تجزیه و تحلیل اکو برای صدا از طریق IP

بررسی اجمالی تحلیل اکو
در تماس تلفنی صوتی، زمانی که صدای خود را تکرار می‌کنید، یک اکو رخ می‌دهد. پژواک نشت قابل شنیدن صدای شما به مسیر دریافت (بازگشت) خودتان است.

این سند مفاهیم اساسی قابل استفاده برای تجزیه و تحلیل اکو را مورد بحث قرار می دهد، لغو اکو را توضیح می دهد، و فرآیندی را برای مکان یابی و حذف اکو ارائه می دهد.

مبانی آنالیز اکو
هر مکالمه صوتی حداقل دو شرکت کننده دارد. از دیدگاه هر شرکت کننده، در هر تماس دو مسیر صوتی وجود دارد:

  • مسیر انتقال — مسیر ارسال را مسیر ارسال یا Tx نیز می نامند. در یک مکالمه، مسیر انتقال زمانی ایجاد می شود که شخص صحبت می کند. صدا از دهان گوینده به گوش شنونده منتقل می شود.
  • مسیر دریافت: مسیر دریافت را مسیر بازگشت یا Rx نیز می نامند. در مکالمه، مسیر دریافت زمانی ایجاد می شود که فرد مکالمه را می شنود. صدا توسط گوش شنونده از دهان گوینده دریافت می شود.

شکل 1 نموداری از یک تماس صوتی ساده بین باب و آلیس را نشان می دهد. از دیدگاه باب، مسیر انتقال صدای او را به گوش آلیس می برد و مسیر دریافت صدای آلیس را به گوش او می برد. طبیعتاً، از سمت آلیس، این مسیرها قرارداد نامگذاری مخالفی دارند: مسیر انتقال صدای او را به گوش باب می‌برد و مسیر دریافت، صدای باب را به گوش او می‌برد.

شکل 1 تماس تلفنی ساده

همانطور که گفته شد، اکو نشت قابل شنیدن صدای شما به مسیر دریافت (بازگشت) شما است. شکل 2 همان تماس تلفنی ساده را نشان می دهد که در آن باب پژواک می شنود.

شکل 2 تماس تلفنی ساده با اکو

باب یک نسخه تاخیری و تا حدودی ضعیف شده از صدای خود را در گوشی خود می شنود. در ابتدا منبع و مکانیسم نشتی تعریف نشده است.

یکی از عوامل مهم در آنالیز اکو، تاخیر رفت و برگشت شبکه صوتی است. تأخیر رفت و برگشت شبکه، مدت زمانی است که لازم است یک گفته از دهان باب، در سراسر شبکه در مسیر انتقال به منبع نشت، و سپس دوباره در مسیر شبکه در مسیر دریافت به باب برود. گوش.

دو ویژگی اساسی اکو به شرح زیر است:

  • هر چه اکو بلندتر باشد (دامنه اکو)، آزاردهنده تر است.
  • هر چه تأخیر رفت و برگشت بیشتر باشد (اکو “دیرتر”)، آزاردهنده تر است.

جدول 1 نشان می دهد که چگونه تأخیر می تواند بر کیفیت مکالمه صوتی تأثیر بگذارد.

جدول 1 تأثیر تأخیر بر کیفیت صدا

 

محدوده تاخیر یک طرفه (ms) تاثیر بر کیفیت صدا
0-25 این محدوده مورد انتظار برای تماس های ملی است. هیچ مشکلی در طول مکالمه وجود ندارد.
25-150 این محدوده مورد انتظار برای تماس های بین المللی با استفاده از پیوند حمل و نقل زمینی و تلفن IP است که فقط یک نمونه از صدای IP را شامل می شود. این محدوده برای اکثر کاربران با فرض استفاده از دستگاه های کنترل اکو قابل قبول است.
150-400 این محدوده مورد انتظار برای پیوند ماهواره ای است. تأخیر در این محدوده می تواند جریان عادی مکالمه را مختل کند. باید از یک حذف کننده اکو با کارایی بالا استفاده شود و برنامه ریزی دقیق شبکه ضروری است.
بزرگتر از 400 این تاخیر بیش از حد است و باید با برنامه ریزی شبکه از آن جلوگیری شود.

 

مکان یابی یک اکو
در شکل 2، باب مشکل پژواک را تجربه می کند، به این معنی که یک سیگنال از مسیر ارسال او به مسیر دریافت او نشت می کند. این واقعیت که باب یک پژواک می شنود یکی از ویژگی های اساسی اکو را نشان می دهد: اکو درک شده به احتمال زیاد نشان دهنده وجود مشکل در انتهای دیگر تماس است. مشکل تولید پژواکی که باب می شنود، منبع نشت، جایی در سمت آلیس از شبکه (لندن) است. اگر آلیس اکو را تجربه می کرد، مشکل از طرف باب (مونترال) بود.

نشت اکو درک شده به دلایل زیر به احتمال زیاد در سمت پایانی شبکه است:

  • نشتی فقط در مدارهای آنالوگ اتفاق می افتد. ترافیک صوتی در بخش های دیجیتال شبکه از مسیری به مسیر دیگر نشت نمی کند.

سیگنال‌های آنالوگ می‌توانند از مسیری به مسیر دیگر نشت کنند – به صورت الکتریکی از یک سیم به سیم دیگر (به نام crosstalk)، یا به صورت صوتی از طریق هوا از یک بلندگو به یک میکروفون. همچنین سیگنال های آنالوگ را می توان در ترانسفورماتور هیبریدی در مدار دم منعکس کرد. (به بخش “اثر ترانسفورماتورهای هیبریدی بر اکو” مراجعه کنید.) هنگامی که این سیگنال های آنالوگ به بیت های دیجیتال تبدیل می شوند، نشت نمی کنند.

تمام بیت های دیجیتال با سیگنال های آنالوگ در لایه فیزیکی نشان داده می شوند و این سیگنال های آنالوگ در معرض نشت هستند. سیگنال‌های آنالوگ که بیت‌ها را نشان می‌دهند می‌توانند مقدار زیادی اعوجاج را قبل از اینکه بیش از حد اعوجاج شوند و به درستی رمزگشایی شوند، تحمل کنند. اگر چنین اعوجاجی در لایه فیزیکی PSTN رخ دهد، مشکل اکو نخواهد بود. اگر اصلاً اتصال داشتید، به جای پژواک صدا، نویز دیجیتال را می شنیدید.

  • پژواک هایی که پس از تأخیرهای بسیار کوتاه، حدود 25 میلی ثانیه (میلی ثانیه) می رسند، عموماً نامحسوس هستند، زیرا توسط سیگنال فرعی فیزیکی و الکتریکی پوشانده می شوند.

این نکته نتیجه ادعای قبلی است که اکو با افزایش تاخیر دهان به گوش آزاردهنده‌تر می‌شود. حداقل تأخیر مشخصی برای محسوس شدن اکو مورد نیاز است. تقریباً در هر دستگاه تلفن، مقداری از سیگنال Tx به داخل گوشی بازگردانده می شود تا بتوانید صحبت خود را بشنوید. این بازخورد به عنوان sidetone شناخته می شود. تأخیر بین سیگنال واقعی دهان و سیگنال سایدتون ناچیز است و سایدتون به عنوان اکو درک نمی شود.

همچنین، جمجمه شما در حین گفتار طنین انداز می شود (یک منبع آکوستیک فرعی) و سیستم شنوایی انسان یک دوره ادغام مشخصی دارد که حداقل اختلاف زمانی بین رویدادهایی را تعیین می کند که به عنوان رویدادهای جداگانه تلقی می شوند تا یک رویداد واحد. این پدیده ها با هم، حداقل تاخیر دهان به گوش حدود 25 میلی ثانیه را قبل از درک سیگنال اکو ایجاد می کنند.

با توجه به این دو دلیل – اینکه پژواک باید حداقل 25 میلی ثانیه به تعویق بیفتد تا قابل شنیدن باشد، و اینکه نشت فقط در بخش آنالوگ شبکه رخ می دهد – می توانید در مورد محل منبع اکو استنباط زیادی داشته باشید. شکل 3 منابع احتمالی پژواک را در یک شبکه ساده Voice over IP (VoIP) نشان می دهد.

شکل 3 مسیرهای پتانسیل پژواک در یک شبکه با هر دو بخش آنالوگ و دیجیتال

در این شبکه VoIP معمولی، بخش بسته دیجیتالی شبکه بین دو بخش انتقال آنالوگ قرار دارد. Bob در مونترال توسط یک مدار 2 سیمی ایستگاه مبادله خارجی آنالوگ (FXS) به یک PBX محلی متصل می شود که توسط یک مدار دریافت و انتقال آنالوگ 4 سیم (E&M) به یک دروازه محلی VoIP متصل می شود. دروازه مونترال از طریق یک شبکه IP با دروازه لندن ارتباط برقرار می کند. همانطور که بعداً بحث خواهیم کرد، این بخش انتقال بسته دارای تأخیر سرتاسری بیشتر از 30 میلی ثانیه است. در انتهای مکالمه لندن، دروازه به همان روش به تلفن آلیس (از طریق E&M به PBX و با FXS به ترمینال) متصل می شود.

مدارهای دم

مدار آنالوگ در لندن به مدار دم معروف است. این دم یا خاتمه تماس را از منظر کاربری که پژواک را تجربه می کند تشکیل می دهد – در این مورد باب.

دروازه صوتی بسته، دروازه ای بین یک شبکه بسته دیجیتال و یک شبکه تلفن عمومی سوئیچ شده (PSTN) است. این می تواند شامل پیوندهای دیجیتال (TDM) و آنالوگ باشد. مدار دم هر چیزی است که به سمت PSTN یک دروازه صوتی بسته متصل است – همه سوئیچ ها، مالتی پلکسرها، کابل کشی ها و PBX بین دروازه صوتی و تلفن. شکل 4 نشان می دهد که PSTN می تواند شامل اجزا و پیوندهای زیادی باشد که همگی منابع پتانسیل پژواک هستند.

شکل 4 منابع اکو در PSTN

دروازه های صوتی بسته دارای دو نوع رابط PSTN هستند: دیجیتال (ISDN، BRI، T1/E1) یا آنالوگ (E&M، FXO، FXS). از آنجایی که بیت ها نشت نمی کنند، می توانید جستجوی خود را برای منابع اکو به عناصر آنالوگ مدار دم اصلاح کنید. همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، می توانید منطقه دیجیتال بدون اکو را از دروازه تا نقطه تبدیل دیجیتال به آنالوگ در PSTN گسترش دهید.

