Мурадова, А. А. Методы оценки качества передачи речевых пакетов при исследовании надежности сети NGN / А. А. Мурадова. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2013. — № 10 (57). — С. 162-168. — URL: https://moluch.ru/archive/57/7830/ (дата обращения: 14.09.2023).
В статье рассмотрены различные методы оценки качества передачи речевых пакетов, которые используются при исследовании надежности сети NGN. Данные методы позволят правильно оценить основные параметры качества работы сети NGN. Получены временные характеристики влияния задержки на качество речи, а также зависимости качества речи от потери пакетов и типов используемых кодеков.
Ключевые слова:NGN (NextGenerationNetwork), IP-трафик, речевой пакет, джиттер. субъективный метод общего мнения, автоматический метод измерения качества передачи речи, метод “рассчитываемого планируемого параметра ухудшения”.
Введение
Разнородность трафика в сетях NGN (Next Generation Network) ставит вопрос о дифференциальном подходе к обеспечению различных приложений сетевыми ресурсами. Так, при передаче данных, как правило, задержка передачи и ее вариация не являются критичными, чего нельзя сказать о достоверности передачи.
Как определить ПРИГОДНОСТЬ РУКОВОДИТЕЛЯ к успешному ВЫПОЛНЕНИЮ ПРОЕКТА
В случае передачи голоса наиболее важны характеристики задержки (и в первую очередь ее вариация) и в меньшей степени достоверность. Традиционно IP-трафик передается по методу “best effort” — “с максимальными усилиями ”. Сеть старается обработать поступающий трафик как можно быстрее, но при этом никаких гарантий относительно результата своих усилий не дает.
Не гарантируется ни проверка сети NGN обеспечить поток данных сетевыми ресурсами, ни приоритезация. Другими словами, безотносительно к какому типу трафика относятся информационные пакеты (голос, видео, FTP и т. д.), они обрабатываются по принципу “первый пришел- первый получил обслуживание”. Очевидно, что эта модель не подходит для передачи трафика со специфическими требования к задержке, производительности или надежности передачи данных. Для перехода к новым приложениям на сетях с коммутацией пакетов нужен свой механизм обеспечения качества передачи. В такой структуре сети NGN речевые пакеты должны отличаться от пакетов данных и это отличие должно фиксироваться узлами сети [1].
Хотя причины обеспечения качества услуг в сетях NGN взаимосвязаны, можно выделить четыре основные составляющие, значения которых можно определить независимо. Эти параметры в настоящее время могут контролироваться оборудованием сетей NGN, и они чаще всего включаются в соглашения провайдера услуг с клиентом о заданном уровне качества SLA (Service Level Agreement).
В этом договоре сервис-провайдер и потребитель определяют: — параметры качества обслуживания трафика, которые интересуют потребителя и которые согласен поддерживать провайдер — например, средняя пропускная способность, максимальные задержки и вариации задержек, максимальная интенсивность потерь данных, коэффициент готовности сервиса, максимальное время восстановления сервиса после отказа, — методы измерения этих параметров; -определение платы за обслуживание. Система оплаты может быть достаточно сложной, особенно если соглашение предусматривает несколько уровней качества обслуживания, которые оплачиваются по разным тарифам; -санкции за нарушение обязательств провайдера по обеспечению надлежащего качества обслуживания, а также за отклонение параметров трафика пользователя от оговоренных значений.
Основной фактор принадлежности к определённой касте. Из лекции по Большим Арканам Таро
Эти санкции могут выражаться в виде штрафов, либо в иной форме, например, в форме предоставления сервиса в течении некоторого времени бесплатно или по пониженному тарифу; — как и любой договор, соглашение SLA по взаимному согласию провайдера и клиента может включать большое количество различных дополнительных статей. Например, статью, оговаривающую условия перехода к более качественному обслуживанию или обслуживанию с разным уровнем качества в зависимости от дня недели или времени суток; -соглашение может включать также правила “кондиционирования” пользовательского трафика, то есть обработки трафика, который выходит за оговоренные пределы.
