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VoIP-Probleme und wie man sie los wird

Diese Faktoren verantworten schlechte Qualität von Voice over IP

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Bandbreite

Grundsätzlich muss einem Telefongespräch über ein Datennetzwerk zu jeder Zeit ausreichend Bandbreite zur Verfügung stehen. Die für die Übertragung der Sprachdaten benötigte Bandbreite ergibt sich unter anderem aus dem verwendeten Codec und dessen Bitrate, der Nutzlast pro Paket – zum Beispiel 20 Millisekunden Sprache pro Datenpaket – sowie den Overheads der eingesetzten Protokolle aller Ebenen.

Zur Berechnung der benötigten Bandbreite für eine bestimmte Anzahl gleichzeitiger Gespräche finden sich im Internet unter dem Stichwort „Bandwidth Calculator“ zahlreiche Webseiten. Neben den reinen Sprachdaten benötigen auch die Signalisierungsinformationen ausreichend Bandbreite. Der Bedarf ist je nach Protokoll unterschiedlich und im Gegensatz zu den Sprachdaten nicht konstant.

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Wichtig ist letztlich, dass im Netzwerk immer ausreichend Bandbreite für die Telefonie zur Verfügung stehen muss. Hierbei helfen beispielsweise die Reservierung einer Mindestbandbreite für VoIP sowie Priorisierungsfunktionen in den Switches wie Class of Service (CoS), Port-Priorisierung, Dienste-Priorisierung und IEEE 802.1q/Q-Unterstützung. Entsprechend der Kennzeichnung der Sprachpakete greifen dann Quality-of-Service-Mechanismen (QoS) in den Switches, um im Zweifelsfall Sprachdaten Vorrang vor weniger zeitkritischen Daten wie zum Beispiel E-Mails zu geben.

Latenz

Die Verzögerung bei der Übermittlung von Datenpaketen, auch Network Packet Delay genannt, beschreibt die Zeit, die ein Datenpaket benötigt, um von seinem Startpunkt durch das Netzwerk zu seinem Ziel zu gelangen. Jede Station auf dem Weg, wie Switches, Router, Firewalls oder Jitter-Puffer (mehr dazu später), sowie die Länge des Wegs selbst erhöht diesen Wert.

Die Latenz, die ein einzelner Router verursacht, hängt dabei einerseits von dessen Hardwaredesign und andererseits von dessen Konfiguration ab. So haben beispielsweise neben der Architektur eines Layer-3-Switches auch dessen Zugriffslisten (ACLs) sowie Queuing- und Übertragungsmethoden Einfluss auf die Latenz, die das Gerät einem Paket hinzufügt.

Gerade an dieser Stelle unterscheiden sich die Geräte verschiedener Hersteller stark, sodass man bei der Komponentenauswahl der lastabhängigen Latenz besondere Aufmerksamkeit schenken sollte und diese im Idealfall lastunabhängig ist. Innerhalb des eigenen Netzwerks lässt sich die Latenz einer Verbindung meist noch kontrollieren. Läuft eine Sprachverbindung jedoch auch über ein öffentliches Netzwerk, fügt dieses der Paketlaufzeit Latenzen hinzu, die außerhalb der Kontrolle des Unternehmens liegen.

Bei der Messung von Latenzzeiten ist grundsätzlich zwischen einer Einwegstrecke und dem Hin- und Rückweg zu unterscheiden. Zwischen Endpunkten in einem Netzwerk ohne Berücksichtigung der Endgeräte lässt sich bei einer Latenz von weniger als 80 Millisekunden (ms) eine mit dem ISDN-Netz vergleichbare Sprachqualität erzielen, sofern auch alle anderen Faktoren stimmen. 80 bis 180ms ist für geschäftliche Telefonate ausreichend und immer noch viel besser als „Mobilfunkqualität“.

Selbst Verzögerungen über 180ms in eine Richtung können für bestimmte Anwendungsbereiche immer noch akzeptabel sein. Die ITU-T empfiehlt eine Einwegverzögerung inklusive der durch die Endgeräte verursachten Latenz von 150ms. Verzögerungen über 250 Millisekunden führen meist zu dem Problem des „Talk-over“. Hierbei fängt eine Person an zu sprechen, während das Gegenüber bereits spricht, da dies durch die Verzögerung nicht wahrgenommen wird. Ende-zu-Ende-Latenzzeiten über 400ms können zu Instabilitäten im Netzwerk führen. Daher ist die Messung der verfügbaren Bandbreite sowie der Latenz auf den geplanten Verbindungsstrecken vor der Einführung einer VoIP-Lösung unbedingt notwendig.

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