Erstellung eines Konzepts zur Analyse der Sprachqualität in Next Generation Networks

Diploma Thesis , 2011 , 85 Pages

Computer Science - Technical Computer Science

Next Generation Networks (NGN) ermöglichen den Telekommunikationsanbietern ein möglichst einheitliches Übertragungsverfahren für verschiedene Dienste. Auch Telefo-nie gehört dazu und wird heutzutage über NGN-Netze abgewickelt.
Die Sprachqualität spielt in NGN´s eine entscheidende Rolle, denn die Güte der alten Telefontechnik, wie beispielsweise ISDN, kann trotz qualitätssichernder Maßnahmen, kaum erreicht werden. Verschiedene Störfaktoren, wie Echo, Verzögerung und Paket-verluste können die Gesprächsqualität negativ beeinflussen.
Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Erstellung eines Konzepts, mit dessen Hilfe die Sprachqualität in NGN´s ermittelt werden kann.
Hierbei wurde sowohl auf standardisierte Messmodelle als auch auf gezielte Auswer-tung der Störfaktoren eingegangen. Hierauf bezogen wurden in dieser Diplomarbeit so-wohl fertige Messlösungen, als auch eine selbst programmierbare Alternative vorge-stellt.
Für die Ermittlung der Sprachqualität mithilfe einer Standard-Messlösung spielen diver-se Faktoren eine Rolle, hierzu wurden verschiedene Methoden und Szenarien in dieser Arbeit vorgestellt.
Je nach Unternehmen, dessen Strategie und vor allem dessen Infrastruktur muss die in dem Konzept beschriebenen Messmethoden und Messverfahren mit mehr oder weniger starker Gewichtung berücksichtigt werden.

Inhaltsverzeichnis

• 1 Einleitung
• 1.1 Einführung
• 1.2 Motivation und Zielsetzung
• 2 Grundlagen
• 2.1 Netztechnologien für Sprachdienste
• 2.1.1 Klassische Telefonnetze
• 2.1.2 Netze der nächsten Generation — Next Generation Network
• 2.2 Protokolle
• 2.2.1 ATM (Asynchronous Transfer Mode)
• 2.2.2 SDH (Synchrone Digitale Hierarchie)
• 2.2.3 IPv4 (Internet Protocol Version 4)
• 2.2.4 IPv6 (Internet Protocol Version 6)
• 2.2.5 TCP (Transmission Control Protocol)
• 2.2.6 UDP (User Datagram Protocol)
• 2.2.7 RTP (Real Time Transport Protocol)
• 2.2.8 RTCP (Real-time control Protocol)
• 2.2.9 SIP (Session Initiation Protocol)
• 2.3 Sprachkodierung
• 2.3.1 PCM (Puls-Code-Modulation)
• 2.3.2 DPCM (Differenz-Puls-Code-Modulation)
• 2.3.3 LD-CELP (Low-Delay Code-Excited Linear-Predictive)
• 2.3.4 CS-ACELP (Conjugate Structure Algebraic Code-Excited Linear-Predictive)
• 2.4 Sprachqualität
• 2.5 Störfaktoren
• 2.5.1 Echo
• 2.5.2 Delay
• 2.5.3 Jitter
• 2.5.4 Packet loss
• 2.6 Messmodelle
• 2.6.1 MOS (Mean Opinion Score)
• 2.6.2 PESQ (Perceptual Evaluation Of Speech Quality)
• 2.6.3 E-Modell
• 2.6.4 R-Faktor
• 3 Konzept
• 3.1 Auswahl des Messverfahren
• 3.2 Evaluierung der Mess-Lösungen
• 3.2.1 VQmon
• 3.2.2 Zumara
• 3.2.3 Opera
• 3.2.4 Tramclyser TraceSim VoIP
• 3.2.5 Alternative
• 3.2.6 Beurteilung
• 4 Systemkonzeptionierung
• 4.1 Technische Voraussetzung
• 4.2 Testumgebung
• 4.2.1 Messmethode
• 4.2.2 Messszenarien
• 4.2.3 Codecs
• 4.2.4 Auslastung
• 4.2.5 Messphasen
• 5 Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Diplomarbeit zielt darauf ab, ein Konzept zur Analyse der Sprachqualität in Next Generation Networks (NGN) zu entwickeln. Das Konzept soll insbesondere für die QSC AG nutzbar sein, um Engpässe im NGN zu erkennen und eine Netzoptimierung zu ermöglichen. Die Arbeit konzentriert sich auf die objektive Messung der Sprachqualität und untersucht verschiedene Störfaktoren, die einen negativen Einfluss auf die Übertragung haben können.