Также правила “кондиционирования” могут определять условия отбрасывания или маркировки пакетов-нарушителей (помеченные пакеты будут отбрасываться сетью не всегда, а только в том случае, когда сетевые устройства испытывают перегрузки) [2]. Многие сервис-провайдеры предлагают своим клиентам типовые контракты SLA. Типовые контракты облегчают жизнь сервис-провайдерам, так как для их реализации можно обойтись без средств гарантированного поддержания качества обслуживания. Требуется только поддерживать примерно постоянный Уровень запаса пропускной способности и предлагать в SLA те значения параметров QoS, которые демонстрирует работающая сеть. Для предоставления различным пользователям индивидуального уровня качества обслуживания такой подход не работает, и в этом случае требуется реализовать в сети различные механизмы управления QoS, такие как RSVP, DiffServ.
Параметры качества работы NGN сети:
1. Задержка речевых пакетов
Задержка (delay) является неотъемлемой чертой любой сети передачи данных с пакетной коммутацией. Сети с коммутацией пакетов были созданы для передачи данных, и возможность их использования для передачи голосового или факсимильного трафика в реальном времени, по аналогии с традиционной телефонией, в значительной степени зависит от вносимой задержки.
Здесь под задержкой понимается промежуток времени, за который пакет пересекает сеть NGN от отправителя до получателя. Экспериментально установлены следующие градации численных величин задержек: 1-й уровень — до 200 мс — отличное качество связи. Для сравнения, в сети ТФОП допустимы задержки до 150–200 мс. 2- й уровень — до 400 мс — считается хорошим качеством связи.
Но если сравнивать с качеством связи по сетям ТФОП, разница будет видна. Если задержки постоянно удерживаются на верхней границе 2-го уровня (на 400 мс.), то не рекомендуется использовать эту связь для деловых переговоров. 3-й уровень — до 700 мс — считается приемлемым качеством связи для ведения неделовых переговоров. Такое качество связи возможно также при передаче пакетов по спутниковой связи. Основные средства для минимизации задержки — использование в сети высокопроизводительных голосовых коммутаторов и приоритезация голосового трафика над трафиком данных [3].
2. Джиттер задержки пакетов
Джиттер или вариация задержки — это различие во времени прохождения в сети последовательных пакетов одного соединения. Чем больше джиттер, тем сильнее будет отличаться задержка при передаче одного пакета от задержки при прохождении другого. Джиттер возникает в сети из-за очередей и маршрутизации пакетов одного сегмента речи по разным путям.
При сборке пакетов на приемном конце их последовательность может быть нарушена. Джиттер приводит к специфическим нарушениям передачи речи, слышимым как трески или щелчки. Джиттер подавляют путем включения в приемную часть шлюза буфера статической или динамической памяти, который восстанавливает исходную последовательность пакетов.
Пакеты, джиттер которых превышает время их “удержания” в буферной памяти, не воспринимаются приемным устройством. Таким образом, буфер подавляет джиттер ценой увеличения, как общего времени удержания, так и потери пакетов; регулировка времени удержания (размера буфера) представляет собой компромисс между ними. По разным данным и в зависимости от типа кодека не воспринимается джиттер не более 15–50 мс.
3. Потери речевых пакетов
Поскольку голосовые пакеты не повторяются, при их потере (или искажении) в сети на приемной стороне возникает короткая пауза в речи. Частые потери голосовых пакетов, вызванные плохим качеством каналов связи, могут привести к ухудшению разборчивости речи, а иногда и к полной невозможности общения. Искажения от потери пакетов также зависят от применяемых в шлюзах типов кодеков.
Качество речи при использовании кодеков типа G.729 и G.723.1 в большей степени зависит от потери пакетов, по сравнению с высокоскоростными кодеками типа G.711. Приближенно можно считать, что при IP-телефонии хорошего качества допустимый уровень потерь пакетов должен составлять 1–3 %, причем меньшая величина относится к низкоскоростным кодекам, а большая — к высокоскоростным. Измерение указанных выше параметров производится на определенном интервале времени. Чем меньше этот временной интервал, тем более жесткие требования предъявляются к сети, а, следовательно, ко всем ее элементам, поскольку обеспечение QoS “из конца в конец” требует взаимодействия всех узлов на пути трафика и определяется надежностью, функциональностью и производительностью самого “слабого звена”.
