Fixed-Mobile-Convergence im Test – Teil 2

Siemens HiPath Mobile Connect vs. Avaya one-X Mobile

08.12.2008 | Autor / Redakteur: Dr. Frank Imhoff, Nick Schirmer, Dr. Michael Wallbaum / Andreas Donner

ComConsult lässt in Sachen FMC die Lösungen von Avaya und Siemens gegeneinander antreten
ComConsult lässt in Sachen FMC die Lösungen von Avaya und Siemens gegeneinander antreten

Mouth-to-Ear-Delay

Durch Paketverluste, hohen Datenverkehr bei beschränkter Bandbreite und durch das Passieren einzelner Netzwerkkomponenten kann ein hörbarer Delay entstehen. Im Rahmen der Messungen wurde das Mouth-to-Ear-Delay gemessen. Dies beschreibt die Zeit, die zwischen der Erzeugung der Sprache im Mund des Senders bis zum Wahrnehmen der Information im Ohr des Empfängers vergeht, und setzt sich aus verschiedenen Komponenten zusammen:

  • Zeit für die Abtastung des Signals und Generierung des Bitstroms.
  • Komprimierungszeit des verwendeten Algorithmus zuzüglich einer Verzögerung (look-ahead-delay), um Korrelationseffekte auszunutzen.
  • Dauer für die Paketbildung, da hier abgewartet werden muss, bis genügend Bits für das nächste Paket verfügbar sind.
  • Zeit zur Übertragung des Pakets auf das Netz.
  • Physikalische Signallaufzeit.
  • Verzögerung durch Warteschlangen an Netzkomponenten.
  • Dauer des Empfängerbuffers, der dazu genutzt wird, die ankommenden Pakete trotz unterschiedlicher Ankunftszeiten, in der richtigen Reihenfolge an den Decoder weiterzuleiten.
  • Dekomprimierungszeit der Pakete zu einem Bitstrom.
  • Zeit für die Signalgenerierung aus dem Bitstrom.

Zur Bestimmung der Ende-zu-Ende-Verzögerung wurden mehrere Messreihen durchgeführt. Am Audio-Analyse-Rechner wurde mittels des Test Ton Generators ein Stereo-Sweep-Sinus-Signal erzeugt. Einer der Kanäle wurde über ein IP-Telefon als VoIP-Gespräch an das Mobiltelefon übertragen. Vom Mobiltelefon wurde das Signal an den Audio-Analyse-Rechner weitergeleitet, bei dem der gesendete Kanal und der zurückkommende Kanal mit Hilfe der Software Zelscope verglichen wurde.

Anhand der Aufzeichnungen von Zelscope konnte der Zeitunterschied zwischen dem Ende des gesendeten (und direkt wieder zurückgeführten Signals) und dem über das Mobiltelefon geleiteten Signals bestimmt werden. Die sich daraus ergebende Zeit beschreibt das Mouth-to-Ear-Delay der Übermittlung.

Die Referenzmessung, bei der beide Mono-Kanäle direkt wieder in den Analyse-Rechner geleitet und gegen einander verglichen wurden, lieferte ein Delay von 0 ms. Bei den Messungen mit beiden Systemen wurde der Sinus-Sweep von

  • einem IP-Telefon zum anderen,
  • vom IP-Telefon zum Mobiltelefon über LAN und GSM sowie
  • zuletzt vom IP-Telefon zum Mobiltelefon über LAN nach WLAN

übertragen. Da die Siemens-Lösung den einfachen Wechsel zwischen den zwei Sprach-Codecs ermöglicht, wurde die Übermittlung über LAN und WLAN sowohl mit dem ILBC als auch mit dem PCMa-Codec durchgeführt.

Während die Systeme im LAN ein geringes Delay von durchschnittlich 89 ms erzielten, ergaben sich bei Siemens für die LAN-GSM-Verbindung bei drei Messungen im Durchschnitt 290 ms, für LAN-WLAN (ILBC) 410 ms und LAN-WLAN (PCMa) 598 ms. Das Avaya-System lieferte für ein LAN-GSM-Gespräch 189 ms und für ein LAN-WLAN-Gespräch einen Wert von 370 ms. Auch wenn die Delay-Werte hoch erscheinen, wurden diese nur dann von den Gesprächsteilnehmern wahrgenommen, wenn sich diese während des Gespräches sehen konnten.

Mögliche Gründe für das gegenüber dem LAN-LAN-Mouth-to-Ear-Delay hohe LAN-WLAN-Mouth-to-Ear-Delay sind:

  • Die schlechtere Prozessorleistung des Mobiltelefons bei der Codierung/Decodierung des Signals.
  • Verschlüsselung/Entschlüsselung der über das WLAN übertragenen Daten.
  • Ein höherer Jitter-Buffer, durch höhere Schwankungen in der durchschnittlichen Ankunftszeit, aufgrund der Fehleranfälligkeit der WLAN-Strecke.

Ende-zu-Ende-Verzögerungen sind für zwei entfernte Gesprächspartner nicht so einfach wahrnehmbar. Erst wenn sich die Teilnehmer beim Gespräch sehen können, Reaktionen zu lange auf sich warten lassen oder sie wahrnehmen, wann ihr gesprochenes Wort beim Gegenüber ankommt, wird ein Delay als negativ wahrgenommen.

Auch die originalgetreue Wiedergabe eines Sprachsignals wird von Menschen als qualitativ schlecht bewertet, wenn sie erst nach einem zu großen Zeitverzug erfolgt. Die dabei maßgebliche Grenze ist bei jedem Menschen individuell unterschiedlich. Die Feststellung dieser Grenze ist Gegenstand aufwändiger Studien (z.B. ITU G.114, „One Way Transmission Time“). Nach diesen Studien empfinden die sensibelsten Benutzer Verbindungen mit Mund-zu-Ohr-Delays von mehr als 150 ms als eine Art „Wechselsprechen“ und nicht als interaktives Gespräch. Beim weniger empfindlichen Benutzer liegt diese Grenze etwas höher.

weiter mit: Handover zwischen zwei WLAN-Zellen

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