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カテゴリ:10.アプリケーション層(L5〜L7) > 10.4 音声

パターンは無数にありますので、主な流れのみをご紹介します。

1.従来
ip-tel1

2.WANのIP化 ip-tel2
 ※H21秋AP午前-問37にて、この構成が問われている。


3.IP-PBX化 ip-tel3

4.PBXをなくす ip-tel4

項目は、H18NW午前 問37より
(1)MOS値
 MOS(Mean Opinion Score)は聞き手側(Opinion)でが感じる動画や音声の品質のことで、「非常によい」「よい」などの5段回のスコア(Score)の平均(Mean)した値です。

(2)R値(Rating factor)
 過去問では、R値の説明として、「IP電話の音声品質を表す指標のうち、ノイズ、エコー、遅延などから算出されるもの(H29NW午前玉15)」と述べている。

(3)ジッタ
ジッタとは「遅延のゆらぎ」のことです。遅延が一定であれば、音声品質も保たれますが、遅延がバラバラであれば、受信側で聞こえる音もバラつきがでます。

(4)パケット損失率
 パケットが損失した割合のことです。

 通話品質にはクラスA〜Cの3段階があります。R値と遅延によってそのクラス分けがなされ、0AB〜Jの番号(たとえば、03-4211-XXXX)によるサービスを提供するためには、クラスAの品質を保つ必要があります。
一方、050はインターネット電話が中心ですが、クラスCの基準を満たす必要があります。参考までに、050の番号を取得するには、R値は50より大きく、遅延は400ミリ秒以下が求められる。

図は,既存の電話機を使用した企業内PBXの内線網を,IPネットワークに統合する場合の接続構成を示している。図中のa〜cに該当する装置の適切な組合せはどれか。

SE娘の剣-12音声)(H21NW午前橘13)PBXのIPネットワーク化の問題

a
b
c
PBXVoIPゲートウェイルータ
PBXルータVoIPゲートウェイ
VoIPゲートウェイPBXルータ
VoIPゲートウェイルータPBX

正解 ア

以下はH20NW午後2問2における、SIPメッセージの例です。
参考として掲載しておきます。
女性指差し

テキストベースで処理されているのがわかります。
メールみたいですね。
--------ここから引用

図4は,MESSAGEリクエストを利用した,保守情報サーバから携帯端末へのSIPメッセージの例である。
MESSAGE sip:hoshuina@α1.α2.α3.jp SIP/2.0
Via:SIP/2.0/TCP hoshujohosv@α4.α5.α6.jp
From:HoshujohoSV<sip:hoshujohosv@α4.α5.α6.jp>
To:HoshuinA<sip:hoshuina@α1.α2.α3.jp>
Call-ID:...
CSeq:1_MESSAGE
Contact:hoshujohosv@α4.α5.α6.jp
Content-Type:text/plain
Content-Length:540
Information 1st line
Information 2nd line
...
Information last line
図4 保守情報システムのSIPメッセージ例

-----引用ここまで

音声品質が乱れる原因にはどんなものがあるか?
|抉
[こんにちは]       →   ・・・(沈黙) [こんにちは]

損失
[こんにちは]       →   [こんに は]
                ★現象:「は」が無くなる

ジッタ(ゆらぎ)
[こんにちは]       →   [んこ に  はち]                            
                ★現象:飛び飛びになったり、ときには順番が
                    入れ替わる。
では対策は?
,涼抉簑从は
 装置間で優先制御をかけること
のジッタ(ゆらぎ)対策は
 受信側のルータでバッファを持つこと。
送信側で[こんにちは]を送るときに、シーケンス番号をつけて送る(RTPの仕組み)、つまり「,貝△鶚にい銑イ蓮廚鯀る。
受信側ルータでゆらぎが発生し、[△鶚,魁´に  イ廊い]と受けとったとしても、番号が付いているので、並び替えをする。並び替えをするために、パケットをバッファリングし、パケットを溜める。
では、この対策の問題点は?
女性直立

バッファリングする時間によって、遅延が発生することですね。

音声通信において重要なプロトコルであるRTPについて解説する。
音声通信では高速化のためにTCPではなくてUDPを利用するが、UDPでは問題がある。それは何でしょう。

難しいので、ヒントを。
TCPとUDPの違いとして、UDPはシーケンス管理(順序管理)をしないことがあります。
音声通信のようなリアルタイム通信において、順序管理をしないことによるデメリットは?
女性笑顔

これはわかります。
[こんにちは]と送ったデータが[んこにはち]のように、順番が滅茶苦茶になることですね。
その通り。
そうならないように、UDPで番号管理をするプロトコルがRTP(Real time Transport Protocol)。RTPの略をみるとリアルタイムのトランスポート層プロトコルとなっている。UDPでリアルタイムを実現するプロトコルという意味である。

