codec / intervalo da amostra do codec. O tamanho da amostra do codec é o número de bytes capturados pelo DSP (Digital Signal Processor) em cada intervalo de amostra do codec. Abaixo está uma lista de codecs e sua taxa de bits: G.711 …………. 64 Kbps G.729 …………… 8 Kbps G.723.1 ………… 6.3 Kbps ou 5.3 Kbps G.726 …………. 32 Kbps ou 24 Kbps G.728 …………. 16 Kbps G722_64k ……. 64 Kbps ilbc_mode_20 .. 15,2 Kbps ilbc_mode_30 .. 13,33Kbps. Para o cálculo deste exemplo, o codec G será usado.

Encontre o tamanho da carga útil de voz usada pelo seu software VoIP. Este será um múltiplo do tamanho da amostra do codec. Esta figura é necessária para calcular o tamanho total da embalagem e o PPS. Para este exemplo, o valor padrão de G.729 de 20 bytes será usado.

Descubra qual sistema da camada 2 está em execução. Isso será Ethernet, protocolo ponto a ponto (MP) ou conexões múltiplas de quadro (FRF.12). Cada um deles cria uma sobrecarga de tamanho diferente no cabeçalho do pacote: 6 bytes para MP ou FRF, 12, 18 bytes para Ethernet (incluindo 4 bytes da sequência de verificação de quadros ou verificação de redundância cíclica). Neste exemplo, um cabeçalho MP de 6 bytes será usado.

Encontre as camadas de transporte e sessão que seu programa está usando. Eles serão adicionados ao tamanho do cabeçalho IP para calcular a sobrecarga total. Normalmente, esse cabeçalho geralmente tem 40 bytes: 20 bytes de IP, 8 bytes de UDP (UDP, inglês User Datagram Protocol) e 12 bytes de RTP (RTP, inglês Real Time Protocol). Com “Compactação de protocolo de transporte em tempo real” (CRTP), o cabeçalho combinado será reduzido para 2 ou 4 bytes. O CRTP não pode ser usado em conjunto com a Ethernet. Neste exemplo, um cabeçalho CRTP de 2 bytes será usado.

Calcule o tamanho total do pacote em bytes usando: Tamanho total do pacote = (cabeçalho da camada 2) + (cabeçalho IP / UDP / RTP) + (tamanho da carga útil da voz). Neste exemplo, o cabeçalho de nível 2 é de 6 bytes, o cabeçalho IP / UDP / RTP é de 2 bytes e a carga útil é de 20 bytes: Tamanho total do pacote = 6 bytes + 2 bytes + 20 bytes = 28 bytes, ou, como existem 8 bits em um byte: Tamanho total do pacote (bits) = 28 * 8 = 224 bits.

Calcule os pacotes por segundo usando a fórmula: PPS = (taxa de bits do codec) / (tamanho da carga útil da voz). Neste exemplo, é usada uma taxa de bits de codek de 8Kbps (8000 bps) e um tamanho de carga útil de voz de 20 bytes (160 bits) dos quais o PPS é derivado: PPS = 8000/160 = 50. A capacidade da largura de banda disponível deve ser suficiente para permitir a transferência de 50 pacotes por segundo.

Calcule o requisito de largura de banda com os valores derivados: Largura de banda = tamanho total do pacote * PPS. Tem um tamanho total de pacote de 224 bits e um requisito de 50 pacotes por segundo. Portanto, a largura de banda necessária é: 224 * 50 = 11.200 bits por segundo. Isso geralmente é mais expresso como 11,2 Kbps por chamada.

Referências

 

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