IP SLA コンフィギュレーション ガイド、Cisco IOS Release 15.1S

Calculated Planning Impairment Factor（ICPIF）

ICPIF は、1996 年版の ITU-T 勧告 G.113『Transmission impairments』で Icpif = Itot - A の一部として初登場しました。ICPIF は、実際には「（Impairment）Calculated Planning Impairment Factor」の頭字語で、単純に「計画劣化係数の算出値」を意味すると理解してください。ICPIF は、比較および計画を目的として、ネットワーク内で発生する音声品質に対する重大な劣化の数値化を試みたものです。

ICPIF は、測定された劣化係数の合計（総劣化、つまり Itot ）からユーザ定義のアクセス アドバンテージ係数（ A ）を引いたものです。アクセス アドバンテージ係数（A）は、通話方法（携帯電話からの通話対固定電話からの通話など）に基づいた、ユーザの期待を表す値です。この式を拡張すると、完全な式は次のようになります。

Icpif = Io + Iq + Idte + Idd + Ie - A

ここで

• Io は、最適ではないラウドネス定格が原因の劣化を表します。

• Iq は、PCM の量子化歪みが原因の劣化を表します。

• Idte は、送話者エコーが原因の劣化を表します。

• Idd は、一方向送信時間（一方向遅延）が原因の劣化を表します。

• Ie は、通話に使用されたコーデック タイプ、パケット損失など装置の影響が原因の劣化を表します。

• A は、アクセスの容易性の代償としてユーザがある程度の劣化を許容するという事実を補う、アクセス アドバンテージ係数（ユーザ期待係数とも呼ばれます）を表します。

ICPIF の値は、通常、5（非常に軽い障害）から 55（非常に重い障害）の範囲で表されます。20 未満の ICPIF 値は、通常、「適切」と見なされます。ICPIF 値の目的は音声品質の客観的測定ですが、この値は、劣化の組み合わせの主観的影響を予測するためにも使用されます。G.113（1996 年 2 月）に記載された、主観的品質判定に対応することが期待されるサンプル ICPIF 値を、 表 1 に示します。

ICPIF の詳細については、1996 年版の G.113 の仕様を参照してください。

（注） 最新版の ITU-T G.113 勧告（2001 年）には、ICPIF モデルについての記載はありません。代わりに、事業者に対して次のように G.107 を紹介しています。「ITU-T G.107 の E-model で使用される『劣化係数法』が推奨されます。量子化歪み単位を使用するこれまでの方法は推奨されません」

R = Ro - Is - Id - Ie + A で表される完全な E-Model（ITU-T 伝送評価モデルとも呼ばれます）は、劣化要因の定義を精緻化することによって通話品質をより正確に測定できる可能性があります（詳細については、2003 年版の G.107 を参照してください）。ICPIF と E-Model は劣化に関する用語を共有していますが、これら 2 つのモデルを混同しないでください。

IP SLA VoIP UDP 動作機能では、ICPIF、伝送評価係数 R、および MOS 値の間で観測された対応関係が活用されますが、E-Model はサポートされていません。

IP SLA は単純化された ICPIF 式を使用します（この式の詳細については、以降のこのマニュアルで定義します）。

平均オピニオン評点（MOS）

伝送される音声の品質は、聞き手の主観的な反応です。Voice over IP の伝送に使用される各コーデックは、一定レベルの品質を提供します。特定のコーデックによってもたらされる音質の測定に使用される共通のベンチマークは、MOS です。MOS では、幅広い聞き手が、特定のコーデックを使用して送信された音声サンプルの品質を 1（貧弱）～5（優良）で判定します。オピニオン評点は平均化されて、各サンプルの平均が算出されます。 表 2 に、各値に対する MOS 評点および対応する品質の説明を示します。

コーデックおよび他の伝送劣化に関する MOS 評点がよく知られているため、測定された劣化に基づいて MOS の予測値を算出し、表示できます。この予測値は、客観的 MOS または主観的 MOS 値と区別するために、ITU によって Mean Opinion Score; Conversational Quality, Estimated（MOS-CQE）と指定されました（詳細は、P.800.1 を参照）。

