Monitoring und Langzeitüberwachung für VoIP-, IPTV- und Videosysteme

Transkript

1 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme

2 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Kein Teil dieser Brschüre darf in irgendeiner Frm (Druck, Ftkpie, Mikrfilm der in einem anderen Verfahren) hne unsere vrherige schriftliche Genehmigung reprduziert der unter Verwendung elektrnischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt der verbreitet werden. Wir weisen darauf hin, dass die im Buch verwendeten Bezeichnungen und Markennamen der jeweiligen Firmen im Allgemeinen Warenzeichen, marken- der patentrechtlichem Schutz unterliegen. Cpyright: 2012 Nextragen GmbH Stand: 02/2012 Herausgeber: Nextragen GmbH Lise-Meitner-Str Flensburg 2

3 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Management Summary Das vn Nextragen entwickelte Mnitring-Werkzeug TraceMn arbeitet als passiver Mnitr zur Langzeitüberwachung vn VIP-, Vide- und IPTV-Anwendungen. Auf dieser Analyseplattfrm stellen IT-Verantwrtliche den reibungslsen Betrieb ihrer VIP-, Vide und IPTV-Infrastruktur sicher und srgen dafür, dass sich alle am Kmmunikatinsprzess beteiligten Kmpnenten innerhalb der ntwendigen Betriebsparameter bewegen. Bei der Entwicklung vn TraceMn wurde auf eine Senkung vn Zeit- und Kstenaufwand im Umfeld des Netzbetriebes geachtet und smit kann entscheidend zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit und Verbesserung der Prduktivität beigetragen. 3

4 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Management Summary... 3 Die Merkmale vn TraceMn auf einen Blick... 5 Mnitring vn Echtzeitanwendungen... 6 TraceMn Features... 8 Vice ver IP (VIP)... 8 VIP-Mnitring im Netzwerk Vide, Videcnferencing, IPTV Videüberwachung Videcnferencing IPTV Cdierung und Kmpressin Vide-Mnitring im Netzwerk Netzlast Alarmierung via der SNMP Reprting Firmenprfil Nextragen

5 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Die Merkmale vn TraceMn auf einen Blick Das vn Nextragen entwickelte Mnitring-Tl TraceMn wird als passiver Mnitr zur Langzeitüberwachung vn Triple Play Netzen eingesetzt. TraceMn ist smit ein leistungsfähiger Netzwerkmnitr für die flgenden Anwendungsbereiche: Vice ver IP (VIP) RTP Paketverluste Jitter (min/max/avg/stddev) DeltaT (min/max/avg/stddev) MOS (E-Mdell) RTCP Paket- und Detailauswertung VIP-Cdecs G.711 G.721 G G.726 (16,24,32,40) G.729a GSM ILBC RFC2833 G.728 G.722 SIP Verbindungen (Start-, Endzeit, Ziel (IP/Prt), Quelle(IP/Prt)) Ankunftszeiten der INVITEs, OKs, BYEs Signaling (Inhalt der SIP-Messages) Vide/IPTV IPTV-Streams (swhl mit, als auch hne RTP) B-, I-, P-Frames TR MPEG2 H.264 5

6 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Netzlast Bytes/Pakete pr Zeitspanne (knfigurierbar) Bytes/Paket Offene Verbindungen/Sessins pr Zeitspanne (knfigurierbar) Alarmierung via , SNMP frei knfigurierbar Reprting Statistiken, Graphen (Jitter, DeltaT, Paketverluste, Netzlast) Gesamt- und Einzelreprts Filterung der gewünschten Infrmatinen Mnitring vn Echtzeitanwendungen Es gibt kaum ein Unternehmen, das nicht in zahlreichen Prjekten versucht die neuen Multimedia-Anwendungen in seine Netze zu integrieren. In der Regel ist jedch die vrhandene Netzinfrastruktur nicht bereit dafür, sich den Herausfrderungen dieser Themen zu stellen und deren Chancen knsequent zu nutzen. Nextragen hat auf Basis der breit gefächerten Erfahrungen in Zusammenarbeit mit Anwenderunternehmen die aktiven Messtechniken zur Überprüfung der VIP Readiness entwickelt. Durch eine VIP-Vrmessung wird dafür gesrgt, dass der Netzbetreiber genau darüber Bescheid weiß, mit welcher Perfrmance und Qualität bei VIP/UC- Applikatinen zu rechnen ist und dass eventuelle Mängel und Fehler schnell und kstengünstig bereits vr der Inbetriebnahme beseitigt werden können. Trtzdem zeigen VIP-Studien, dass Qualitätsprbleme an der Tagesrdnung sind und die Nutzer schlechte Sprachqualitäten und instabile Verbindungen mit Vice ver IP assziieren. Zu den häufigsten Prblemen beim Einsatz vn VIP-Technlgien zählen laut 42 Przent der Befragten Schwierigkeiten mit der Medienqualität, was direkte Auswirkungen auf die Sprachqualität hat. 38 Przent der befragten Nutzer bezeichnen zudem die Applikatinen selbst als Ursache vn Störungen bei ihren Services. Die Prbleme beim Betrieb vn VIP-Systemen sind vielfältig. Ums erstaunlicher ist es deshalb, dass nur etwa die Hälfte der befragten Unternehmen prfessinelle Mnitringsysteme einsetzen. Ganze 44 Przent der Netzverantwrtlichen warten darauf, dass sich die Kunden vn selbst beschweren und werden erst dann mit der Fehlerbeseitigung aktiv der lassen ihre Mitarbeiter manuell nach Fehlern suchen. Eine akzeptable Qualität kann s nicht erreicht, geschweige denn gewährleistet werden. Und ist der Kunde bereits mit Prblemen knfrntiert, ist die Chance längst verpasst, seine Erwartungen zu erfüllen. Mit der Verfügbarkeit des neuen Prdukts TraceMn wird das Messsystem um die Funktinen des Mnitrings ergänzt. Das Ziel des Mnitrings ist der reibungslse Betrieb des Netzes und der darauf eingesetzten Anwendungen. In der Praxis bietet das Überwachungssystem dem Systemverantwrtlichen flgende Vrteile: 6