4. Готовность сети
Под готовностью сети (service availability) понимается надежность соединения пользователя с информационным сервисом. Применительно к сети IP-телефонии это означает надежность установления телефонного соединения между двумя абонентами. Телефонные сети общего пользования имеют подтвержденную десятилетиями репутацию исключительно надежной инфраструктуры.
Их коэффициент готовности составляет 99,999 % или 5 минут отказа в год. В то же время сеть интернет со всей ее непредсказуемостью обладает низкой степенью надежности. Надежность в сетях IP-телефонии должна обеспечиваться аппаратными, программными и сетевыми средствами.
Если в сети IP-телефонии используется технология динамической маршрутизации, для обхода могут использоваться даже каналы ТФОП. Современные шлюзы IP-телефонии имеют достаточно высокие показатели надежности. Коэффициент готовности с учетом резервирования составляет 99,999 %, среднее время между повреждениями (MTBF) — не менее 80–100 тысяч часов.
5. Эхо
Также нельзя не сказать о влиянии эха на качество разговора. Феномен эха вызывает затруднения при разговоре и у говорящего, и у слушающего. Говорящий слышит с задержкой свой собственный голос. Если сигнал отражается дважды, то слушающий дважды слышит речь говорящего (второй раз — с ослаблением и задержкой). Эхо может иметь электрическую и акустическую природу.
Отражения в дифсистеме является неотъемлемым свойством ТФОП. Поэтому они проявляются при взаимодействии ТФОП и NGN сетей. С целью экономии кабеля в ТФОП для подключения абонентских терминалов с давних пор используются двухпроводные линии, по которым речевые сигналы передаются в обоих направлениях.
Для разделения сигналов разных в терминалах абонентов и на АТС применяются простые мостовые схемы, называемые дифсистемами (hybrid). Работа этих мостовых схем основывается на согласовании импедансов в плечах моста, одним из плеч которого является двухпроводная абонентская линия.
Так как абонентские линии могут очень сильно различаться по своим параметрам (длине, диаметру жил кабеля), то достичь точного согласования невозможно. Вместо этого администрация связи вынуждена ориентироваться на некоторую среднюю величину импеданса для всех абонентских линий своей национальной сети.
Это приводит к тому, что сигналы прямого и обратного направления в большинстве случаев не разделяются полностью, и в дифсистеме возникает частичное отражение сигналов. Если задержка распространения сигнала в сети невелика, такой отраженный сигнал попросту незаметен и не вызывает неприятных ощущений.
Если задержка достигает величины 15–20 мс, возникает эффект “огромного пустого помещения”. При дальнейшем увеличении задержки субъективная оценка качества разговора резко ухудшится, вплоть до полной невозможности продолжать разговор.
Задержки, свойственный процессам передачи речи по NGN сетям, таковы, что не оставляют выбора и делают механизмы, ограничивающие эффект эха, обязательными в любом оборудовании IP-телефонии. Акустическое эхо возникает при пользовании терминалами громкоговорящей связи, независимо от того, какая технология используется в них для передачи информации.
Акустическое эхо может обладать значительной длительностью, а особенным неприятным бывает изменение его характеристик при изменении, например, взаимного расположения терминала и говорящего, или даже других людей в помещении. Эти обстоятельства делают построение устройств эффективного подавления эха очень непростой задачей.
Существуют два типа устройств, предназначенных для ограничения вредных эффектов эха: эхозаградители и эхокомпенсаторы. Принцип работы эхозаградителей состоит в отключении канала передачи, когда в канале приема присутствует речевой сигнал. Недостаток такой техники в том, что перебить говорящего становится невозможным, т. е. связь становится полудуплексной.
