《實施Cisco統一通信管理器（CIPT2）》——1.4 帶寬方面面臨的挑戰

本節書摘來異步社群《實施cisco統一通信管理器（cipt2）》一書中的第1章，第1.4節，作者：【美】chris olsen，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視

實施cisco統一通信管理器（cipt2）

在多站點部署環境中，站點間是通過ip wan（有時也通過man，如城域以太網）互相連接配接的。而wan鍊路的帶寬是比較有限的，而且往往價格昂貴。是以，我們的目标是希望能夠将可用帶寬盡量高效地加以利用。是以，我們可以使用内容過濾、防火牆功能和通路控制清單（acl）來過濾掉ip wan鍊路上的那些不必要的流量。另外，也可以考慮通過優化帶寬來實作ip wan網絡的提速。因為隻要網絡中出現了擁塞的情況，就必然會影響網絡的性能，解決的方法是在網絡中部署qos技術。

對于cisco音頻資料包來說，語音流是連續而且能夠預測的。一般來說，為了有效利用帶寬，在wan鍊路上往往使用g.729編碼。相比之下g.711音頻編碼需要64 kbit/s，而将g.711語音采樣資訊封裝進ip/udp/rtp標頭需要16 kbit/s，另外還要加上前面封裝的二層頭部資訊。

語音每20毫秒采樣一次，是以每秒采樣50個資料包（pps）。ip頭部是20位元組，udp頭部是8位元組，rtp頭部是12位元組。這一共40位元組的頭部資訊必須轉換成比特數來計算資料標頭部的速率。由于1位元組是8比特，是以40位元組乘以8等于320比特。這320比特以每秒50次的速率進行發送，也就是每20毫秒發送一次（1毫秒是0.001秒，20除以1000等于0.02）。是以：

0.02×50 = 1秒

320×50 = 16000 bit/s，或寫作16 kbit/s1

注釋：

上述計算中并沒有考慮二層的封裝。讀者如果想要深入了解相關資訊，可以閱讀qos solution reference network design（srnd）或《cisco qos exam certification guide,second edition》（cisco press，2004）。

相比于資料應用，語音資料包對帶寬的利用可謂溫和。資料應用會占滿以太網資料幀的最大傳輸單元（mtu）（1518位元組或9216位元組，後者是啟用了巨型幀的情況）。相形之下，語音資料包則比較小巧（當采樣率為預設的20毫秒時，g.729為60位元組，g.711為200位元組）。

在圖1-2中，會議橋被部署在了主站點中，遠端站點則沒有部署會議橋。如果遠端站點中的3台ip電話需要加入電話會議，它們的rtp流就會穿越wan網絡發送給會議橋。然後，會議橋會将接收到的音頻（無論使用軟體還是硬體）流量混合在一起，通過ip wan将3個互相獨立的單點傳播音頻流發回給ip電話。會議橋會從發送給接收方的獨立rtp流量中清除掉接收方的語音，這樣就不會由于wan鍊路傳輸過程以及混合rtp音頻流過程導緻的延遲，而使使用者聽到回聲了。

集中式部署的會議資源會影響到帶寬、延遲以及語音網絡的性能。每個g.711 rtp資料流都需要80 kbit/s（還要算上二層的頭部資訊），于是這次語音會議總共需要消耗240 kbit/s的ip wan帶寬。倘若會議橋沒有部署在ip wan的另一端，那麼流量就不需要穿越wan鍊路，也就不會消耗這些帶寬。如果cucm中遠端站點的地區參數（region）配置為與主站點之間使用g.729編碼，那麼cucm中的軟體會議資源就無法為其混合音頻會話了。為了實作g.729音頻會議，就需要使用語音網關中的硬體會議資源或硬體編碼轉換資源。但本地的媒體資源可以消除這一需求。所有位于中心站點的媒體資源（moh[音樂保持]、信号器（annuncicator）、會議橋、視訊電話會議和mtp）都會面臨類似的帶寬、延遲和資源耗盡的問題。

1貝爾實驗室的美國實體學家奈奎斯特博士通過采樣發現，如果希望信号的采樣值能夠準确地複原，那麼信号的采樣率至少應該是信号最高頻率的2倍以上，這一理論被稱為采樣定理。一般而言，人類聽覺能夠分辨的最高頻率為22000 hz，是以要達到理想的數字化效果，采樣頻率應該高達每秒44000次以上。但由于以這種頻率進行采樣所得的資料浩如煙海，必将占用大量通信資源，而電話的目的僅為交談，是以電話采樣頻率為每秒8000次，每次8比特，這就是語音資料帶寬為64000 bit/s（16 kbit/s）的來源（通常來說，fm廣播采樣率通常為每秒22000次，每個采樣點8比特；普通的cd、mp3采樣率44000次，每點16比特；dvd采樣率一般為48000次，每點16～24比特；一些高端音響、藍光播放器采樣率則為96000次或192000次，每點24比特……而越高的采樣率，越大的采樣點，則代表了越高的聲音還原度和越龐大的資料）。再加上作者計算出的16 kbit/s頭部速率（不包括二層封裝），g.711全部帶寬為64+16=80 kbit/s。其中每個資料包的大小為80 k/50=1600比特=200位元組，這200位元組中減去40位元組的頭部，剩下160位元組是語音采樣資訊。

g.729采用壓縮算法将語音資料壓縮為了1/8，即160/8=20位元組，加上40位元組頭部資訊不變，一共60位元組，是以g.729的帶寬為60×8×50=24 kbit/s。——譯者注