von Redaktion IT-A…
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Anforderungen an Voice over WLAN (1)
Die Kombination der VoIP-Technologie mit den Wireless LAN-Ressourcen schafft die Voraussetzung für die Realisierung von Voice over Wireless LANs – VoWLANs – und ermöglicht eine noch tiefere Integration der Sprache in die Unternehmensstrukturen. Die Telekommunikation stellt jedoch besonders zeitkritische Anforderungen an die Unternehmensnetze. Selbst geringe Störungen führen bei VoWLAN-Systemen zum Ausfall der Dienste oder zur signifikanten Verschlechterung der Qualität. Dieser erste Teil unseres Online-Workshops zeigt auf, welchen Einfluss Roaming, Queuing und Sicherheit auf die WLAN-Performance haben und wie sich negative Einflüsse reduzieren lassen.
Die Performance gehört natürlich zu den wichtigsten Kriterien bei der Bewertung der VoWLAN-Dienste. Die Kapazität des Netzes bestimmt zwangsläufig die maximale Anzahl an gleichzeitigen VoIP/VoWLAN-Telefonaten. Dieser Parameter ist abhängig von der verfügbaren Bandbreite des Systems sowie der effizienten Nutzung der Bandbreite. Auch kommt der Verfügbarkeit bei VoWLAN-Systemen eine besonders hohe Bedeutung zu.
Anforderungen an die WLAN-Technologie
Der VoWLAN-Service muss eine Verfügbarkeit von 24x7 aufweisen. Die so genannte Uptime wird durch die Zuverlässigkeit der Übertragungskomponenten, die Redundanz und eine schnelle Umschaltung im Fehlerfall bestimmt. Die Verfügbarkeit wird durch die Abdeckung des Funkfeldes, somit durch die Dichte der Access Points und durch lokal auftretende Störungen bestimmt. Die Gesprächszeit beziehungsweise die Verfügbarkeit der Kommunikationsressource ist beispielsweise abhängig von der Batterie der mobilen Endgeräte. Daher müssen die mobilen Telefone über effiziente Stromsparmechanismen für das integrierte WLAN-Interface verfügen. Da die Mobilität eine der Schlüsselkomponenten der Verfügbarkeit der Dienste ist, muss darauf geachtet werden, dass das WLAN-System (bestehend aus mehreren Access Points) nicht die Verbindungen zu den mobilen Geräten verliert. Die Mobilität wird durch das Roaming und die für den Roaming-Prozess notwendige Zeit bestimmt. Die Betriebskosten eines VoWLAN-Systems bestimmen im Wesentlichen die Faktoren Sicherheit, Wartung und Management.
Die Sicherheit ist ein zentraler Faktor jeder für das Unternehmen wichtigen Anwendung. Das Thema ist bei WLANs natürlich wesentlich komplexer als bei den kabelgebundenen Technologien. Nur durch zusätzliche Sicherheitsmechanismen und -protokolle lassen sich funkbasierte Netzwerke absichern.
Das Management der Netzkomponenten gehört zu den wichtigen Parametern für den Netzbetrieb. Skalierungsprobleme und geringe Verfügbarkeit können unter Umständen dadurch beeinflusst werden, dass im Bereich des Managements gespart wurde. Natürlich darf bei aller Fokussierung auf technische Parameter nicht vergessen werden, dass die Netzinfrastruktur einfach in der Wartung und die zugrunde liegende Architektur skalierbar sein muss. Die geschilderten Anforderungen sind im Vergleich mit den kabelgebundenen Lösungen (Ethernet) bei der heute verfügbaren WLAN-Technologie erheblich schwerer zu erreichen.
Spezielles Augenmerk müssen Sie bei den Charakteristiken der WLANs auf die richtige Integration des zeitkritischen VoWLAN legen. Das IEEE 802.11-Protokoll ist relativ komplex aufgebaut und muss mit einem Shared Medium und dem limitierten Spektrum umgehen. Zur effizienten Übermittlung von zeitkritischen Daten sind bereits im MAC-Layer die notwendigen QoS-Mechanismen integriert. Auch werden komplexe Sicherheitsmechanismen zur Verhinderung des Mithörens der übertragenen Daten genutzt. Eine der Voraussetzung für die Mobilität ist die Unterstützung von Roaming-Diensten durch den MAC-Layer und die Bereitstellung spezieller Dienste für die mobilen Endgeräte. Hierzu gehören beispielsweise das aktive Scannen des Mediums und das Load Balancing, um ein Maximum an Verbindungsverfügbarkeit sicherstellen zu können.
Performance-Grenzen
Mit Hilfe eines Testaufbaus lassen sich VoWLAN-Telefone in 802.11b/g-Umgebungen (APs und Switches) überprüfen. Vergleichen Sie jedoch VoIP-Telefone von unterschiedlichen Herstellern (und verändern die WLAN/LAN-Infrastruktur nicht), erhalten Sie erheblich voneinander abweichende Ergebnisse.
Die Übermittlung von VoIP-Verkehr stellt einen erheblichen Lastfaktor für die Übertragungskapazität der WLAN-Komponenten dar. Ohne die Unterstützung der Priorisierung (nicht aktivierter QoS) lassen sich in vielen Fällen nicht mehr als vier bis fünf Sprachverbindung pro AP erzielen. Mit aktivierten QoS erhöht sich die Anzahl der aktiven Sprachverbindungen auf acht (16 mobile WLAN-Telefone). In einer solchen Konfiguration sind auffällig hohe Verbindungsabbrüche und schlechte R-Werte festzustellen. Da die Messergebnisse alle theoretischen Berechnungen über den Haufen werfen, müssen wir diesem Phänomen auf den Grund gehen: Jeder normale VoWLAN-Datenstrom benötigt für die Übermittlung nur zwischen 67 bis 70 KBit/s an verfügbarerer Bandbreite. Daher müsste ein 11 MBit/s 802.11b-WLAN in der Lage sein, mehr als 50 simultane VoIP-Ströme problemlos zu übermitteln. In der Praxis entsteht durch die Anzahl an kurzen Paketen ein extrem hoher Overhead, der zu einer erhöhten Netzlast führt und somit die Durchsatzkapazität reduziert.
