Pertes de paquets

Les pertes de paquets surviennent dans le cas d'applications du type voix sur IP, trans- mettant la parole sous forme de paquets. Ceux-ci sont acheminés indépendamment les uns des autres dans le réseau Internet jusqu'au destinataire, par des chemins qui peuvent être diérents. Des paquets peuvent être perdus au cours du trajet soit parce qu'ils ont emprunté une route sans issue, soit parce qu'un routeur ne les a volontairement pas transmis an de décongestionner le réseau. De plus, les paquets de parole qui arrivent avec un délai trop long sont considérés comme perdus an de ne pas trop retarder la communication. L'impact des pertes de paquets sur la qualité de la parole se manifeste par des coupures et/ou des craque- ments dans le signal reçu, pouvant rendre, dans les cas extrêmes, la parole inintelligible pour l'auditeur. Les pertes de paquets sont caractérisées a priori par :

le taux de pertes de paquets (exprimé en %),

le type de pertes de paquets (aléatoires ou en rafale), la taille des paquets perdus,

la localisation des paquets perdus dans la communication,

la présence ou non d'un algorithme de compensation des pertes de paquets (PLC, Packet Loss Concealment)³ à la réception.

Leur eet sur la qualité dépend aussi fortement du type de codec utilisé, puisque chaque codec a une robustesse diérente face aux pertes de paquets.

De nombreux tests subjectifs sont disponibles concernant l'eet des pertes de paquets sur la qualité, en fonction des diérents paramètres énumérés précédemment. La plupart d'entre eux porte sur des taux de perte de paquets compris entre 0 et 20%, qui semble être la limite supérieure acceptable. En particulier, des tests subjectifs ont été eectués pour estimer l'eet des pertes de paquets (aléatoires ou en rafale) sur la qualité en fonction du codec utilisé et de la longueur des paquets [Karlsson 2001, BharrathSingh et Britt 2001, Raake 2001].

Taille des paquets Les résultats des tests présentés dans [Karlsson 2001] sont donnés dans les gures 1.13(a) à 1.13(c), pour les codecs G.711 (sans PLC) (longueur des paquets = 30 ms et 60 ms), G.723.1 (avec PLC) (longueur des paquets = 30 ms et 60 ms), G.729 (avec PLC) (longueur des paquets = 10 ms, 20 ms, 30 ms et 60 ms), respectivement, dans le cas de pertes de paquets aléatoires.

Ces résultats montrent d'une part que le codec G.711 étudié dans la gure 1.13(a) n'in- cluant pas d'algorithme de compensation des pertes de paquets (PLC) est moins bien évalué que les deux autres codecs en présence de pertes de paquets aléatoires, pour une longueur de paquets donnée. En ce qui concerne l'inuence de la taille des paquets sur le jugement, elle semble dans l'ensemble très faible, puisque pour un codec et un taux de pertes aléatoires donnés, le jugement est quasiment identique quelle que soit la longueur des paquets.

Type de pertes de paquets Quelques tests subjectifs ont également été eectués avec des pertes de paquets en rafale [Karlsson 2001, Raake 2001]. Dans [Karlsson 2001], il a été démontré que :

la qualité de la parole pour des pertes de paquets en rafale dépend principalement du taux de pertes global pour tout le stimulus mais aussi de la densité des pertes de paquets dans la rafale elle-même,

la qualité ne semble pas dépendre du nombre de trames de parole par paquet (i.e. de la longueur des paquets) pour un taux de pertes global donné, comme pour les pertes de paquets aléatoires,

l'impact perceptuel des pertes de paquets en rafale dépend aussi du codec utilisé.

L'inuence des deux types de pertes de paquets sur le jugement peut ainsi être comparée pour un codec donné. Dans la gure 1.14(a), les résultats d'un test présenté dans [Raake 2001]

sur l'eet des pertes de paquets en rafale sur la qualité pour le codec G.711 (avec PLC) sont comparés à ceux sur l'eet des pertes de paquets aléatoires sur la qualité pour le codec G.711 (avec PLC). Dans la gure 1.14(b), les résultats d'un test présenté dans [Raake 2001] sur l'eet des pertes de paquets en rafale sur la qualité pour le codec G.729 sont comparés à ceux sur l'eet des pertes de paquets aléatoires sur la qualité pour le codec G.729. Les résultats des deux tests subjectifs présentés dans les gures 1.14(a) et 1.14(b) montrent que la diérence d'inuence sur la qualité entre les pertes de paquets aléatoires et en rafale dépend du codec considéré. Ainsi, pour le codec G.711 les pertes de paquets en rafale sont moins bien jugées que les pertes de paquets aléatoires alors que pour le codec G.729 les deux types de pertes de paquets ont quasiment le même impact sur la qualité. Cependant, le peu de tests subjectifs disponibles à ce jour sur l'impact des pertes de paquets en rafale semble indiquer que, à un

3Tous les codecs à bas débit contiennent un algorithme de PLC. Le codec G.711 a un algorithme de PLC optionnel, mais généralement activé.

0 2 4 6 8 10 12 14 16 1

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Taux de perte de paquets (%)

MOS

G.711 (sans PLC), 30 ms (1 trame / paquet) G.711 (sans PLC), 60 ms (2 trames / paquet)

(a) Codec G.711 (sans PLC). Longueur d'un paquet = 30 ms (1 trame / paquet) et 60 ms (2 trames / paquet)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Taux de perte de paquets (%)

MOS

G.723.1, 30 ms (1 trame / paquet) G.723.1, 60 ms (2 trames / paquet)

(b) Codec G.723.1 (avec PLC). Longueur d'un paquet = 30 ms (1 trame / paquet) et 60 ms (2 trames / paquet)

0 2 4 6 8 10 12 14 16

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Taux de perte de paquets (%)

MOS

G.729, 10 ms (1 trame / paquet) G.729, 20 ms (2 trames / paquet) G.729, 30 ms (3 trames / paquet) G.729, 20 ms (6 trames / paquet)

(c) Codec G.729 (avec PLC). Longueur d'un paquet = 10 ms (1 trame / paquet), 20 ms (2 trames / paquet), 30 ms (3 trames / paquet) et 60 ms (6 trames / paquet)

Figure 1.13 : Résultats d'un test présenté dans [Karlsson 2001] sur l'eet des pertes de paquets aléatoires sur la qualité pour les codecs G.711 (sans PLC), G.723.1 (avec PLC) et G.729 (avec PLC)

taux de pertes de paquets global donné, les pertes de paquets en rafale sont généralement moins bien notées que les pertes de paquets aléatoires [Karlsson 2001].

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 1

1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Taux de perte de paquets (%)

MOS

Pertes de paquets aléatoires Pertes de paquets en rafale

(a) Codec G.711 (avec PLC). Longueur d'un paquet = 10 ms

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Taux de perte de paquets (%)

MOS

Pertes de paquets aléatoires Pertes de paquets en rafale

(b) Codec G.729. Longueur d'un paquet = 10 ms

Figure 1.14 : Résultats d'un test présenté dans [Raake 2001] sur l'eet des pertes de paquets aléatoires et en rafale sur la qualité pour les codecs G.711 (avec PLC) et G.729