Quality of Analysis (QoA)

Dieser Begriff steht für höchste Präzision bei der Messung der VoIP-Qualität.

Hier erfahren Sie warum QoA weit mehr leistet, als bisher bekannte Technologien...

Analyse und Diagnose sind untrennbar miteinander verknüpft, besitzen allerdings eine jeweils sehr spezifische Bedeutung. Quality of Analysis widmet sich ausschließlich der Erfassung, Beschreibung, Bewertung und Darstellung der für die VoIP-Qualität relevanten Parameter – in bisher unbekannter Aussagekraft und Präzision. QoA ist gleichzeitig auch Basis für Quality of Diagnosis. Konsequenterweise liegt der Fokus auch nicht auf der Berechnung irgendwelcher Scores, sondern auf Problemlösung. Das hat unmittelbare positive Auswirkungen auf den zeitlichen Aufwand und die Kosten für VoIP-Readiness, Troubleshooting oder Monitoring. Lesen Sie mehr nach der folgenden Kurzdarstellung...

Passives Monitoring

Grundlage ist das passive Monitoring von VoIP-Gesprächen. Eines der Hauptmerkmale von QoA ist dabei die Berücksichtigung der kompletten Folge von VoIP- (RTP-) Paketen aller VoIP-Gespräche an dem(n) zu untersuchenden Messpunkt(en). Damit werden sämtliche Troubleshooting- und Service Level-Monitoring-Szenarien abgedeckt. Für VoIP Readiness Checks kommen zusätzlich noch hochstabile, selbstüberwachende VoIP Call-Generatoren zum Einsatz.

Key Performance Indicator

Von entscheidender Bedeutung ist jedoch bereits die Auswahl der richtigen Key Performance Indicator, also der Werte, mit welchen man die VoIP-Qualität beschreiben möchte. So ist der Jitter zwar sehr populär, obwohl es sich hier lediglich um einen sekundären, aus der Interarrival Time (dem Abstand zweier aufeinander folgender VoIP-Pakete) abgeleiteten Parameter handelt. Substantielle Informationen zur VoIP-Qualität gehen allerdings unwiederbringlich verloren. QoA präferiert daher u.a. die Interarrival Time.

Bei der Erzeugung der VoIP-Qualitätsinformationen werden von jedem Paket nur die wirklich relevanten, veränderlichen Parameter bzw. Informationen, wie Messzeitstempel, RTP-Sequenznummer, etc. verwendet. Adressen und UDP-Portnummern hingegen brauchen nur einmal pro VoIP-Gespräch erfasst werden.

Sprache & Datenschutz

Die sog. RTP-Payload, d.h. die vom Benutzer gesprochene Information, unterliegt nach ihrer Erzeugung im sendenden VoIP-Endpunkt keiner weiteren Veränderung mehr. Sie kann daher auch keinen Beitrag zur Bestimmung der VoIP-Qualität leisten und wird bereits bei Erfassung der VoIP-Pakete verworfen. Maximaler Datenschutz ist so zu jedem Zeitpunkt gewährleistet.

Skalierbarkeit & Aggregation

Die QoA-Technologie ist äußerst skalierbar und performant - sie funktioniert bei Carriern mit mehreren tausend gleichzeitigen VoIP-Gesprächen pro Messpunkt genau so zuverlässig, wie bei kleinen und großen Enterprise-Kunden. Das wird u.a. durch eine intelligente Zusammenfassung (Aggregation) der VoIP-Qualitätsinformationen erreicht. Dabei werden die paketbezogenen Daten pro VoIP-Gespräch für Intervalle von jeweils 5 Sekunden gesammelt – und zwar ohne jeglichen Informationsverlust !

Adäquate Informationsaufbereitung

Die bloße Verwendung der Interarrival Time hilft noch nicht weiter, sofern sie nur als Min. / Max. / Durchschnitt / Standardabweichung abgebildet wird. Das würde eine gravierende Verfälschung der Aussage zur VoIP-Qualität nach sich ziehen. Intelligente Aggregation bedeutet jedoch, dass alle Parameter entsprechend ihres jeweiligen Informationsgehaltes individuell behandelt werden. Erst die Verwendung sogenannter Histogramme (Häufigkeitsverteilungen der Parameter; siehe Histogramm-Grafik) erlaubt eine adäquate Darstellung (z.B. der Interarrival Time). Einer der entscheidenden Vorteile von Histogrammen besteht darin, dass die ursprünglichen Werte erhalten bleiben. Die Interarrival Time ist natürlich nur einer der relevanten Parameter zur Beschreibung der VoIP-Qualität.

