Quality of Diagnosis (QoD)

Hier werden mittels Mustererkennung verlässliche Diagnosen gestellt – konkrete Aussagen zur Ursache schlechter VoIP-Qualität

Denn erst die genaue Kenntnis der tatsächlichen Ursachen erlaubt das gezielte Einleiten der richtigen Maßnahmen zur Fehlerbehebung.

Schon die Leistungsfähigkeit von Quality of Analysis differenziert sich deutlich vom bisherigen Stand der Technik. Doch hier geht es um die Königsdisziplin – das automatische Erkennen der konkreten Ursachen schlechter VoIP-Qualität (Root Cause Diagnosis). Oft sprechen Andere zu Unrecht von Diagnose. QoD setzt auch hier neue Maßstäbe.

Analogie zur Spekralanalyse

Am Besten lässt sich das Prinzip der VoIP-Diagnose durch eine einfache Analogie (einer von vielen möglichen) vermitteln. Bereits im 19. Jahrhundert entdeckte man, dass chemische Elemente an Hand individueller Kombinationen von Spektrallinien eineindeutig identifiziert werden können. Die nebenstehende Grafik zeigt exemplarisch das Emissionsspektrum des Stickstoffs (N) sowie den dazugehörigen Ausschnitt aus dem Periodensystem der Elemente. Bekanntlich funktioniert das Ganze selbst dann noch sicher, wenn die Elemente nicht mehr nur in ihrer reinen Form vorliegen. Unbestritten ist auch, dass das moderne Leben des 21. Jahrhunderts ohne diese fundamentale Erkenntnis schlichtweg unmöglich wäre. Früher glaubte man hingegen, aus unedlen Stoffen Gold herstellen zu können – das ist eben der Unterschied zwischen Alchemie und Chemie – zwischen Spekulation und Faktenwissen !

Mustererkennung bei der Interarrival Time

Ganz ähnlich wie bei den Spektrallinien verhält es sich mit der Erkennung und Interpretation von Mustern, welche u.a. in den Histogrammen der Interarrival Time (siehe Quality of Analysis) entstehen. Die jahrelange VoIP-Troubleshooting-Praxis in zahlreichen Enterprise- und Carrier-Projekten hat gezeigt, dass gleiche Ursachen immer wieder die gleichen Wirkungen d.h. Muster hervorrufen. Ein solch eineindeutiger Zusammenhang von Ursache und Wirkung wird als deterministisch bezeichnet. Das theoretische Verständnis der Entstehung dieser typischen Interarrival Time-Muster war schließlich Basis für die Entwicklung der automatischen Quality of Diagnosis-Technologie (QoD).

Überlagerung kein Problem

Analog zu den chemischen Elementen treten die unterschiedlichen Störungen der VoIP-Qualität auch nicht immer isoliert voneinander auf. Wie der praktische Einsatz gezeigt hat, ist das für QoD überhaupt kein Problem, weil sich die einzelnen Muster sehr deutlich differenzieren ! Auf Grund der Tatsache dass die VoIP-Qualitätsdaten durch passives Monitoring gewonnen werden, ist erstmals auch die Diagnose der ca. 25-30% bereits im VoIP-System hervorgerufenen Störungen möglich. Im Zusammenhang mit der VoIP-Diagnose wird umgangssprachlich auch gerne von den „Fingerabdrücken“ der jeweiligen Störungen gesprochen.

Klassifizierung als Basis für passende Maßnahmen

Gleichermaßen, wie das Periodensystem z.B. die Unterscheidung nach Nichtmetallen, Halbmetallen und Metallen ermöglicht, existiert auch für die Störungen der VoIP-Qualität eine eindeutige Systematik. Neben der grundsätzlichen Zuordnung zu IP-Netzwerk bzw. VoIP-System erfolgt eine entsprechende Klassifizierung (Implementierung, Konfiguration, Auslastung). Das ist wesentlich, da die einzelnen Störungen -genau wie Nichtmetalle und Metalle- völlig unterschiedlicher Natur sind und somit ebenso unterschiedliche Maßnahmen zu ihrer Beseitigung erfordern (siehe nebenstehende Grafik).