شکل 5 مدار دم با پیوندهای آنالوگ و دیجیتال

منابع اکو

فرض کنید می‌خواهید منابع بالقوه پژواک را در شبکه در شکل 3 پیدا کنید. می‌دانید که بیت‌ها نشت نمی‌کنند، بنابراین می‌توانید بخش دیجیتالی سیستم را رد صلاحیت کنید. بنابراین، نشتی که باعث پژواک باب می شود باید در مدار دم در مونترال یا مدار دم در لندن قرار گیرد. هر گونه نشتی در مدار دم مونترال به اندازه کافی تأخیر طولانی نخواهد داشت که قابل درک باشد – پژواک در آنجا با صدای فرعی باب پوشانده می شود. بنابراین منبع اکو باید مدار دم لندن باشد.

به یاد داشته باشید که یک مشکل اکو سه جزء دارد، به شرح زیر:

  • یک مسیر نشتی آنالوگ بین مسیرهای Tx و Rx آنالوگ.
  • تأخیر کافی در بازگشت اکو برای اینکه اکو به عنوان آزاردهنده تلقی شود.
  • دامنه اکو کافی به عنوان آزار دهنده درک شود.

پیوند بسته دیجیتالی در شکل 3 به زمان نسبتاً طولانی نیاز دارد تا سیگنال های آنالوگ وارد شده به این پیوند از طرف دیگر خارج شوند: تاخیر سرتاسر پیوند. این تاخیر پیوند بسته دیجیتالی شامل تاخیرهای Tx، شبکه IP و Rx به شرح زیر است:

  • تاخیر Tx شامل تاخیر پردازش اولیه (5 میلی ثانیه) و تاخیر بسته بندی (20 میلی ثانیه) است.
  • تأخیرهای شبکه IP شامل تأخیر انتشار انتقال، تأخیر پردازش بسته در گره، و تأخیر سریال سازی (بسته به انتخاب رابط) است.
  • تاخیر Rx شامل تاخیر بافر جیتر (20 تا 30 میلی ثانیه) و تاخیر پردازش (5 میلی ثانیه) است.

مثال محاسبه تاخیر

تاخیر حمل و نقل یک طرفه برای تماس باب از مونترال به آلیس در لندن را می توان با استفاده از دو فرمول زیر محاسبه کرد.

  • برای مدارهای فیبر نوری PSTN:
    • تأخیر ملی = 3 ms + (0.005 ms/km * مسافت بر حسب کیلومتر)
  • برای مدارهای بین المللی PSTN:
    • تأخیر نوری = تأخیر فرستنده + تأخیر گیرنده + (0.005 ms/km * مسافت بر حسب کیلومتر)

فاصله تلفن محلی مونترال تا دروازه بین المللی مونترال 5 کیلومتر است و تاخیر حمل و نقل (ملی) (به نزدیکترین میلی ثانیه) به شرح زیر محاسبه می شود:

3 ms + (0.005 ms/km * 5 km) = 3 ms

فاصله دروازه بین المللی مونترال تا شهر نیویورک (کابل اقیانوسی) 1000 کیلومتر است و تاخیر حمل و نقل (ملی) به شرح زیر محاسبه می شود:

3 ms + 0.005 ms/km * 1000 کیلومتر = 8 ms

فاصله نیویورک (کابل اقیانوسی) تا لندن (کابل اقیانوسی) 3000 کیلومتر است و تاخیر حمل و نقل (اپتیک) به صورت زیر محاسبه می شود:

13 ms + 10 ms + 0.005 ms/km * 3000 کیلومتر = 38 ms

فاصله لندن (کابل اقیانوسی) تا دروازه بین المللی لندن کمتر از 1 کیلومتر است، بنابراین تاخیر حمل و نقل (ملی) ناچیز است.

فاصله دروازه بین المللی لندن تا تلفن محلی لندن تنها چند کیلومتر است، بنابراین تاخیر حمل و نقل (ملی) حدود 3 میلی ثانیه است.

محاسبات قبلی یک تاخیر حمل و نقل یک طرفه را در مجموع 52 میلی ثانیه نشان می دهد. به این تأخیر انتقال 52 میلی‌ثانیه، باید تأخیرهای بسته‌بندی کدک (20 میلی‌ثانیه) و بافر جیتر (20 میلی‌ثانیه) را اضافه کنید. این محاسبه کل تاخیر یک طرفه 92 میلی ثانیه را به دست می دهد. بنابراین، پژواکی که باب می شنود به خوبی در محدوده قابل شنیدن به تأخیر می افتد.

اثرات عناصر شبکه بر اکو
عناصر شبکه زیر در یک شبکه VoIP می توانند بر اکو تأثیر بگذارند: بلندی صدا، ترانسفورماتورهای هیبریدی، تلفن، روترها و کیفیت خدمات (QoS). این عناصر در بخش های زیر مورد بحث قرار می گیرند:

  • اثر بلندی صدا بر اکو
  • اثر ترانسفورماتورهای هیبریدی بر اکو
  • اثر تلفن ها بر اکو
  • اثر روترها بر اکو
  • اثر QoS بر اکو)

تاثیر بلندی صدا بر اکو
همانطور که قبلاً در این سند ذکر شد، هرچه اکو بلندتر باشد، آزاردهنده تر است. برای درک بهتر بخشی که بلندی صدا به اکو کمک می کند، مناسب است که چند ویژگی صدا و انتقال آن را بررسی کنیم.

صدای در هوا
صدا در یک مسیر هوا به شکل امواج فشار صوتی که بر حسب واحد نیوتن بر متر مربع یا پاسکال (Pa) اندازه‌گیری می‌شود، منتقل می‌شود. فشار همچنین به عنوان واحد سطح فشار صوت (SPL) که به عنوان دسی بل (dB) نیز شناخته می شود، بیان می شود که معمولاً برای تعیین بلندی صدا و نویز استفاده می شود. فرمول مرجع برای SPL در دسی بل 20 log (P/0.00002) است که P بر حسب پاسکال است. برای ارائه ارزیابی بهتری از برداشت انسان از قدرت صدا (بلندی)، SPL معمولاً در dBA بیان می‌شود، که در آن A یک منحنی وزن فرکانسی را که بر اساس پاسخ فرکانسی گوش انسان مدل‌سازی شده است، تعیین می‌کند. برای کمک به دریافت احساس سطوح فشار صدا (به dBA)، SPLهای تقریبی برخی از منابع صوتی رایج نشان داده شده در جدول 2 را ببینید.

منبع SPL (dBA)
ضعیف ترین صدای شنیدنی 0
نجوا 20
اقامتگاه آرام 30
استریو نرم در محل سکونت 40
محدوده گفتار 50-70
کافه تریا 80
چکش بادی 90
صدای بلند جمعیت 100
موتور سیکلت شتاب دهنده 100
کنسرت موسیقی راک 120
موتور جت (23 متر دورتر) 140

رتبه بندی بلندی صدا
وظیفه اصلی دستگاه تلفن تبدیل امواج هوا به امواج الکتریکی و بالعکس است. مهندسان برای ارزیابی سرتاسر بلندی صدا در طول مکالمه تلفنی، مفهوم رتبه‌بندی بلندی صدا (LR) را توسعه دادند، که در آن LRها به عنوان مجموعه‌ای از تلفات وزنی و بدون واحد در دسی بل برای تبدیل صوتی و الکتریکی تعریف می‌شوند. ویژگی های یک مجموعه تلفن خاص مهندسان همچنین مفهوم یک طرح تلفات ثابت یا همان طور که معمولاً به آن برنامه تلفات انتقال شبکه (NTLP) می گویند، ایجاد کردند که تلفات بلندی ثابت را به دستگاه ها در طول مسیر صدا اختصاص می دهد. در جداول طرح تلفات ثابت، مقادیر LR در واقع مقادیر برابری بلندی صدا (ELR) هستند که در صورت وجود شامل از دست دادن حلقه آنالوگ می شوند.

در زیر چهار مورد از متداول‌ترین مشخصه‌های بلندی صدا که در برنامه‌ریزی مدار VoIP استفاده می‌شوند، آورده شده‌اند:

  • ارسال رتبه بندی بلندی صدا (SLR) – بلندی صدا بین نقطه مرجع دهان (MRP) و رابط الکتریکی.
  • دریافت رتبه بلندی صدا (RLR) – بلندی صدا بین رابط الکتریکی و نقطه مرجع گوش (ERP).
  • رتبه کلی بلندی صدا (OLR) – افت کل بلندی صدا بین MRP و ERP در یک اتصال. OLR به صورت زیر محاسبه می شود:

OLR = SLRtalker + [جمع] کاهش‌ها + RLRlistener

  • رتبه‌بندی بلندی اکو سخنگو (TELR): کاهش بلندی صدا بین دهان گوینده و گوش از طریق مسیر اکو. TELR به صورت زیر محاسبه می شود:

TELR(A) = SLR(A) + از دست دادن در مسیر بالا +ERL(B) یا TCLw(B) + از دست دادن در مسیر پایین + RLR(A)، که در آن ERL افت بازگشت پژواک هیبریدی یا لغو کننده اکو است، و TCLw تلفات کوپلینگ ترمینال وزنی مجموعه تلفن دیجیتال است.

تأثیر ترانسفورماتورهای هیبریدی بر اکو
منابع اکو نقاط نشت سیگنال بین مسیرهای ارسال و دریافت آنالوگ هستند. ترانسفورماتورهای هیبریدی اغلب مقصر اصلی این نشت سیگنال هستند.

ترمینال تلفن آنالوگ معمولی یک دستگاه 2 سیمه است: یک جفت رسانا برای حمل هر دو سیگنال Tx و Rx استفاده می شود. برای اتصالات ترانک آنالوگ، که به عنوان انتقال 4 سیم شناخته می شود، دو جفت رسانا سیگنال های جداگانه Tx و Rx را حمل می کنند. ترانک های دیجیتال (T1/E1) را می توان لینک های مجازی 4 سیمی در نظر گرفت زیرا سیگنال های Tx و Rx جداگانه ای را نیز حمل می کنند.

هیبرید ترانسفورماتور است که برای اتصال پیوندهای 4 سیم به پیوندهای 2 سیم استفاده می شود. شکل 6 یک ترانسفورماتور هیبریدی را در مدار دم آنالوگ نشان می دهد.

شکل 6 جزئیات مدار دم آنالوگ با ترانسفورماتور هیبریدی

از آنجایی که یک ترانسفورماتور هیبریدی یک دستگاه فیزیکی غیر ایده آل است، کسری مشخص از سیگنال 4 سیم ورودی (Rx) به سیگنال خروجی 4 سیم (Tx) منعکس می شود. یک کسر معمولی برای یک هیبریدی که به درستی خاتمه یافته در یک PBX حدود -25 دسی بل (dB) است، به این معنی که سیگنال منعکس شده (پژواک) نسخه ای از سیگنال Rx خواهد بود که حدود 25 دسی بل ضعیف شده است. برای خاتمه PSTN POTS، مقدار مورد انتظار بین 12 تا 15 دسی بل است. قدرت اکو در دسی بل به عنوان اندازه گیری به نام افت بازگشت اکو (ERL) بیان می شود. ERL برای کسر سیگنال منعکس شده -25 دسی بل برابر است با 25+ دسی بل. رابطه بین منبع اصلی و ERL به شرح زیر است:

دامنه منبع اصلی = دامنه اکو + ERL

بنابراین، ERL 0 دسی بل نشان می دهد که پژواک همان دامنه منبع اصلی است. یک ERL بزرگ نشان دهنده یک پژواک ناچیز است.