Ein Wechsel von Codec oder SampleRate während eines VoIP-Gespräches stellt hingegen eine reine ja/nein-Information dar, für deren Speicherung lediglich je ein Bit (sog. Indikator) erforderlich ist.

VoIP-Quality Fingerprinting

Werden die Histogramme nun noch in einem sinnvollen Zeitraster (5 Sekunden Intervall) und mit der richtigen Granularität (5 ms) erzeugt, bilden sich im Falle von Störungen der VoIP-Qualität deterministische Muster -analog zu Fingerabdrücken- heraus. Gleiche Störungsursachen haben immer wieder die gleichen, unverwechselbaren Muster („Fingerabdrücke“) zur Folge ! Das Verfahren ist dabei so robust, dass auch die problemlose Erkennung häufig in der Praxis vorkommender Kombinationen von Störungsursachen sicher gestellt ist. Natürlich werden die wichtigsten, eindeutig identifizierbaren Fingerabdrücke automatisch den zugehörigen Störungsursachen zugeordnet. Mehr Info siehe Quality of Diagnosis ...

Separate Parameter

Da die einzelnen Parameter innerhalb der VoIP-Umgebung unterschiedlichen Einflüssen unterliegen, tragen sie auch in unterschiedlichem Maße zur Bestimmung der VoIP-Qualität bei. Sie werden bei QoA darum separat bewertet und abgespeichert, statt sie zu einem einzigen Wert bzw. Score mit durchaus zweifelhafter Aussagekraft zu kombinieren. Ein weiteres wesentliches Alleinstellungsmerkmal ist die Bewertung der Parameter auf Applikationsebene. Das bedeutet unter Anderem, die Applikation Sprache selbst als mögliche Ursache schlechter VoIP-Qualität erkennen zu können. Erfahrungen aus der Praxis zeigen nämlich, dass ca. 25-30% aller Probleme schon in den VoIP-Endpunkten hervorgerufen werden. Diese wären übrigens beim aktiven Monitoring (Verwendung künstlicher VoIP-Gespräche) überhaupt nicht erkennbar.

Zwischenstand

Fassen wir das bis dahin gesagte noch einmal kurz zusammen: für jedes VoIP-Gespräch wird in Echtzeit im Abstand von jeweils 5 Sekunden ein Datensatz erzeugt, der äußerst detaillierte und vor allem unverfälschte Informationen zur VoIP-Qualität enthält. Innerhalb eines solchen Datensatzes erfolgt eine Einzelbewertung aller Parameter / Informationen (gut = grün, akzeptabel = gelb, schlecht = rot), aus denen dann schließlich eine Gesamtbewertung der VoIP-Qualität des entsprechenden 5 Sekunden Intervalls resultiert. Passives Monitoring macht dabei auch die Erkennung von Fehlern des VoIP-Systems möglich.

Weitere Aggregation

Weisen in einem VoIP-Gespräch mehrere der bereits erwähnten, aufeinander folgenden 5 Sekunden Intervalle eine sehr gute Qualität auf, so werden deren Datensätze in einer weiteren Stufe der Aggregation erneut zusammengefasst und gezählt. In Summe tragen diese Maßnahmen schließlich dazu bei, dass die Menge der VoIP-Qualitätsdaten im Vergleich zum ursprünglichen VoIP-Verkehr um mehrere Zehnerpotenzen reduziert werden kann. Abhängig von Qualität und Länge der VoIP-Gespräche ist so ein theoretischer Aggregationsfaktor von bis zu 90.000 erreichbar (reale Werte liegen darunter). Das bedeutet rein praktisch, dass die Menge erzeugter Analyse- und Diagnosedaten mit steigender Qualität deutlich abnimmt.

