Voice over IP: Dienstequalität zum Anhören Prof. Dr. J. Wehmeier

Kommentar zum ersten Telefon 1877: "Eine erstaunliche Erfindung. Aber wer sollte sie jemals benutzen wollen?" (US-Präsident Rutherford B. Hayes, 1822–1893)

Analoge Sprachübertragung: Qualität Störungen Rauschen Lautstärke Bandbreite

Digitale Sprachübertragung 1970-1980: Einführung digitaler Sprachübertragung 1986: Standard des europäischen ISDN

Digitale Sprachübertragung: Qualität Abtastfrequenz Quantisierungs- Rauschen Bitfehler

1 2 0 -1 1 1 0 1 1 -2 -2 -1 -1 0 2 2 0 0 0 -1 -1

Digitale Sprachübertragung Funktion 1 2 0 -1 1 1 0 1 1 -2 -2 -1 -1 0 2 2 0 0 0 -1 -1 Übertragung der Zahlen mit Abtastrate Direkte Kopplung der A/D und D/A- Umsetzer Interpolation durch Tiefpass

Digitale Sprachübertragung PLUS: Minimierung des analogen Rauschens Behebung der Distanz- abh. Lautstärkeprobleme Ausschluss analoger Störungen MINUS: Quantisierungsrauschen Clipping

2. Digitale Sprachübertragung: PCM L-COD LS KMP COD QUA A&H TP ADU NF L-DEC LE EXP DEC TP´ DAU NF´ Kanal NF: Niederfrequenzsignal NF´: rekonstruiertes Niederfrequenzsignal TP: Tiefpass TP´: Interpolationstiefpass A&H: Abtast- und Halteglied QUA: Quantisierung COD: Codierung DEC: Decodierung KMP: Kompression EXP: Expansion ADU: Analog-Digital-Umsetzer DAU: Digital-Analog-Umsetzer LCOD: Leitungscodierer LDEC: Leitungsdecodierer LS: Leitungssender LE: Leitungsempfänger

Paket- basierte Sprachübertragung 1973: Erste Sprachpakete 1977: NVP: Network Voice Protocol 1980: IP: Internet Protocol 1998: H.323: Sprache über Internet 1999: Definition des SIP: Session Initiation Protocol

Paket- basierte Sprachübertragung Funktion Statt: kontinuierlicher Übertragung der Abtastwerte Nunmehr: Zusammenfassung mehrerer Abtastwerte zu Paketen

1 2 0 -1 1 1 0 1 1 -2 -2 -1 -1 0 2 2 0 0 0 -1 -1

Paket- basierte Sprachübertragung Was ist ein Paket? Ein Paket enthält … Hinweise auf den Inhalt Mehrfachverpackung Diebstahlsicherung Verwendungszweck Optionen (schnell, etc.) … Daten, Adresse Absender Datum der Aufgabe Ggf. Nummer des Paketes

Paket- basierte Sprachübertragung Verpackungseigenschaften Und vielleicht … Prüfsumme Laufende Nummer Uhrzeit (timestamp) Verschlüsselung Informationen zum Weg …

Paket- basierte Sprachübertragung Neue Qualitätsprobleme nach PCM: signifikante Laufzeiten oberhalb von 20 ms Unterschiedliche Laufzeiten (Jitter) Reihenfolge der Pakete verändert Fehler im Paket, Paketverlust Echo

Paket- basierte Sprachübertragung QoS: Feature oder systematisches Problem? paketisiert analog Lautstärke Bandbreite Störungen Rauschen Paketverlust Verzögerung Jitter Echo Bitfehler Codec digital Bitrate Bitfehler Clipping Quantisierungs- rauschen Abtastfrequenz Anzahl der Bits QoS

Paket- basierte Sprachübertragung Auswahl Codecs G711: ISDN PCM: 8 Bit, 8 kHz (64 kBit/s) G723.1: Multiple Maximum Likelihood Quantisierung: 6,4 kBit/s, Verzögerung 67,5 ms G.729: Segment- orientiert: 10 ms, Vocoder- Technik, Differenzinformation, Verzögerung 25ms

VoIP Labor (SIP-LAB) Server Router/Switch Asterisk Server DHCP Server Ethernet Asterisk Server DHCP Server NETEM Softphone Router/Switch Ethernet Snom 360 Snom 320 Grandstream

VoIP Labor (SIP-LAB) - TK-Anlage als Software-Applikation auf einem PC - Unterstützung von: - Analog-Telefonie - ISDN-Telefonie - VoIP-Telefonie VoIP Labor (SIP-LAB) Server Ethernet Asterisk Server DHCP Server NETEM Softphone Router/Switch Ethernet Snom 360 Snom 320 Grandstream

VoIP Labor (SIP-LAB) Änderung von: Delay Jitter Paket-Loss Korrupte Paket Reordering Duplikate VoIP Labor (SIP-LAB) Server Ethernet Asterisk Server DHCP Server NETEM Softphone Router/Switch Ethernet Snom 360 Snom 320 Grandstream

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VoIP an der Fachhochschule Hannover „Für Leute, die Frieden und Stille lieben: Die telefonlose Schnur.“ D A N K E