如何利用QoS、SBC和SD-WAN改善云端UC通话质量

市场趋势持续看好基于云的统一通信（UC）部署，而非传统的本地呼叫控制，但用户仍然需要类似公共交换电话网络（PSTN）的可用性、可靠性和服务质量。许多迁移到云端的组织很快意识到，迁移并不能自动保证通话质量的提升——导致语音和视频质量问题的常见因素依然存在。

在本文中，我们将探讨导致云部署中 VoIP 和 UC 通信质量差的问题，以及如何使用特定技术和设备来确保始终如一的高质量服务。

为什么 UC 迁移到云端后，质量就会发生变化？

基于云的统一通信 (UC) 和 VoIP 服务具有诸多运营优势，例如用户高度移动性、部署简便以及易于扩展。从传统的基于局域网的通信系统迁移到基于云的 VoIP 或 UCaaS 解决方案固然带来诸多好处，但也存在一些不易察觉的挑战。

终端设备必须向物理距离更远的服务器注册。这意味着传输需要经过更多跳转、更多基础设施和多个服务提供商，从而引入更多故障点并导致端到端可见性丧失。这个问题可能会加剧导致通话质量差的传统因素，并使云环境中的故障排除变得更加困难。由于需要跨越多个第三方网络，传统的故障排除策略难以在这种新模式下扩展。

为什么语音比视频更容易受到影响

尽管云计算带来了诸多创新，但它仍然会受到导致通话质量不佳的网络现象的影响，例如延迟、抖动和丢包。也就是说，虽然这些因素都会影响语音和视频，但它们对语音通信清晰度的影响远大于对统一通信视频组件的影响。视频在这方面的容错率要高得多，原因有二。

首先，在大多数沟通中，视频只是“锦上添花”的元素。它并非有效传达信息的必要条件，因为文字本身就能传递信息。视频可以添加面部表情和肢体语言，这固然有价值，但并非理解的必要条件。因此，即使视频质量不佳，参与者通常也能容忍，只要声音清晰响亮，沟通仍然可以顺利进行，即使偶尔出现画面卡顿或画面冻结的情况。

其次，视频的技术特性决定了它能够承受更大的网络不稳定性。轻微的丢帧在轻微情况下可能不会被参与者察觉，只有在更严重的情况下才会造成干扰。视频还可以通过隐藏或插值缺失的信息，以及自动降低分辨率和帧速率来应对这些因素，从而保持视觉联系（尽管质量会降低）。语音也可以通过降低质量来实现这一点，但它的容忍度要低得多，因为语音会更快地变得难以辨认。

虽然语音质量比视频质量更容易受到网络现象的影响而下降，但这并不意味着我们不应该关注统一通信即服务 (UCaaS) 系统中的视频质量。然而，这确实能让我们更深入地了解基于云的 VoIP 和 UCaaS 系统的运行机制，以及它们各自所需的容错能力。此外，它还能帮助我们更精准地解决此类问题。

导致通话质量差的三大主要原因

虽然云计算带来了诸多改进，但它仍然会受到导致通话质量差的相同网络现象的影响：延迟、抖动和丢包。让我们仔细看看每一种现象。

延迟是指数据从源设备传输到目标设备所需的时间。在 UC 和 VoIP 领域，延迟指的是数据包从说话者设备传输到听话者设备所需的时间。根据通信类型的不同，数据传输路径可能是从源设备经云服务器到达目标设备，也可能是直接从源设备到达目标设备。无论哪种情况，由于源设备、目标设备和云服务器可能位于世界任何地方，并且通信路径通常会经过互联网和其他本地网络，因此延迟可能仅仅是物理距离的一个因素。此外，网络拥塞也会影响延迟，而网络拥塞可能发生在通信路径上的任何位置。

抖动在技术上被定义为“偏离预期周期性事件真实周期性的现象”。在网络领域，它指的是数据包到达时间的波动，而数据包本应以恒定的时间间隔到达。抖动是所有数据包都会出现的自然现象，通常使用接收设备上的缓冲区来处理。如果抖动过于明显并超出缓冲区的处理能力，就会影响语音质量，使其听起来有金属音、回声或断断续续。对于统一通信系统而言，抖动还会导致音视频不同步。

