QoS voor VoIP: zo geef je spraak voorrang op je netwerk

QoS (Quality of Service) voor VoIP is een set regels op je router en switches die spraakverkeer voorrang geeft zodra je netwerk of internetverbinding vol raakt. Zonder QoS staat een telefoongesprek in dezelfde rij als een grote upload, een Windows-update of een videostream. Dan hoor je haperingen, echo of een robotstem. Met QoS worden spraakpakketten herkend, gemarkeerd en als eerste verstuurd. Hieronder lees je wat QoS precies doet, welke waarden je nastreeft, hoe je het stap voor stap instelt en hoe je test of het werkt.

Kort samengevat

• QoS geeft spraakpakketten voorrang op ander verkeer. Het doet pas echt iets bij congestie, dus als de verbinding of een netwerkpoort vol zit.
• Stuur op drie waarden: vertraging (liefst onder 150 ms in één richting), pakketverlies (ruim onder 1%) en jitter (zo laag en stabiel mogelijk).
• De basis is altijd hetzelfde: verkeer herkennen, markeren met DSCP 46 (EF) en in een aparte wachtrij met voorrang zetten, van toestel tot router.
• QoS werkt het best op een verbinding met voldoende bandbreedte en op apparatuur die de markering overal respecteert.
• Test na het instellen onder echte belasting: bel terwijl er een grote upload loopt.

Inhoudsopgave

• Wat QoS doet bij een VoIP-gesprek
• Wanneer QoS het verschil maakt
• Welke waarden je nastreeft
• De bouwstenen van QoS
• QoS voor VoIP instellen in vijf stappen
• Testen of QoS werkt
• Wat QoS nodig heeft om goed te werken
• Ons perspectief op QoS en VoIP
• Telefonie en netwerk in één hand
• Veelgestelde vragen
• Bronnen

Wat QoS doet bij een VoIP-gesprek

Een VoIP-gesprek bestaat uit een continue stroom kleine datapakketjes, tientallen per seconde, elk met een paar milliseconden spraak. Voor een e-mail of een bestand maakt het niet uit of een pakketje even wacht of opnieuw wordt verstuurd. Voor spraak wel. Een pakketje dat te laat aankomt, heb je niets meer aan: het gesprek is dan al verder.

Cisco legt in zijn handleiding over haperende spraak uit dat verloren of vertraagde spraakpakketten de verstaanbaarheid bedreigen, en dat wisselende vertraging jitter heet. Realtime spraak kun je niet zomaar weggooien of te lang vasthouden. Anders ontstaan gaten in het geluid en die bekende robotachtige klank.

QoS lost dat op met een eenvoudig principe: niet al het verkeer is even belangrijk. Je router en switches krijgen regels mee die zeggen welk verkeer voor mag. Vergelijk het met een busbaan: als de weg vol staat, rijdt de bus gewoon door en wacht de rest even. Het verkeer dat moet wachten, zoals een back-up of een download, merkt daar nauwelijks iets van. Een paar honderd milliseconden extra bij een download voelt niemand. Bij een gesprek hoor je het meteen.

Wanneer QoS het verschil maakt

QoS doet vooral iets op het moment dat er meer verkeer is dan de verbinding aankan. Zolang er ruimte genoeg is, gaat alles direct door en hoeft er niemand voor te dringen. Daarom zeggen veel ondernemers: “Ons internet is snel genoeg, toch klinkt het soms slecht.” Ook een snelle verbinding kan kort helemaal vollopen, bijvoorbeeld als:

• iemand een grote presentatie of videobestand naar de cloud uploadt;
• de back-up van de server of de NAS tijdens kantoortijd start;
• meerdere collega’s tegelijk in een videovergadering zitten;
• laptops en telefoons tegelijk updates binnenhalen;
• gasten op het wifi-netwerk video streamen.

Juist de uploadkant is vaak de zwakke plek. Veel zakelijke aansluitingen hebben een kleinere upload dan download, en één grote upload kan die volledig opeisen. Dan hoort de andere partij jou slecht, terwijl jij hen prima verstaat.

