Qualidade de Voz no Voip

Jitter: É a variação do atraso entre pacotes. A transmissão de voz, ao contrário da transmissão de dados é susceptível de ser afectada pelo jitter. Uma demora excessiva entre o envio e recebimento de pacotes podem causar uma ligação de voz difícil de ouvir.

Mais Jitter1:

2.Jitter (Variação do atraso): Jitter é a varição do tempo de atraso da chegada do pacotes introduzida pela variação do atraso de transmissão da rede. Remover o jitter requer a retenção de pacotes por um tempo que seja suficiente para que o pacote mais lento chegue a tempo de ser executado na sequência correta, o que causa um delay adicional. O buffer necessário para corrigir o jitter adiciona atraso, que é usado para corrigir a variação do atraso a que cada pacote é submetido enquanto trafega pela rede.

Mais Jitter2:

Jitter é qualquer variação no eixo temporal de um sinal digital e está presente em todo lugar no universo digital. Em qualquer caso, a reprodução correta dos dados transmitidos pelo receptor é limitada pela precisão do clock recuperado.

Erros causados por jitter ocorrerão sempre na cadeia que o sinal percorre. O grande desafio é manter a influência do jitter abaixo do limiar de correção de erros do código em questão.

Jitter ocorre nos meios físicos (CD, DVD, etc), nos canais de tranmissão (cabos e trilhas), circuitos de processamento e nos conversores, entre outros.

É importante distinguir entre 2 tipos principais de jitter, os chamados interface jitter e sampling jitter . O primeiro ocorre em transferências digitais e só é significativo se causar erros incorrigíveis no sinal recebido. Se o sinal for recuperado sem erros, a influência total do jitter é nula, independente de seu valor absoluto. A tolerância aqui é da ordem de 5 a 10 ns.

O segundo, que ocorre nas conversões A/D e D/A, é muito mais crítico, somando ruído e distorções ao sinal recuperado. As tolerâncias nos clocks e circuitos regeneradores de clock deve ser muito rígida para minimizar seu efeito. A tolerância aqui é da ordem de 20 ps!!

Dependendo do projeto do circuito (e do custo desejado para o aparelho…) pode-se usar clocks duais nos receptores, onde um primeiro PLL extrai o clock do sinal e um segundo PLL regenera o clock a partir do primeiro, atenuando muito o efeito do jitter.

Pouco lembramos também que jitter é introduzido nos CDs e DVDs pela variação na velocidade de rotação do disco, que mesmo controlado por servomecanismos não é perfeita, tanto na gravação quanto na reprodução…

 

Fonte interessante para aprofundar o conhecimento sobre Jitter: http://www.jitter.de/english/engc_navfr.html

 

Perda de pacotes: A comunicação de voz sobre um pacote baseado em rede é menos tolerante a perda de pacotes do que o mesmo tipo de comunicação sobre uma rede comutada. Muitos pacotes perdidos podem degradar a qualidade de voz significativamente.

Sequência de pacotes: Devido à natureza das comunicações de voz, os pacotes recebidos precisam ser processados na mesma ordem em que foram enviados a partir da fonte original.

Eco acústivo: O eco acústico é o reflexo de um sinal sonoro. O poder ou a amplitude do eco acústico e a quantidade de atraso entre o sinal que causou e o sinal de reflexão (eco acústico) determina se o eco é detectado pelo alto-falante.

Frente a  estes problemas existem mecanismos diferentes.

Jitter Control: RTP e RTCP fornece informações como data e hora e os valores de jitter que as aplicações de comunicações em tempo real podem usar para compensar o jitter durante uma sessão. Os jitter buffers das aplicações utilizam os valores data, hora e jitter para fazer os ajustes necessários com a finalidade de que se receba um fluxo de pacotes continuo.
As aplicações utilizam as informações recebidas dos pacotes RTP e RTCP para calcular a diferença de dois pacotes.

Cancelador de eco acústico : Ao usar um PC para comunicação em tempo real, tais como chamadas de voz, os participantes da chamada podem experimentar o  eco acústico. Utilize um headset auricular ou um terminal VoIP que tem um microfone integrado ao alto-falante em vez de usar um microfone separado dos alto-falantes, isso pode excluir qualquer eco acústico. Para melhor controle do eco acústico, você precisa de um cancelador de AEC (cancelador de eco acústico, em Inglês).

Qualidade de Serviço (QoS) : Os protocolos RTP e RTCP o mecanismo de controle de jitter e o cancelador de eco acústico fornecem informações e ferramentas para monitorar os aplicativos e melhorar a qualidade das comunicações em tempo real.

Medindo a qualidade da voz : A escala Mean Opinion Score (MOS) fornece uma ferramenta para medir e avaliar a qualidade subjetiva da voz. A escala MOS tem um range de 1 a 5, onde 1 indica má qualidade e 5 indica excelente qualidade. A qualidade de voz no RTC (ou PSTN em Inglês) também conhecido como uma conferência é geralmente na faixa de 4 e 5 na escala MOS. Já que alguns codecs capturam um range mais amplo de freqüência eles poderão oferecer uma experiência melhor para o usuario com um som mais natural. A transmissão de voz sobre uma rede IP baseada em pacotes pode agora proporcionar uma qualidade melhor que a transmissão de voz sobre uma rede PSTN.

Nas transmissões de voz sobre redes de comutação de pacotes pode-se se ter uma qualidade melhor na chamada quando a latência é inferior a 200 milisegundos(ms). Mesmo com um retardo entre 200 e 400ms uma transmissão de voz é aceitável, mas quando o esse retardo ultrapassa a casa dos 400ms a qualidade do audio deixa de ser aceitável.