به یاد داشته باشید که یک اکو باید هم دامنه کافی و هم تاخیر کافی برای درک داشته باشد. برای تماس های محلی با تاخیر یک طرفه از 0 تا 25 میلی ثانیه، قدرت اکو 25- دسی بل نسبت به سطح گفتار گوینده، به طور کلی به اندازه کافی آرام است که آزاردهنده نباشد. برای تاخیر یک طرفه در محدوده 25 تا 150 میلی ثانیه، ERL باید از 55 دسی بل تجاوز کند تا ادراک اکو از دیدگاه کاربر نهایی حذف شود، همانطور که در توصیه ITU-T G.168 در مورد لغو اکو توصیه شده است. در این موارد لغو اکو لازم است.

با این حال، ERL یک ویژگی ترکیبی به تنهایی نیست. این بستگی به بار ارائه شده توسط دستگاه پایانه دارد که می تواند تلفن یا PBX دیگری باشد. هیبرید دارای امپدانس خروجی مشخصی است که باید توسط امپدانس ورودی دستگاه پایانه متعادل شود. اگر امپدانس ها مطابقت نداشته باشند، کسر اکو بازگشتی بزرگتر خواهد بود (ERL کوچکتر خواهد بود) و اکو بلندتر خواهد بود.

شما می توانید مقدار معینی از عدم تطابق امپدانس (چند ده اهم) را انتظار داشته باشید – یک اتصال هیبریدی معمولی ERLهایی در محدوده 15 تا 20 دسی بل تولید می کند. با این حال، یک دستگاه می تواند برای امپدانس خروجی 900 اهم و دستگاه پایانه با امپدانس ورودی 600 اهم، به عنوان مثال، ارائه شود، که یک اکو بزرگ ایجاد می کند و با یک ERL کوچک بیان می شود.

نکته اصلی که در مورد هیبریدها باید به خاطر بسپارید این است: اطمینان حاصل کنید که امپدانس های خروجی و ورودی بین هیبرید و دستگاه پایانه مطابقت دارند.

تاثیر تلفن ها بر اکو
همانطور که گفته شد، مدار دم آنالوگ بخشی از مدار PSTN بین نقطه تبدیل دیجیتال به آنالوگ (D/A) و پایانه تلفن است. هنگامی که از تلفن های دیجیتال استفاده می شود، این نقطه تبدیل D/A در داخل ترمینال رخ می دهد و عبارت وزنی ترمینال کوپلینگ (TLCw) به جای ERL استفاده می شود تا جداسازی بین Rx و Tx را در قسمت آنالوگ تلفن دیجیتال نشان دهد. . به عنوان یک قاعده کلی، گسترش بخش های انتقال دیجیتال به تلفن واقعی، پتانسیل اکو را کاهش می دهد.

ترمینال تلفن آنالوگ خود باری را به PBX ارائه می دهد. این بار باید با امپدانس خروجی دستگاه منبع (پورت FXS) مطابقت داشته باشد. برخی از تلفن های (ارزان) با امپدانس خروجی پورت FXS مطابقت ندارند و منبع اکو هستند. هدست ها به خصوص به دلیل عملکرد ضعیف اکو بدنام هستند.

اکو آکوستیک یکی از نگرانی‌های اصلی پایانه‌های بلندگوی هندزفری است. هوا (و پلاستیک ترمینال) اتصال مکانیکی یا صوتی بین بلندگو و میکروفون را فراهم می کند. سازندگان بلندگو با این کوپلینگ با طراحی آکوستیک خوب پایانه‌ها، میکروفون‌های جهت‌دار، و حذف‌کننده‌ها و سرکوب‌کننده‌های اکو آکوستیک در ترمینال مقابله می‌کنند. با این حال، این یک مشکل بسیار دشوار است و بلندگوها ذاتاً منابع اکو خوبی هستند. اگر مشکل اکو را دنبال می کنید و مدار انتهایی دم شامل یک بلندگو است، بلندگو را حذف کنید.

تاثیر روترها بر اکو
این باور که افزودن روترها به شبکه صوتی باعث ایجاد پژواک می شود، یک تصور غلط رایج است. بخش های دیجیتال شبکه باعث نشت نمی شوند. بنابراین از نظر فنی، روترها نمی توانند منبع اکو باشند. با این حال، افزودن روترها (و مسیریاب‌های دروازه IP/PSTN) به شبکه، تاخیری را به شبکه اضافه می‌کند – تاخیری که می‌تواند پژواک نامحسوس قبلی را قابل درک کند. خود دروازه اکو اضافه نمی کند مگر اینکه از یک رابط آنالوگ به PSTN استفاده کنید و امپدانس خروجی به اشتباه نسبت به PBX ارائه شده باشد. به احتمال زیاد پژواک قبلاً در مدار دم آنالوگ بوده اما نامحسوس بوده است زیرا تاخیر رفت و برگشت کمتر از 50 میلی ثانیه بوده است.

برای مثال، فرض کنید در حال بازدید از لندن بودید و می خواستید با دوستی که در آن سوی شهر زندگی می کند تماس بگیرید. این تماس بدون اکو است. اما وقتی با همان دوست (که تلفنش در همان مدار دم است) از ایالات متحده با یک لینک با تاخیر رفت و برگشت بسیار طولانی تر تماس می گیرید، پژواک واضح و آزاردهنده است. تنها تغییر درج تاخیر بوده است.

فن‌آوری‌های VoIP به دلیل بسته‌بندی و بافر کردن بسته‌های دریافتی قبل از پخش در نقطه پایانی دریافت، تاخیر انتقال اساسی را تحمیل می‌کنند. این تأخیر معمولاً بسیار کمتر از تأخیر مربوط به مثلاً پیوندهای ماهواره‌ای است – اما معمولاً برای اعتراض ناپذیر کردن پژواک غیرقابل توجه قبلی کافی است.

فناوری‌های دیگری نیز وجود دارند که تأخیر را اضافه می‌کنند، مانند بی‌سیم، ماهواره، و دور زدن راه دور از طریق Frame Relay، ATM یا IP. این فناوری ها مستلزم آن هستند که قابلیت لغو اکو بخشی از طراحی آنها باشد.

تأخیر تماس صوتی انتها به انتها
انتقال آنالوگ بسیار سریع است و فقط با سرعت انتشار الکترون ها در یک سیم (که کمتر از سرعت نور است، اما همچنان بسیار سریع است) یا فوتون ها در یک پیوند فیبر نوری محدود می شود. انتقال TDM به همین ترتیب بسیار سریع است. یک تماس PSTN بین قاره ای در ایالات متحده دارای تاخیر معمولی رفت و برگشت حدود 10 تا 20 میلی ثانیه است. یک تماس PSTN محلی تاخیر رفت و برگشت معمولی کوتاه تری دارد که تنها چند میلی ثانیه است. چنین تأخیرهای کوتاه به این معنی است که حتی پژواک های نسبتاً بلند در PSTN به عنوان پژواک غیرقابل محسوس باقی می مانند زیرا با صدای جانبی پوشانده می شوند.

یک تماس بین باب و آلیس از طریق یک لینک انتقال VoIP مانند آنچه در شکل 3 نشان داده شده است را تصور کنید. مسیری که صدای باب از مونترال به لندن طی می کند را در نظر بگیرید. باب در دهان خود صحبت می کند و سیگنال آنالوگ در عرض 1 میلی ثانیه به سانترال مونترال می رسد. در PBX، سیگنال صوتی آنالوگ او به یک جریان مدولاسیون کد پالس دیجیتال (PCM) تبدیل می‌شود و تنها پس از 1 میلی‌ثانیه تاخیر بیشتر به دروازه IP مونترال می‌رسد. بنابراین صدای باب 2 میلی ثانیه طول می کشد تا از دهان او به دروازه صدا برود. دروازه هر 20 میلی ثانیه بسته ها را ارسال می کند، به این معنی که هر بسته حاوی 20 میلی ثانیه بار صوتی است. بنابراین، دروازه صوتی باید منتظر بماند تا 20 میلی‌ثانیه از صدای باب را جمع‌آوری کند تا بتواند اولین بسته را پر کند. اولین بسته 22 میلی ثانیه پس از شروع صحبت باب از دروازه مونترال خارج می شود. با فرض اینکه WAN بسیار سریع و بدون تراکم است، این اولین بسته تنها پس از 5 میلی ثانیه انتقال به دروازه صوتی لندن می رسد. بنابراین دروازه لندن 27 میلی ثانیه پس از شروع صحبت باب، بسته را دریافت می کند.

با این حال، این بسته بلافاصله پس از دریافت از دروازه لندن به آلیس پخش نمی شود. دروازه مونترال بسته های جدید را به طور صادقانه در فواصل 20 میلی ثانیه تحویل می دهد، اما هوس های انتقال بسته به این معنی است که بسته ها در فواصل زمانی غیر ثابت به لندن می رسند: بسته 2 ممکن است 1 میلی ثانیه تاخیر داشته باشد، بسته 3 ممکن است 4 میلی ثانیه تاخیر داشته باشد و غیره. اگر دروازه لندن بلافاصله بسته 1 را پخش می کرد، 20 میلی ثانیه بعد زمانی که بسته 2 موعد بسته بود اما هنوز نرسیده بود، کوتاه می شد – و صدای باب قطع می شد.

دروازه لندن بسته های ورودی را در یک بافر قرار می دهد. هرچه بافر پخش عمیق‌تر باشد، بسته‌های طولانی‌تری قبل از پخش منتظر می‌مانند. حداقل عمق بافری که می توانید با خیال راحت از آن استفاده کنید یک بسته یا در مورد ما 20 میلی ثانیه است. بنابراین بسته 1 در زمان 27 میلی ثانیه می رسد و 20 میلی ثانیه بعد در زمان 47 میلی ثانیه به دنباله PSTN لندن پخش می شود. 2 میلی ثانیه دیگر طول می کشد تا از دروازه لندن از طریق PSTN به گوش آلیس برود، در مجموع 49 میلی ثانیه طول می کشد تا کلمات باب از دهان باب به گوش آلیس بروند. این تأخیر سرتاسر سیستم انتقال صدا است: 45 میلی‌ثانیه در شبکه WAN و 4 میلی‌ثانیه در PSTN.

می‌توانید نرخ انتقال بسته را افزایش دهید تا تأخیر انتها به انتها را کاهش دهید، اما افزایش نرخ انتقال بسته، پهنای باند لازم برای تماس را افزایش می‌دهد، زیرا نسبت اندازه هدر (که ثابت است) به اندازه بار را افزایش می‌دهد. که شما کاهش می دهید).

