第 9 章 通信品質
品質といっても? 2 (1) 電話の3 品質伝送品質 接続品質 安定品質 (2) サービス品質 (Quality of service) ユーザ側から観測されるサービス ( 例 : 通話品質 ) ネットワークが提供するサービス品質 (3) 体感品質 (Quality of experience) ユーザが体感するサービス品質
ユーザ体感品質 (QoE) とサービス 品質 (QoS) ユーサ ネットワークインターフェース ユーサ ネットワークインターフェース 端末 情報通信ネットワーク ( 電話網 /ISDN 等 ) 端末 送話品質 送信品質 伝送品質 受信品質 受話品質 通話品質 ( 通信品質 ) 電話サービス ユーザ体感品質 (QoE) 端末性能 ネットワーク性能 (NPO) サービス品質 (QoS) 端末性能 ユーザ体感品質 (QoE) 一般化された情報通信サービス QoE: Quality of Experience QoS: Quality of Service NPO : Network Performance Objectives 図 9.1
通信品質アーキテクチャ例 ユーザから見た QoS ユーザ評価 アプリケーションの QoS メディア品質 ( エンドーエンド間遅延 ) メディア相互間品質 ( 同期 ) エンドシステム性能 システム処理性能 ( 速度 ) ネットワーク性能 (NPO) スループット遅延 ネットワーク要素の性能 (EDO) QoS: Quality of Service NPO : Network Performance Objectives EDO : Equipment Design Objectives スループット遅延 図 9.2
技術指向型の品質設計 技術実現性 (EDO) ネットワーク性能 (NPO) 総合サービス品質 (QoS) カスタマの要求 図 9.3
カスタマ指向型の品質設計 主観評価 アプリケーション 端末システム カスタマの要求 競争事業者のパフォーマンス 測定 モデル化 ベンチマーク評価 総合目標性能 (QoS) ラボ試験現場試験 ネットワーク性能 (NPO) ラボ試験現場試験 技術実現性 (EDO) 利用可能な技術 図 9.4
標準ディジタル接続モデル ( 最長系 ) 市内 27,500km 国内区間 国際区間 国内区間 Local LE PC SC TC ISC ISC ISC ISC ISC X X X X X X X X X X X X X TC SC PC LE T- 参照点 T- 参照点 LE PE SC TC ISC 加入者交換機中継交換機中継交換機中継交換機国際交換局 X ディジタルリンク ディジタル交換機 出典 : Fig.1, ITU-T Rec. G.801 図 9.5(a)
標準ディジタル接続モデル ( 中距離系 ) 加入者線 国内区間 LE 11,000km 国際区間 PC ISC ISC 国内区間 PC X X X X X X LE 加入者線 T- 参照点 T- 参照点 LE PE ISC 加入者交換機中継交換機国際交換局 X ディジタルリンク ディジタル交換機 出典 : Fig.2, ITU-T Rec. G.801 図 9.5(b)
国際通信系モデルと符号誤り品質 時間率配分の例物理的 客観的に品質測定可能な点 測定可能なパラメータ ユーザ 網インタフェース 品質測定点 品質測定点 ユーザ 網インタフェース 端末 国 A 国際区間国 B 端末 国内品質配分 国際品質配分 品質目標 国内品質配分 品質配分国内 ( 片端 ) 国際備考 DM SES ES DM: SES: ES: 30% 15% 30% Degraded minutes Severely errored seconds Errored seconds 40% 20% 40% 残り 50% は無線区間に割り当て 図 9.6
品質の定義 10 (1)ES(Errored Second) %ES(Percentage Errored Second) ES ES 1 秒 伝送誤りを生じた 1 秒 もしくはその発生百分率 (2)SES(Severely Errored Second) %SES(Percentage Severely Errored Second) SES SES 10-5 10-2 10-2 10-6 10-7 >10-3 1 秒 バースト的な伝送誤り (>10-3 ) が発生した 1 秒 もしくはその発生百分率
QoS 設計チャートの例 通信機能 速さ正確さ稼動率信頼性セキュリティ サービス導入 サービス開始までに必要な時間 正確さ アクセス可能な人 時間 秘匿性 接続設定 ダイヤルトーン遅延ホストダイヤル遅延 誤接続率 呼損率 ネットワーク故障 漏話 技術的品質 ユーザ設定 転送遅延 伝送品質 ネットワーク不応答 切断 漏話 接続開放 開放遅延 正確さ 中断 課金 遅延 正確さ 課金頻度 修理 修理時間 正確さ アクセス可能な人 時間 図 9.7
