Jitterbug-Test

Hierbei handelt es sich um eine Simulation eines Datenverkehrs auf VoIP-Basis, welcher in einem Netzwerk bzw. mittels des Internets übertragen wird. Dieser UDP Traffic Generator überprüft den gewünschten Kommunikationsweg und zeigt eventuellen Probleme mit der Qualität der Kommunikation auf.

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Für ein besseres Verständnis werden zuerst elementare Begriffe erklärt:

Delay
Unter Delay versteht man die Zeitdauer zwischen der Erzeugung eines Signals beim Sender und dem Eintreffen beim Empfänger. Es handelt sich hierbei um einen Sprachqualitätsfaktor, welcher von der International Telecommunication Unit ( ITU-T ) klar definiert ist. Somit darf für eine gute Sprachqualität die Verzögerung ( Delay ) der Wert von 200ms nicht überschritten werden. Eine Verzögerung bis 400 ms wird laut dem Standard ITU-T G.114 als akzeptable Sprachqualität angesehen, wobei der Paketverlust die 5% nicht übersteigen darf.

Jitter
Jitter gibt die Varianz zwischen dem Eintreffen der einzelnen Sprachpakete wieder. Bei kanalorientierter Vermittlung tritt kein Jitter auf, da die gesamten Sprachpakete einen vorgeschriebenen festen Weg nutzen. Hingegen können bei paketvermittelten Netzwerken die einzelnen Sprachpaket unterschiedliche Wege vom Sender zum Empfänger realisieren und somit Jitter verursachen, wobei ein Jitter, größer als 25ms, als störend empfunden werden kann.

Da bei der Trial Version von Jitterbug nur eine Messdauer von 10 min erlaubt ist setzen sich die Messwerte aus Durchschnittswerten eines Dauertests zusammen.

Codec ITU-T G.711
Dieser Codec besitzt eine Übertragungsrate von 64 Kbit/s und verarbeitet die Daten mittels der Pulse Code Modulation ( PCM ).

Technische Daten:
Frame Time 0,125ms
Bytes / Frame 1
Frame / Paket 240
Encoding Delay 0,25ms
Decoding Delay 0,125ms

Auswertung:
Bei den 3 Clients, welche über das LAN an den Telefonie-Server angebunden sind, gibt es keinerlei Qualitätsprobleme. Dies liegt zum Einen an der Aktivierung der QoS-Paketplaner, womit eine gesicherte Bandbreite und nur ganz geringe Verzögerungszeiten realisiert werden können. Diese Sicherung ist bei der Übertragung der Sprachpakete mittels des Internets jedoch nicht möglich, was zugleich die hohe Verlustrate und die hohen Werte der Jitter und Delay aufzeigt. Die Sprachqualität leidet natürlich unter diesen Werten, obwohl diese nur objektiv gemessen werden kann. Bei Sprachkommunikationstests war deutlich ersichtlich das die Sprachqualität innerhalb des lokalen Netzwerkes bedeutend besser abschneidet als über das Internet.

Codec ITU-T G.726
Dieser Codec arbeitet mit einer Bandbreite von 32 Kbit/s ( 16 - 40 Kbit/s ).

Technische Daten:
Frame Time 0,25ms
Bytes / Frame 1
Frame / Paket 120
Encoding Delay 0,5ms
Decoding Delay 0,25ms

Auswertung:
Bei der Analyse und Betrachtung des Codec ITU-T G.726 schnitten die beiden Clients, welche direkt durch einen Hub mit dem Telefonie-Server verbunden sind, bei der Testauswertung und dem Sprachqualitätstest am besten ab. Bei diesen beiden ist deutlich zu erkennen, dass Jitter und Delay nicht überschritten sind. Dies spiegelte sich durch eine gute Sprachqualität auch bei den Telefonaten mittels dieses Codecs wider. Bei der Kommunikation mit dem sich im Netzwerk befindlichen Client ( Sekretariat ) ist aufgefallen, dass die Sprachqualität ab und zu kleine Störungen aufzeigte, was für die Gesprächsteilnehmer als störend empfunden werden könnte. Bei der Kommunikation mittels des TeleClientLpz01, welcher über das Internet angebunden ist, war bei den Testdurchläufen eine durchgängig gute Sprachqualität zu verzeichnen. Zudem weist dieser Codec die kleinste Verlustrate bei der Internet-Kommunikation auf.

Codec ITU-T G.729
Dieser Codec arbeitet mit einer Bandbreite von 8 Kbit/s.

Technische Daten:
Frame Time 10ms
Bytes / Frame 10
Frame / Paket 3
Encoding Delay 25ms
Decoding Delay 10ms

Auswertung:
Bei der Auswertung des 3. Codec ist aufgefallen, dass die Sprachqualität der unternehmensinternen Clients ein identisches Niveau besaß, welches öfters durch Varianzschwankungen gekennzeichnet war. Dies hängt mit der starken Komprimierung zusammen, die auch die Systemleistung in Mitleidenschaft ziehen kann, da diese Komprimierung Prozessorleistung benötigt. Die Sprachqualität des Internet-Clients mittels dieses Codecs war von allen getesteten Varianten objektiv die am schlechtesten.

Zudem ist die Kommunikation ( IP-Telefonie ) mittels der Codec ITU-T G.726 und ITU-T G.729 über ein Analogmodem realisierbar, welches die IP-Telefonie für Analog-modemnutzer interessant machen dürfte ( Diagramme mittels Analogmodem siehe Anhang G - VoIP Jitterbug Diagramme ).

Zusammenfassung: Nach ausführlichem Testen der einzelnen Codec und deren Varianten wird der Einsatz des Codec ITU-T G.711 im unternehmensinternen Netzwerk realisiert, da mittels diesem die höchste Bandbreite für die Kommunikation bereitgestellt wird, welche des Weiteren für die Video-Telefonie eingesetzt werden kann. Zudem hat die Sprachqualität innerhalb des lokalen Netzwerkes und der Telefonie ins öffentliche Festnetz dieses Codecs überzeugt. Für die Anbindung der Internet-Telefonie-Clients ist dieser Codec jedoch in diesem Testfall nicht geeignet. Hierfür wird der Codec ITU-T G.726, welcher den subjektiv besten Eindruck der Internet-Telefonie hinterlassen hat, eingesetzt. Somit erfolgt die Konfiguration des VoIP-Systems entsprechend der eben beschrieben Einsatzvariante.

4. Sprachqualität