Progettazione e simulazione con OPNet™ Modeler di una rete di trasmissione dati Wan IP per il telecontrollo ed i servizi

Il VoIP raggruppa le tecnologie, hardware e software, in grado di permettere la comunicazione vocale sfruttando per il trasporto una rete dati a commutazione di pacchetto IP, invece della normale rete telefonica PSTN (Public Switched Telephone Network) a commutazione di circuito. Utilizza protocolli standard per il controllo della chiamata e per la digitalizzazione e trasporto della voce, permettendo l’interoperabilità tra dispositivi di diversi costruttori. I vantaggi sono:
• Minori costi delle infrastrutture;
• L'implementazione di future opzioni non richiederà a sostituzione dell'hardware;
• Vantaggi operativi e di semplificazione delle infrastrutture.
Per configurare una comunicazione VoIP occorre sequenzialziamente:
1) Una conversione AD per convertire la voce in segnali digitali;
2) Una compressione dei dati per la trasmissione;
3) Un protocollo di segnalazione per chiamare gli utenti;
4) Un protocollo realtime (tipicamente RTP su UDP);
5) In ricezione occorre disassemblare i pacchetti, estrarre i dati, convertirli in segnali vocali analogici.
Tutto questo in tempo reale poiché non è possibile inserire ritardi eccessivi durante il dialogo vocale.
Nel progetto di una rete VoIP occorre considerare i seguenti parametri:
• Ritardo End-To-End;
• Jitter;
• Packet Loss.
Il Ritardo End-To-End si definisce come i definisce il lasso di tempo che trascorre tra la ricezione di un'onda analogica da parte del campionatore alla sua rigenerazione da parte del ricevitore.
Il Packet Loss è una misura percentuale dei pacchetti persi. Solitamente si pone la massima percentuale tollerabile di pacchetti persi pari al 5% del totale dei pacchetti vocali.
Sotto questa soglia, la qualità per l'orecchio umano è accettabile.
Il Ritardo End-To-End ha un'importanza superiore rispetto alle perdite relative alla qualità percepita dall'utente. E' quindi preferibile accettare un numero di pacchetti persi maggiore rispetto ad un più alto ritardo End-To-End.
Non essendo predicibile a priori il ritardo subito da ogni pacchetto nella rete, i pacchetti arriveranno a destinazione con intervalli di tempo variabili tra di essi. Il Jitter è la grandezza che rappresenta questo fenomeno. Ad esempio se un pacchetto impiega 100ms per raggiungere la destinazione e il successivo ne impiega 125ms, per fare lo stesso viaggio, allora il Jitter è di 25ms. È nullo se i pacchetti arrivano equispaziati.
Secondo le linee guida Cisco per il VoIP i parametri devono essere:
• Delay su singola direzione < 150ms;
• Jitter < 30ms;
• Packet Loss < 1%.