[論文レビュー] Analyzing of MOS and Codec Selection for Voice over IP Technology

Mohd Nazri Ismail|ArXiv.org|Jun 4, 2009

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security参考文献 10被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、キャンパスネットワークにおけるVoIP展開のためのアーキテクチャフレームワークを提案し、自動および手動テストを用いてコーデック性能と平均評価点（MOS）の正確性を評価している。MOS予測値は人間の認識とよく一致しており、LANベースのVoIPはWANに比べて優れた信頼性と品質を示しており、G.711およびG.729コーデックはキャンパス環境下で最適な性能を示していることがわかった。

ABSTRACT

In this research, we propose an architectural solution to implement the voice over IP (VoIP) service in campus environment network. Voice over IP (VoIP) technology has become a discussion issue for this time being. Today, the deployment of this technology on an organization truly can give a great financial benefit over traditional telephony. Therefore, this study is to analyze the VoIP Codec selection and investigate the Mean Opinion Score (MOS) performance areas evolved with the quality of service delivered by soft phone and IP phone. This study focuses on quality of voice prediction such as i) accuracy of MOS between automated system and human perception and ii) different types of codec performance measurement via human perception using MOS technique. In this study, network management system (NMS) is used to monitor and capture the performance of VoIP in campus environment. In addition, the most apparent of implementing soft phone and IP phone in campus environment is to define the best codec selection that can be used in operational environment. Based on the finding result, the MOS measurement through automated and manual system is able to predict and evaluate VoIP performance. In addition, based on manual MOS measurement, VoIP conversations over LAN contribute more reliability and availability performance compare to WAN.

研究の動機と目的

• キャンパスネットワーク環境に特化したVoIPアーキテクチャの設計および実装を目的とする。
• VoIP品質評価における自動MOSシステムの精度が人間の認識と比較してどの程度かを分析すること。
• 人間によるMOSテストを用いて、さまざまなコーデック（例：G.711、G.729）の性能を評価すること。
• 品質と信頼性を考慮した上で、キャンパスネットワークにおける運用用VoIP展開に最も適したコーデックを特定すること。
• ネットワークタイプ（LAN対WAN）がVoIP性能および品質に与える影響を評価すること。

提案手法

• 実際のキャンパスネットワーク環境に、ソフトフォンおよびIPフォンを用いてVoIPシステムを展開した。
• ネットワーク管理システム（NMS）を活用し、VoIPの性能指標を監視および収集した。
• 音声品質の認識を評価するために、人間の聴取者による手動MOSテストを実施した。
• 自動MOS結果と手動MOSスコアを比較し、予測精度を評価した。
• G.711およびG.729を含む複数のコーデックを、制御されたLANおよびWAN環境下で評価した。
• VoIPトラフィックにおけるLANとWANの間のネットワーク性能差を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自動MOSシステムは、VoIP品質に関する人間の認識をどの程度正確に予測できるか？
• RQ2 キャンパスネットワークにおけるVoIP展開において、品質と帯域幅効率の両立が図れる最良のコーデックは何か？
• RQ3 ネットワークタイプ（LAN対WAN）は、VoIPの品質および信頼性にどのように影響を与えるか？
• RQ4 実際のVoIPシナリオにおいて、自動MOS測定値と手動MOSスコアの相関関係は何か？
• RQ5 キャンパスネットワーク環境下で、認識される音声品質の観点から最も優れた性能を示すコーデックは何か？

主な発見

• 自動MOSシステムは人間の認識と強く一致しており、VoIP品質予測への応用が妥当であると検証された。
• 手動MOSテストにより、LANベースのVoIPがWAN接続に比べて高い信頼性と可用性を示すことが確認された。
• G.711およびG.729コーデックは、キャンパス環境下での認識される音声品質の観点から優れた性能を示した。
• 本研究では、ネットワーク状態がMOSスコアに顕著な影響を及ぼすことが判明し、LANは一貫性と品質の両面でWANを上回った。
• コーデック選定は認識される音声品質に明確な影響を与えることが分かっており、G.729は低い帯域幅使用量で良好な品質を提供した。
• NMSの統合により、異なるVoIP構成における効果的な監視およびデータ収集が可能となり、性能評価が促進された。