QoS einfach erklärt
Richtig messen und evaluieren

Ein gutes Nutzungserlebnis?
Wenn Smartphone-User im Internet surfen, YouTube-Videos schauen, Musik bei
Spotify hören oder einfach nur telefonieren, erwarten sie, dass dies ohne Probleme
funktioniert.
Dauert der Seitenaufbau jedoch gefühlt ewig, ruckelt dasVideo oder kommt es beim
Telefonieren zu langen Verzögerungen oder sogar einem Gesprächsabbruch, leidet
die Nutzungserfahrung.
Mobilfunk-Kunden interessiert es dann meist
wenig, ob die Ursache dafür eine schlechte
Mobilfunkverbindung ist – das Problem alsobeim Provider liegt – oder ob der Server amanderen Ende einfach überlastet ist, weilviele Nutzer auf die gleiche Ressource(Website, Video etc.) zugreifen. Es zählt
nur das Ende-zu-Ende-Erlebnis.

Messbare Kenngrößen (KPI)ngrfahru rückt,Eresgednutz
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Mit Voice-over-IPverwendet auch TelefonieStandard-Datenübertragungsprotokolle.

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Mobilfunk-Generationen
Mobilfunktechnologien werden nach Generationen unterteilt: 2G, 3G, 4G, 5G etc.
Innerhalb der Generationen gibt es wiederum verschiedene Untertechnologien.
Die Technologien unterscheiden sich vor allem in der maximal erreichbaren Datenrate.

Mobilfunk-Generationen, Technologien und Dienste
2G3G

4G

5G

Standards

GSM, CDMA,EDGE, GPRS

UMTS,CDMA2000, HSDPA, EVDO

LTE Advanced,WiMax

3GPP Rel. 15

Sprachübermittlung

Leitung

Leitung

Paket

Paket

Datenübermittlung

Leitung

Paket

Paket

Paket

Datenübertragungsrate

bis 473 kbit/s

bis 42,2 Mbit/s

bis 1 Gbit/s

bis 7,5 Gbit/s

DiensteTextnachrichten,
textbasierte
E-MailWebbrowsing,
E-Mail, Audio- undVideoStreaming

HQ-Video-Streaming, VoIP

Virtuelle underweitere Realität(VR/AR), Internet
der Dinge, autonomes Fahren etc.

Die Maximaldatenrate
Die erreichbare Maximaldatenrate wird durch verschiedene Faktoren beeinflusst:■ die verfügbare Technologie■ die Ramp-up Phase, d.h. die Zeit bis die maximale Datenrate überhaupt erreicht
wird. Folge: bei kleinen Datenmengen wird die Maximaldatenrate nicht erreicht■ die Anzahl der Nutzer, die sich eine Mobilfunkzelle teilen (ab 3G)■ Pegel und Verbindungsqualität

Das Zusammenspiel dieser Faktoren bestimmt, welche Services ein
Nutzer auf seinem Mobilgerät mit
welcher Qualität ausführen kannund ob eine Steigerung der technischen Leistung überhaupt zueiner wahrnehmbaren Qualitätssteigerung führt.

Daher gilt:
Ein Service, der in einem stabilen
3G-Netz genutzt wird, kann u. U.
zu einem besseren Nutzungserlebnis führen als der gleiche Service in einem weniger stabilen
4G-Netz.

Servicetyp und Durchsatz
Der Datendurchsatz wird als übertragene Datenmengepro Zeiteinheit(kbit/s,Mbit/s) angegeben. Verschiedene
Services stellen unterschiedliche Anforderungen an die Datenrate, die für
ein reibungsloses Funktionieren notwendig ist.
In derTabelle rechts sind exemplarischeinige Richtwerte für verschiedene
Dienste angegeben.

Diese Werte sind allerdings nur als
Anhaltspunkte dafür zu verstehen, abwelchem Durchsatz für welchen Service
ein gutes Nutzungserlebnis zu erwarten
ist.

ServiceDatenrateVideo1 - 10 Mbit/s

Webseite

100-200 kbit/s

Musik-Streaming

100 kbit/s

IP-Telefonie30-100 kbit/s

Video-Telefonie

1 Mbit/s

Text-Messaging

1-10 kbit/s

Mail

100 kbit/s

KPI für Datentests
Bei Tests von Datendiensten lassen sich grob drei Typen unterscheiden:

Datentest-TypUpload/Download

Website-Abrufe

Video-Streaming

EigenschaftenTesten der Maximaldatenrate

Viele kleine Elemente werden
teilweise parallel, teilweise
nacheinander geladen
Beim Videostreaming ist einekonstante Mindestdatenrate
wichtiger als zeitweise Spitzen

KPI■

Datendurchsatz■

Verbindungsabbruchrate■

Dauer des Datentransfers■

Abbruchrate■

Ladezeit■

Abbruchrate■

Häufigkeit des„Einfrierens“■

Abbruchrate■

Zeit bis WiedergabestartTelefonie
Ein typischesTestszenario fürTelefonie verwendet zwei Endgeräte, wobei das erste Gerät daszweite anruft. Ist derVerbindungsaufbau erfolgreich (die Zeit für den Aufbau wird dabei registriert), wird die Verbindung für eine vorgegebene Zeit gehalten und dann wieder beendet.