IP SLA を使用した音声パフォーマンスのモニタリング

IP ネットワーク上で音声品質およびビデオ品質を測定する際に重要なメトリックの 1 つはジッタです。ジッタとは、着信パケット間の遅延のばらつき（パケット内遅延の分散）を示すのに使用される名前です。ジッタは、通話者の音声パターンに不均等なずれを生じさせて、音声品質に影響を与えます。IP ネットワーク上での音声伝送およびビデオ伝送に関するその他の重要なパフォーマンス パラメータには、遅延やパケット損失が挙げられます。IP SLA は、Cisco IOS ソフトウェアの埋め込み型アクティブ モニタリング機能であり、ユーザとのサービスレベル契約以上のサービス レベルをネットワークが確保するためにシミュレーションし、これらのパラメータを測定するための手段を提供します。

IP SLA は、送信元デバイスから特定の宛先（動作ターゲットと呼ばれます）にネットワーク経由で送信された UDP プローブ パケットで構成される UDP ジッタ動作を提供します。この合成トラフィックは、接続のジッタ量、ラウンドトリップ時間、方向別パケット損失、および一方向遅延を記録するために使用されます（「合成トラフィック」という用語は、ネットワーク トラフィックがシミュレーションされたこと、つまり、トラフィックが IP SLA によって生成されたことを示します）。収集された統計情報の形式のデータは、複数のテストをユーザが定義した期間にわたって行うために表示できます。たとえば、1 日の異なる時間のネットワーク パフォーマンスまたは 1 週間を通じたネットワーク パフォーマンスを確認できます。ジッタ プローブには、IP SLA Responder を使用して、受信側で最小の遅延をもたらすという利点があります。

IP SLA VoIP UDP ジッタ動作は、UDP ジッタ動作によって既に収集されているメトリックに加えて、動作によって収集されたデータに MOS スコアおよび ICPIF スコアを返す機能を追加することによって標準的な UDP ジッタ動作を変更します。この VoIP 固有の実装では、VoIP ネットワークのパフォーマンスを測定する際にさらに役立つ情報が提供されるため、ネットワークの評価、トラブルシューティング、およびヘルスモニタリングを実行する機能を向上できます。

IP SLA でのコーデックのシミュレーション

IP SLA VoIP UDP ジッタ動作は、指定された頻度 f で、指定された送信元ルータから指定されたターゲット ルータに、サイズ s の n 個の UDP パケットを t ミリ秒間隔で送信して統計情報を計算します。プローブ動作を処理するには、ターゲット ルータが IP SLA Responder を稼動している必要があります。

MOS スコアと ICPIF スコアを生成するには、VoIP UDP ジッタ動作を設定するときに、接続に使用するコーデック タイプを指定します。動作に設定したコーデック タイプに基づいて、パケット数（n）、各ペイロードのサイズ（s）、パケット間間隔（t）、および動作の頻度（f）がデフォルト値に自動設定されます（詳細については、 表 3 を参照してください）。ただし、必要な場合は、 udp-jitter コマンドの構文でこれらのパラメータを手動で設定することもできます。

表 3 に、動作に設定されるデフォルト パラメータ（コーデック タイプ別）を示します。

たとえば、g711ulaw コーデックの特性を使用する VoIP UDP ジッタ動作を設定した場合、プローブ動作はデフォルトで 1 分に 1 回（ f ）送信されます。各プローブ動作は 1000 パケット（ n ）で構成され、各パケットは 180 バイトの合成データ（ s ）を含み、20 ミリ秒間隔（ t ）で送信されます。

IP SLA ICPIF 値

Cisco IOS ソフトウェアを使用する ICPIF 値の計算は、主として音声品質を損なう 2 つの主要因（遅延パケットと損失パケット）に基づいています。パケット遅延およびパケット損失は IP SLA で測定できます。したがって、完全な ICPIF 式（ Icpif = Io + Iq + Idte + Idd + Ie - A ）は、 Io 、 Iq 、および Idte の各値が 0 であると仮定して、次のように単純化できます。