به عنوان یک قاعده کلی، تأخیر انتها به انتها برای یک پیوند انتقال بسته حداقل اساسی حدود دو تا سه اندازه بسته (بر حسب میلی ثانیه) دارد. حتی اگر زمان انتقال بسته آنی بود، باز هم برای پر کردن اولین بسته به زمان یک بسته نیاز است. حتی یک دروازه و شبکه ایده‌آل غیرواقعی و «سریع در حد نور» با این حداقل تاخیر اساسی مواجه است.

هر منبع پژواک در مدار دم لندن، یک پژواک را در سراسر شبکه WAN ارسال می‌کند و با 47 میلی‌ثانیه تاخیر دیگر مواجه می‌شود. پژواک پس از یک سفر رفت و برگشت – تقریباً 100 میلی‌ثانیه تأخیر – به گوش باب برمی‌گردد که برای شنیدن صدای اکو کاملاً کافی است.

بنابراین، استفاده از یک پیوند انتقال بسته، تاخیر اضافی حداقل دو تا سه اندازه بسته را تحمیل می کند که قبلا وجود نداشت. پژواک در مدار آنالوگ دم رخ می دهد، نه شبکه بسته، و قبل از اضافه شدن هر روتر وجود داشته است. اضافه کردن تأخیر، پژواک موجود و غیرقابل شنیدن را به پژواک شنیدنی تبدیل می کند. تأخیر شبکه بسته را نمی توان زیر یک حد اساسی کاهش داد. دروازه های صوتی سیسکو در حال حاضر بسیار نزدیک به این حداقل تاخیر کار می کنند (50 تا 80 میلی ثانیه از انتها به انتها معمول است). به دلیل این تاخیرهای طولانی، همه دروازه های VoIP از لغو کننده های اکو استفاده می کنند تا دامنه پژواک های برگشتی را کاهش دهند. با این حال، بهترین راه حل برای مشکلات اکو همیشه حذف منبع اکو است.

به طور خلاصه، اثرات زیر را به خاطر بسپارید:

  • تاخیر شبکه باعث افزایش آزار کاربر برای پژواک با قدرت برابر می شود.
  • افزودن روترها باعث اکو نمی شود. مشکلات اکو موجود را تشدید می کند.

تأثیر QoS بر اکو
QoS ممکن است تأخیر شبکه سرتاسر شما را برای سطح معینی از ازدحام بهبود بخشد—هر چه تأخیر کوتاه‌تر باشد، پژواک معین آزاردهنده‌تر می‌شود. با این حال، هرگز نمی‌توانید تأخیر زیر «منطقه خطر» (25 میلی‌ثانیه) را برای درک اکو با هر نوع QoS کاهش دهید، زیرا حداقل تأخیر ذاتی در شبکه‌های VoIP به اندازه‌ای طولانی است که پژواک قابل درک باشد. QoS می تواند به روش های دیگری نیز کمک کند (مثلاً از دست دادن بسته و جیتر)، اما به خودی خود نمی تواند اکو را حذف کند.

حذف اکو
یک حذف کننده اکو جزء یک دروازه صوتی است که سطح پژواک هایی را که از مسیر Rx (از دروازه خروجی به مدار دم) نشت کرده اند به مسیر Tx (از مدار دم به دروازه) کاهش می دهد. Rx و Tx در اینجا از منظر دروازه صوتی – لندن، در مورد نمونه‌هایی که تاکنون توضیح داده شد، هستند.

حذف کننده های اکو دارای خواص زیر هستند:

  • کنسل کننده های اکو در مدار دم PSTN قرار دارند.
  • یک لغو کننده اکو، اکو را در مدار دم در سمت خود از شبکه حذف می کند.

شکل 7 مکان اکو کنسلر را در لندن نشان می دهد.

شکل 7 حذف کننده اکو در لندن، اکوهای باب را در مدار دم لندن حذف می کند

از منظر لغو کننده اکو در دروازه صوتی لندن، سیگنال Rx صدای باب است که از مونترال به شبکه بسته می رسد. سیگنال Tx مخلوطی از صدای آلیس و پژواک صدای باب است که از مدار دم لندن می آید و به مونترال ارسال خواهد شد.

لغو کننده اکو در دروازه لندن به مدار دم لندن نگاه می کند و مسئول حذف سیگنال اکو باب از سیگنال لندن Tx است و به صدای آلیس اجازه می دهد بدون مانع عبور کند. اگر آلیس در لندن پژواک می شنید، منشأ مشکل در مونترال بود و لغو کننده اکو در مونترال آن را برطرف می کرد.


توجه داشته باشید تاخیر و لرزش در شبکه WAN بر عملکرد اکو کنسلر تاثیری ندارد زیرا مدار دم ثابت است و مدار دم جایی است که لغو کننده اکو در آن کار می کند.

مبانی عملیات اکو کنسلر
نقش لغو کننده اکو حذف بخش اکو از سیگنال است که از مدار دم خارج می شود و به سمت شبکه WAN می رود. اکو کنسلر با یادگیری مشخصات الکتریکی مدار دم و ایجاد مدل خود از مدار دم در حافظه خود، اکو را حذف می کند. با استفاده از این مدل، لغو کننده اکو یک سیگنال “تخمینی اکو” را بر اساس سیگنال Rx فعلی و گذشته (صدای باب) ایجاد می کند. صدای باب از طریق این مدل کاربردی اجرا می شود تا تخمینی از صدای سیگنال اکو باب ارائه شود. سپس این “باب اکو” تخمین زده شده از سیگنال Tx واقعی که از مدار دم خارج می شود کم می شود. زمانی که (پس از شروع صحبت کاربر) برای تنظیم سطح تضعیف مورد نیاز با سیگنال اصلی لازم است، زمان همگرایی نامیده می شود. از نظر ریاضی، تفریق تخمین زده شده “باب اکو” به صورت زیر انجام می شود:

سیگنال Tx از دروازه بازگشت به باب ارسال شد

= سیگنال Tx – “پژواک باب تخمینی”

= (صدای آلیس + پژواک باب) – “پژواک باب تخمین زده شده”

= صدای آلیس + (پژواک باب – پژواک باب تخمین زده شده)

= صدای آلیس (اگر تخمین دقیق باشد)

کیفیت تخمین به طور مداوم با نظارت بر خطای تخمین بهبود می یابد.

اجزای لغو اکو
یک حذف کننده اکو معمولی شامل مدارهایی است که دو عملکرد را انجام می دهند: یک پردازنده کانولوشن (CP) و یک پردازنده غیر خطی (NLP). هر تابع شامل مراحل متعددی از پردازش سیگنال است که در بخش های زیر توضیح داده شده است.

پردازنده کانولوشن

مرحله اول پردازنده کانولوشن سیگنال خروجی را به سمت هیبریدی دوردست گرفته و ذخیره می کند. سپس CP به حالت مانیتورینگ می رود و منتظر می ماند تا سیگنال اکو برگردد. هنگامی که سیگنال اکو برمی گردد، CP باید سطح سیگنال سیگنال اکو ورودی را تخمین بزند و سپس سیگنال صوتی اولیه ضعیف شده را از سیگنال اکو کم کند. البته، این فرآیندها به طور تمام وقت در هنگام گفتگوهای پایان نزدیک اجرا می شوند، بنابراین بسیار پویاتر از توضیحات است.

زمان لازم برای تنظیم سطح تضعیف مورد نیاز با سیگنال اصلی را زمان همگرایی می گویند. از آنجایی که این فرآیند مستلزم این است که سیگنال صوتی در حافظه ذخیره شود، EC پوشش محدودی از تأخیر مدار دم دارد، معمولاً 64، 96، و تا 128 میلی‌ثانیه. پس از همگرایی، پردازنده کانولوشن حدود 18 دسی بل افزایش از دست دادن بازگشت اکو (ERLE) را فراهم می کند. از آنجایی که یک مدار تلفن آنالوگ معمولی حداقل 12 دسی بل تلفات بازگشت اکو (ERL) را فراهم می کند، یعنی تلفات مسیر اکو بین لغو کننده اکو و هیبرید انتهایی، ERL دائمی مورد انتظار از لغو کننده اکو همگرا حدود 30 دسی بل یا بیشتر است. .

پردازنده غیر خطی

در حالت تک مکالمه، پردازنده غیرخطی، اکو باقیمانده را در خروجی لغو کننده اکو با نویز راحتی بر اساس نویز واقعی پس‌زمینه مسیر صوتی جایگزین می‌کند. نویز پس‌زمینه معمولاً در طول یک مکالمه تلفنی تغییر می‌کند، بنابراین NLP باید با گذشت زمان سازگار شود. NLP هنگام فعال شدن حداقل 25 دسی بل تلفات اضافی را فراهم می کند. NLP باید فقط در حالت تک مکالمه فعال باشد، یعنی زمانی که یک نفر در حال صحبت است و دیگری ساکت است. در یک موقعیت مکالمه دوگانه، NLP باید غیرفعال شود، زیرا با افزودن 25 تا 30 دسی بل از دست دادن تنها در یک جهت، یک جلوه صوتی یک طرفه ایجاد می کند.

برای حذف کامل ادراک اکو، TELR باید در همه شرایط بیشتر از 65 دسی بل باشد. برای انعکاس این واقعیت، توصیه ITU-T G.168 در مورد لغو کننده اکو به یک ERL برابر یا بیشتر از 55 دسی بل نیاز دارد. SLR، RLR و CLR در طول مسیر اکو باید اجازه دهند 10 دسی بل دیگر به TELR مورد انتظار برسد. همانطور که می بینید، CP، NLP و LR ها باید بهینه شوند تا اطمینان حاصل شود که اکو به طور موثر لغو می شود.

شکل 8 یک نسخه ساده شده از عملیات تک صحبتی لغو اکو را نشان می دهد.

شکل 8 عملیات تک صحبتی لغو اکو: آموزش

کلید عملکرد لغو اکو این است که مدار دم را می توان به صورت عملکردی با یک فرمول ریاضی نشان داد. فعلاً فرض کنید که آلیس صحبت نمی کند. مدار دم یک جعبه سیاه با یک ورودی (گفتار باب) و یک خروجی (پژواک باب) است. فرمولی وجود دارد که رابطه بین این دو سیگنال را توصیف می کند – دستوری برای تبدیل سیگنال ورودی به سیگنال خروجی. اگر می دانستید فرمول چیست، می توانید جعبه سیاه را در نرم افزار شبیه سازی کنید. سپس می توانید سیگنال ورودی را ضبط کنید و از فرمول برای پیش بینی صدای سیگنال خروجی استفاده کنید.

این پیش بینی دقیقاً همان کاری است که یک لغو کننده اکو انجام می دهد. سیگنال صوتی باب، x(t)، وارد مدار دم واقعی می شود و به عنوان سیگنال اکو y(t) ظاهر می شود. رابطه ورودی-خروجی (پاسخ ضربه) مدار دم واقعی H(t) است. H(t) یک نمایش ریاضی از تبدیل اعمال شده به x(t) برای به دست آوردن y(t) است.

