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Messtechnik für konvergente Netze aus Voice, Video und Daten

Fehlersuche und Analyse in VoIP-Netzen

9. Juni 2010, 16:56 Uhr | Ralf Ladner

Fortsetzung des Artikels von Teil 9

Sequenzfehler

Die Daten- und Sprachpakete werden über das Netzwerk unabhängig voneinander vom Sender zum Empfänger übermittelt. Daher unterliegen die Pakete individuellen Verzögerungen. Dies gilt auch, wenn alle Pakete exakt über die gleiche Übertragungsstrecke übermittelt werden. Bestehen mehrere parallele Übertragungsstrecken zwischen Sender und Empfänger, kann es vorkommen, dass die Pakete auf den jeweiligen Wegen unterschiedlich lang verzögert werden. Dadurch empfängt der Sender die Datenpakete in unterschiedlicher Reihenfolge.

Die Ursache für Sequenzfehler ist meist auf das Routing der Pakete zurückzuführen. Auf dem Weg zwischen Sender und Empfänger werden die Pakete über unterschiedliche IP-Netzwerke/Subnetze übermittelt. Dadurch ergeben sich die unterschiedlichen Verzögerungszeiten. Diese pfadbezogenen Verzögerungen resultieren darin, dass eine geringe Anzahl an Paketen verspätet beim VoIP-Endpunkt eintrifft. In der Regel werden die Pakete in einem Eingangspuffer zwischengespeichert. Dadurch hat der Endpunkt die Möglichkeit, die empfangenen Pakete wieder in die richtige Reihenfolge zu bringen und somit den Originaldatenstrom wieder herzustellen.

Bei der klassischen Datenkommunikation stellen Sequenzfehler kein Problem dar. Der Empfänger ordnet die Datenpakete anhand der TCP-Sequenznummer in der richtigen Reihenfolge und übergibt der höheren Anwendung einen korrekten Datenstrom.

Auf Grund der Echtzeitbedingungen von VoIP-Systemen müssen Sequenzfehler bzw. Probleme bei der Übermittlung von Sprache über IP-Netze mit einer vollkommen anderen Strategie begegnet werden.

Einige VoIP-Systeme verwerfen alle außerhalb der Reihenfolge empfangenen Pakete. Andere VoIP-Systeme verwerfen empfangene Pakete mit Sequenzfehlern nur dann, wenn deren Größe die Länge des internen Puffers übersteigt. Dieses Verwerfen der Pakete hat einen gewissen Jitter und natürlich auch Paketverluste zur Folge.

Sequenzfehler wirken sich direkt auf die Sprachqualität aus und verschlechtern das empfangene Signal.

Der Sequenzfehlerpuffer ist der gleiche wie der Jitter-Puffer. In einem regulären Jitter-Puffer werden normalerweise drei Pakete zwischengepuffert. Erfolgt eine Vertauschung von Paketen innerhalb der drei im Jitter-Puffer zwischengespeicherten Pakete wird die Vertauschung vom Jitter-Puffer wieder aufgehoben. In allen anderen Fällen wirkt sich ein Sequenzfehler wie ein Paketverlust aus.

In der Auswertung von TraceView 3Q werden Sequenzfehler erkannt und grafisch hervorgehoben.