総劣化係数（Icpif）= 遅延劣化係数（Idd）+ 機器劣化係数（Ie）- 期待/アドバンテージ係数（A）

つまり ICPIF 値は、遅延パケットの測定値に基づいた遅延劣化係数と、損失パケットの測定値に基づいた機器劣化係数を加算して算出されます。ネットワーク内で測定されたこの総劣化の合計値から劣化変数（期待係数）を引くと、ICPIF になります。

これは、Cisco Gateways が受信した VoIP データ ストリームの ICPIF を計算する際に使用する式と同じです。

遅延劣化係数

遅延劣化係数（ Idd ）は、2 つの値に基づいた数値です。1 つの値は、固定値です。（ITU 規格で規定された）コーデック遅延、先読み遅延、および Digital Signal Processing（DSP; デジタル信号処理）遅延の固定値を使用して算出されます。2 番めの値は、変数です。測定された一方向遅延（ラウンドトリップ時間測定値を 2 で割った値）に基づいています。一方向遅延値は、G.107（2002 年版）の分析式に基づいたマッピング テーブルを使用して数値にマップされます。 表 4 に、IP SLA によって測定された一方向遅延と遅延劣化係数値の対応関係の例を示します。

機器劣化係数

機器劣化係数（ Ie ）は、測定されたパケット損失量に基づいた数値です。測定されたパケット損失量は総送信パケット数の割合として表され、コーデックによって定義される機器劣化係数に対応します。 表 5 に、IP SLA によって測定されたパケット損失と機器劣化係数値の対応関係の例を示します。

期待計数

アドバンテージ係数（ A ）とも呼ばれる期待計数は、アクセスの容易性の代償としてユーザがある程度の品質の劣化を許容するという事実を表すことを目的としています。たとえば、到達困難な場所にいる携帯電話ユーザは、接続品質が従来の固定電話接続ほど良好ではないことを予測している可能性があります。この変数は、向上したアクセスの利便性と音声品質の低下の釣り合いを保つことを目的としているので、アドバンテージ係数（アクセス アドバンテージ係数の略）とも呼ばれます。

表 6 は ITU-T Rec.G.113 を改良したもので、 A の暫定最大値のセットを、提供されるサービスごとに定義しています。

これらの値は推奨値に過ぎません。意味のある値にするには、係数（ A ）と特定のアプリケーションで選択した係数値を、採用する任意のプランニング モデルで一貫して使用する必要があります。ただし、 表 6 の値は、 A の絶対的な上限と見なす必要があります。

IP SLA VoIP UDP ジッタ動作のデフォルトのアドバンテージ係数は常に 0 です。

IP SLA MOS 値

IP SLA は、ICPIF 値と MOS 値との測定された対応関係を使用して MOS 値を予測します。この機能の文脈で MOS という略語を使用する場合、Mean Opinion Score; Conversational Quality, Estimated（MOS-CQE）を表すと理解してください。

G.107（2003 年 3 月）で定義された E-Model は、伝送パラメータが原因の劣化（損失、遅延など）を組み合わせて 1 つの評価、つまり伝送評価係数 R（R 係数）を算出することによって、平均的な聞き手が感じる主観的な品質を予測します。0（最低）～100（最高）で表されるこの評価は、MOS などユーザの主観的な反応を予測するために使用されます。具体的には、MOS は R 係数から変換式を使用して算出できます。逆に言うと、この式を逆変換式に修正して使用すれば、MOS 値から R 係数を算出できます。

ICPIF 値と R 係数との間にも関係があります。IP SLA は、ICPIF スコアから算出された R 係数の予測値から適切な MOS スコアの概算値を算出して、この対応関係を利用します。 表 7 に、対応する ICPIF 値に対して生成される MOS 値を示します。

IP SLA は、MOS 予測値を常に 1 ～ 5 で表します（5 が最高品質です）。MOS 値が 0（ゼロ）の場合は、その動作に対して MOS データを生成できなかったことを示します。

IP SLA VoIP UDP ジッタ動作の設定

IP SLA VoIP UDP ジッタ動作の統計情報を使用して VoIP スコアを返すには、次の作業を実行します。

（注） IP SLA UDP ジッタ動作の VoIP 固有の実装には、標準的な UDP ジッタ動作とは異なる設定オプションが含まれています。udp-jitter コマンド構文で codec キーワードを指定すると、ただちにジッタ動作の VoIP 固有の実装を設定することになります。