لغو کننده اکو تخمینی از این پاسخ ضربه را ذخیره می کند که H hat(t) را نشان می دهد. لغو کننده اکو به سیگنال x(t)، صدای باب دسترسی دارد و این سیگنال را از طریق H hat(t) اجرا می کند تا یک سیگنال اکو “مجازی” y hat(t) به دست آورد. این اکو مجازی از اکو واقعی کم می شود و سیگنال حاصل e(t) (سیگنال خطا) در حالت ایده آل صفر است. اکو لغو می شود.

چگونه لغو کننده اکو فرمول H(t) را بدست می آورد؟ پاسخ ساده از طریق آزمون و خطا است. پاسخ دقیق استفاده از یک الگوریتم نزولی گرادیان برای هدایت ضرایب یک فیلتر پاسخ ضربه محدود تطبیقی (FIR) است.

لغو کننده اکو با فرمول تمام صفر برای H hat(t) شروع می شود. به طور طبیعی، این حدس بسیار ضعیف است و سیگنال خطا e(t) بزرگ است. یک روش کنترلی وجود دارد که به فرمول H hat(t) اجازه می‌دهد به شکلی کنترل‌شده تکان بخورد یا تطبیق یابد. اگر تکان دادن باعث کاهش خطا شود، فرمول همچنان در آن جهت حرکت می کند. اگر تکان دادن باعث افزایش خطا شود، فرمول در آن جهت حرکت را متوقف می کند و در جهت مخالف شروع به تکان دادن می کند. به تدریج خطا کاهش می یابد، تکان ها کوچکتر می شوند و H hat(t) تخمین بهتر و بهتری از H(t) واقعی می شود. این دوره تکان دادن به عنوان دوره سازگاری یا همگرایی شناخته می شود – H hat(t) تکان می خورد تا زمانی که فرمول آن به فرمول واقعی H(t) همگرا شود.

آلیس در مثال قبلی صحبت نمی کند. اگر آلیس در حال صحبت است، سیگنالی که از مدار دم برمی‌گردد مخلوطی از صدای آلیس و پژواک باب است. این حالت به عنوان حرف دوگانه شناخته می شود. (شکل 9 را ببینید.) گفتگوی دوگانه، رابطه تمیز H(t) را که فرمول سعی در تخمین آن دارد، پنهان می کند. بنابراین، همگرایی تنها زمانی رخ می دهد که آلیس ساکت باشد. این بدان معنا نیست که لغو اکو متوقف می شود. تمام هدف همگرایی ارائه روشی برای تخمین سیگنال پژواک باب است. هنگامی که آلیس صحبت می کند، فرمول به تولید تخمین های پژواک ادامه می دهد و این تخمین ها را از سیگنال دریافتی کم می کند. به این ترتیب، تنها بخشی از سیگنال از اکو باب حذف می شود. باب صدای آلیس را بدون پژواک از سخنرانی خود می شنود.

شکل 9 عملکرد لغو کننده اکو را در حین مکالمه دوگانه نشان می دهد.

شکل 9 عملکرد لغو اکو: گفتگوی دوگانه

اندازه گیری اکو
در زیر شرحی از اندازه‌گیری‌های اولیه سطوح سیگنال نسبی مورد استفاده توسط لغو کننده‌های اکو ارائه شده است. همه آنها در دسی بل بیان می شوند.

• از دست دادن بازگشت اکو (ERL) – کاهش سطح اکو تولید شده توسط مدار دم بدون استفاده از یک لغو کننده اکو. بنابراین اگر یک سیگنال گفتار Rx از شبکه در سطح X dB وارد مدار دم شود، پژواکی که از مدار دم به ترمینال Sin لغو کننده اکو باز می گردد (X – ERL) است.

•افزایش افت بازگشت اکو (ERLE) – کاهش بیشتر در سطح اکو که توسط لغو کننده اکو انجام می شود. لغو کننده اکو دستگاه کاملی نیست. بهترین کاری که می تواند انجام دهد این است که سطح پژواک برگشتی را کاهش دهد. ERLE اندازه گیری این کاهش اکو است که توسط لغو کننده اکو انجام می شود. این تفاوت بین سطح اکو است که از مدار دم در لغو کننده اکو می رسد و سطح سیگنال خروجی از لغو کننده اکو.

• ترکیبی (ACOM) – افت کل بازگشت اکو که در پایانه های Rin و Sout لغو کننده اکو مشاهده می شود. ACOM مجموع ERL + ERLE یا مجموع از دست دادن بازگشت اکو است که توسط شبکه مشاهده می شود.

شکل 10 محل سه اندازه گیری اولیه تلفات بازگشت اکو را نشان می دهد.

شکل 10 محل ERL، ERLE و ACOM

همانطور که در شکل 11 نشان داده شده است، اندازه گیری تلفات بازگشت پژواک به شرح زیر است:

ERL = از دست دادن بازگشت اکو از طریق دم = Rout – Sin (dB)

ERLE = افزایش افت بازگشت اکو از طریق لغو کننده اکو = Sin – Sout (dB)

ACOM = از دست دادن بازگشت اکو ترکیبی از طریق سیستم = Rin – Sout (dB)

مثال محاسبه TELR
در زیر نمونه هایی از نحوه محاسبه TELR برای سه سناریو از یک مکالمه تلفنی آورده شده است.

  • عملیات تک مکالمه (آموزش)

TELR = تلفن سخنگو SLR + تضعیف WAN + تضعیف مدار دم + مدار دم ERL + تضعیف مدار دم + تضعیف WAN + تلفن بلندگو RLR

TELR = 8 دسی بل + 0 + 0 + 12 دسی بل + 0 + 9 دسی بل – 6 دسی بل = 23 دسی بل

  • عملکرد تک مکالمه (پس از همگرایی)

TELR = تلفن سخنگو SLR + تضعیف WAN + ACOM (ERLE + ERL) + تضعیف WAN + تلفن بلندگو RLR

TELR = 8 دسی بل + 0 + 55 دسی بل (CP: 1 8 دسی بل، NLP: 25 دسی بل، ERL حلقه محلی: 12 دسی بل) + 9 – 6 = 66 دسی بل

  • عملیات مکالمه دوگانه

TELR = تلفن سخنگو SLR + تضعیف WAN + ACOM (ERLE + ERL) + تضعیف WAN + تلفن بلندگو RLR

TELR = 8 دسی بل + 0 + 30 دسی بل (CP: 18 دسی بل، ERL حلقه محلی: 12 دسی بل) + 9 – 6 = 41 دسی بل

پوشش لغو اکو
پوشش لغو اکو (همچنین به عنوان پوشش دم یا طول دم نیز شناخته می شود) مدت زمانی را مشخص می کند که لغو کننده اکو تقریب خود را از یک اکو، H hat(t) در حافظه ذخیره می کند. می توانید پوشش را به عنوان حافظه پنهان اکو لغو کننده در نظر بگیرید. این حداکثر تاخیر اکو است که یک لغو کننده اکو می تواند آن را حذف کند.

قبلاً اشاره کردیم که لغو کننده اکو به سمت یک مدار دم ساکن قرار دارد. مدار دم دارای یک ورودی و یک خروجی است. اگر کلمه ای وارد مدار دم شود (سیگنال x(t) در شکل 9)، پژواک (سیگنال خروجی y(t) در شکل 9) بسته به تعداد منابع اکو مجموعه ای از نسخه های تاخیری و ضعیف شده آن کلمه است. و تاخیرهای مرتبط با آنها. پس از مدت زمان مشخصی دیگر سیگنالی بیرون نخواهد آمد. این بازه زمانی به عنوان زمان زنگ مدار دم شناخته می شود.

منبع پژواک اصلی را به عنوان یک سنگریزه پرتاب شده در آب ساکن و پژواک ها را به عنوان مجموعه ای از امواج ضعیف شده ای که سنگریزه تولید می کند، در نظر بگیرید. زمان زنگ زمان مورد نیاز برای پراکندگی همه امواج است.

بنابراین، برای حذف کامل تمام اکوها، پوشش اکو کنسلر باید به اندازه زمان زنگ مدار دم باشد.

شکل 11 نمونه ای از پاسخ ضربه ای مدار دم است. پیک ها با پژواک های فردی در مدار دم مطابقت دارند. می بینیم که این سیستم دارای سه پژواک است: یکی قوی در حدود 3 میلی ثانیه و دو سیستم ضعیف تر در حدود 7 میلی ثانیه و 9 میلی ثانیه. پس از حدود 12 میلی ثانیه، انرژی قابل توجهی در پاسخ ضربه ای وجود ندارد. دامنه پیک ها با قدرت پژواک مطابقت دارد – هر چه پیک ها بالاتر باشند، اکو قوی تر و ERL کوچکتر است.

شکل 11 نمونه پاسخ ضربه ای مدار دنباله H(t)

برای لغو هر سه اکو، باید یک لغو کننده اکو رو به چنین مدار دم برای حداقل 12 میلی ثانیه پوشش دم تهیه کنید. یک لغو کننده اکو با پوشش 5 میلی ثانیه نسبتاً خوب با این مدار عمل می کند زیرا اکو اولیه در پنجره 5 میلی ثانیه قرار می گیرد. با این حال، دو اکو دوم لغو نمی‌شوند، زیرا لغو کننده اکو تقریب آن پژواک‌ها را از حافظه خود حذف می‌کند.

مهم است که مجدداً تأکید کنیم که لغو کننده اکو به یک مدار دم ایستا روبرو می شود – این پژواک را در مدار دم خودش که توسط تماس گیرندگان در انتهای دیگر شبکه تجربه می شود حذف می کند. لغو کننده های اکو از بقیه شبکه آگاه نیستند. بنابراین، پوشش دم هیچ ارتباطی با WAN، تاخیر رفت و برگشت، یا اینکه آیا تاخیر شبکه در حال تغییر است، ندارد.

بسیاری از مردم به اشتباه تصور می کنند که تاخیرهای طولانی مرتبط با VoIP مستلزم آن است که لغو کننده های اکو پوشش دم به همان اندازه طولانی داشته باشند. با این حال، فقط دم پوشش مورد نیاز را تعیین می کند. به یاد داشته باشید که انتقال آنالوگ بسیار سریع است—تقریباً همه دم های ساده فقط برای چند میلی ثانیه زنگ می زنند. زمان‌های زنگ طولانی‌تر زمانی وجود دارد که دم بسیار پیچیده باشد (به عنوان مثال، تعداد زیادی پرش PSTN، تبدیل‌های متعدد D/A)، یا زمانی که شامل تنه‌های دوردست باشد. اگر دم سیستم VoIP شما حاوی پیوند VoIP دیگری باشد، دم شما برای پوشاندن بسیار طولانی خواهد بود. در آن صورت، پیوند VoIP تعبیه‌شده نیاز به لغو کننده اکو خود در دم خود دارد.

