Bei Netzwerken für Echtzeitdatenübertragungen kommt man um das Thema QoS bzw. Quality of Service nicht herum. Auf dieser Seite erläutern wir, wann und wieso QoS notwendig wird und wie es sich umsetzen lässt.
Was ist QoS?
Vereinfacht gesagt ist QoS eine Priorisierung von Datenpaketen, basierend auf ihrem Anwendungsfall.
Die Übertragung von Daten über ein Netzwerk wird durch einzelne Pakete realisiert. Größere Datenmengen werden also aufgeteilt auf mehrere kleine Pakete und nacheinander über das Netzwerk übertragen. Die maximale Größe eines solchen Pakets ist in Standardnetzwerken ca. 1.500 Bytes, kann jedoch unter bestimmten Voraussetzungen auf über 9.000 Bytes erhöht werden. Unabhängig von der Größe der einzelnen Pakete ist es jedoch viel wichtiger, dafür zu sorgen, dass die Pakete, die dringlicher sind, ungehindert durch das Netzwerk passieren können und Vorrang vor Paketen haben, die nicht so dringlich sind.
Bei QoS werden Pakete kategorisiert und in unterschiedliche Prioritäts-Warteschleifen „Queues“ eingruppiert. Die Netzwerkhardware (in diesem Fall die Switche), arbeiten dann die Warteschleifen so ab, dass die Pakete in der Warteschleife mit der höchsten Priorität zuerst weitergeschickt werden. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Paket rechtzeitig ankommt, enorm.
Wer braucht QoS?
Geräte, die Echtzeitdatenströme erzeugen, die von irgendwelchen Empfängern im Netzwerk möglichst sofort empfangen werden sollten, profitieren von QoS. In erster Linie sind das Geräte, die Ton- und Bild-Signale übertragen. Eine Verzögerung von Ton- oder Bildsignal kann schnell dazu führen, dass bei musikalischen Darbietungen die Übertragung nicht mehr synchron zu den Künstlerinnen und Künstlern auf der Bühne stattfindet. Aber auch Steuersignale für die Beleuchtung sind hoch zeitkritisch, da nur so eine Licht-Show, die im Takt der Musik abläuft, übertragen werden kann. Hierbei kommt es bereits bei wenigen Millisekunden Verzögerung zu spürbaren Auswirkungen, die es zu vermeiden gilt.
Am kritischsten sind die Datenübertragungen, um die Synchronisierung zwischen Ton- und Videoequipment sicherzustellen, die sogenannte Clock. Moderne Übertragungsprotokolle wie z.B. DANTE und SMPTE 2110 nutzen zur zeitlichen Synchronisierung das Precision Time Protocol, das eine Genauigkeit im Nanosekunden-Bereich ermöglicht. Deshalb sind die Verzögerungen im Netzwerk durch QoS so gering wie möglich zu halten.
Im Gegensatz dazu sind Datenströme, bei denen es nicht auf Millisekunden ankommt, wie z.B. das Laden einer Website oder das Senden von Daten an einen Drucker, nicht zeitkritisch und können deshalb den zeitkritischen Signalen untergeordnet werden. QoS verhindert nicht die Übertragung der weniger priorisierten Daten, sondern verzögert sie nur minimal.
Wann braucht es QoS?
Nicht jedes Netzwerk benötigt automatisch auch QoS. Kleine Netzwerke mit geringer Auslastung, bei denen die Switche niemals an die Grenze ihrer Übertragungskapazität gelangen, können auch völlig ohne QoS sicher und zuverlässig betrieben werden. Selbst günstigste Switche, die es beim Elektronikhändler um die Ecke zu kaufen gibt, können in der Regel auch kleine Echtzeitanwendungen problemlos abdecken. Selbst wenn mehrere Switche zusammengesteckt werden, können auch ohne QoS in kleinen Netzwerken ohne viel Datenverkehr Echtzeitanwendungen noch problemlos funktionieren.
QoS wird dann notwendig, wenn mehr Daten gleichzeitig über dasselbe Netzwerk übertragen werden; wenn Switche an ihre Kapazitätsgrenzen gelangen. Auch kurze Spitzen bei der Datenübertragung können ohne QoS dann zum Problem werden. Zwar wird bei größeren Netzwerken eine Segmentierung durchgeführt, um die Netzwerke pseudophysisch voneinander zu trennen (lesen Sie hier mehr zum Thema Segmentierung von Netzwerken), allerdings teilen sich auch segmentierte Netzwerke gewisse Infrastruktur und damit die Übertragungskapazität.
Ab diesem Zeitpunkt wird es notwendig, über QoS nachzudenken und die korrekten Einstellungen vorzunehmen, um eine unterbrechungsfreie und hochzuverlässige Echtzeitübertragung zu ermöglichen. Bei fehlerhaft konfiguriertem oder nicht vorhandenem QoS können Audio- und Videoaussetzer die Folge sein, die die Performance von Künstlerinnen und Künstlern oder die Übertragung von Rednerinnen und Rednern massiv stört.
Unsere Dienstleistung umfasst die Konfiguration des Veranstaltungsnetzwerks mit QoS, um für höchste Zuverlässigkeit zu sorgen.