Een gesprek heeft twee richtingen. Uitgaand verkeer, van jouw kantoor naar internet, regel je zelf op je router: daar bepaal je de volgorde in de wachtrij. Binnenkomend verkeer komt via je internetprovider binnen, gesorteerd of niet. Daar heb je minder invloed op, al kun je de router wel zo instellen dat andere stromen worden afgeremd voordat de lijn volloopt. Zet daarom de bandbreedte in de QoS-instellingen iets lager dan wat je abonnement belooft. Dan beheert je eigen router de wachtrij, en niet de apparatuur van de provider.

NLXS

Bespreek je netwerk in Breda

Bij NLXS kun je terecht voor hosting en ICT-diensten die zijn afgestemd op de behoeften van je organisatie.

NLXS

Lage Mosten 51, 4822 NK Breda

Bekijk de route

© OpenStreetMap contributors

Welke waarden je nastreeft

Voor goede spraakkwaliteit kijk je naar drie meetwaarden. In de Enterprise QoS-ontwerpgids van Cisco staat dat realtime verkeer van goede kwaliteit minder dan 150 ms vertraging in één richting nodig heeft. Bij de G.729-codec moet het pakketverlies volgens die gids ruim onder 1% blijven.

Jitter wordt op het toestel deels opgevangen door een jitterbuffer: een kleine wachtruimte die pakketten even verzamelt en in de juiste volgorde afspeelt. Hoe groter de schommeling, hoe groter die buffer moet zijn, en elke milliseconde buffer komt bij de vertraging. QoS helpt dus op twee manieren: minder schommeling betekent een kleinere buffer en daardoor een vlotter gesprek.

Ook de codec telt mee. Volgens Cisco bepaalt de gekozen codec hoeveel bandbreedte een gesprek vraagt. Een gecomprimeerde codec gebruikt minder ruimte per gesprek, een codec met hogere geluidskwaliteit meer. Weet je hoeveel gesprekken je kantoor tegelijk voert, dan kun je uitrekenen hoeveel ruimte je voor spraak moet reserveren.

De bouwstenen van QoS

Hoe je QoS ook instelt, de techniek bestaat steeds uit dezelfde stappen. De configuratiegids van de Cisco Catalyst 3560 beschrijft het model als classificeren, een label toekennen, verkeer begrenzen en markeren, en het daarna in wachtrijen plaatsen en inplannen. In de praktijk ziet dat er zo uit:

Herkennen (classificeren)

De router of switch moet weten welk verkeer spraak is. Dat kan op basis van poorten (SIP-signalering en de RTP-poorten voor het geluid), op basis van het IP-adres van de telefooncentrale of het toestel, of op basis van een markering die het toestel zelf meegeeft.

Markeren met DSCP

Elk IP-pakket heeft een veld voor een prioriteitscode: de DSCP-waarde. Voor spraak is dat Expedited Forwarding (EF), met waarde 46. In dezelfde Cisco-gids staan ook andere klassen, zoals AF31 met waarde 26. In veel netwerken krijgt het geluid zelf EF en de signalering (het opzetten en afbreken van gesprekken) een eigen, lagere klasse. Een markering heeft alleen zin als elk apparaat onderweg haar herkent en respecteert. Eén goedkope switch die de markering negeert of wist, maakt de hele keten zwak.

Een voice VLAN

Op kantoor zet je de vaste toestellen bij voorkeur in een eigen virtueel netwerk, een voice VLAN. Spraak staat dan logisch los van pc’s, printers en gastenwifi. Dat maakt herkennen en voorrang geven eenvoudiger, en bij storingen is het overzichtelijker. Veel zakelijke switches kunnen een toestel automatisch in het voice VLAN plaatsen, terwijl de pc die achter het toestel hangt in het gewone netwerk blijft.

Wachtrijen en voorrang

Tot slot bepaalt de router in welke volgorde pakketten de deur uitgaan. Spraak gaat in een wachtrij met de hoogste prioriteit, vaak met een maximum zodat het ander verkeer nooit helemaal verdringt. De rest verdeelt de overige ruimte.

QoS voor VoIP instellen in vijf stappen

De menu’s verschillen per merk, maar de volgorde is overal gelijk.