توصیه می کنیم از چنین پیوندهای VoIP تعبیه شده خودداری کنید. ما به شما پیشنهاد می کنیم که تمام کنسل کننده های اکو خود را به حداکثر پوشش دم خود در هر زمان ارائه دهید.

اکو غیر قابل لغو
اکو تحت شرایط زیر غیر قابل لغو است:

• اکو خیلی بلند است. الگوریتم لغو اکو نمی تواند سیگنال را به عنوان یک اکو تشخیص دهد، بنابراین هیچ میرایی ایجاد نمی کند.

•پژواک فراتر از پنجره زمانی لغو کننده اکو به تاخیر می افتد. مدارهای دمی که شامل پرش های متعدد PSTN، برخی از ترانک های مسافت دور، و سری های متناوب لینک های دیجیتال و آنالوگ هستند، می توانند زمان زنگی بیش از پنجره پوشش دم داشته باشند.

• اکو از نظر آکوستیک تحریف شده است. لغو کننده اکو نمی تواند سیگنال تحریف شده را به عنوان اکو تشخیص دهد.

بررسی عملکرد لغو اکو
سریعترین راه برای تعیین اینکه آیا یک لغو کننده اکو در مدار دارید یا خیر این است که تماس بگیرید و بلافاصله شروع به گفتن مکرر چیزی مانند “TAH TAH FISH” کنید. فردی که در آن طرف خط قرار دارد باید ساکت باشد. اگر با یک سیستم پست صوتی تماس می‌گیرید، قبل از شروع آزمایش منتظر بمانید تا گوینده صحبت را متوقف کند.

اگر مدار انتهایی دارای پژواک های قابل لغو باشد و اگر لغو کننده اکو فعال باشد، در چند جمله اول اکو را می شنوید و سپس از بین می رود. پس از چند ثانیه صحبت، اکو باید از بین رفته یا حداقل در مقایسه با سطح اکو در ابتدای مکالمه بسیار آرام باشد. این امضای یک لغو کننده اکو در حال کار است. به یاد داشته باشید که یک لغو کننده اکو بدون اطلاع از مدار دمی که به دنبال آن است شروع به کار می کند. برای تشکیل مدل مدار دم مجازی، باید مقدار مشخصی از گفتار و پژواک را در مدار دم مشاهده کند. این دوره آموزشی به عنوان زمان همگرایی لغو کننده اکو شناخته می شود. باید منتظر همگرایی در چند ثانیه اول سخنرانی فعال باشید.

اگر این آزمایش را امتحان کنید و با گذشت زمان کاهش اکو را به دست نیاوردید، دو توضیح ممکن وجود دارد: لغو کننده اکو غیرفعال یا خراب است، یا اکو غیرقابل لغو است (یا خیلی بلند یا با تأخیر فراتر از پوشش دم کنسلر). سعی کنید با مقاصد دیگر تماس بگیرید و به دنبال رفتار استاندارد “echo die away” باشید.

مطمئن ترین راه برای تعیین اینکه آیا لغو کننده اکو شما کار می کند یا خیر این است که ابتدا آزمایشی را که قبلا توضیح داده شد، زمانی که لغو کننده اکو خاموش است و سپس دوباره زمانی که لغو کننده اکو روشن است را اجرا کنید. اگر رفتار استاندارد “echo die away” را پیدا نکردید، مراحل زیر را برای تعیین اینکه آیا لغو کننده اکو شما کار می کند انجام دهید:

  1. Telnet به دروازه صوتی مقصد و بررسی تامین پورت های صوتی (POTS). (به یاد داشته باشید، لغو کننده اکو مورد علاقه شما، لغو کننده اکو در دروازه صوتی مقصد است.)
  2. با صدور فرمان پیکربندی پورت صوتی no echo-cancel enable echo canceler را غیرفعال کنید، سپس با صدور دستور shutdown و no shutdown درگاه صوتی را خاموش کرده و دوباره باز کنید.
  3. با یک تلفن مقصد تماس بگیرید و با گفتن جمله ای مانند “TAH TAH FISH” به پژواک گوش دهید. اگر صدای اکو نمی شنوید، تلفن های مقصد مختلف را امتحان کنید. وقتی پژواکی پیدا کردید که در طول تماس ادامه دارد، شماره مقصد را ذخیره کنید.
  4. با استفاده از دستور پیکربندی پورت صوتی echo-cancel، لغو کننده اکو را مجدداً فعال کنید، با استفاده از فرمان پیکربندی پورت صوتی echo-cancel پوشش را به حداکثر برسانید و پورت صوتی را خاموش و دوباره باز کنید. شما باید در چند ثانیه اول گفتار خاموش شدن اکو را بشنوید. اگر اکو ادامه داشت، مشکل در لغو کننده اکو شماست.

اگر اکو کاهش یافت اما همچنان قابل توجه است، سعی کنید منبع مسیر اکو را پیدا کنید و اکو را حذف کنید. واضح است که لغو کننده اکو کار می کند اما قادر به دادن ERLE کافی نیست. گاهی اوقات، انفجارهای کوچک پژواک ممکن است در طول مکالمه ظاهر شود، به خصوص اگر گوینده صدایی سریع، بلند و انفجاری تولید کند. این یک رفتار طبیعی لغو اکو است. اگر این نوع اکوها به اندازه ای بلند هستند که قابل قبول نیستند، باید منبع اکو را در مدار دم شناسایی و حذف کنید.

انتظارات مشتری درباره اکو
به دلیل تاخیرهای اساسی مرتبط با فناوری های VoIP، پژواک های موجود آزاردهنده تر از TDM خواهند بود و حتی عملکرد عادی یک لغو کننده اکو آشکارتر خواهد بود. مشتریان شبکه های VoIP باید آموزش ببینند که انتظار عملکرد استاندارد لغو اکو را داشته باشند که قبلا توضیح داده شد تا این نوع اکوها را با اکوهای غیرعادی اشتباه نگیرند. پژواک های غیرعادی در طول تماس باقی می مانند و محو نمی شوند.

انتظارات ارائه دهنده خدمات درباره اکو
مشکلات اکو در PSTN که تاخیرهای کوتاهی دارد نسبتا نادر است. آنها در تماس های تلفنی و ماهواره ای از راه دور بسیار رایج تر هستند. جالب اینجاست که در تماس‌های تلفن همراه و راه دور نیز بسیار راحت‌تر تحمل می‌شوند، زیرا به مشتریان آموزش داده شده است که انتظارات کمتری برای چنین تماس‌هایی داشته باشند.

تا زمانی که تماس های VoIP در دم های آنالوگ خاتمه می یابند، اکو مشکل ساز خواهد بود. یکی از موانع اصلی برای اجرای گسترده VoIP این است که بسیاری از مدارهای دم دارای تاخیرهای قبلی هستند که تنها زمانی قابل توجه خواهد بود که ارائه دهندگان خدمات بخش های دیجیتال را به شبکه ها معرفی کنند.

این مشکلات به تدریج با گسترش شبکه های دیجیتال به سمت خانه ها و نقاط پایانی تلفن حل خواهد شد. تا آن زمان، چقدر می توان انتظار اکو داشت؟ یک تماس در 50؟ 100؟ 1000؟ حتی اگر به مشتریان آموزش داده شود که فقط زمانی شکایت کنند که مشکل اکو دائمی و قابل تکرار است، ارائه‌دهنده خدمات نمی‌تواند هر شکایت اکو را تعقیب و نابود کند. هیچ کس منابع کافی برای انجام این کار را ندارد، و شکار یک اکو یک فرآیند لزوماً مزاحم است.

چالش این است که تعیین کنیم یک شکایت پژواک چه زمانی هم قابل حل است و هم ارزش حل شدن دارد. می دانید که منبع اکو در مدار دم مقصد است. برای حل مشکل اکو، مدار دم باید در دسترس باشد.

به عنوان مثال، در یک برنامه سازمانی که سانترال ها در زیرزمین هستند، حل مشکلات اکو با بررسی سطوح و امپدانس ها در سانترال مشتری نسبتاً آسان است. به دنبال ثبات و اشتراک در مشکلات اکو باشید. اگر هر تماسی که از طریق یک PBX یا لینک انتقال خاص انجام می‌شود، دارای پژواک است، می‌توانید روی آن لینک خاص تمرکز کنید. این مشکلی است که ارزش حل کردن را دارد. اگر برای شماره تلفن مقصد خاصی در PSTN که هیچ پیوندی با سایر شکایات اکو ندارد، یک شکایت اکو مجزا دریافت می‌کنید، ممکن است متوجه شوید که یک شکایت اکو تلفنی را دنبال می‌کنید که معمولاً ارزش منابع را ندارد.

بنابراین، هدف ارائه‌دهندگان خدمات از حذف پژواک، شناسایی دسته‌هایی از شکایات اکو، جستجوی پیوندهای رایج و سپس رفع اکو است. یک PSTN دارای دم های کثیف زیادی است و انتظار اینکه بتوان هر اکو را حذف کرد، غیرواقعی است. بهترین کاری که می توانید انجام دهید این است که از تمیز بودن شبکه و دم های خود اطمینان حاصل کنید، که نیاز به دقت در نصب و تامین دارد، به خصوص هنگام اتصال دروازه ها به تجهیزات آنالوگ.

پیکربندی دروازه‌ها برای به حداقل رساندن اکو
اکوها در مدار دم آنالوگ زندگی می کنند، نه در دروازه. گیت وی دارای یک حذف کننده اکو است که می تواند اکوهای قابل کنترل را کاهش دهد، اما دروازه ها نمی توانند بر علل اصلی مشکلات اکو تأثیر بگذارند. پژواک در یک دروازه تنها به سه روش قابل رفع است:

  • اطمینان حاصل کنید که لغو کننده اکو با حداکثر پوشش فعال است.
  • امپدانس ها و سطوح خروجی را با تجهیزات مخابراتی آنالوگ متصل به درگاه های صوتی آنالوگ دروازه مطابقت دهید.
  • تامین شبکه مطابق با طرح تلفات ثابت برای دروازه های صوتی IP.

در صورت امکان، باید سطوح صوتی درگاه‌های صوتی آنالوگ را طوری تنظیم کنید که با یک برنامه تلفات ثابت مطابقت داشته باشد. می توانید سطح صدای خروجی ها یا ورودی های یک درگاه صوتی را در یک دروازه تنظیم کنید.

کاهش سطح صدای ورودی Sin (که به آن افزایش تضعیف ورودی یا اضافه کردن صفحه افت نیز گفته می شود) به ترتیب سطح هر اکو را کاهش می دهد (ERL دم را افزایش می دهد). با این حال، کاهش سطح صدای ورودی Sin همچنین سطح صدای سیگنال گفتار Tx را برای هر تماس کاهش می دهد (صدای آلیس در این مثال).

