Calculando a banda real utilizada em uma chamada VoIP

Tempo de leitura: 3 minutos

Apesar de não ser um assunto cobrado diretamente no CCNA Voice, devido a algumas perguntas enviadas pelos nosso alunos do curso de online preparatório para a certificação Cisco CCNA Voice resolvi escrever esse artigo que mostra o cálculo real da banda ocupada por uma chamada VoIP.

Essa banda ocupada depende de vários fatores, como o CODEC utilizado, qual link você está trafegando os pacotes de voz (via RTP), do overhead (bits adicionais com cabeçalhos) das camadas 2/3, se você está utilizando algum protocolo de compressão de cabeçalho e do tamanho das amostras de voz que você está utilizando nos pacotes RTP.

Vocês devem notar que existe uma banda padrão, por exemplo, para o G.711 é de 64kbps, para o G.729 é de 8kbps, porém essa é uma banda sem considerar o envio na rede que tem todos os cabeçalhos (bits extras) citados no parágrafo anterior. Então a fórmula da banda real deve levar isso em conta.

Basicamente a fórmula é a seguinte: Largura de Banda Total = [(L2 + L3 + L4 + SampleSize) / SampeSize] * CodecSpd

Agora vamos ver o que significa cada variável da fórmula acima:
L2 = cabeçalho da cama 2
L3 = cabeçalho da cama 3
L4 = cabeçalho da cama 4
SampleSize = Tamanho do payload de voz (em bytes)
CodecSpd = Velocidade do codec em bps

Tendo em vista essa fórmula temos que tirar os dados para poder fazer os cálculos, abaixo seguem as principais observações e dicas de como você vai conseguir calcular a banda para cada tipo de situação do tráfego de voz na rede IP.

1. Cabeçalhos de Camada 2:
De acordo com o a documentação oficial, a Cisco determina os seguintes cabeçalhos de camada 2:
– Ethernet: 32 bytes
– PPP: 12 bytes
– MLP (Multilink PPP): 13 bytes
– Frame Relay: 4 bytes

2. Cabeçalhos das Camadas 3 e 4:
Overhead do IP + RTP será sempre de 40 bytes. Se utilizarmos a compressão com cRTP (compressão de cabeçalho) aí ficamos 4 bytes usando CRC ou com 2 bytes sem CRC.

3. SampleSize (tamanho da amostra):
O padrão é 20 bytes pra G.729 (20ms) e 160 bytes pra G.711 (20ms). O cálculo pode ser feito da seguinte forma:

SampleSize = (SamplingRate * codecBandwidth) / 8

SamplingRate é a frequência da amostragem e o codecBandwidth é a largura de banda ocopada pelo CODEC.

Então se o G.729 usar por exemplo 30ms de áudio por PDU (onde o padrão é 20ms), e sabendo que o codec bandwidth (taxa do codec) é de 8kbps, teremos:

SampleSize = (0,030 * 8000) / 8 = 30 bytes

4. CodecSpd (taxa do codec ou codec speed):
Os mais comuns são 64kbps para G.711 e 8kbps para G.729.

5. Exemplo de Cálculo

Agora vamos a um exemplo para o G.711 utilizando um link Ethernet com os padrões de tamanho de amostra de 20ms. Vontando à fórmula  Largura de Banda Total (LBT) = [(L2 + L3 + L4 + SampleSize) / SampeSize] * CodecSpd, para um CODEC G.711 teremos:

  • L2 = 32 Bytes
  • L3 + L4 = 40 Bytes
  • CodecSpd = 64000 bps
  • SampleSize = (0,020*64000)/8= 160 Bytes

LBT=[(32+40+160)/160]*64000= 92800bps ou seja 92.8kbps

Note que dá uma boa diferença entre a banda teórica e a real de 64k para 92.8k, ou seja, 28.8kbps de diferença!

Espero que vocês tenham gostado e até uma próxima!

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Sobre Marcelo B do Nascimento

Cofundador da DlteC do Brasil e 7Bit Tecnologia, graduado em Engenharia Eletrônica/Telecomunicações pela UTFPR e pós-graduado em Redes e Sistemas Distribuídos pela PUC-PR. Trabalha na área de Tecnologia da Informação e Telecomunicações desde 1996. Certificado ITIL Foundations, CCNA Routing & Switching, CCNA Voice, CCNA Security e CCNP Routing & Switching.

  • Rodrigo Dias Ribeiro da Silva

    Esse calculo seria para uma conexão simultânea ?
    Sendo 10 pessoas de conexão simultânea seria 10*92,8Kpbs então 928Kbps ?

  • Rodrigo Dias Ribeiro da Silva

    Esse calculo seria para uma conexão simultânea ?
    Sendo 10 pessoas de conexão simultânea seria 10*92,8Kpbs então 928Kbps ?

    • http://www.dltec.com.br DlteC do Brasil

      Isso mesmo, os cálculos são por conexão, se você quiser mais conexões simultâneas basta multiplicar pela quantidade total.