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Voice over IP: Dienstequalität zum Anhören

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

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Presentation Transcript

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

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

  3. Analoge Sprachübertragung: Qualität • Störungen • Rauschen • Lautstärke • Bandbreite

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

  5. Digitale Sprachübertragung: Qualität • Abtastfrequenz • Quantisierungs- Rauschen • Bitfehler

  6. 1 2 0 -1 1 1 0 1 1 -2 -2 -1 -1 0 2 2 0 0 0 -1 -1

  7. Digitale SprachübertragungFunktion • Übertragung der Zahlen mit Abtastrate • Direkte Kopplung der A/D und D/A- Umsetzer • Interpolation durch Tiefpass 1 2 0 -1 1 1 0 1 1 -2 -2 -1 -1 0 2 2 0 0 0 -1 -1

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

  9. ADU L-COD A&H KMP NF COD TP QUA LS Kanal DAU L-DEC NF´ TP´ EXP DEC LE 2. Digitale Sprachübertragung: PCM 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

  10. 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

  11. Paket- basierte SprachübertragungFunktion Statt:kontinuierlicher Übertragung der Abtastwerte Nunmehr: Zusammenfassung mehrerer Abtastwerte zu Paketen

  12. 1 2 0 -1 1 1 0 1 1 -2 -2 -1 -1 0 2 2 0 0 0 -1 -1

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

  14. Paket- basierte SprachübertragungVerpackungseigenschaften Und vielleicht … • Prüfsumme • Laufende Nummer • Uhrzeit (timestamp) • Verschlüsselung • Informationen zum Weg • …

  15. 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

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

  17. Paket- basierte Sprachübertragung Auswahl Codecs • G711: ISDNPCM: 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

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

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

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

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

  22. VoIP Labor (SIP-LAB) Audio Netz Daten Netz Analysator Audio-Kabel Ethernet Server Router/Switch Line out Ethernet Line In Audio-Kabel L-Kanal Snom 320 Audio-Kabel R-Kanal Snom 360

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

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