به طور مشابه، کاهش سطح صدای خروجی Rout به ترتیب سطح هر اکو را کاهش می دهد، اما همچنین سطح صدای سیگنال گفتار Rx را برای هر تماس کاهش می دهد (صدای باب در این مثال).

در پایان، می‌توانید به لغو کننده اکو برای تماس‌هایی با ERL ضعیف کمک کنید، اما با کاهش سطوح برای همه تماس‌ها از طریق آن پورت صوتی خاص، به کیفیت صدا آسیب می‌رسانید. شما باید سطوح صدا را برای کاهش پژواک تنها به عنوان یک راه حل موقت تنظیم کنید، در حالی که سعی می کنید منبع اکو را در مدار دم حذف کنید.

طرح از دست دادن ثابت برای دروازه های صوتی IP
طرح‌های تلفات ثابت مدت‌ها پیش برای کمک به حفظ بلندی صدای دریافتی در سطح شنیداری مطلوب برای مکالمه برای هر نوع پایانه صوتی و تجهیزات شبکه معرفی شدند. بخشی از بخش 68 قوانین و مقررات کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC) یک طرح ضرر را برای هر مؤلفه متصل به PSTN اجرا می کند. TIA/EIA/TSB122-A طرح ضرر ثابت را برای دروازه های صوتی مشخص می کند و سند قسمت 68 را برآورده می کند. TIA/EIA/TSB122-A بر اساس TIA/EIA/464-C است که برنامه تلفات ثابت را برای PBX ها مشخص می کند.

فرآیند مکان یابی و حذف اکو
قبل از اینکه به فرآیند حذف پژواک در مدار دم نگاه کنیم، روند برخورد با اکو را به طور کلی خلاصه می کنیم:

  1. مشخص کنید کدام مدار دم باعث اکو می شود. به یاد داشته باشید که اکو توسط مدار دم در طرف مقابل شبکه از تماس گیرنده ای که صدای اکو را می شنود ایجاد می شود.
  2. اسپیکر یا هدست را بررسی کنید. اگر تلفن مقصد یک بلندگو یا هدست باشد، احتمالاً منبع اکو است. سعی کنید بلندگو یا هدست را با یک گوشی با کیفیت بهتر جایگزین کنید و ببینید که آیا اکو به طور معمول از بین می رود.
  3. Telnet به دروازه صوتی مقصد و بررسی کنید که لغو اکو فعال باشد و پوشش روی حداکثر تنظیم شده باشد.
  4. رفتار عادی لغو کننده اکو را همانطور که در بخش قبلی «تأیید عملکرد لغو اکو» توضیح داده شد، آزمایش کنید.
  5. مشخص کنید که چه نوع پژواک را تجربه می کنید، چه طولانی و چه بلند.
  6. منبع اکو را بیابید و کاهش دهید.

بعد از اینکه تأیید کردید که لغو کننده اکو به درستی کار می کند، هنوز باید علت اکو را تعیین کنید: آیا مشکل ERL در دم کافی نیست یا اکو فراتر از پوشش لغو کننده اکو تاخیر دارد؟ اغلب پژواک های مداوم، پژواک های بلند هستند. با این حال، زمانی که مدار دم شامل یک پیوند PSTN از راه دور، یک سری پیوندهای دیجیتال و آنالوگ متناوب، یا هر پیوند دیگری با تأخیر بالا باشد، پژواک‌های تاخیری رایج هستند.

شناسایی یک اکو با صدای بلند
می‌توانید از خود دروازه صوتی برای اندازه‌گیری ERL مدار دم با استفاده از عملکرد گزارش آمار لغو کننده اکو دروازه استفاده کنید. برای یک دروازه VoIP Cisco، خروجی از فرمان EXEC صدای فعال show call حاوی آمار ارزشمندی است.

برای تولید این آمار، ابتدا یک تماس صوتی از طریق دروازه برقرار کنید. سپس دستور show call active voice EXEC را بدون فشار دادن کلید Return تایپ کنید. یک صدای بلند و پیوسته را در دهانی ایجاد کنید یا دکمه ای را روی صفحه کلید لمسی خود نگه دارید تا صدا ایجاد شود و سپس Return را فشار دهید تا آمار تماس نمایش داده شود.


نکته همچنین می‌توانید از دستگاه‌های تست تجاری (از جمله مترهای سطح مخابراتی دستی) برای اندازه‌گیری ERL برای یک مدار مقصد خاص استفاده کنید.

به یاد داشته باشید، باید به دروازه صوتی مقصد نگاه کنید. شکل 10 نشان می دهد که ERL تفاوت در سطوح Tx و Rx گزارش شده است. در حالت ایده‌آل، می‌خواهید دروازه شما حداقل 15 دسی‌بل ERL داشته باشد. اگر ERL شما کمتر از 10 دسی بل است، احتمالاً ERL کافی در مدار دم ندارید. تست مشخص شده در پاراگراف قبل را با استفاده از صداهای بلندتر و ملایم تر تکرار کنید و بررسی کنید که ERL ثابت است و وقتی صدای خود را تغییر می دهید، سطوح بر اساس آن تغییر می کند. اگر این تست‌ها ثابت باشند، می‌توانید مطمئن باشید که مدار دم به اندازه کافی افت اکو را برای لغو کننده اکو فراهم نمی‌کند تا بتواند اکو را حذف کند.

شناسایی یک اکو طولانی
می‌توانید مشکل اکو طولانی را با تکنیکی مشابه آنچه که قبلا برای اکوهای بلند توضیح داده شد شناسایی کنید. علامت مشکل اکو با صدای بلند این است که پژواک تا حدودی ضعیف است اما همچنان قابل توجه است. صرف نظر از اینکه لغو کننده اکو فعال باشد، اکو یکسان است. اگر تشخیص دادید که ERL معقول است (بیشتر از 10 دسی بل) اما اکو همچنان پایدار است، ممکن است مشکل از یک اکو طولانی باشد.

اگر مشکل یک اکو طولانی است، برای حل آن کار زیادی نمی توانید انجام دهید. اگر دم شامل یک جهش طولانی است، مطمئن شوید که سانترال پایان دهنده پرش مسافت طولانی، لغو کننده اکو خود را روشن کرده باشد. در صورت امکان، بخش دیجیتال شبکه خود را تا حد امکان به نقطه پایانی نزدیک کنید.

مکان یابی و حذف اکو در مدار دم
به دلیل تنوع سناریوهای احتمالی شبکه، ارائه دستورالعمل های خاص برای یافتن و حذف پژواک در مدار دم دشوار است. با این حال، چند مرحله کلی وجود دارد که می توانید برای ردیابی منبع اکو و حذف آن انجام دهید.

نموداری از مدار دم بکشید که شامل تمام پیوندهای دیجیتال و آنالوگ بین دروازه صوتی مقصد و تلفن مقصد می شود. این نمودار احتمالاً یک درخت را تشکیل می دهد. از دروازه خروجی صدا، هر دستگاه یک یا چند شاخه مقصد بالقوه خواهد داشت. شما باید نقطه انفصال را از شاخه اصلی که تماس ها برای آن پژواک ثابت می دهند شناسایی کنید.

به عنوان مثال، دروازه ممکن است به یک PBX با سه کارت خروجی متصل شود. اگر بسیاری از تماس‌ها از طریق یکی از این پورت‌ها دارای پژواک هستند، پس منبع مشکل را به مدارهای متصل به آن پورت صوتی محدود کرده‌اید. به دنبال خوشه های پژواک مرتبط با پیوندهای رایج باشید. اگر دنباله خود را به PSTN کنترل نشده ردیابی می کنید، به یاد داشته باشید که درصد مشخصی از دنباله های PSTN همیشه ERL کافی را ارائه نمی دهند و شما نمی توانید آنها را اصلاح کنید. هنگامی که پیوندی را پیدا کردید که ERL کافی نمی دهد، سطوح و ارائه دستگاه ها را در دو انتهای پیوند بررسی کنید.

مطالعه موردی تحلیل اکو
مطالعه موردی زیر توضیح می‌دهد که سیسکو چگونه با یک مشتری سازمانی برای حذف اکو در شبکه VoIP کار کرد. مشتری یک شرکت تولیدی بزرگ با دفتر مرکزی در ریدینگ، پنسیلوانیا، و چندین کارخانه در ایالات متحده و خارج از کشور است. یکی از کارخانه‌ها، واقع در بروکسل، بلژیک، قبلاً از PSTN برای تماس‌های بین‌سایتی استفاده می‌کرد که منجر به هزینه‌های بالای عوارض شد. از آنجایی که مشتری قبلاً یک شبکه داده در محل خود داشت، انتخاب منطقی این بود که یک شبکه صدا و داده ترکیبی را پیاده سازی کند. از آنجا که ترافیک در دفتر مرکزی برای عبور از ستون فقرات اترنت به PBX مورد نیاز بود، مشتری تصمیم گرفت از IP برای ترافیک صوتی استفاده کند. محاسبه شده بود که مشتری با نصب سه ترانک صوتی در زیرساخت داده، 3000 دلار در ماه پس انداز خواهد کرد.

شکل 12 توپولوژی شبکه بین دفتر مرکزی و سایت راه دور در بروکسل را نشان می دهد.

شکل 12 مطالعه موردی توپولوژی مشتری

سایت بروکسل دارای ترانک های 4 سیمی E&M است که از یک PBX اریکسون به روتر سیسکو 3640 متصل شده است. در Reading، یک سرور دسترسی Cisco AS5300 به سانترال Lucent Definity GR3 متصل است. تمام ملاحظات QoS مناسب و تنظیمات پلان شماره گیری مورد بحث قرار گرفته و به درستی برنامه ریزی شده است و در این سند مورد بحث قرار نخواهد گرفت.

شرح مشکل اکو
هنگامی که شبکه صدا و داده برای اولین بار پیاده سازی شد، کاربران پژواک های قابل توجهی را تجربه کردند، بنابراین مشتری به استفاده از PSTN برای تماس بین دفتر مرکزی و سایت بروکسل بازگشت. مشتری در ابتدا معتقد بود که روترهای سیسکو باعث ایجاد اکو می شوند، اما ما توضیح دادیم که روترهای ما مانند یک مدار 4 سیم عمل می کنند و امکان نشت بین دو مسیر صوتی برای ایجاد اکو وجود ندارد.

پس از آزمایش تماس‌های بین دفتر مرکزی و بروکسل، متوجه مقادیر زیادی پژواک شدیم و متوجه شدیم که پژواک فقط در انتهای تماس‌ها شنیده می‌شود. بنابراین، منبع اکو در مدار دم بروکسل – بین روتر سیسکو 3640 و تلفن در بروکسل بود.