Эхокомпенсатор — это более сложное устройство, которое моделирует эхосигнал для последующего его вычитания из принимаемого сигнала. Эхо моделируется как взвешенная сумма задержанных копий входного сигнала или, иными словами, как свертка входного сигнала с оцененной импульсной характеристикой канала.
Оценка импульсной характеристики происходит в тот момент, когда говорит только удаленный корреспондент, для чего используется детектор речевой активности. Эхокомпенсация достигается вычитанием синтезированной копии эхосигнала из сигнала обратного направления. Первые три рассмотренные выше параметра качества работы сети NGN (задержка, джиттер и потери речевых пакетов) непосредственно влияют на качество передачи речевой информации. Эти параметры не характерны для обычных телефонных сетей, поэтому для оценки качества передачи пакетной речи требуются критерии, которые отличаются от тех, которые используются для нормирования аналоговых и цифровых телефонных каналов [4].
Метод MOS-MeanOpinionScore
Ввиду различной природы передачи информации по каналам коммутируемой и NGN сети наиболее надежным способом сравнительной оценки качества передаваемой речи является субъективный метод общего мнения (Mean Option Score-MOS). Оценки MOS рассчитываются после прослушивания группой людей тестируемого тракта передачи речи по пятибалльной шкале. Оценки 3,5 баллов и выше соответствуют стандартному и высокому телефонному качеству, 3,0…3,5-приемлемому, 2,5…3,0- синтезированному звуку. Для передачи речи с хорошим качеством целесообразно ориентироваться на MOS не ниже 3,5 баллов [5].
Метод Quality Rating
Другим субъективным методом оценки является использование единиц рейтинга R (Quality Rating) по сто балльной шкале.
Метод оценки качества на основе использования единиц рейтинга R
Диапазон R
Источник: moluch.ru
Показатели качества подгонки множественной регрессии
Как и для парной, для множественной регрессии можно доказать, что если в регрессии есть константа, то TSS = ESS + RSS, где TSS, ESS и RSS определяются аналогично случаю парной регрессии.
Показатель качества подгонки регрессии — коэффициент множественной детерминации R 2 — определяется по той же самой формуле, что и для
случая парной регрессии: R 2 =-, и обладает аналогичными свойствами.
1. Для множественной регрессии с константой (5.1) R 2 может быть вычислен но формуле
Замечание 5.1. Как и в случае парной регрессии, формула (5.8) не имеет места для регрессии без свободного члена, поскольку для последней TSS # *ESS+RSS.
- 2. О 2 2 равен доле выборочной дисперсии зависимой переменной, объясненной с помощью всех независимых переменных.
4. Критерии R 2 —* max и R 2 — 3 ? min равносильны.
Пятое свойство можно немного обобщить по сравнению со случаем парной регрессии.
- 5. Коэффициент R 2 является квадратом коэффициента выборочной корреляции Y и Y.
- ? Доказательство. Обозначим у = Y — Y, у = Y — Y. Тогда
Основным недостатком R 2 является следующий (сформулируем в виде отдельного свойства).
- 6. Коэффициент R 2 не уменьшается при добавлении в уравнение регрессии любого фактора.
- ? Доказательство. Вспомним, что
При добавлении (k + 1)-го фактора R 2 будет равен
Очевидно, что min тщУе?, так как условный минимум (на
подмножестве рЛ+1 = 0) всегда не превышает глобальный, достигаемый на всем множестве параметров (30, . рл+1. Следовательно, R 2 при добавлении любого фактора не уменьшается. ?
Для того чтобы исправить этот недостаток R 2 , был придуман еще один показатель качества подгонки регрессии, «штрафующий» за включение в модель слишком большого числа переменных.
Определение 5.1. Коэффициентом множественной детерминации, скорректированным на число степеней свободы (adjusted), для регрессии (5.1) называется показатель, вычисляемый по следующей формуле:
Свойства R 2 adj следующие.
1. R 2 adj и R 2 связаны с помощью следующего соотношения:
- ? Доказательство. R = 1 — ^ ^, следовательно, —— = 1 — /~. Подставив последнее выражение в формулу (5.9), получаем доказываемое утверждение. ?
