如果讀者想了解QoS保障的整體知識(shí)架構(gòu)，筆者認(rèn)為讀者應(yīng)該首先對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的技術(shù)框架，和基本相關(guān)的細(xì)節(jié)有比較深入的了解。這些涵蓋的知識(shí)點(diǎn)包括，基本的VoIP基礎(chǔ)常識(shí)，RTP傳輸路徑，各種編碼和采樣率特性(包括比較早的帶編碼和最近的寬帶編碼），SIP/SDP基礎(chǔ)，關(guān)于RTP封裝和RTCP的基礎(chǔ)，語(yǔ)音質(zhì)量的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的量化技術(shù)手段-MOS/R-Factor，影響QOS的十大相關(guān)因素。除了以上知識(shí)點(diǎn)，另外，讀者也需要了解針對(duì)某些特殊行業(yè)或者敏感行業(yè)對(duì)語(yǔ)音安全的加密要求。美國(guó)安全部門(mén)發(fā)布了assured SIP services（As-SIP）非規(guī)范的草案，針對(duì)語(yǔ)音加密提出來(lái)專門(mén)的架構(gòu)要求。在筆者的歷史文章中，筆者針對(duì)以上專題都做了非常深入和全面的討論，筆者認(rèn)為沒(méi)必要再重新發(fā)明輪子，重復(fù)介紹同樣的內(nèi)容，讀者可以參考一下鏈接學(xué)習(xí)：

　　雖然前面筆者花費(fèi)了大量的章節(jié)討論了關(guān)于QoS和MoS/R-Factor等語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。但是，在實(shí)際IP語(yǔ)音方案的部署中，絕大部分的用戶仍然缺乏統(tǒng)一的規(guī)范的語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)其語(yǔ)音質(zhì)量。大部分的用戶仍然靠耳朵聽(tīng)來(lái)體驗(yàn)其語(yǔ)音質(zhì)量，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的量化輸出結(jié)果和工具。雖然一些終端為了實(shí)現(xiàn)維護(hù)的便捷性也支持了MOS和R-Factor包括RCTP-XR，但是，服務(wù)器端或者其他的IPPBX不能支持，因此實(shí)現(xiàn)全流程的語(yǔ)音質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)仍然是一個(gè)問(wèn)題。這里，筆者認(rèn)為無(wú)論是用戶還是服務(wù)提供商可能缺乏對(duì)語(yǔ)音量化指標(biāo)使用認(rèn)識(shí)。他們可能認(rèn)為語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)或者M(jìn)OS/RCTP-XR基本上都屬于維護(hù)性工具，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)可能不是一個(gè)剛性需求。對(duì)用戶端來(lái)說(shuō)，如果個(gè)體終端出現(xiàn)語(yǔ)音質(zhì)量問(wèn)題的話，一般排查手段是通過(guò)抓包方式對(duì)每個(gè)特定終端檢查數(shù)據(jù)是否正常。對(duì)集成商來(lái)說(shuō)，管理界面可能就配置了幾個(gè)常用的debug排查工具來(lái)排查問(wèn)題，缺乏自動(dòng)化的智能上報(bào)工具。但是，這些用戶基本上都忽略了基本事實(shí)，目前很多部署場(chǎng)景都是基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境異地部署，大批量終端部署在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的特點(diǎn)。在這樣的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，終端如果對(duì)服務(wù)器端不能定期上報(bào)語(yǔ)音質(zhì)量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，而且服務(wù)器端也沒(méi)有支持對(duì)終端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，那么對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理將是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。

　　在一個(gè)通話過(guò)程中，可能有多種原因會(huì)引起語(yǔ)音通話的質(zhì)量的變化，包括噪音，語(yǔ)音失真，音量或者增益過(guò)高或者過(guò)低，回音，語(yǔ)音間斷，軟硬件故障等各種問(wèn)題。如果進(jìn)一步細(xì)化語(yǔ)音質(zhì)量的話，可能又分解為接聽(tīng)語(yǔ)音質(zhì)量，通話中的語(yǔ)音質(zhì)量和傳輸質(zhì)量等。國(guó)際電信聯(lián)盟又進(jìn)一步將這些語(yǔ)音質(zhì)量分類細(xì)化為：

　　以下評(píng)價(jià)表是來(lái)自于RFC3611的關(guān)于RTCP XR評(píng)價(jià)的具體參數(shù)，用戶可以閱讀RFC3611-4.7 章節(jié)關(guān)于 VoIP Metrics Report Block說(shuō)明。

　　

