Performance Analysis of a Raspberry Pi Based IP Telephony Platform

Resumen

Resumen: La telefonía es un servicio que se usa muy ampliamente todavía, ya que con éste han crecido las últimas generaciones de personas. La integración de la telefonía con Internet y la posibilidad de implementarla a nivel de software le ha dado a este servicio una flexibilidad asombrosa para el despliegue de sistemas de comunicación de voz. Además, gracias al desarrollo de código abierto, un sistema PBX puede instalarse ahora en casi cualquier dispositivo de cómputo. Este es el caso de la placa Raspberry Pi, una plataforma de cómputo pequeña y de muy bajo costo que actualmente está siendo usada para distintas aplicaciones en entornos domésticos, y que es compatible con sistemas operativos basados en Linux. Así, el objetivo de este artículo es evaluar el rendimiento de un sistema de Telefonía IP basado en la plataforma Raspberry Pi de acuerdo a parámetros objetivos como uso de CPU, uso de memoria RAM, tiempos de respuesta de llamada y llamadas fallidas. Sin embargo, se toman en cuenta también parámetros objetivos de evaluación, mediante la realización del test MOS, con el fin de medir la percepción del usuario sobre el servicio telefónico en un entorno específico utilizando la plataforma mencionada. Encontramos que la plataforma Raspberry Pi puede soportar varias llamadas concurrentes sin que se sobrecarguen sus recursos pero que, en determinado punto, los tiempos de respuesta se incrementan significativamente, así como el número de llamadas fallidas. Considerando el costo reducido de la placa debido a la no utilización de licenciamiento a nivel se software o hardware y tomando en cuenta el rendimiento obtenido con diferentes valores de carga, se evidencia como una interesante opción para pequeñas y medianas empresas, así como para entornos domésticos de aplicación.

 

Abstract: Telephony is still heavily used since it is a service with which people are very familiar. Its integration to Internet and its implementation at the software level have given this service an amazing flexibility when deploying voice communication systems. Moreover, thanks to the open source development, a PBX service can now be installed in almost every computing device. That is the case of Raspberry Pi low-sized and very cheap computing platform that is being employed to provide network services for SOHO environments, and which is compatible with Linux based operating systems. The aim of this paper is to assess the performance of a Raspberry Pi based IP telephony service in terms of objective parameters such as CPU and RAM usage, call response times, and failed calls. However, subjective parameters, in terms of user perception about the service, were also taken into account by applying the test MOS in a specific test environment. We found that the codec selection and the simultaneous number of calls determine the overloading point of the platform (in terms of CPU usage) which was evidenced by longer response times and failed calls. Considering the reduced cost of the board, since no hardware or software licenses are required, and taking into account the performance obtained from the system with different load levels, this is a very interesting option for small and medium companies, and also for domestic application environments.