Unter VoIP-System werden dabei alle Geräte oder Instanzen verstanden, welche eine eigene VoIP-Intelligenz (RTP-Stack) besitzen. IP-Netzwerke können demgegenüber auf Grund ihrer Transparenz in Bezug auf Applikationen keine Implementierungsprobleme aufweisen. Alle von QoD erstellten Diagnosen lassen sich den so entstandenen 5 Clustern zuordnen.

Angesichts einer solchen Vielzahl an Fehlermöglichkeiten ist es unverständlich, dass bei Problemen mit der VoIP-Qualität häufig nur allzu schnell die Auslastung des IP-Netzwerkes in Verdacht gerät. Störungen im VoIP-System bzw. Kombinationen aus mehreren verschiedenen Störungen sind jedoch an der Tagesordnung ! Das erklärt letztlich auch die, nach teils wochen- bzw. monatelanger Fehlersuche immer noch geringe „Aufklärungsrate“ herkömmlichen Tools.

Klare Differenzierung

Auch an dieser Stelle soll ein kurzes Resümee das Verständnis von QoD erleichtern. Die Feststellung von Jitter (aus der Interarrival Time abgeleiteter, mittelbarer Parameter) ist ein klarer Fall von Analyse. Erst wenn aus dem zugehörigen Interarrival Time Histogramm auf die konkrete Ursache dieses Jitters geschlossen werden kann (z.B. „Sender Synchronization“, d.h. ein Implementierungsfehler im VoIP-System), handelt es sich eindeutig um Diagnose. Vor dem Hintergrund dieser klaren Definition kann den meisten Tools am Markt trotz anders lautender Marketing-Statements lediglich Analysefähigkeit zugesprochen werden.

Eindeutige Diagnosen

Genau wie bei der Analyse werden auch die Diagnose-Informationen für jedes VoIP-Gespräch im 5 Sekunden-Takt automatisch bereit gestellt (siehe Beispiel). Nicht alle Diagnosen lassen sich jedoch automatisch erstellen. Das ist auch leicht nachvollziehbar, denkt man beispielsweise an bisher unbekannte Implementierungsfehler oder an extremen Jitter, welcher die automatische Mustererkennung erschweren kann. Dank der extremen Genauigkeit und der hohen Aussagekraft der erzeugten Analysedaten (QoA), die jede Abweichung vom Sollzustand zuverlässig erfassen, sind Experten auf Grund ihrer Erfahrungen jedoch in der Lage, auch in solchen Fällen sichere Diagnosen zu stellen.

Die Vorteile und Alleinstellungsmerkmale von QoD auf einen Blick:

  • Diagnosis: im wahrsten Sinne des Wortes - „Gnosis“ (griech.) bedeutet „(Er)Kenntnis

  • das Resultat ist die signifikante Minimierung der Kosten für Betrieb und Fehlerbehebung

  • das Prinzip des passiven Monitoring erlaubt erstmals auch eine Diagnose der durchschnittlich 25-30% von Störungen, die bereits in den VoIP-Systemen (IP-Phones, VoIP-Clients, VoIP-Gateways, Media Gateways, SBC, IAD, etc.) verursacht werden

  • das Verstehen der Natur bzw. des Charakters von Problemen mit der VoIP-Qualität ist Voraussetzung für die Zuordnung zu konkreten Ursachen (Root Cause Diagnosis)

  • erst mit der Zuordnung zu konkreten Ursachen wird eine gezielte Problembehebung, d.h. das Einleiten der richtigen, den Ursachen entsprechenden Maßnahmen möglich

  • die Diagnose erfolgt im Wesentlichen mittels automatischer Erkennung und Interpretation deterministischer Muster („Fingerabdrücke“) in den Analysedaten

  • das Verfahren ist so robust, dass es auch bei der Überlagerung von Störungen sicher funktioniert