1. Breng je verkeer in kaart. Hoeveel gesprekken voer je tegelijk op een druk moment, welke codec gebruik je en wat is je werkelijke upload- en downloadsnelheid? Meet die snelheid een paar keer, op verschillende momenten.
2. Stel de bandbreedte op de router in. Vul in de QoS-instellingen een waarde in die iets onder je gemeten snelheid ligt. Zo houdt de router zelf de regie over de wachtrij.
3. Maak een regel voor spraak. Geef SIP en het spraakverkeer de hoogste prioriteit. Bij Zyxel USG-firewalls gaat dat via Bandwidth Management. Volgens de Zyxel-supportpagina over BWM voor VoIP schakel je BWM in en geef je SIP-verkeer de hoogste prioriteit, of maak je een regel voor de SIP- of VoIP-poorten. Prioriteit 1 is daar de hoogste.
4. Zet QoS aan op je switches. Op beheerde switches staat QoS niet altijd standaard aan. Op de Catalyst 3560 moet QoS eerst globaal worden ingeschakeld voordat er iets wordt geclassificeerd. Stel de poorten van toestellen zo in dat ze de DSCP-markering vertrouwen, en richt het voice VLAN in.
5. Laat de eindpunten markeren. Vaste toestellen markeren meestal zelf met DSCP 46. Voor softphones op laptops kan dat via het besturingssysteem: in Microsoft-omgevingen kun je met Group Policy realtime verkeer markeren op de werkplekken zelf, zodat het netwerk het verkeer meteen herkent.

Werk je met een gehoste telefooncentrale? Vraag dan bij je leverancier na welke poorten en DSCP-waarden de toestellen gebruiken. Die gegevens heb je nodig voor stap 3 en 4.

Testen of QoS werkt

Instellen is één ding, controleren of het werkt is minstens zo belangrijk. QoS doet pas iets onder belasting, dus een testgesprek op een rustig moment zegt weinig.

Zo test je het goed:

• Bel onder belasting. Start een grote upload naar de cloud of een snelheidstest en voer tegelijk een gesprek. Klinkt dat helder, dan doet de voorrang zijn werk.
• Kijk naar de statistieken. Veel toestellen en telefooncentrales tonen per gesprek de vertraging, de jitter en het pakketverlies. Leg die cijfers naast de waarden in de tabel hierboven.
• Controleer de markering. Met een netwerkanalyse-tool zie je of spraakpakketten echt met DSCP 46 bij de router aankomen, of dat een switch onderweg de markering heeft gewist.
• Bel beide kanten op. Laat iemand buiten kantoor jou bellen en vraag hoe jij klinkt. Problemen in de uploadrichting hoor je zelf niet.

Klinkt het nog steeds niet goed, kijk dan verder dan het netwerk. Cisco wijst erop dat Voice Activity Detection (VAD), een functie die stiltes niet verstuurt om bandbreedte te besparen, het begin van zinnen kan afknippen. Dat klinkt als een netwerkprobleem, maar het is een instelling op het toestel of de centrale.

Wat QoS nodig heeft om goed te werken

QoS is krachtig, maar werkt binnen de ruimte die er is. Cisco stelt in Quality of Service for Voice over IP dat er eerst voldoende basisbandbreedte voor realtime verkeer moet zijn: QoS vervangt geen ontbrekende capaciteit. Een goede zakelijke VoIP-omgeving rust daarom op drie pijlers:

• Een verbinding met genoeg ruimte, vooral in de uploadrichting, voor het aantal gesprekken dat je tegelijk voert plus het overige verkeer.
• Apparatuur die QoS ondersteunt, van switch tot router en accesspoint, zodat de voorrang van begin tot eind intact blijft.
• Beheer dat het bijhoudt. Nieuwe toestellen, een andere router of een firmware-update kunnen instellingen terugzetten. Wie QoS één keer instelt en daarna vergeet, merkt het pas als klanten klagen.

Vergeet ook niet dat jouw QoS ophoudt bij de rand van je eigen netwerk. Belt iemand met een slechte mobiele verbinding of een volle lijn aan zijn kant, dan kan jouw router daar niets aan veranderen. Juist daarom is het prettig als je eigen kant op orde is: dan weet je bij een slecht gesprek meteen waar je níet hoeft te zoeken.