- 2. R 2 adj 2 .
Это свойство следует из предыдущего (так как k > 1). Из последнего свойства очевидно, что R 2 adj 2 adj не имеет места.
Отметим, что регрессии с разными зависимыми переменными ни по R 2 , ни по R 2 ldj сравнивать нельзя (из-за разницы выборочных дисперсий зависимых показателей).
Коэффициент R 2 adj является одним из показателей, с помощью которых можно сравнивать регрессии с одинаковыми зависимыми переменными и разным набором независимых. Обычно лучшей считается та модель, в которой R 2 adJ наибольший. Однако при этом не стоит увлекаться увеличением этого показателя в ущерб возможности дать модели осмысленную экономическую интерпретацию.
Двигаясь в том же направлении, что и для случая парной регрессии, перейдем к основной теореме курса.
Источник: studme.org
R-факторы
Плазмиды, ответственные за передачу устойчивости, называют R-факторами. R-фактор состоит из двух частей: единицы переноса (RTF) и детерминантов резистентности к различным антибиотикам, которые могут существовать в клетке независимо, выявляясь лишь при образовании системы, обеспечивающей передачу устойчивости от клетки к клетке. Один R-фактор может содержать детерминанты резистентности одновременно к 2—4—6 и более антибиотикам. Он имеет циркулярное строение и состоит из ДНК, отличающейся по физико-химическим характеристикам от ДНК бактериальной хромосомы.
Резистентность обусловлена передачей генетического материала (как хромосомного, так и внехромосомного) от одной клетки микроорганизма к другой. Известны три механизма передачи устойчивости — трансформация, транедукция и конъюгация.
Трансформация — процесс передачи ДНК-содержащего материала из лизированных донорских клеток к микроорганизмам — реципиентам. При этом могут передаваться как целые молекулы ДНК, так и их фрагменты.
Трансдукция — передача генетического материала, детерминирующего устойчивость, с помощью фагов. При этом типе передаются лишь небольшие участки генома, а частота трансдукции невысока. Такой путь передачи установлен и является наиболее важным для стафилококков, в меньшей степени для энтеробактерий.
Конъюгация — половой процесс у бактерий, связанный с передачей генетического материала при прямом контакте клеток через плазматические мостики («пили»). Этот механизм передачи генетического материала, по-видимому, является преобладающим и ответствен за широкое распространение в клинике множественно-устойчивых штаммов микроорганизмов. Фенотипы полирезистентности, включающие одновременно устойчивость к 2—3 и более антибиотикам (стрептомицин, тетрациклины, левомицетин, сульфаниламиды, канамицин, неомицин, гентамицин, пенициллины, цефалоспорины, нитрофураны), описаны для многих энтеробактерий (шигеллы, сальмонеллы, синегнойные палочки, протей, кишечные палочки).
Путем конъюгации может осуществляться передача детерминантов резистентности от микробов-доноров к реципиентам как внутри одного вида, так и относящихся к другим видам. Селекция полирезистентных штаммов — носителей R-факторов, детерминирующих множественную устойчивость, может происходить под влиянием одного антибиотика. Наряду с передачей экстрахромосомных детерминантов резистентности возможна одновременная передача токсигенности (энтеротоксиноообразование, способность к β-гемолизу) и других признаков, определяющих характер течения патологического процесса.
«Рациональная антибиотикотерапия»,
С.М.Навашин, И.П.Фомина
- Чувствительность штаммов к антибиотикам
- Активность некоторых пенициллинов и цефалоспоринов
- Палочковидные микроорганизмы
- Сравнительная чувствительность кокковых микроорганизмов
- Изменение концентрации антибиотиков в крови
- Этиотропная терапия
- Значения пограничных концентраций антибиотиков в крови
- Инактивация антибиотиков бактериальными ферментами
- Типы развития устойчивости микроорганизмов к химиопрепаратам
- Приобретенная устойчивость
Возможно вам будет интересно Последние обновления
Источник: www.medvyvod.ru