7 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Prbleme s rechtzeitig zu erkennen, dass diese beseitigt werden können, bevr größere Schäden entstehen Ermittlung vn systemischen Verfügbarkeitsprblemen die Ursache des Prblems zu identifizieren und zu lkalisieren durch Knw-hw-Gewinn zukünftige Prbleme früher zu erkennen, um diese zu vermeiden. Optimierung der Messung auf die Funktinalität der zu überwachenden Dienste Auswertung und Dkumentatin aller Netz- und Anwendungsparameter Ermittlung der Antwrtzeiten der überwachten Anwendungen autmatische Erzeugung vn Langzeitstatistiken als Grundlage für eine Kapazitätsplanung. Der Begriff Mnitring subsumiert alle Arten der unmittelbaren systematischen Datenerfassung, Prtkllierung und Überwachung eines Vrgangs der Przesses mittels technischer Hilfsmittel. Dabei ist die wiederhlte regelmäßige Durchführung ein zentrales Element der jeweiligen Untersuchungsprgramme, um anhand vn Ergebnisvergleichen Schlussflgerungen ziehen zu können. Eine Funktin des Mnitrings besteht darin, bei einem bebachteten Ablauf bzw. Przess steuernd einzugreifen, sfern dieser nicht den gewünschten Verlauf nimmt bzw. bestimmte Schwellwerte unter- bzw. überschritten sind. Für TraceMn gilt daher der altbekannte Leitspruch: If Yu Can't Measure It, Yu Can't Manage It. Da die Echtzeitanwendungen in den Unternehmen immer mehr an Bedeutung gewinnen, müssen die Übertragungsqualitäten umfassend für den Betrieb überwacht werden. Beim Mnitring geht es um die Schnittstelle zwischen dem Betrieb und der Technik. Die Analyse und das Management bilden die Schaltstelle, über die alles läuft und die im Mittelpunkt der Betrachtung stehen muss. TraceMn srgt smit für die dringend benötigten Przessptimierungen und eine unabhängige Überprüfung der vrhandenen Kmmunikatinsinfrastrukturen. Zur Analyse und zur Überwachung vn Mulitmedia-Anwendungen müssen im Netzwerk effiziente Werkzeuge vrhanden sein, um die gesammelten Infrmatinen gezielt auswerten zu können. Hierzu werden die ntwendigen Daten zentral gesammelt. Die gesammelten Daten und die daraus generierten Statistiken dienen dazu, Infrmatinen über den aktuellen Zustand der Multimedia-Anwendungen zu erhalten. Bei den vielfältigen Möglichkeiten zur Erhebung der Daten stehen natürlich die Infrmatinen über die Auslastung und die Fehlerrate an erster Stelle. Für einen Netzadministratr ist es besnders hilfreich alle mmentanen Aktivitäten in einer Überblicksstatistik zu erhalten. Besnders beliebt sind hierbei Diagramme der sich ständig aktualisierende Tabellen, in denen sich alle wichtigen Infrmatinen darstellen lassen. Für den Netzadministratr kann es für die Beurteilung des Systems der einer Anwendung wichtig sein, dass neben dem aktuellen und durchschnittlichen Werten auch die Höchstwerte (Peaks) erfasst und dargestellt werden. Das Mnitring-System sllte darüber hinaus entsprechende Statistiken zur schnellen Übersicht über die wichtigsten Eckpunkte der Anwendungen bereitstellen. In der Praxis kmmt es hierbei auf die Länge der Messintervalle an. Im Fehlerfall können möglichst kurze Messintervalle (Sekunden) sinnvll sein, da nur dadurch kurze Last-/ Fehlerspitzen erfasst werden 7

