VoIP voice quality measurement by network traffic analysis

Abstract

Günümüz global dünyasında, birbirlerinden uzakta bulunan insanların düşük maliyet ile haberleşebilmesinin önemi giderek artmaktadır. Yüz yüze görüşmenin mümkün olmadığı hallerde; ses iletişimi, etkili bir iletişim biçimi olarak göz önüne alınır. Daha iyi ses performansına olan beklenti seviyesinin artması, iletişim ağı üzerindeki ses trafiği son kullanıcının algıladığı ses kalitesini etkilediğinden dolayı, ses trafiği davranışının anlaşılması gerekliliğine neden olmuştur.Bu araştırma, Internet Protokolü üzerinden sesli iletişim (VoIP) sistemlerinden söz etmekte ve bu sistemlerin ses kalitelerinin değerlendirilmesi ve temel anlayış üzerinde durmaktadır.VOIP hakkında temel kavramların sunulmasından sonra, performans değerlendirme metotları tanımlanmıştır ve daha sonra araya girilmeden yapılan ve bu tezde geliştirilen objektif ses kalite değerlendirilmesi gösterilmiştir. Bu metotta gerçek bir ağ üzerinde VoIP aramaları sırasındaki veri akışları paketler şeklinde toplanmış ve analiz edilmiştir. Sonra ise E-Modelin R değeri ve objektif MOS değeri hesaplanmıştır.Daha sonra, geliştirilen metotla üç farklı test yatağı ve test senaryosunun tasarlanmasıyla test edilmiştir. Sesli aramalar X-Lite ve Blink SIP yazılımları ile gerçekleştirilmiş, LAN,WLAN ve WAN ortamlarında Wireshark yazılımı ile gözlenmiştir. Bu metodun doğruluğunu tahmin etmek amacıyla, ses kalitesi farklı kullanıcılar tarafından subjektif olarak incelenmiştir.Sonuç olarak, objektif ve subjektif MOS korelasyon değerleri, bu değerlendirme metodunun, ses kalitesi ölçümünde verimli olduğunu göstermektedir In today's global world, the ability to communicate with people in distant locations with the low cost is increasingly important. In the absence of face-to-face interactions, voice communication is considered one of the most effective forms of communication. The increasing expectation levels for better audio performance has led to the need to understand the behavior of audio traffic as it affects end user perceived quality of the voice over the communication networks.This research addresses Voice over Internet Protocol communication systems and focuses on the fundamental understanding and assessment of their voice quality.After presenting basic concepts of VoIP, performance assessment methods are described and then the non-intrusive, objective voice quality assessment method that was developed in this thesis is demonstrated. In this method, real network?s data flows of live VoIP calls were collected in packet-size and analyzed; E-model?s R value and objective MOS value were then calculated.Next, developed methods were tested by designing three different test beds and test scenarios. Voice calls were established by X-Lite and Blink SIP soft phones and monitored by Wireshark software in LAN, WLAN and WAN networks. To estimate the method accuracy, voice quality were investigated subjectively by different end users.Finally, objective and subjective MOS correlation values indicate the assessment method is deemed to be an effective measurement of voice quality