Monitoring
Fehleranalyse bei VoIP-Paketverlusten
Voice over IP gehört zu den Echtzeitanwendungen und reagiert daher besonders empfindlich auf Paketverlust. Die Analyse der Ursache von Paketverlusten ist in der Praxis schwierig und kann nur mit Hilfe von Monitoring- beziehungsweise Diagnosewerkzeugen im Netzwerk ermittelt werden.
Voice over IP gehört zu den Echtzeitanwendungen und reagiert daher besonders empfindlich auf Paketverlust. Die Analyse der Ursache von Paketverlusten ist in der Praxis schwierig und kann nur mit Hilfe von Monitoring- beziehungsweise Diagnosewerkzeugen im Netzwerk ermittelt werden.
Die Paketverlustrate ist ein Maß zur Bewertung der Übertragungsqualität einer Datenverbindung. Die Paketverlustrate definiert, wie viele Pakete eines Datenstroms zwischen einem Sender und einem oder mehreren Empfängern während der Übertragung verloren gegangen sind. Für die Übermittlung von VoIP-Datenströmen gilt (in Abhängigkeit vom verwendeten Codec) eine Paketverlustrate von bis zu drei Prozent als noch akzeptable Qualität. Bei einer Paketverlustmessung werden alle nicht empfangenen Pakete gezählt und als Summe in einer Tabelle ausgegeben. Somit erhält man die tatsächliche Anzahl der verloren gegangenen Pakete und die daraus resultierende Prozentzahl. Das Messsystem ordnet die verloren gegangenen Pakete den einzelnen Verbindungen zu, so dass bei einer verteilten Messung bestimmt werden kann, in welche Richtung die Pakete verloren gegangen sind.
Einzelne Paketverluste wirken sich somit bei VoIP nicht wirklich auf die Sprachqualität aus, denn das menschliche Ohr kann sehr gut mit kurzen Sprachlücken umgehen. Das Gehirn interpoliert quasi die fehlenden Informationen und im Gehirn entsteht aus der Erfahrung das gesamte Wort beziehungsweise der gesamte Satz. Signifikante Paketverluste im Netzwerk bauen sich typischerweise langsam auf und wirken erst ab einem individuellen Schwellwert (in Abhängigkeit vom Kontext des Gesprächs und der Toleranzschwelle des Hörers) störend. Internationale VoIP-Feldstudien zeigen immer wieder auf, dass Qualitätsprobleme bei Echtzeitanwendungen an der Tagesordnung sind und die Nutzer schlechte Sprachqualitäten und instabile Verbindungen mit Voice over IP assoziieren. Um den Fehlern auf die Spur zu kommen, ist es notwendig im Netzwerk ein automatisiertes Monitoring-System zu installieren und die Übertragungsfehler beziehungsweise die Paketverluste im VoIP-System zu analysieren.
Analyse des Problems
In der Praxis ist es sehr schwierig das schwächste Glied in der Gesamtkommunikation festzustellen. Zur Behebung der Paketverluste ist es notwendig, dass sich der Systemverantwortliche auf die Suche nach deren Ursache macht. Paketverluste treten nicht aus heiterem Himmel auf, sondern haben eine reale Ursache. Wirken sich die Paketverluste nur auf eine Teilmenge der im Netz installierten VoIP- beziehungsweise auch Video-Endpunkte aus oder sind von den Paketverlusten alle Endgeräte betroffen? Hierbei ist es nützlich die Endpunkte zu kategorisieren. Zu den einfacheren Fehlerkategorien gehören Gruppen von VoIP-/Video-Endpunkte, die sich nur in einem bestimmten Teilbereich des Netzwerks befinden. Zu den komplexeren Konfigurationen gehören Gruppen von VoIP-/Video-Endpunkten, die über das öffentliche Telefonnetz miteinander kommunizieren. In einer solchen Konstellation haben die Probleme oft ihre Ursache in den Gateways im öffentlichen Netz. Einige Gateways kodieren die Sprachdaten für die interne Verarbeitung (G.711 -> G.729) um und sparen somit wertvolle Bandbreite. Diese zusätzliche Kodierung kann unter Umständen zu einer hörbaren Verschlechterung der Sprachqualität führen. Treten die Probleme an allen Endgeräten auf, könnte einer der Ursachen eine fehlende oder falsche QoS-Konfiguration im Netz sein.
Für die Fehleranalyse ist es wichtig, sämtliche Kommunikationskomponenten im gesamten Pfad zu kennen. Dazu gehören auch die Media-Gateways, MCUs, Firewalls oder Loadbalancer. Konferenzsysteme sind öfter von Sprachproblemen betroffen als Standardtelefone. Die Probleme haben meist ihre Ursache in den MCUs oder das diese Komponenten umgebende Netzwerk. In der Praxis können mehrere kleine Probleme und minimale Konfigurationsfehler bereits zu erheblichen Paketverlusten führen und sich auf die Sprach-/Bildqualität auswirken.
Auch muss ermittelt werden, ob das Problem nur zu bestimmten Zeiten oder zeitunabhängig auftritt. Lassen sich die Probleme mit anderen Netzwerk- oder Systemereignissen korrelieren?
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