8 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme können. Für die Erstellung vn Langzeitstatistiken kann die Anzeige vn Mittelwerten (Average) sinnvll sein. Daneben gehört das Überwachen des Datenverkehrs bei der Fehlererkennung und Fehlerbehebung zu den wichtigsten Hilfsmitteln eines Netz- bzw. Anwendungsverantwrtlichen. Durch ein effektives Mnitring wird die Grundlage gelegt, die eine kntinuierlich hhe VIP-/Vide-Qualität garantiert. Das gilt für Service Prvider, die ihren Kunden neben Internetzugängen auch IP-Telefnie der IPTV anbieten genaus, wie für Unternehmen, die teilweise der kmplett Ihre Kmmunikatinsinfrastruktur auf Multimedia-Dienste umgestellt haben. Fester Bestandteil des Mnitrings ist das kntinuierliche Sammeln relevanter Daten. Die vn der Mnitring-Applikatin gesammelten "Rhdaten" werden in einer separaten Datenbank gespeichert und anschließend nach den Vrgaben des Administratrs bearbeitet, um eine schnelle Fehlerbehebung zu gewährleisten und die Beeinträchtigung des Kunden möglichst gering zu halten. Autmatisierte Lösungen zur Sicherung der Signal- und Medienqualität mit integrierten Krrelatins- und Debugging- Funktinen reagieren direkt und unmittelbar auf Störungen, bevr der Nutzer vn Engpässen der Störungen beeinträchtigt wird. TraceMn Features Durch die Verfügbarkeit des neuen Mnitring-Systems TraceMn setzt die Nextragen GmbH erneut Maßstäbe in der Analyse-Branche. Das Mnitring-System Trace- Mn eignet sich hervrragend für die Langzeitüberwachung vn Multimedia- Anwendungen und liefert dem Verantwrtlichen das für den Betrieb erfrderliche SLA Reprting. TraceMn ist für flgende Anwendungsbereiche ptimiert: Vice ver IP (VIP) Die VIP-Technlgien stellen besndere Anfrderungen an die Netzinfrastruktur. Bereits kleinste Verbindungsstörungen können bei VIP-Verbindungen zu einer drastischen Qualitätsverschlechterung führen. Bei VIP stehen flgende Eigenschaften im Vrdergrund: die Gesprächsqualität, die Minimierung der Verzögerungen die Sicherstellung der Zuverlässigkeit. Werden VIP-Pakete nicht zeitnah empfangen, gehen Pakete verlren der werden Pakete unsrtiert empfangen, kmmt es zu unvrhergesehen Prblemen. Durch ein VIP Mnitring kann schnell auf mögliche Prbleme reagiert und eine hhe Gesprächsqualität sichergestellt werden, um s die Verluste durch Systemausfälle zu minimieren. TraceMn untersucht jedes einzelne VIP-Gespräch und überprüft dieses auf seine Qualität und das gleichzeitig für mehrere tausend Gespräche, wbei jedes einzelne VIP-Datenpaket berücksichtigt wird. Es werden Qualitätsdaten erzeugt, die im Fehlerfall knkrete Hinweise zur schnellen Prblembehebung enthalten. Diese werden mit Hilfe vn leistungsfähigen Algrithmen in Echtzeit analysiert und diagnstiziert. Daraus ergibt sich ein umfassender Überblick über den Zustand einer VIP- Umgebung. 8