در ابتدا، ما فکر کردیم که این ممکن است یک مورد پژواک با صدای بلند باشد، که به معنای اکو ناشی از ERL ناکافی در مدار دم است. ما احتمال یک اکو طولانی را رد کردیم – تاخیر اکو بیشتر از پوشش لغو کننده اکو. سیسکو 3640 دارای حذف کننده های اکو فعال در مدار دم بروکسل بود و دم بروکسل فقط به PBX متصل بود. پژواک طولانی امکان پذیر نبود زیرا سانترال به اندازه کافی تاخیر ایجاد نمی کند که باعث اکو طولانی شود. اگر تماس‌های دفتر مرکزی از سانترال بروکسل خارج می‌شد یا به مقصد سوم هدایت می‌شد، اکو طولانی می‌توانست امکان‌پذیر باشد.

در نهایت متوجه شدیم که یک هیبرید در مدار دم در حال تبدیل سیگنال ها از 4 سیم به 2 سیم است. هیبریدها می توانند منبع پژواک رایج باشند. شکل 13 نشان می دهد که چگونه ترکیبی در شبکه مشتری مستقر شده است.

شکل 13 اکو در توپولوژی مشتری

ما به مشتری توضیح دادیم که مشکل پژواک احتمالاً قبل از پیاده‌سازی VoIP وجود داشته است، اما به دلیل اینکه تأخیر PSTN کمتر از آستانه قابل توجه است، قابل درک نبوده است. شبکه‌های مبتنی بر بسته‌بندی تأخیرهای کوچکی ایجاد می‌کنند (در نتیجه رمزگذاری بسته‌ها، تأخیرهای صف و بافرهای جیتر) که ممکن است مشکلات پژواک موجود را از بین ببرد. این وضعیت طبیعی است و مشخصه یک شبکه مبتنی بر بسته است.

ما تصمیم گرفتیم مشکل اکو را با اثبات اینکه مشکل سانترال بروکسل است و با ارائه راه حلی برای رفع مشکل اکو حل کنیم. مسائل زیر را بررسی کردیم:

  • منبع پژواک
  • سطوح صوتی PBX
  • ERL سانترال
  • تنظیمات امپدانس

برای بررسی کامل شبکه، یک مجموعه تست تجاری برای سایت بروکسل سفارش دادیم. قبل از تحویل مجموعه آزمایشی، آزمایش اولیه ساده تری را انجام دادیم. ما یک ماژول FXS را از مرکز محلی کمک فنی سیسکو (TAC) به سایت مشتری در بروکسل ارسال کردیم. ما به پرسنل مشتری در محل دستور دادیم که ماژول FXS را در Cisco 3640 موجود نصب و پیکربندی کنند تا امکان تماس از پورت FXS در Brussels 3640 به PBX در Reading فراهم شود. هنگامی که ما بین Brussels 3640 و PBX در Reading تماس برقرار کردیم، هیچ پژواک قابل درک وجود نداشت و کیفیت بسیار واضح بود.

این آزمایش نشان داد که اگر تبدیل 4 سیم به 2 سیم در روتر (بر خلاف سانترال اریکسون) رخ دهد، هیچ اکو وجود ندارد. بنابراین، سانترال اریکسون به احتمال زیاد باعث ایجاد اکو شده است. ساده ترین راه حل برای چنین مشکل اکو، اتصال تنها پورت های FXS از سیسکو 3640 به PBX است. این پیکربندی به روتر اجازه می دهد تا تبدیل 4 سیم به 2 سیم را انجام دهد و پورت های FXS به عنوان ترانک های دفتر مرکزی (CO) به PBX اریکسون ظاهر می شوند. اگرچه این پیکربندی به اندازه صندوق‌های 4 سیم E&M انعطاف‌پذیری را ارائه نمی‌کند، اما هیچ عملکردی را از مشتریان سلب نمی‌کند زیرا آنها از مراقبت خودکار استفاده می‌کنند. شکل 14 این پیکربندی تست FXS را نشان می دهد.

شکل 14 پیکربندی تست FXS

از بین بردن اکو
پس از رسیدن مجموعه آزمایشی ما، ترتیبی دادیم که یک نماینده سیسکو در ریدینگ و یک نماینده اریکسون در محل در بروکسل داشته باشیم. روند حذف اکو به شرح زیر بود:

  1. سطوح امپدانس مناسب را در PBX اریکسون در بروکسل بررسی کنید.
  2. سطوح صوت مناسب را بررسی کنید.
  3. ERL سانترال اریکسون را اندازه گیری کنید.

بررسی سطوح امپدانس مناسب
نماینده اریکسون تأیید کرد که امپدانس مدارهای E&M 4 سیم برای 600 اهم تنظیم شده است که با پیکربندی سیسکو 3640 مطابقت دارد.

بررسی سطوح مناسب صدا
ما تنظیمات مناسب سطح صدا را از سایت Reading به سایت بروکسل تأیید کردیم. مجموعه تست قابلیت اتصال به سانترال لوسنت مانند هر تلفن آنالوگ 2 سیمی را داشت. همچنین دارای یک صفحه شماره گیری بود که به مجموعه آزمایشی ما اجازه می داد تا تماس با بروکسل را آغاز کند. پس از برقراری تماس با بروکسل، صدای 1004 هرتز را با 0 دسی بل به سانترال لوسنت تزریق کردیم. سپس سطوح صدا را در نقاط مختلف مسیر صدا اندازه گیری کردیم. این سطوح مطابق با دستورالعمل های صوتی سیسکو تأیید شدند.

ما یک فرمان EXEC صوتی فعال show call را در روتر Reading وارد کردیم تا سطوح صدا را تأیید کنیم. سطح در روتر Reading -3 دسی بل اندازه گیری شد که طبق دستورالعمل های سیسکو سطح صحیحی بود.

اگر سطوح نیاز به تنظیم داشت، دستور پیکربندی ورودی صوتی-پورت را وارد می‌کردیم. مثلا:

پورت صوتی
بهره ورودی 3

این دستور سطح شبکه VoIP را 3 دسی بل افزایش می دهد. برای اعمال این تغییرات دریافت ورودی، باید تماس را قطع کرده و دوباره برقرار کنید.

پس از اینکه تنظیمات صوتی مناسب در روتر Reading را تأیید کردیم، یک فرمان EXEC صوتی فعال show call را در Cisco 3640 در بروکسل وارد کردیم. این روتر یک تنظیم صوتی -7 دسی بل را به سمت سانترال اریکسون نمایش می دهد. حتی اگر سطح -7 دسی بل به خودی خود قابل قبول بود، سطح بهینه در تلفن سانترال -12 دسی بل است زیرا سانترال های مختلف سطوح تلفات متفاوتی دارند. شکل 15 و جدول 5 پیکربندی تنظیم سطح و سطوح مشاهده شده را نشان می دهد.

شکل 15 تنظیم تست سطح صدا و اکو

اندازه گیری ERL
از آنجایی که سطوح صوتی برای مشتری قابل قبول بود، آنها را تنظیم نکردیم. با این حال، ما سطح صدا را در طول تست ERL بالا و پایین کردیم. ما آهنگی را از Reading دریافت کردیم و پژواک را در روتر Cisco 3640 در بروکسل اندازه‌گیری کردیم. (توجه داشته باشید که برای تست اکو نیازی به یک مجموعه تست رسمی ندارید. می توانید از زنگ های DTMF یا صدای خود برای نشان دادن تقریبی عدم تطابق سطح استفاده کنید.)

ما همان تون 1004 هرتز را با سرعت 0 دسی بل روی سانترال Reading اعمال کردیم و سپس دوباره دستور show call active voice EXEC را برای نمایش سطح ERL وارد کردیم. ERL نشان دهنده سطح پژواک خروجی از PBX نسبت به سیگنال به PBX است. توجه داشته باشید که در جدول 5، سطح ERL -14 دسی بل است، به این معنی که، در رابطه با سیگنالی که به سانترال می رود، اکو در سطحی تنها 7 دسی بل کمتر از آنچه که وارد می شد، باز می گردد.

توصیه G.131 اتحادیه بین‌المللی ارتباطات مخابراتی (ITU-T) بیان می‌کند که ERL یک PBX باید بیشتر از 15 دسی‌بل باشد. ERL به طور قابل ملاحظه ای بالاتر از آن چیزی بود که یک لغو کننده اکو می تواند به طور موثر آن را باطل کند. بنابراین، مشکل اکو با سانترال بروکسل بود. برای بررسی بیشتر محل مشکل، سطح صدا را در PBX بالا و پایین تنظیم کردیم. وقتی سطح صدا را تنظیم کردیم، ERL ثابت می ماند.

همانطور که در شکل 16 نشان داده شده است، همان تست را با پورت FXS متصل به PBX اریکسون انجام دادیم. به ERL اندازه گیری شده 19 دسی بل توجه کنید. جدول 6 خروجی از فرمان EXEC صوتی فعال نمایش تماس گیرنده را نشان می دهد. آن تماس هیچ پژواکی نداشت.

شکل 16 تست ERL با استفاده از پورت FXS در بروکسل

خلاصه مطالعه موردی
مشتری از نتایج آزمایش ما راضی بود و تصمیم گرفت از راه‌حل پیشنهادی ما برای استفاده از درگاه‌های FXS استفاده کند، که به‌عنوان ترانک CO در PBX بروکسل، خارج از روتر Cisco 3640 بروکسل ظاهر می‌شد. این راه حل مقداری از انعطاف پذیری شماره گیری داخلی شبکه را کاهش داد، اما از آنجایی که تمام تماس های ورودی توسط یک متصدی خودکار مدیریت می شد، هیچ عملکردی از بین رفت.

این مطالعه موردی اهمیت آموزش مشتریان در مورد انتظارات مناسب از شبکه های مبتنی بر بسته را نشان می دهد. به طور خاص، باید تاکید کنید که ویژگی های عادی شبکه های مبتنی بر بسته ممکن است مشکلات موجود در زیرساخت های صوتی مبتنی بر TDM را آشکار کند.

این نوع خاص از مشکل اکو – که در آن اکو مبتنی بر PBX است – ساده‌ترین راه حل است. حل موردی که مدار دم PSTN باشد و تماس‌ها فقط به برخی مکان‌ها تحت تأثیر قرار می‌گیرند، بسیار دشوارتر است. عیب‌یابی چنین مواردی نه تنها مشکل است، بلکه چالشی را نیز برای متقاعد کردن مشتری به وجود می‌آورد که مشکل در PSTN است، نه شبکه VoIP. در واقع، این نوع مشکل اکو فقط به VoIP مربوط نمی شود. اساساً مستقل از رسانه است و می تواند هر جا که تاخیرهای اضافی در شبکه وجود داشته باشد وجود داشته باشد.

به عنوان یک توصیه کلی، ابتدا باید یک اجرای سرتاسری یک طرح تلفات ثابت انجام شود و مقادیر مناسب برای رابط های دروازه اعمال شود. سپس، اندازه‌گیری‌های میدانی را می‌توان در تنظیمات پورت اعمال کرد. این فرآیند به جای تنظیم سطوح بر اساس اندازه‌گیری‌های میدانی بدون برنامه تلفات ثابت ترجیح داده می‌شود.