Ons perspectief op QoS en VoIP

Bij ons komen regelmatig ondernemers binnen met dezelfde vraag: “We zijn overgestapt op VoIP en soms klinkt het gewoon slecht. Ligt het aan de telefonie?” Meestal niet. In de praktijk zit het probleem vaak in het netwerk: een router zonder QoS, een switch die de markering negeert, of een back-up die midden op de dag de upload volzet.

Wij geloven dat goede telefonie begint bij een netwerk dat erop is ingericht. Daarom kijken we nooit alleen naar de toestellen of de centrale, maar naar het geheel: de verbinding, de router, de switches, het wifi en de werkplekken. Met een ICT-scan brengen we dat in kaart, zodat je precies weet waar de knelpunten zitten voordat er iets verandert.

Wat ons betreft hoort QoS gewoon bij een professionele VoIP-omgeving, net als een goede back-up bij een server. Je wilt er niet over na hoeven denken. Daarom richten we het netwerk en de telefonie samen in en houden we het daarna in beheer. Gaat er toch iets mis, dan heb je ons direct aan de telefoon en lossen we het binnen één dag op. Zonder verrassingen, voor een vast maandbedrag.

Ken

Telefonie en netwerk in één hand

Wil je niet zelf in routermenu’s duiken? Dan nemen wij het graag van je over. NLXS levert zakelijke VoIP-telefonie en zorgt ook voor het netwerk eronder, zodat QoS, voice VLAN en wifi vanaf de eerste dag goed staan.

Met onze hosted ICT-diensten, zoals hosted telefonie, werkplekbeheer en een hosted wifi-netwerk, heb je één aanspreekpunt voor alles wat met spraak en verbinding te maken heeft. Benieuwd hoe zo’n overstap in de praktijk verloopt? Lees onze VoIP-implementatie bij een mkb-bedrijf of de uitleg over netwerkbeheer voor kantoor. Wil je eerst meer weten over de basis? Dan helpt ons artikel over VoIP-telefonie voor bedrijven je op weg.

Veelgestelde vragen

Wat betekent QoS?

QoS staat voor Quality of Service. Het is een verzameling technieken waarmee een netwerk bepaald verkeer voorrang geeft boven ander verkeer. Bij VoIP betekent dat: spraakpakketten gaan als eerste, zodat een gesprek helder blijft als de verbinding druk is.

Heb ik QoS nodig als mijn internet snel genoeg is?

Ook een snelle verbinding kan kort vollopen, bijvoorbeeld door een grote upload of een back-up. Op die momenten zorgt QoS dat gesprekken niet gaan haperen. Hoe meer mensen en apparaten je netwerk delen, hoe groter de kans dat je het verschil merkt.

Welke DSCP-waarde gebruik je voor VoIP?

Voor het geluid zelf gebruik je DSCP 46, ook wel Expedited Forwarding (EF) genoemd. Signalering krijgt meestal een eigen, lagere klasse. Vraag je telefonieleverancier welke waarden de toestellen gebruiken, zodat je router en switches daarop zijn afgestemd.

Werkt QoS ook via wifi?

Ja, zakelijke accesspoints kunnen spraakverkeer voorrang geven op het draadloze netwerk. Wifi blijft wel gevoeliger voor storing en wisselend bereik dan een kabel. Voor vaste toestellen op bureaus is een bekabelde aansluiting met voice VLAN de stabielste keuze.

Kan ik QoS zelf instellen of laat ik het doen?

Op veel zakelijke routers en firewalls kun je zelf een basisregel voor SIP en spraak aanmaken. Het lastige deel is de hele keten: switches, VLAN’s, wifi en werkplekken moeten allemaal meedoen. Wil je zekerheid, laat het netwerk dan inrichten en beheren door een partij die telefonie en netwerk samen bekijkt.

Bronnen

• Cisco: Problemen met QoS Choppy Voice oplossen
• Cisco: Enterprise QoS Solution Reference Network Design Guide
• Cisco: Catalyst 3560 Switch Software Configuration Guide, QoS
• Cisco: Quality of Service for Voice over IP
• Zyxel: BWM (QoS) configureren voor VoIP op USG
• Microsoft: gesprekskwaliteit beheren