9 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Das unbefugte Aufzeichnen vn Telefngesprächen im Sinne vn 201 Abs. 1 Strafgesetzbuch (StGB) ist strafbar. TraceMn verhindert das illegale Abhören der VIP-Inhalte bzw. -Gespräche. Bei nrmalen Mnitring-Systemen werden die vm Netzwerk gesammelten Daten an das Analysewerkzeug weitergeleitet. Dabei enthalten die Datenströme auch die VIP-Daten der erfassten Telefnate und legen die Nutzerdaten illegal auf dem jeweiligen System ab. TraceMn srgt im VIP-Bereich dafür, dass die RTP-Ströme zwar vm Gerät analysiert, aber anschließend nicht auf der zentralen Mnitring-Kmpnente abgelegt werden. Nur die ausgewerteten Infrmatinen und wahlweise die Signalisierungsdaten werden in der Datenbank verzeichnet. Durch diese Zusatzfunktin werden die Analysedaten annymisiert, d.h. die Privatsphäre wird geschützt und der Betriebsrat kann keinen Einspruch mehr gegen eine slche Datenaufzeichnung erheben. Das VIP-Mdul erfasst flgende Prtklle: RTP Das Real-Time Transprt Prtcl (RTP) ist für die kntinuierliche Übertragung vn audivisuellen Streams über IP-Netzwerke zuständig. Das Prtkll wurde im RFC 3550 standardisiert. Bei der Analyse der übermittelten RTP-Datenströme werden vn TraceMn die flgenden Merkmale erfasst: die Paketverluste der Jitter (min/max/avg/stddev) die Zeitdifferenzen (DeltaT) zwischen den empfangenen Paketen eines RTP-Strms (min/max/avg/stddev) die MOS-Werte gemäß dem E-Mdell (ITU-T Rec. G.107) die Synchrnisatin Surce (SSRC) Number die IP-Infrmatinen der Quelle (IP/Prt) und des Ziels (IP/Prt) der RTP-Ströme RTCP Das RealTime Cntrl Prtcl (RTCP) arbeitet mit RTP zusammen und ist für die Aushandlung und Einhaltung vn Quality f Service Parametern (QS) zuständig. Bei der Analyse der übermittelten RTCP- Datenströme werden vn TraceMn die flgenden Merkmale erfasst: dass der Inhalt des Paketes tabellarisch dargestellt wird die Synchrnisatin Surce (SSRC) Number die IP-Infrmatinen der Quelle (IP/Prt) und des Ziel (IP/Prt) der RTCP-Ströme SIP Das Sessin Initiatin Prtcl (SIP) wird innerhalb einer VIP- Infrastruktur als Signalisierungsprtkll genutzt. Hier wird es beispielsweise für den Aufbau, die Aufrechterhaltung und den Abbau vn RTP-Verbindungen genutzt. Beim SIP Mnitring überwacht Trace- Mn die Funktinen der im Netz integrierten SIP-Kmpnenten und agiert smit als ständige Überwachung der VIP-Verfügbarkeit im Netzwerk. Treten Fehler im VIP-System auf, erkennt das Mnitring- 9

10 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme System den Fehler sfrt und generiert Alarme bzw. individuelle Fehlerberichte. Bei der Analyse der übermittelten SIP-Daten werden vn TraceMn die flgenden Merkmale erfasst: Verbindungsdaten wie beispielsweise: Start- und Endzeit der SIP-Sessin Ziel (IP/Prt) und Quell- (IP/Prt) Adresse der SIP Sessins Ankunftszeiten der INVITEs, OKs, BYEs Signaling (Inhalt der SIP-Messages) VIP-Mnitring im Netzwerk Im Alltagsbetrieb ist eine kntinuierliche Auswertung des VIP-Verkehrs unabdingbar. Daher sllte ein VIP Mnitring - als die Aufzeichnung und Analyse des langfristigen Trends - zur Grundausstattung jedes Betriebsknzepts gehören. Diese überwachen swhl die Signalisierung als auch die Media-Ströme. Zu den vm Mnitring überwachten Parametern gehören: die aufgetretenen Paketverluste die Verzögerungen der Jitter (Verzögerungsschwankungen) die aus den VIP Streams ermittelten MOS-Werte nach dem E- Mdell. Die Überwachung des VIP-Verkehrs erflgt an einem zentralen Netzknten. Dabei werden die am betreffenden Netzknten auftretenden Datenströme an TraceMn gespiegelt und vn diesem analysiert und dkumentiert. Der Vrteil der passiven Überwachung besteht darin, dass keine zusätzlichen Lasten im Netzwerk erzeugt werden. Die Analysedaten werden aus den vn den Nutzern erzeugten VIP-Strömen ermittelt, bewertet und in detaillierten Reprts ausgegeben. Das Mnitring bietet dem Betreiber eine dauerhafte Überwachung des Netzwerks, welche eine Übersicht der vrhandenen VIP-Qualitäten zu jeder Tages und Nachtzeit darstellt. Dadurch lassen sich die für das Netzwerk und die Multimedia-Anwendungen festgelegten Service Level Agreements (SLAs) überwachen. Die vn TraceMn erzeugten Reprts geben Auskunft über die vrhandenen Anwendungsqualitäten der gesamten Kmmunikatinsinfrastruktur. Vide, Videcnferencing, IPTV Nach der flächendeckenden Realisierung vn Vice ver IP (VIP) flgt jetzt die zweite Welle der IP-Integratin in die Unternehmensnetze. Bei den neuen, in das Netzwerk integrierten Anwendungen handelt es sich um Vide (Videüberwachung und Videcnferencing) und TV- bzw. IPTV-Signale. Das Prblem besteht darin, dass diese neuen Anwendungen zusätzliche, extrem hhe Anfrderungen an das Netzwerk stellen. Vide und TV im Netzwerk frdern die Bereitstellung garantierter hher Bandbreiten. Bei interaktivem Vide verschärft sich diese Anfrderung nch zusätzlich, denn es werden durchgehende Qualitätsmerkmale auf einer Ende-zu-Ende-Basis (vn Endgerät zu Endgerät) benötigt. 10

