Datenverlustverhalten
Gehen bei der Übertragung Pakete ganz verloren (Packet-Loss), dann sind die Auswirkungen um so größer, je höher die Anzahl der Sprachdaten-Bytes in dem verlorenen Paket war und je stärker der Codec komprimiert. Gehen mehrere aufeinander folgende Pakete verloren (Consecutive-Packet-Loss), sind die Auswirkungen auf die Sprachqualität deutlich stärker, als wenn die Verluste gleichmäßig streuen. Diese Verlustart tritt überwiegend in Burst-Situationen auf. Die Ursache für Packet-Loss liegt häufig darin, dass auf dem Übertragungsweg Bandbreitenengpässe auftreten und durch länger dauernde Bursts Warteschlangen überlaufen, weshalb dann Pakete verworfen werden, oder Pakete in den Warteschlangen so weit verzögert werden, dass sie nicht mehr über den Jitter-Buffer sinnvoll versendet werden können. Werden die Jitter-Buffer sehr groß ausgelegt, um entsprechende Netzwerkfehler wie Sequence-Errors oder Jitter auszugleichen, führt diese Technik selbst zu einer zu großen Verzögerung, die dann gleichfalls die Echtzeitkommunikation stört. Jitter-Buffer verringern also Probleme, die durch Jitter und Squenz-Error entstehen können, erzeugen aber ihrerseits zusätzliche Delay-Zeiten. Gute Endgeräte verwalten den Jitter-Buffer daher dynamisch.
Bei entsprechender Überlast im Netz sind Datenverluste ganz normal, jedoch sollen sie durch die Priorisierungsmechanismen in der Regel auf nicht echtzeitfähige Applikationen verlagert werden. Arbeitet diese Priorisierung nicht wie vorgesehen, kommt es auch im Bereich der hoch priorisierten Sprachdaten zu Verlusten. Für eine realitätsnahe und aussagefähige Auswertung der Messergebnisse ist es darüber hinaus entscheidend zu wissen, welche Framegrößen in welchen Verteilungen in realen Netzwerken vorkommen. Analysen der Verteilung der Framegrößen beispielsweise für das NCI-Backbone oder von den Applikationen her typischer Business-DSL-Links haben ergeben, dass rund 50 Prozent aller Datenrahmen in realen Netzwerken 64 Byte groß sind. Die übrigen rund 50 Prozent der zu transportierenden Datenrahmen streuen über alle Rahmengrößen von 128 bis 1518 Byte.
Für Echtzeit-Anwendungen wie die Voice- oder Video-Übertragung ist zunächst das Datenverlustverhalten von entscheidender Bedeutung. Ab fünf Prozent Verlust ist je nach Codec mit deutlicher Verschlechterung der Übertragungsqualität zu rechnen, zehn Prozent führen zu einer massiven Beeinträchtigung, ab 20 Prozent Datenverlust ist beispielsweise die Telefonie definitiv nicht mehr möglich. So verringert sich der R-Wert für die Sprachqualität gemäß E-Modell nach ITU G.107 schon bei zehn Prozent Datenverlust um je nach Codec 25 bis weit über 40 Punkte, also Werte, die massive Probleme im Telefoniebereich sehr wahrscheinlich machen.
Auf Grund ihrer Bedeutung für die Übertragungsqualität haben wir daher das Datenrahmenverlustverhalten als primäres K.O.-Kriterium für unsere Tests definiert. Die Parameter Latency und Jitter – die wir standardmäßig ebenfalls messen – sind dann für die genauere Diagnose und weitere Analyse im Einzelfall wichtig. Sind jedoch die Datenverlustraten von Hause aus schon zu hoch, können gute Werte für Latency und Jitter die Echtzeitübertragungsqualität auch nicht mehr retten. Dafür, dass es zu solchen massiven Datenverlusten im Ethernet-LAN erst gar nicht kommt, sollen entsprechend gut funktionierende Priorisierungsmechanismen sorgen. Sie tun dies aber durchaus nicht immer, wie die Erfahrung aus vorhergehenden Tests zeigt.