• Untersuchung der Sprachqualität in Next Generation Networks (NGN)
• Entwicklung eines Konzepts zur Analyse von Störfaktoren wie Echo, Delay, Jitter und Packet loss
• Evaluierung von Messlösungen und deren Eignung für NGN-Umgebungen
• Bewertung der verschiedenen Messmodelle und deren Einsatzmöglichkeiten
• Entwicklung einer praktikablen Messmethode für die QSC AG

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Bedeutung von Sprachübertragung in der heutigen Zeit heraus und beleuchtet die Herausforderungen, die sich durch den Übergang von klassischen Telefonnetzen zu Next Generation Networks (NGN) ergeben. Die Motivation und Zielsetzung der Arbeit werden klar definiert.

Kapitel 2 behandelt die Grundlagen der Sprachübertragung in NGN. Es werden verschiedene Netztechnologien, Protokolle, Sprachkodierungsverfahren und Störfaktoren sowie Messmodelle vorgestellt. Die wichtigsten Aspekte von ATM, SDH, IPv4, IPv6, TCP, UDP, RTP, RTCP und SIP werden erläutert. Die gängigen Sprachkodierungsverfahren PCM, DPCM, LD-CELP und CS-ACELP werden beschrieben. Die Störfaktoren Echo, Delay, Jitter und Packet loss werden hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Sprachqualität beleuchtet. Die Messmodelle MOS, PESQ und E-Modell werden vorgestellt und ihre Eignung für die Sprachqualitätsmessung in NGN diskutiert.

Kapitel 3 befasst sich mit der Auswahl eines geeigneten Messverfahrens. Es werden verschiedene Messsysteme und deren Funktionsweise vorgestellt. Die Vor- und Nachteile der aktiven und passiven Messmethoden werden analysiert. Die verschiedenen Messsysteme, wie VQmon, Zumara, Opera und Trafficlyser TraceSim VoIP, werden hinsichtlich ihrer Eignung für die Messung der Sprachqualität in NGN bewertet.

Kapitel 4 beschäftigt sich mit der Systemkonzeptionierung. Es werden die technischen Voraussetzungen für die Verwendung von Trafficlyser TraceSim VoIP erläutert. Die Testumgebung bei der QSC AG wird dargestellt und die verschiedenen Messmethoden, Messszenarien und Codecs werden im Detail behandelt. Die Bedeutung der Auslastung für die Sprachqualität wird hervorgehoben und verschiedene Messphasen, die bei der Auswertung der Sprachqualität berücksichtigt werden sollten, werden vorgestellt.

Das Fazit fasst die Ergebnisse der Arbeit zusammen und gibt einen Ausblick auf zukünftige Entwicklungen im Bereich der Sprachqualität in NGN.

Schlüsselwörter

Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen Next Generation Networks (NGN), Sprachqualität, Störfaktoren, Messmodelle, MOS, PESQ, E-Modell, R-Faktor, Delay, Jitter, Packet loss, VoIP, RTP, RTCP, SIP, Codecs, Messmethoden, aktive und passive Messmethoden, Trafficlyser TraceSim VoIP, QSC AG, Netzoptimierung.

• College: Wilhelm Büchner Hochschule Private Fernhochschule Darmstadt
• Author: Wishal Mehra (Author)
• Publication Year: 2011
• Pages: 85
• Catalog Number: V188157
• ISBN (eBook): 9783656117575
• ISBN (Book): 9783656117889
• Language: German
• Tags: Next Generation Network, NGN, Konzept, Informatik, Sprachqualität, r-Faktor, MOS, PESQ;, E-Modell, VQMON, Zumara, VoIP, Telefonnetz