11 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Treten in einem VIP/Vide-Netzwerk Störungen auf, müssen die Ursachen vn den Administratren schnellstmöglich lkalisiert und die Fehler beseitigt werden. Videüberwachung Die Videüberwachung dient der Bebachtung vn Orten durch ptisch-elektrnische Einrichtungen bzw. ptische Videüberwachungsanlagen. Häufig steht diese Frm der Überwachung in Verbindung mit der Aufzeichnung und Analyse der gewnnenen audivisuellen Daten. Bei der Videüberwachung wird in der Regel das, vn der Kamera aufgenmmene Signal an einen zentralen Videserver per Unicast- Mechanismus übertragen und drt weiterverarbeitet. Videcnferencing Als Videknferenz wird der synchrne Infrmatinsaustausch in einer Knferenz zwischen Menschen an mehr als einem Ort bezeichnet, welche mit Hilfe vn technischen Einrichtungen zur Bild- und Tnübertragung realisiert wird. Die unterschiedlichen Bilder und Töne an den Orten werden, durch die Teilnehmer beeinflussbar, für die jeweiligen Endgeräte aufbereitet. Im Gegensatz dazu bezeichnet man als Telepresence eine virtuelle Frm der Videknferenz. Hier wird durch eine aufwändige Anrdnung der Technik die Illusin einer Face-t-Face Kmmunikatin erzeugt. Es scheint fast s, als wäre man mit seinem Gegenüber wirklich in einem Raum. Besnders durch die Verbesserung der Videkn-ferenztechnik durch High-Definitin Systeme mit besnders hhen Auflösungen werden slche Systeme heute vermehrt eingesetzt. Beim Videcnferencing/Telepresence wird auf Basis vn Unicast-Sessins zwischen den beteiligten Nutzern ein individueller Datenstrm übertragen. IPTV Mit Internet Prtcl Televisin (IPTV) bezeichnet man den Übertragungsweg über IP- Ressurcen zur Übermittlung vn Fernsehprgrammen und Filme. IPTV ist weder ein Standard nch ein Knzept und damit nur ein Gattungsbegriff, der in sehr vielen unterschiedlichen Ausprägungen anzutreffen ist. Die unterschiedlichen Ausprägungen reichen vm einfachen IPTV über Cmputer der Handy bis hin zu speziellen Endgeräten, bei denen der Benutzer gar nicht bemerkt, dass er das Internet dazu nutzt, weil er seine TV-Inhalte über eine Set-Tp-Bx erhält. Zu den bekanntesten Definitinen vn IPTV gehören: die ITU definiert IPTV als Multimediadienst, bei dem Fernsehen, Vide, Audi, Texte und Daten über IP-basierende Netze übertragen werden. Die Netze müssen hierzu das ntwendige Maß an Qualität, Sicherheit, Interaktivität und Zuverlässigkeit bereitstellen der Deutsche IPTV Verband definiert in seiner Satzung IPTV als die Übertra-gung vn Bewegtbildern mit Hilfe des Internet Prtklls unter Verwendung beliebiger Endgeräte und aller Frmen IP-fähiger Netze. Wird hingegen das Internet als Übertragungsnetz verwendet, spricht man vn WebTV der Inter-netTV die Deutsche TV-Plattfrm definierte, bei der Gründungssitzung ihrer Ar-beitsgruppe IPTV, das s genannte IPTV als eine neue Verbreitungsfrm auf der Basis des Internet Prtcl (IP) einige Anbieter vn Prgramminhalten verstehen unter IPTV den frei zugäng-lichen Transprt vn Bewegtbildern über das Internet. Bei dieser Begriffsver-wendung steht der freie Zugriff auf die Inhalte im 11