制約事項

• 現時点では、IP SLA は次の音声コーデック（圧縮法）のみをサポートします。

– G.711 A Law（g711alaw: 64 kbps PCM 圧縮法）

– G.711 mu Law（g711ulaw: 64 kbps PCM 圧縮法）

– G.729A（g729a: 8 kbps CS-ACELP 圧縮法）

• 次のコマンドは UDP ジッタ コンフィギュレーション モードでは使用できますが、UDP ジッタ（コーデック）動作では使用できません。

– history distributions-of-statistics-kept

– history statistics-distribution-interval

– request-data-size

• コーデック タイプを指定すると、 codec-interval 、 codec-size 、および codec-numpacket の各オプションに適切なデフォルト値が設定されます。デフォルト値よりも優先させる特別な理由（異なるコーデックの概算など）がある場合を除いて、間隔、サイズ、およびパケット数の各オプションの値を指定しないでください。

• show ip sla configuration コマンドを設定すると、「Number of statistic distribution buckets kept」および「Statistic distribution interval (milliseconds)」の値が表示されますが、これらの値はジッタ（コーデック）動作には適用されません。

手順の概要

1. enable

2. configure terminal

3. ip sla operation-number

4. udp-jitter { destination-ip-address | destination-hostname } destination-port codec codec-type [ codec-numpackets number-of-packets ] [ codec-size number-of-bytes ] [ codec-interval milliseconds ] [ advantage-factor value ] [ source-ip { ip-address | hostname }] [ source-port port-number ] [ control { enable | disable }]

5. history enhanced [ interval seconds ] [ buckets number-of-buckets ]

6. frequency seconds

7. history hours-of-statistics-kept hours

8. owner owner-id

9. tag text

10. threshold milliseconds

11. timeout milliseconds

12. tos number
または
traffic-class number

13. flow-label number

14. verify-data

15. vrf vrf-name

16. exit

17. ip sla schedule operation-number [ life { forever | seconds }] [ start-time { hh : mm [: ss ] [ month day | day month ] | pending | now | after hh : mm : ss }] [ ageout seconds ] [ recurring ]

18. exit

19. show ip sla configuration [ operation-number ]

手順の詳細

トラブルシューティングのヒント

• IP SLA 動作が実行せず、統計情報が生成されていない場合は、動作の設定に verify-data コマンドを追加して（IP SLA コンフィギュレーション モードで設定）、データ検証をイネーブルにします。イネーブルになると、各動作の応答が破損していないかどうかがチェックされます。通常の動作時に verify-data コマンドを使用すると、不要なオーバーヘッドがかかるので注意してください。

• IP SLA 動作に関する問題をトラブルシューティングするには、 debug ip sla trace コマンドと debug ip sla error コマンドを使用します。

次の作業

IP SLA 動作の結果を表示し、内容を確認するには、 show ip sla statistics コマンドを使用します。サービス レベル契約の基準に対応するフィールドの出力を確認すると、サービス メトリックが許容範囲内であるかどうかを判断する役に立ちます。

例：IP SLA VoIP UDP 動作の設定

次の例では、209.165.200.225 のデバイスで IP SLA Responder がイネーブルであると仮定します。

ジッタ動作のコーデック タイプが設定されると、 show ip sla configuration コマンドの出力には、標準ジッタの「Request size (ARR data portion)」、「Number of packets」、および「Interval (milliseconds)」の各パラメータは表示されません。その代わりに、「Codec Packet Size」、「Codec Number of Packets」、および「Codec Interval (milliseconds)」の値が表示されます。

例：IP SLA VoIP UDP 動作統計情報の出力

ジッタ（コーデック）動作の音声スコア（ICPIF 値と MOS 値）を表示するには、 show ip sla statistics コマンドを使用します。

関連資料

規格

これらの規格に対する完全なサポートを主張するものではありません。

ITU 電気通信規格（「現在有効な ITU-T 勧告」）は、http://www.itu.ch で入手できます。規定の概要は、各種インターネット サイトで入手できます。

MIB

RFC

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