　　資料來(lái)源：RFC3611

　　目前，VQmon（Voice Quality Monitoring (VQMon)是一個(gè)非常專業(yè)的解決方案，它提供了針對(duì)MOS的完整支持，通過(guò)可感知的算法，支持了多種國(guó)際規(guī)范，包括ITU-T P.564, ITU-T G.107, ITU-T G.1020, ETSI TS 101 329-5 Annex E 和IETF RFC 3611等。它通過(guò)軟件API方式可以支持各種終端實(shí)現(xiàn)專業(yè)的MoS統(tǒng)計(jì)。著名的CounterPath 軟電話eyeBeam 就實(shí)現(xiàn)了VQmon的支持，Polycom的終端也支持了VQmon功能支持RTCP XR數(shù)據(jù)包的發(fā)送。VQmon可以軟件或者芯片方式支持SIP終端，網(wǎng)關(guān)，SIP服務(wù)器/IPPBX和網(wǎng)關(guān)SBC設(shè)備。通過(guò)VQmon支持，用戶管理平臺(tái)可以非常輕松獲得全部設(shè)備終端的RTCP XR專業(yè)報(bào)告。

　

　　此圖例以及以下部分圖例均來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)資源

　　除了以上商業(yè)解決方案以外，目前很多的終端支持了RTCP-XR，例如polycom，Snom，yealink和Cisco等廠家的產(chǎn)品。針對(duì)服務(wù)器端管理平臺(tái)，HOMER（HEP）是比較完整的開(kāi)源平臺(tái)，它可以支持其他的開(kāi)源媒體服務(wù)器和SIP軟交換，實(shí)現(xiàn)比較完整的語(yǔ)音質(zhì)量管理。

　　雖然目前市場(chǎng)上針對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)和MOS已經(jīng)國(guó)際電信聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的官方，但是關(guān)于MOS的評(píng)價(jià)，以及各種窄帶和寬帶語(yǔ)音編碼的研究一直沒(méi)有停止。筆者在此章節(jié)和大家分享一些關(guān)于語(yǔ)音編碼研究的成果，希望通過(guò)市場(chǎng)產(chǎn)品結(jié)合學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究為讀者創(chuàng)建一個(gè)比較完整的關(guān)于語(yǔ)音編碼質(zhì)量以及MOS的知識(shí)架構(gòu)。

　　在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)，人類的通信基本上依賴窄帶的語(yǔ)音進(jìn)行通信。其窄帶語(yǔ)音質(zhì)量基本上滿足了人類進(jìn)行正常語(yǔ)音溝通的要求。隨著科技的不斷發(fā)展，例如人工智能，語(yǔ)音識(shí)別和物聯(lián)網(wǎng)的興起，窄帶語(yǔ)音已經(jīng)不能完全滿足其應(yīng)用需求。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了窄帶語(yǔ)音，寬帶語(yǔ)音, 超寬帶語(yǔ)音和全寬帶語(yǔ)音的應(yīng)用要求。在傳統(tǒng)的語(yǔ)音通信中，我們使用G.711已經(jīng)可以滿足語(yǔ)音通信的要求，而且MOS值最高到4.3。但是，隨著各種語(yǔ)音服務(wù)的不斷增加，運(yùn)營(yíng)商使用寬帶語(yǔ)音來(lái)進(jìn)行語(yǔ)音傳輸，例如G.722 等。寬帶，甚至于超寬帶語(yǔ)音可以支持更自然的語(yǔ)音，同時(shí)提供了語(yǔ)音的清晰度，和語(yǔ)音質(zhì)量。特別是針對(duì)語(yǔ)音發(fā)音中的一些輔音字母，例如S，或者F，我們使用G.711編碼是很難聽(tīng)到字母輔音的，但是，如果我們使用寬帶語(yǔ)音編碼，例如G.722就可以聽(tīng)到。所以，寬帶語(yǔ)音支持了更好的語(yǔ)音清晰度。

　　

　　一些音樂(lè)產(chǎn)品，例如CD等，為了保證其音樂(lè)聲音更加圓潤(rùn)飽滿，也需要使用寬帶編碼來(lái)處理。如果為了能夠適應(yīng)各種人類年齡段的聽(tīng)覺(jué)的敏感度，可能需要使用全寬帶語(yǔ)音來(lái)獲得更好支持。顯然，根據(jù)以上討論，我們知道語(yǔ)音質(zhì)量MOS的評(píng)價(jià)最高設(shè)置為4.3。如果使用了更多高清語(yǔ)音編碼以后，MOS評(píng)價(jià)值設(shè)置為4.3顯然不能算是一個(gè)非常合理的評(píng)價(jià)。諾基亞研究院建議MOS評(píng)價(jià)值從4.3提高到9。諾基亞研究院使用諾基亞聽(tīng)力檢測(cè)設(shè)備對(duì)窄帶，寬帶，超寬帶的編碼，單聲道語(yǔ)音和立體聲語(yǔ)音進(jìn)行了不同的對(duì)比試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整其MOS和速率來(lái)檢測(cè)其最終測(cè)試結(jié)果，具體的試驗(yàn)檢測(cè)場(chǎng)景如下：