12 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Vrdergrund und weniger der Aspekt der gesicherten Übertragung im Netz. Als wichtige Merkmale vn IPTV werden die Unterstützung des Next Generatin Netwrk, bidirektinale Netze, Echtzeit- und Nicht-Echtzeit Dienste angegeben. Der DVB-Standard für IPTV wird als DVB-IPTV bezeichnet. Bei der Datenübertragung vm Streamingserver des Senders zum IPTV- Empfangssystem werden zwei Verfahren genutzt: Unicast: beim Unicast steht jedem Zuschauer ein individueller Datenstrm zur Verfügung. Dadurch kann der Zuschauer den Startpunkt einer Sendung der eines Videbeitrages individuell bestimmen (Vide n Demand). Multicast: beim Multicast-Verfahren erhalten gleichzeitig alle Empfänger die-selben Daten vm Sender. Dadurch ist zunächst nur lineares Bradcast-TV möglich (linear, da die Reihenflge der Sendungen nicht vm Benutzer be-einflussbar ist). Gegenüber Unicast hat Multicast den Vrteil, dass die Netz-last für den Sender weniger mit der Anzahl an Teilnehmern steigt. Cdierung und Kmpressin Die ntwendige Datenrate, um Bewegtbilder vm Sender zum Empfänger zu übertragen, hängt vn der verwendeten Kdierung ab. Die Videkmpressin dient der Reduzierung der Datenrate eines digitalisierten Videsignals, um es einfacher speichern der übertragen zu können. Die Standardisierung vn Videkdierungsverfahren ist mittlerweile ein internatinale Organisatinen überspannender Przess, an der die Mving Picture Experts Grup (MPEG) wie die ITU beteiligt sind. Daher haben viele identische Verfahren verschiedenen Bezeichnungen wie beispielsweise ITU H.264, MPEG-4 Versin 3 der MPEG-4 AVC, hinter denen sich der gleiche Cdec verbirgt. Der H.264 Cdec wird heute in der Vide/IPTV ver IP Welt hauptsächlich genutzt. Diese hcheffiziente Videkmpressin erreicht typischerweise eine etwa dreimal s hhe Cdier-Effizienz wie H.262 (MPEG-2) und ist auch für hch aufgelöste Bilddaten ausgelegt. H.264 wurde nicht auf einen spezifischen Verwendungszweck zugeschnitten, sndern kann für ein breites Spektrum an Anwendungen genutzt werden: HDTV: H.264 ist das verpflichtende Videkmpressinsverfahren für die hchauflösende Fernsehübertragung. Videknferenztechnik: Seit 2005 stehen Anwendern Videknferenzendsysteme mit H.264-Cdecs zur Verfügung. Videkameras: Eine Reihe vn Digitalkameras und Videkameras unterstützt H.264-Kmpressin für Videaufzeichnung. Prtable Vide: Die Mbilfernsehstandards verwenden H.264 für die Videkdierung für mbile Endgeräte. Bei der Videübertragung erflgt die Datenreduktin in mehreren Stufen und berücksichtigt dabei, dass die aufeinanderflgenden Phasenbilder (Frames) eines Films ähnliche Inhalte haben. Es handelt sich um Einzelbilder, die über die Differenz zu 12

13 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme vrhergehenden Einzelbildern beschrieben werden. Man unterscheidet flgende Frames: Intra-Frame Das Intra-Bild der Schlüsselbild (Intra Cded Frame bzw. Key frame) in einer Gruppe untereinander abhängiger Bilder (Grup f Pictures, GP) enthält das unabhängig dekdierbare Bild, auf dem die Vrhersagekette für die restlichen Bilder aufbaut. Es enthält ein vllständig beschriebenes Standbild. Den Ge-gensatz zu Intra-Bildern stellen die auf Vrhersage aufbauenden Intra-Frames dar. Hiervn gibt es zwei: die P- und die B-Frames. P-Frame Im Unterschied zu Intra-Frames, die unabhängig dekdierbar sind, wird ein Teil des Bildes per Referenz auf, in einem anderen Einzelbild bereits vrhandene Bilddaten beschrieben, wraus sich eine Reduzierung der benötigten Datenmenge ergibt. Ein P-Frame (predictivecded frames) besteht als teils aus Intra-Makrblöcken (eigenständige, vllständige Bildteile) und teils aus reknstruierten Makrblöcken, die sich auf ein vrhergesagtes Bildsignal stüt-zen. Zur Vrhersage wird das zu kdierende Vide analysiert und in Objekte mit Bewegungsrichtungen und -geschwindigkeiten (Bewegungsvektren) zerlegt, wdurch sich dann Bilder vrhersagen lassen. B-Frame Bei den bidirektinal Differenz-cdierten Einzelbildern (B-Frames) handelt es sich um Einzelbilder, die über die Differenz zu vrhergehenden und nachfl-genden Einzelbildern beschrieben werden. Im Unterschied zu den P-Frames, die nur vrhergehende Bilder verwenden, wird ein nch höherer Anteil per Re-ferenz auf, in einem anderen Einzelbild bereits vrhandene Bilddaten be-schrieben. Durch die sich hieraus ergebende weitere Reduzierung der benö-tigten Datenmenge, können letztlich bessere Kmpressinsraten erreicht werden. Durch die Nutzung vn Bildvrhersage ergeben sich Gruppen unte-reinander abhängiger kdierter Bilder mit jeweils mindestens einem unabhän-gig dekdierbaren Bild, dem Intra- der Schlüsselbild die sgenannte Bil-dergruppe der englisch Grup f Pictures (GP). TraceMn unterstützt swhl den H.263- als auch den H.264 Cdec und ist in der Lage, die übermittelten B-, I-, P-Frames krrekt zu analysieren. Vide-Mnitring im Netzwerk Durch gezielte Messungen in den übermittelten Videströmen lassen sich die auftretenden Fehler analysieren und mit Hilfe vn TraceMn die Fehlerursachen ermitteln. Das vn Nextragen entwickelte Mnitring-System analysiert die applikatinsspezifischen Qualitätsparameter und Timing-Werte und ermittelt anhand der individuellen Parameter die Güte der Videverbindungen. Da TraceMn speziell für das Mnitring innerhalb vn Videsystemen entwickelt wurde, verfügt das Nextragen-Prdukt über zahlreiche Zusatzfunktinen, wie beispielsweise Verbindungslisten, Erfassung vn Qualitätsmerkmalen. 13