ISDN 回線交換サービスに対する 3 3 マトリクス品質規定 尺度 通信速度 速さ (speed) 正確さ (accuracy) 信頼性 (dependability) 接続 接続遅延 (I.352) 誤接続率 (I.359) 接続損失率 (I.359) ユーザ情報転送 伝送遅延 (G.114) 符号誤り (G.821) 通信中切断誘引率 (I.359) 切断 開放続遅延 (I.352) 通信中切断率 ( I.359 ) 誤開放率 ( I.359 ) 稼働率等 (I.355) (3 3 マトリクス (I.353) ) 図 9.8
伝送符号誤りパラメータの定義 10 - エラーフリー状態 品質評価測度 T 0 備考 %ES(10 - ) 1 秒データ用 符号誤り率 10-6 閾値 長時間平均符号誤り率 長時間 ( 例 1 ヶ月 ) 10-3 判定観測時間 %SES(10-3 ) 1 秒瞬断 不稼動の判定用 T 0 [ 凡例 ]%ES (percent errored seconds):1 個以上の符号誤りが存在する時間率 %SES(percent severely errored seconds):1 秒間に符号誤り率が 10-3 より悪い状態にある時間率 図 9.9
64kb/s 回線モードエンド エンド符号 誤り品質目標値 表 9.1 特性分類判定観測時間 BER 値目標時間率 (a) (Degraded minutes) 1 分 10-6 以上 M>4 MAVAIL < 10% (b) (Severely errored seconds) 1 秒 10-3 以上 S>64 SAVAIL < 0.2% (c) (Errored seconds) 1 秒 0 以上 SERROR < 8% SAVAIL (92%EFS と等価 ) M>4 :4 個の誤り (BER1.04x10-6 ) を超える誤りをもつ1 分間 MAVAIL :10-3 以上の誤りをもつ1 分間を除いた全ての1 分間の個数 ( 注 ) : 目標時間率を算出する総観測期間 1ヶ月
R- 値と MOS の関係 非常に良い 5 良い 4 MOS まあまあ良い 3 悪い 2 非常に悪い 1 0 20 40 60 80 100 R 図 9.10
IP 電話のサービス例と品質 表 9.2 アクセス形態 中継網種別 サービス品質 具体的なサービス事例 既存電話との関係 品質の考え方 常時接続 企業ユースディジタル専用線 ATM 専用線 IP-VPN IP-CUG 等 個人ユース ADSL CATV FTTH 等 ダイヤルアップ 専用 IP 網 + (PSTN) インターネット+ ( 専用 IP 網 PSTN) 帯域保証型 固定電話以上の品質 固定電話並の品質 携帯電話並の品質 ベストエフォート 中継網としての IP 電話サービス エンド - エンドでのサービス等 IP-VPN を利用したサービス LAN,WAN サービスとして提供等 DSL,CATVを利用したインターネット電話等 インターネット電話等 固定電話に代えて 利用 料金および使用する目的に応じて利用 ネットワークの状況等に応じて利用 発信のみ (PSTN からの着信はなし ) 既存の電話サービスと同等以 上の品質として規定することが 必要 ユーザがサービスの品質を理解できるように品質を定めることが必要 事業者が接続する他事業者の網の品質を知りうるように品質を定めることが必要 それぞれのサービスに求められる最低限の品質を定めることが必要 PSTN: Public Switched Telephone Network 出典 : 総務省,IP ネットワーク技術に関する研究会報告,2002.3
IP 電話の種類 17 (1)PSTN の中継を IP ネットワークで実現 NTT コミュニケーションズをはじめ 多くのサービス十分な品質を実現 (2)IP ネットワークに直接接続された端末同士ベストエフォートスカイプ (3)PSTN と IP 電話の相互接続 R 値を導入 ( アナログ電話の MOS と等価 )
IP 電話の品質規定 ( 音声品質と遅延 ) 表 9.3 1R- 値による音声品質クラス (ITU-T G.177) 100 R>90 90 R>80 80 R>70 70 R>60 60 R>50 Best High Medium Low Poor ( 非常に満足 ) ( 満足 ) ( 一部のユーザは不満足 ) ( 多数のユーザは不満足 ) ( ほとんどのユーザは不満足 ) R 値 (Overall transmission quality rating) 2 片方向遅延規定 (ITU-T G.114) 規定値片方向遅延 150ms 150< 片方向遅延 400ms 400ms< 片方向遅延 内容ほとんどのアプリケーションで利用可あらかじめ遅延が発生することを認識していれば利用可一般的に利用不可
日本の IP 電話の QoS クラス 表 9.4 クラス A B C サービス例 一般加入電話 携帯 該当なし 片方向エンドエンド伝送遅延 < 100ms < 150ms < 400ms* R- 値 >80 >70 >50* 呼損率 * =< 0.15 =< 0.15 =< 0.15 * : 参考値 出典 : 総務省 IP ネットワーク技術研究委員会報告書