　　

　　

　　

　　通過(guò)研究人員發(fā)布的論文結(jié)果可以看出，使用超級(jí)寬帶編碼可以取得比較大的語(yǔ)音質(zhì)量提升。

　　我們都知道，IP語(yǔ)音通信系統(tǒng)是處于動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。呼叫路徑上的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)或者網(wǎng)元發(fā)生故障或者其他不穩(wěn)定問(wèn)題都會(huì)影響語(yǔ)音質(zhì)量和MOS值。一些任意的和突發(fā)的網(wǎng)絡(luò)丟包會(huì)嚴(yán)重影響語(yǔ)音質(zhì)量。在不同環(huán)境不同終端使用了不同編碼情況下，或者在遇到網(wǎng)絡(luò)突發(fā)的丟包時(shí)，不同編碼會(huì)產(chǎn)生不同的語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)值（MOS）。研究人員Gaous Afrizal針對(duì)不同突發(fā)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)丟包，針對(duì)G.711，G.722， G.729, AMR-NB和AMR-WB做了對(duì)比分析。以下測(cè)試結(jié)果(RFC3551)包括任意網(wǎng)絡(luò)丟包環(huán)境中的AMR編碼和G729等編碼的MOS統(tǒng)計(jì)結(jié)果：

　　在突發(fā)丟包測(cè)試中，初期N=2時(shí)，G.711的MOS值必須仍然很好。

 

　　但是，隨著N的變化，其他編碼的表現(xiàn)開(kāi)始逐漸優(yōu)于G.711 編碼。當(dāng)N=4或者N=5時(shí)，G.722-64 編碼的MOS值表現(xiàn)最好。

　　

　　

　　通過(guò)以上論文結(jié)果，我們可以看出寬帶編碼在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，和其他窄帶編碼相比具有非常好的網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)能力，可以保證更優(yōu)質(zhì)的語(yǔ)音質(zhì)量和相對(duì)比較高的MOS值。隨著寬帶語(yǔ)音編碼（HD voice）的不斷普及，越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)始使用寬帶編碼支持的語(yǔ)音實(shí)現(xiàn)會(huì)議功能，云融合通信等應(yīng)用。

　　

　　語(yǔ)音質(zhì)量一直是SIP網(wǎng)絡(luò)推廣過(guò)程中用戶比較關(guān)心的問(wèn)題。筆者通過(guò)針對(duì)語(yǔ)音質(zhì)量評(píng)價(jià)MOS的討論，為讀者提供了可量化的評(píng)價(jià)指標(biāo)詳細(xì)說(shuō)明。一些QoS語(yǔ)音質(zhì)量保證需要依賴于各種節(jié)點(diǎn)的控制和管理，讀者通過(guò)歷史章節(jié)中關(guān)于QoS三個(gè)章節(jié)詳細(xì)說(shuō)明了其具體的細(xì)節(jié)。雖然QoS保證可以通過(guò)多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是最終評(píng)價(jià)語(yǔ)音質(zhì)量還是需要依賴MOS評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)檢測(cè)。在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，窄帶編碼，寬帶編碼，超寬帶編碼以及全寬帶編碼已經(jīng)出現(xiàn)在了具體的應(yīng)用場(chǎng)景中。網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)需要采集各種節(jié)點(diǎn)，終端和網(wǎng)關(guān)的RTCP-XR，VQmon是一個(gè)非常好的工具，它可以靈活支持各種SIP終端，網(wǎng)關(guān)等設(shè)備。諾基亞研究院通過(guò)MOS值調(diào)整，對(duì)各種語(yǔ)音做了充分的對(duì)比分析，值得讀者參考此結(jié)果做更深入分析。另外，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定環(huán)境中，語(yǔ)音編碼和MOS的相關(guān)性也是非常重要的。通過(guò)Gaous Afrizal研究論文，我們了解了在不同突發(fā)丟包環(huán)境中，G.722的MOS表現(xiàn)非常穩(wěn)定，優(yōu)于其他的語(yǔ)音編碼。因此，未來(lái)語(yǔ)音通信中，寬帶編碼將占據(jù)主流的位置，更多終端，服務(wù)器端將支持寬帶編碼。