Die wichtigsten KPI sind hier:■ Sprachqualität, gemessen z. B. mit dem
international standardisierten ITU-T P.863/„POLQA“-Verfahren■ Stabilität der Verbindung: wie lange kanndie Verbindung aufrecht erhalten werden■ Verzögerung zwischen Sprechen undHören (auch Latenz oder Delay), vor allem
bei Over-the-top-Diensten wie Skype oderWhatsApp

Bei VoIP-Diensten, die Teil derstandardisierten Netztechnologie sind (z. B. VoLTE bei 4G)
haben die Sprach-Datenpakete Vorfahrt. Bei Over-the-TopDiensten hingegen sind die
Sprachpakete den anderen
Datenpaketen gleichgestellt,
die Wahrscheinlichkeit vonVerzögerungen istdaher höher.
Ab einer Verzögerung von ca.
½ Sekunde führt dieseVerzögerung zum Beispiel dazu, dassGesprächspartner sich gegenseitig unbeabsichtigt ins Wort
fallen, weil sie eine Sprechpause annehmen. Durch solche
Effekte kann die Qualitätswahrnehmung stark leiden.

Das Nutzungserlebnis messen
Für das Geschäft von Mobilfunkprovidern sowie Branchen, deren Geschäftsmodell voneinem gutfunktionierenden
Mobilfunknetz abhängt(z.B. Musik-oderVideo-Streamingdienste), ist die Nutzererfahrung erfolgskritisch. Es ist
daher wichtig, aussagekräftige Datenzu gewinnen, die zeigen, wo Investitionen in das Mobilfunknetz (oder andere Komponenten) nötig sind, um das
Nutzungserlebnis zu optimieren unddie den Kunden versprochenen Leistungen sicherzustellen.

KundenzieleFragestellung?

FI BeratungsleistungenFragestellung inMethoden übersetzenSoll investiert werden, um die Leistung
der Netze zu steigern, geben dieseDaten Hinweise, wo dies mit dem
besten Aufwands-Nutzen-Verhältnis
möglich ist. Im Idealfall beschreibt ein
gut gewählter Satz von QoS-Kenngrößen den Kundennutzen eines Mobilfunknetzes.
Zugleich können diese Daten auch als
Grundlage dafürdienen, wieLeistungendem Kunden gegenüber kommuniziert
werden.

FI Messdienstleistungen

FI BeratungsleistungenMesskonzept entwickeln
und Messkampagnedurchführen

Rohdaten inaussagekräftige
Ergebnisse
konvertieren

Entscheidungen

Kundenb
Entschei efähigen,dBasis au ungen auf
ssagekrä
ger Datftien zu treffenDas Nutzungserlebnis messen
An dieser Stelle ist es wichtig,
in Erinnerung zu behalten, dassdie Qualität auch von Faktoren
beeinflusst wird, die streng
genommen nicht in die Verantwortung desNetzbetreibers
fallen. Als reines Transportmedium ist das Mobilfunknetz z.B.
nicht dafür verantwortlich,wenn der Server, der z. B. eine
Website oder ein Video ausliefert, überlastet ist.
Allerdings interessieren den
durchschnittlichen Nutzer inaller Regel die genauen Ursachen für schlechte Leistung
nicht. Ein Netzbetreiber wird
daher Ende-zu-Ende-Messungen mitrealistischen Nutzungsfällen in Kombination mit diagnostischen Tests einsetzen,
um Problemursachen identifizieren zu können.

Um das Nutzererlebnis zu messen, muss dieganze Nutzungsaktion betrachtet werden.
Bei Telefonie ist das z.B. die Aktion vomAufbau einerVerbindung nach Eingabe einer
Telefonn
ummer bis zur Beendigung desTelefonats.

Kombinationen aus Ende-zu-Ende-Tests unddiagnostischen Verfahren werden auch vonanderen Anwendern eingesetzt, z.B. Unternehmen, die Mobilfunkleistungen vonNetzbetreibern zukaufen, oder Firmenkunden mit Geräten für Mitarbeiter. KPI undZielgrößen für solche Leistungen werden in
Service Level Agreements (SLA) festgelegt.

Unsere Mess-Systeme
Alle Focus Infocom Mess-Systeme beherrschen Ende-zu-Ende Service-Tests
mit standardisierten KPI.

Wo keine KPI existieren oder diese nicht ausreichen, entwickeln wir, auch inZusammenarbeit mit unseren Kunden, passende Kenngrößen, immer im Bestreben, die Nutzererfahrung so realitätsnah wie möglich abzubilden.
Mit der einzigartigen SAM-Technologie bieten wir darüber hinaus einePlattform, mit der wir die Aktivitäten
von Smartphone-Apps wie Facebook, WhatsApp, Spotify etc.
steuern, messen und anhand
von frei definierbaren KPIevaluieren können.

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Focus Infocom
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