14 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme TraceMn unterstützt auch Messfunktinen zur Überprüfung der Prgram Clck Reference (PCR) und entspricht damit den im Technical Reprt TR "Measurement Guidelines fr DVB systems" des Eurpean Telecmmunicatins Standards Institute ETSI vrgegebenen Funktinen. Die PCR ist eine Zeitreferenz, die zu jedem Prgramm eines Videtransprtstrms kntinuierlich übertragen wird. Die PCR-Werte eines Prgramms sind einem Packet Identifier (PID) des Transprtstrms fest zugerdnet. Die PCR wird benötigt, um Sender und Empfänger zu synchrnisieren und den einheitlichen systemweiten Takt vn 27 MHz (STC) zu übertragen. Die PCR steuert alle zeitbezgenen Abläufe im Empfänger. Bei krrekt übertragener PCR erflgt die Decdierung am Empfänger mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Encdierung am Encder. Der Zeitpunkt der Decdierung am Empfänger erflgt zeitlich verzögert. Die Verzögerung bestimmt sich durch die Übertragungszeit und einen durch den PTS bestimmten Offset. In Ergänzung zur PCR werden nch der PTS und der DTS übertragen. Beide Werte beziehen sich auf die PCR und steuern die Verarbeitung der empfangenen Daten im Empfänger. Der DTS gibt den PCR Wert an, bei dem die zugehörigen Daten decdiert werden sllen. Die Übertragung der DTS ist ntwendig, wenn die Decdierreihenflge nicht mit der Reihenflge beim Empfang übereinstimmt. Der PTS gibt an, wann die dekdierten Daten ausgegeben werden sllen. Smit ist der PTS Wert immer größer als der aktuelle PCR Wert. Die Differenz zwischen PCR und PTS repräsentiert die Verweildauer der Daten im Empfänger. Eine krrekt empfangene PCR gewährleistet, dass der Empfänger die Daten weder zu schnell nch zu langsam dekdiert. Mit dem Mnitring-System TraceMn lassen sich aufgezeichnete Datenströme auf darin enthaltene IPTV/Vide-Inhalte untersuchen. In der Auswertung werden die DVB- Datenströme, die über das Netz via UDP der RTP übertragen werden, berücksichtigt. In einer Aufzeichnung können mehrere Transprtströme vrhanden sein. Die für den Transprt ntwendigen UDP- der RTP-Pakete können bis zu sieben Transprtpakete enthalten. Diese werden den jeweiligen Videstreams zugerdnet, unterschiedlich dargestellt und ausgewertet. Die in der Aufzeichnung enthaltenen Audiund Videströme können extrahiert und abgespielt werden. S ist eine subjektive und bjektive Qualitätsbestimmung der Übertragungen möglich. Bei der Analyse der übermittelten Vide- bzw. IPTV-Ströme werden vn TraceMn die flgenden Merkmale erfasst: Paketstatistiken Paket- und Bitraten aufgeteilt nach unterschiedlichen PIDs CRC und Cnt. Errr aufgeteilt nach unterschiedlichen PIDs PCR Jitter (min/avg/max) PCR Cycle (min/avg/max) Vide Jitter (min/avg/max) Vide Cycle (min/avg/max) TraceMn berücksichtigt bei der Videüberwachung und beim Videcnferencing die besnders hhen Anfrderungen hinsichtlich des Rechts am eigenen Bild. Die übermittelten Bilder werden nicht im System gespeichert. 14