図がRTPのプロトコル構造です。UDPと比較しています。
RTPの音声データ(ペイロード)サイズは、G.729であえば、20バイトなどになります。
ネットワークスペシャリスト_RTPフレームフォーマット
過去問(H22秋NW午前玉16不正解選択肢)では、「音声情報をリアルタイムストリームとしてIPネットワークに送り出す際のペイロード種別,シーケンス番号,タイムスタンプを記述する」とあるように、RTPヘッダにはシーケンス番号が記載されて、UDPであっても順序制御を行います。

RTCP(RTP Control Protocol)
過去問(H22秋NW午前玉16不正解選択肢)では、RTCPに関して、「パケットの欠落数やパケット到着間隔のばらつきなどの統計値のやり取りに使用する」とあります。RTCPは、RTCPの伝送特性、たとえばジッタやパケットロスを測定したり相手側に報告するときなどに用いられます。

・SIP(Session Initiation Protocol)は「セッション開始プロトコル」と訳せる。
・過去問では、SIPの説明として「ユーザエージェント相互間で、音声や映像などのマルチメディア通信のセッションの確立、変更、切断を行う。(H20NW午前 問35)」、「VoIPにおいて、ユーザエージェント間のセッションの確立、変更、切断を行うプロトコル(H19NW午前問 39)」と述べている。

SIPのシーケンスを記載する。

端末X →SIPサーバ → 端末Y
(通話開始)
→INVITE   通話の開始
←200 OK  受話器を上げるアクションによりOKが返される。
→ACK 通話開始のACK

・・・・実際の通話・・・・
※この間の通信にはSIPサーバは経由しない。SIPサーバの機能を理解すれば、これは当然だろう。
※ここの通信プロトコルはSIPではなくRTP

(通話の切断)
→BYE  切りましょう(受話器を置く)
←200 OK 切断
※ここもSIPサーバを経由する必要はない。接続相手がどこか分かっているからね。ただ、課金管理などをする必要がある場合には、SIPサーバ経由になるようにする。

※SIPはHTTPを元に作成されたので、番号の200などはHTTPのメッセージと似通っている。

H17NW午後1問3を基に、図にすると以下になる。

sips
INVITE
受話器を上げて電話機をかける(スマホの場合は、電話番号を入力して発信を押す)と、通話の開始を意味するINVITEメッセージ(INVITEは招待するの意)がSIPサーバを経由して通信相手に送られます。このとき、通信相手は電話の着信音が鳴り、発呼側は「プルルル―」という音が流れます。
200 OK
通話の相手が、受話器を取る(スマホの場合は、通話のボタンを押す)と、SIPサーバを経由して相手に送られます。また、話中の場合は「486 Busy Here」が返されます。
➂ACK
これは、3wayハンドシェークの確認応答と同じと考えてください。発呼側から通話相手にACKが送られ、これで通話のセッションが確立されました。
げ酸篠模
その後、RTPを使って実際の音声通話が実施されます。
BYE
 通話を切ります。

また、INVITEなどのメッセージの中身を分析するといい。テキストベース(特徴の一つ)であり、FromやToを使ってまるで電子メールのようである。
INVITE sip:bob@biloxi.com SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP pc33.atlanta.com;branch=z9hG4bK776asdhds
Max-Forwards: 70
To: Bob <sip:bob@biloxi.com>
From: Alice <sip:alice@atlanta.com>;tag=1928301774
Call-ID: a84b4c76e66710@pc33.atlanta.com
(RFC3261:SIPより引用)

SDPはプロトコルといっても、SIPやRTPとは少し異なります。RFCに「SDP is purely a format for session description」とあるように、単にセッションを記述(description)するためのformat(書式)です。書き方を規定しているくらいに考えてください。
H26NW午後玉2にSIPメッセージの例があります。
ボディにSDPとあるように、SDPで記述されています。
※その上のContent-Typeにもsdpとあります。

たとえば、下から2行目に、m=audio 5090 RTP/AVP ・・・とありますが、メディアは音声(audio)で、待ち受けポートが5090、メディアを運ぶプロトコルはRTPなどが記載されています。
sdp
過去問(H22秋NW午前玉16)をみてみましょう。
問16 SDP (Session Description Protocol)の説明として,適切なものはどれか。
ア 音声,映像などのメディアの種類,データ通信のためのプロトコル,使用するポート番号などを記述する。
イ 音声情報をリアルタイムスドリームとしてIPネットワークに送り出す際のペイロード種別,シーケンス番号,タイムスタンプを記述する。
ウ パケットの欠落数やパケット到着間隔のばらつきなどの統計値のやり取りに使用する。
エ ユーザエージェント相互間で,音声や映像などのマルチメディア通信のセションの確立,変更,切断を行う。








正解はア

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