Mathias Hein und Axel Simon/jp/ln
Anforderungen an die WLAN-Technologie
Der VoWLAN-Service muss eine Verfügbarkeit von 24x7 aufweisen. Die so genannte Uptime wird durch die Zuverlässigkeit der Übertragungskomponenten, die Redundanz und eine schnelle Umschaltung im Fehlerfall bestimmt. Die Verfügbarkeit wird durch die Abdeckung des Funkfeldes, somit durch die Dichte der Access Points und durch lokal auftretende Störungen bestimmt. Die Gesprächszeit beziehungsweise die Verfügbarkeit der Kommunikationsressource ist beispielsweise abhängig von der Batterie der mobilen Endgeräte. Daher müssen die mobilen Telefone über effiziente Stromsparmechanismen für das integrierte WLAN-Interface verfügen. Da die Mobilität eine der Schlüsselkomponenten der Verfügbarkeit der Dienste ist, muss darauf geachtet werden, dass das WLAN-System (bestehend aus mehreren Access Points) nicht die Verbindungen zu den mobilen Geräten verliert. Die Mobilität wird durch das Roaming und die für den Roaming-Prozess notwendige Zeit bestimmt. Die Betriebskosten eines VoWLAN-Systems bestimmen im Wesentlichen die Faktoren Sicherheit, Wartung und Management.
Die Sicherheit ist ein zentraler Faktor jeder für das Unternehmen wichtigen Anwendung. Das Thema ist bei WLANs natürlich wesentlich komplexer als bei den kabelgebundenen Technologien. Nur durch zusätzliche Sicherheitsmechanismen und -protokolle lassen sich funkbasierte Netzwerke absichern.
Das Management der Netzkomponenten gehört zu den wichtigen Parametern für den Netzbetrieb. Skalierungsprobleme und geringe Verfügbarkeit können unter Umständen dadurch beeinflusst werden, dass im Bereich des Managements gespart wurde. Natürlich darf bei aller Fokussierung auf technische Parameter nicht vergessen werden, dass die Netzinfrastruktur einfach in der Wartung und die zugrunde liegende Architektur skalierbar sein muss. Die geschilderten Anforderungen sind im Vergleich mit den kabelgebundenen Lösungen (Ethernet) bei der heute verfügbaren WLAN-Technologie erheblich schwerer zu erreichen.
Spezielles Augenmerk müssen Sie bei den Charakteristiken der WLANs auf die richtige Integration des zeitkritischen VoWLAN legen. Das IEEE 802.11-Protokoll ist relativ komplex aufgebaut und muss mit einem Shared Medium und dem limitierten Spektrum umgehen. Zur effizienten Übermittlung von zeitkritischen Daten sind bereits im MAC-Layer die notwendigen QoS-Mechanismen integriert. Auch werden komplexe Sicherheitsmechanismen zur Verhinderung des Mithörens der übertragenen Daten genutzt. Eine der Voraussetzung für die Mobilität ist die Unterstützung von Roaming-Diensten durch den MAC-Layer und die Bereitstellung spezieller Dienste für die mobilen Endgeräte. Hierzu gehören beispielsweise das aktive Scannen des Mediums und das Load Balancing, um ein Maximum an Verbindungsverfügbarkeit sicherstellen zu können.
Performance-Grenzen
Mit Hilfe eines Testaufbaus lassen sich VoWLAN-Telefone in 802.11b/g-Umgebungen (APs und Switches) überprüfen. Vergleichen Sie jedoch VoIP-Telefone von unterschiedlichen Herstellern (und verändern die WLAN/LAN-Infrastruktur nicht), erhalten Sie erheblich voneinander abweichende Ergebnisse.
Die Übermittlung von VoIP-Verkehr stellt einen erheblichen Lastfaktor für die Übertragungskapazität der WLAN-Komponenten dar. Ohne die Unterstützung der Priorisierung (nicht aktivierter QoS) lassen sich in vielen Fällen nicht mehr als vier bis fünf Sprachverbindung pro AP erzielen. Mit aktivierten QoS erhöht sich die Anzahl der aktiven Sprachverbindungen auf acht (16 mobile WLAN-Telefone). In einer solchen Konfiguration sind auffällig hohe Verbindungsabbrüche und schlechte R-Werte festzustellen. Da die Messergebnisse alle theoretischen Berechnungen über den Haufen werfen, müssen wir diesem Phänomen auf den Grund gehen: Jeder normale VoWLAN-Datenstrom benötigt für die Übermittlung nur zwischen 67 bis 70 KBit/s an verfügbarerer Bandbreite. Daher müsste ein 11 MBit/s 802.11b-WLAN in der Lage sein, mehr als 50 simultane VoIP-Ströme problemlos zu übermitteln. In der Praxis entsteht durch die Anzahl an kurzen Paketen ein extrem hoher Overhead, der zu einer erhöhten Netzlast führt und somit die Durchsatzkapazität reduziert.
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Mathias Hein und Axel Simon/jp/ln