Einzigartige Korrelation

Die hohe zeitliche Auflösung (5 Sekunden) von Analyse- und Diagnoseinformationen aller VoIP-Gespräche ist ein weiteres Alleinstellungsmerkmal von QoA und bietet entscheidende Vorteile bei der Fehlersuche. So kann erstmals zuverlässig der Qualitätsverlauf einzelner VoIP-Gespräche (Zeitpunkte und Intensität von Qualitätsproblemen; siehe Praxisbeispiel 1) beurteilt werden. In diesen sog. Korrelationsgrafiken entspricht jeder waagerechte, aus bunten Strichen bestehende Balken einem VoIP-Stream (eine Richtung eines VoIP-Gespräches). Je länger der Balken, desto länger der VoIP-Stream (das VoIP-Gespräch). Die farbigen Striche aus denen sich die Balken (Streams) zusammensetzen, repräsentieren die bereits weiter oben erwähnten Datensätze der 5 Sekunden Intervalle, dargestellt in einer, ihrer jeweiligen Gesamtqualität entsprechenden Farbe.

Topologie-Info

Neben der Bestimmung der Intensität von Störungen ist es so auch sehr leicht möglich, die Gleichzeitigkeit (Koinzidenz) von Qualitätsproblemen (siehe Praxisbeispiel 2) über mehrere oder alle VoIP-Gespräche hinweg zu erkennen.

Die in den Korrelationsgrafiken darzustellenden VoIP-Streams können über sehr leistungsfähige Filter nach diversen Kriterien (Endpunkt, Zeit und / oder Qualität) effizient selektiert werden. Quell- und Zieladressen (MAC, IP), ggf. individuelle Informationen (Name, Telefonnummer) sowie Angaben zum erfassenden Messpunkt für alle VoIP-Streams (bei den Praxisbeispielen aus Datenschutz-Gründen nicht dargestellt) ergänzen die Korrelationsgrafiken. Sie stellen damit quasi ein datentechnisches Abbild der Topologie einer untersuchten VoIP-Umgebung dar und bieten eine einmalige Unterstützung bei der Lokalisierung der Ursachen von VoIP-Qualitätsproblemen.

Bemerkenswerte Übersicht

Und um auch bei einer sehr hohen Anzahl von VoIP-Gesprächen immer den genauen Überblick zu behalten, steht mit dem Lastprofil (Beispiel: einwöchiges Lastprofil eines Enterprise VoIP-Systems) schließlich noch eine weitere hierarchische Verdichtung der VoIP-Qualitätsdaten zur Verfügung. Äußerlich zunächst unspektakulär ist beim Lastprofil jedoch bemerkenswert, dass es auf der gesamten Informationsvielfalt der Datensätze von Analyse und Diagnose aller 5 Sekunden Intervalle beruht ! Es vermittelt somit nicht nur einen sofortigen Eindruck von der Auslastung, sondern auch von der realen Qualitätsverteilung innerhalb einer VoIP-Umgebung.

Die Vorteile und Alleinstellungsmerkmale von QoA auf einen Blick:

  • passives Monitoring, d.h. Analyse realer VoIP-Gespräche (bei VoIP-Readiness Checks zusätzlicher Einsatz von hochstabilen, selbstüberwachenden VoIP Call-Generatoren)

  • Berücksichtigung aller VoIP- (RTP-) Pakete aller VoIP-Gespräche

  • Verwendung der für VoIP-Qualität wirklich relevanten Parameter / Informationen (Key Performance Indicator), wie z.B. Interarrival Time

  • adäquate und separate Aufbereitung der Parameter / Informationen entsprechend ihrem jeweiligen Informationsgehalt, u.a. durch Verwendung von Histogrammen für die KPI

  • reproduzierbare, verfälschungsfreie Aussagen zur VoIP-Qualität

  • maximaler Datenschutz – die RTP-Payload (gesprochene Information) wird nicht benötigt

  • intelligente Aggregation aller Informationen im 5 Sekunden Raster ohne Informationsverlust

  • Beurteilung der Intensität und Gleichzeitigkeit von Störungen der VoIP-Qualität (Korrelationsgrafik) ermöglichen deren Lokalisierung

  • Bewertung der Parameter aus Sicht der Applikation Sprache (Application Level Analysis)

  • Verzicht auf verfälschende Kalkulation / Zusammenfassung von Parametern wie bei anderen Verfahren