Seção: Tutoriais VoIP

 
QoS para VoIP I: Largura de Banda VoIP

 

Os calculadores usam a tradicional fórmula B de Erlang para o cálculo do bloqueio [Tude 03]:

 

Onde:

  • A é o tráfego oferecido; e
  • m é o número necessário de circuitos ou canais de voz.

Então, dado o bloqueio e o tráfego podemos determinar o número de canais de voz.

 

Repetindo o exemplo de [Moreira 06]: que largura de banda é necessária para cursar o tráfego de 30 Erl com bloqueio menor ou igual a 1% usando o CODEC G.729?

 

Para se determinar a largura de banda VoIP leva-se também em consideração as opções de configuração do CODEC [Cisco 02] para cálculo da largura de banda por canal (dependente do CODEC e sua configuração):

  • Tipo de CODEC: G.711, G.729, G.726, etc.;
  • Número bytes de voz (amostras) para o CODEC utilizado. Depende do: tempo de processamento (frame time), número de bytes da amostra (bytes/frame), número de amostras por pacote (frames/packet);
  • Ativação do detector de silêncio (VAD, Voice Activity Detection);
  • Compressor de cabeçalho RTP;
  • Cabeçalho IP/UDP/RTP;
  • Cabeçalho da camada 2.

Vamos a seguir detalhar o cálculo de largura de banda usando nos calculadores [VoIPWestbay, VoIPWebtorial] e também implementado no calculador da FITec.

 

Dados de entrada de tráfego:

  • Tráfego em Erl: 30 Erl;
  • Bloqueio: 1%;
  • Usando a fórmula B de Erlang, são necessários 42 canais.

CODEC: G.729, sendo que para o cálculo da largura de banda do CODEC são necessários os seguintes dados:

  • Tp_a: tempo de amostragem (frame time);
  • Tm_a: Tamanho da amostra em bytes (frame size);
  • N_a: número de amostras por pacote (frames/packet ou payload);
  • Cabec (packet overhead): número de bytes do cabeçalho IP/UDP/RTP e da camada 2.

A expressão da largura de banda LB, expressa em bit/s, é:

 

(1)

 

O CODEC G.729 amostra Tp_a = 10 ms de voz em Tm_a = 10 bytes. O número de amostras por pacote pode ser 2 ou 3 no caso da Cisco, apresentado na tabela 1 a seguir [Cisco 02].

 

Tabela 1: Dados de configuração do CODEC G.729 [Cisco 02].
CODEC Voice
BW
(kbit/s)		 Frame
Size
(bytes)		 Payload
(bytes)		 Packets
per
Second		 IP/UDP/
RTP
Header
(bytes)		 CRTP
Header
(bytes)		 L2 Layer 2
Header
(bytes)		 Total
Bandwidth
(kbit/s)
No VAD		 Total
Bandwidth
(kbit/s)
With VAD
efficiency
50%
G.729 8 10 20 50 40 — Ether 14 29.6 14.8
G.729 8 10 20 50 — 2 Ether 14 14.4 7.2
G.729 8 10 20 50 40 — PPP 6 26.4 13.2
G.729 8 10 20 50 — 2 PPP 6 11.2 5.6
G.729 8 10 20 50 40 — FR 4 25.6 12.8
G.729 8 10 20 50 — 2 FR 4 10.4 5.2
G.729 8 10 30 33 40 — Ether 14 22.4 11.2
G.729 8 10 30 33 — 2 Ether 14 12.3 6.1
G.729 8 10 30 33 40 — PPP 6 20.3 10.1
G.729 8 10 30 33 — 2 PPP 6 10.1 5.1
G.729 8 10 30 33 40 — FR 4 19.7 9.9
G.729 8 10 30 33 — 2 FR 4 9.6 4.8

 

A expressão (1) da largura de banda pode ser aplicada para se preencher a coluna “Total Bandwidth – No VAD (Voice Activity Detector)”. Caso o VAD seja ativado, para achar a largura de banda multiplica-se o resultado da expressão (1) pela eficiência do VAD.

 

Como já comentado, caso não houvesse o componente aleatório do atraso (caso ideal), a largura de banda VoIP seria suficiente para o dimensionamento dos enlaces. Vamos discutir esse componente na próxima seção.