丢包是指语音或视频数据包未能到达目的地，导致音频或视频数据缺失。在 VoIP 和 UC 系统中，无论是否基于云端，丢包都可能导致语音听起来断断续续、失真或机械化，甚至可能出现漏音或短暂静音。即使是少量丢包也会显著影响通话质量，因为实时媒体几乎没有能力在不引入明显延迟的情况下重传丢失的数据。

以下表格总结了 VoIP 和 UC 视频中这些现象的行业标准阈值。

音频（VoIP）阈值

指标	优秀	可以接受	差/明显的问题
单向延迟	< 150 毫秒	150-300毫秒	> 300 毫秒
抖动	< 20 毫秒	20-30毫秒	> 30 毫秒
丢包	< 0.5%	0.5-1%	> 1-2%
*MOS（平均意见得分）**	4.0-4.5	3.5-4.0	< 3.5

* MOS是电信工程领域的语音质量评级系统。它也会受到所用编解码器的影响。

视频阈值

指标	优秀	可以接受	差/明显的问题
单向延迟	< 150 毫秒	150-400毫秒	> 400 毫秒
抖动	< 30 毫秒	30-50毫秒	> 50 毫秒
丢包	小于1%	1-3%	> 3–5%
丢帧	极简	部分容忍	频繁冻结

如何诊断云端语音问题

诊断云端语音和视频质量问题的关键在于一个基本要求：可视性。基于云的 VoIP 和 UC 通信跨越多个第三方网络、服务提供商和地理区域，这使得确定问题根源变得更加困难。因此，从核心网络到最终用户设备的端到端可视性比以往任何时候都更加重要。要实现高可视性，可以使用合适的网络监控系统，该系统应关注影响用户体验的指标，而不仅仅是基本的正常运行时间。

将合成监控数据与真实用户数据相结合，可以提供更全面的信息，使团队能够在用户受到影响之前发现潜在问题。主动测试有助于预防问题，而不是在用户投诉出现后才被动应对。将网络事件与已报告的语音问题关联起来，可以更快地进行根本原因分析，并更有针对性地解决问题，从而减少停机时间，提高UC 和 VoIP 系统的整体可靠性。

QoS、SBC 和 SD-WAN 如何缓解低质量问题

服务质量 (QoS)：保护实时流量

“服务质量 (QoS) ”是指一系列旨在为 VoIP 和 UC 等实时应用提供流量优先级的机制。QoS 通过采用数据包标记、排队和优先级排序等方法，确保这些服务的包在受控网络中尽可能减少延迟、抖动和丢包。然而，在云环境中，仅靠 QoS 往往是不够的，因为流量经常会经过第三方“不受控制”的网络，而这些网络无法端到端地强制执行 QoS 策略。

单板计算机：稳定性、安全性和控制

会话边界控制器 (SBC)在维护 VoIP 和 UC 服务的稳定性和安全性方面发挥着至关重要的作用。SBC 通常部署在企业网络边缘，也可以作为虚拟机或容器部署在云端。

SBC有助于管理SIP信令，防止互操作性问题，并有助于防范呼叫泛洪和电话欺诈等威胁。与网络监控系统配合使用，它们还可以提供呼叫流程、信令行为和媒体性能的可见性，为故障排除提供重要信息来源，并实现对实时通信的更好整体控制。

SD-WAN：用于语音和视频的智能路由

对于多站点部署，SD-WAN可以根据实时性能指标动态选择最佳可用网络路径，从而提升语音和视频质量。它可以将流量从拥塞链路路由到延迟、抖动和丢包率更低的路径。许多 SD-WAN 平台还包含专为 VoIP 和 UC 设计的机制和技术，例如前向纠错和数据包复制，以及快速故障转移功能，以最大限度地减少通话中断。