15 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme TraceMn bietet dem Administratr und Techniker ein einfach zu bedienendes Werkzeug zur Analyse vn IPTV und Vide ver IP. Die Signalisierungs- und Nutzlasten in den Vide-Streams enthaltenen Vide-, Audi- und QS-Parameter, die detailliert ermittelt und dargestellt werden. Die integrierten Messalgrithmen überprüfen die aktuelle Vide- bzw. Sprachqualität und dkumentieren diese auf einer Endezu-Ende-Basis. Netzlast Zur schnellen Übersicht und zur Orientierung bei der Fehlersuche ermittelt TraceMn zusätzlich die relevanten Netzparameter. Hierzu gehören: Anzahl der empfangenen Bytes bzw. Pakete pr knfigurierbarer Zeitspanne Anzahl der durchschnittlichen Bytes pr Paket ffene Verbindungen VIP- bzw. Vide-Sessin je knfigurierbarer Zeitspanne Alarmierung via der SNMP Ein Highlight der IP-Überwachungslösung vn Nextragen steckt im visuellen und alarmgesteuerten Mnitring. Alle Prgrammeinstellungen bzw. getrffenen Messeinstellungen werden als aktive Mnitring-Knfiguratin abgespeichert. Durch die in TraceMn integrierte aktive Alarmierung werden Fehler aufgedeckt bzw. bei Unterder Überschreitung der Schwellwerte Benachrichtigungen verschickt. Die Schwellwerte aus den vereinbarten SLAs können, entsprechend den Wünschen des Netzbetreibers, in individuelle Reprts ausgegeben werden. Zusätzlich erzeugt das System individuelle Alarmmeldungen (per SMS und SNMP) und benachrichtigt die entsprechenden Instanzen. Dies ermöglicht ein schnelles Eingreifen und Prbleme lassen sich schnell beheben, bevr diese weitere Schäden anrichten. Durch die in TraceMn autmatisierten Messabläufe ist eine kntinuierliche Überwachung und Kntrlle des Netzwerkes gewährleistet. Dadurch ist es erstmals möglich, eine herstellerneutrale, hchperfrmante SLA-Überwachung für VIP-Systeme zu realisieren. Die Alarmierung ist individuell, anhand der zur Verfügung gestellten Parameter knfigurierbar. Hierzu gehören beispielsweise: der Jitter die Zeitdifferenzen (DeltaT) die Paketverluste die DiffServ-Definitinen gemäß RFC 2474 und RFC 2475 die MOS-Werte gemäß dem E-Mdell Reprting Ein weiteres Highlight der Nextragen-Lösung steckt in dem umfangreichen Reprting- Werkzeug, das für die ntwendige Detaildkumentatin der Messergebnisse srgt. Bei der Darstellung der Messdaten wurde auf Übersichtlichkeit und leichte Bedienbarkeit geachtet, s dass der Anwender schnell den Umgang mit den Messwerkzeugen erlernt. Die übersichtlichen Diagnse-Reprts können vn den Servicetechnikern unmittelbar für die Beseitigung der Störung verwendet werden. Das trägt erheblich zur 15

16 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Kstenreduzierung bei. Dch nicht nur im Trubleshting, sndern auch beim permanenten Service Level Mnitring sind die Nextragen-Prdukte führend. Sie sind in der Lage, VIP- und Vide-Qualitätsprbleme zu erkennen, bevr diese für den Benutzer hörbar werden. Die hierarchische Anrdnung der Qualitätsdaten nutzt unterschiedliche Ansichten, beispielsweise für einzelne Tage- der Wchen bis hin zu einzelnen VIP- bzw. Vide-Streams. Bei TraceMn lassen sich die Graphen der Reprts per Auswahl-Dialg erstellen. Bei der Datenauswahl betrifft dies: die Netzlast (Bytes UDP, Bytes RTP, Sessins, Verbindungen) pr Zeit den Jitter, DeltaT, Paketverluste, MOS (pr Zeit) Es können beliebig viele Graphen gleichzeitig angezeigt und an verschiedene Psitinen verschben werden. Darüber hinaus kann jeder knfigurierte Graph unter einer individuellen Bezeichnung abgespeichert werden. Die dynamisch erzeugten Graphen enthalten ptinale Kmmentarfelder: Die abgelegten Kmmentare werden in den Reprts mit ausgegeben. 16

17 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Firmenprfil Nextragen Die Nextragen GmbH ist auf die Entwicklung vn VIP/Vide-Prdukten und Sftware-Lösungen rund um die Themen Mnitring, Analysing und Testing ausgerichtet. Die Sicherstellung der End2End Dienstequalität (QS, QE) für Next Generatin Netwrks und Triple Play Dienste steht im Fkus des im Jahr 2009 gegründeten Unternehmens mit Sitz an der Flensburger Förde im Nrden Deutschlands. Kunden aus dem Carrier-, Telekmmunikatins- und Enterprise-Segment setzen die Nextragen-Lösungen ein, um die Qualität und Zuverlässigkeit vn VIP- und Vide- Anwendungen zu mnitren, zu analysieren und zu testen. Prdukte, Lösungen und Dienstleistungen der Nextragen GmbH sind 100% made in Germany und werden weltweit über zertifizierte Partner vertrieben. Weitere Infrmatinen erhalten Sie auf der Firmenwebsite unter 17

18 Mnitring und Langzeitüberwachung für VIP-, IPTV- und Videsysteme Nextragen GmbH Lise-Meitner-Str Flensburg Telefn: Fax: Änderungen und Irrtümer vrbehalten 18