Netwerk: de sleutel tot een stabiele VoIP verbinding

1. Bandbreedtevereisten voor betrouwbare gesprekken

Om optimale gesprekskwaliteit te garanderen, is een stabiele verbinding met de volgende specificaties vereist:

• Latency / vertraging:
• < 50ms = Lage ping = ideaal
• 50 ms - 100 ms = Gemiddelde ping = aanvaardbaar - vertraging mogelijk
• > 100 ms = Hoge ping - problemen audiokwaliteit / gesprekscontinuïteit mogelijk
• Downloadsnelheid: Minimaal 1 Mbit voor maximaal 16 gelijktijdige gesprekken
• Uploadsnelheid: Minimaal 1 Mbit voor maximaal 16 gelijktijdige gesprekken

Waarom deze specificaties? De Alaw Codec (G.711), vaak gebruikt voor hoogwaardige spraakoproepen, heeft een bitrate van 64 kbit/s per audiostream (één richting). Dit betekent dat elk gesprek 128 kbit/s nodig heeft voor zowel upload als download gecombineerd.In de praktijk:

• 1 Mbit aan bandbreedte biedt capaciteit voor 8 gelijktijdige gesprekken wanneer upload en download elk 512 kbit/s gebruiken.
• Met een volledige 1 Mbit die alleen voor upload of download wordt gebruikt, kunnen 16 gelijktijdige gesprekken worden afgehandeld.

Met deze richtlijnen zorg je voor een soepele en ononderbroken communicatie.

2. NAT

NAT staat voor Network Address Translation. Wat NAT doet is een vertaalslag maken tussen extern (WAN) en intern (LAN) verkeer. Dit is nodig zodat bijvoorbeeld onze server niet enkel de router van de klant (WAN) bereikt, maar ook het apparaat die zich in het netwerk achter de router (LAN) bevindt. De scheiding tussen een intern en extern netwerken is noodzakelijk omdat er meer netwerkapparaten bestaan dan dat er IP(v4) adressen zijn. Door een intern en extern netwerk van elkaar te scheiden omzeil je dit probleem. Door het nieuwe protocol IPv6 is NAT in de toekomst niet meer nodig omdat er dan meer dan voldoende IP adressen beschikbaar zijn om elk netwerkapparaat zijn eigen unieke IP adres te geven.

NAT is dus goed en, zolang er nog gebruik wordt gemaakt van IPv4, zelfs noodzakelijk. Maar wat is Dubbel NAT dan precies? En waarom is dit slecht voor 'peer 2 peer' diensten zoals telefonie en bijvoorbeeld ook online gamen?

2.1 Dubbel-NAT

Dubbel-NAT (Network Address Translation). Een router maakt een vertaalslag tussen een intern netwerk (LAN, jouw kantoornetwerk bijvoorbeeld) en een extern netwerk (WAN, het netwerk van jouw internetprovider). Je sluit vervolgens jouw netwerkapparatuur (computers, printers, telefoons) aan op deze router. VoIP-telefonie gaat in de basis van deze situatie uit. Echter, soms worden VoIP-telefoons aangesloten op een router die op zijn beurt ook op een router staat aangesloten.

Een voorbeeld is een wifi-router die je aansluit op de router van jouw internetprovider. Of een eigen router die is aangesloten op een niet goed geconfigureerde router van een bedrijfsverzamelpand. Hierdoor vindt er twee keer een vertaalslag van een intern naar een extern netwerk plaats.

Een ander voorbeeld is een Engelsman spreekt met een Nederlander die Engels kan verstaan. De Nederlander kan toevallig Duits en vertaalt dit verhaal aan een Duitser. De boodschap van de Engelsman komt dus wel over bij de Duitser, maar zij zijn niet in staat rechtstreeks met elkaar te praten, iets wat met peer to peer diensten wel zou moeten. Hierdoor ontstaat er in de praktijk bij VoIP telefonie vaak enkelzijdige of zelfs geen audio.

Het gevolg hiervan kan zijn dat je eenzijdige audio ervaart, dat je totaal geen audio ervaart of gesprekken niet eens tot stand komen. Dit is op meerder manieren op te lossen:

• Sluit het toestel aan op de eerste router in jouw pand.
• Zet de eerste router in een bridge-modus. Hierdoor kan je de fysieke netwerksituatie laten zoals deze is, maar vindt er op de eerste router geen NAT meer plaats waardoor je het probleem structureel oplost. Meestal kan jouw internetprovider dit op afstand voor je doen.
• Neem contact op met je netwerkbeheerder of de netwerkbeheerder van het pand met het verzoek ten behoeve van VoIP-telefonie de Dubbel-NAT situatie te elimineren.

2.2 Zelf testen dubbele NAT (voor de technici)

Je kan zelf via jouw computer uitzoeken of er sprake is van een dubbel-NAT situatie. Belangrijk is dat deze computer wel in hetzelfde interne netwerk staat als jouw vaste toestel.

Windows

• Ga naar Start op jouw laptop.
• Type in de zoekbalk CMD (command prompt) en druk op enter.
• Geef het commando: tracert ha.voys.nl [enter] Zo ziet een verbinding er uit met 1 router die een vertaalslag doet tussen een intern en een extern netwerk. Het interne IP-adres is wit gearceerd:

Bovenstaande afbeelding is enkel NAT en dus goed. Dit kan je zien doordat er slechts 1 intern IP adres (stap 1 van de trace) voorkomt. Interne IP adressen beginnen altijd met 10.x.x.x, 192.168.x.x of 172.16-24.x.x. Onderstaand voorbeeld bij de MacBook is een dubbel-NAT situatie.

MacOS

• Open de Terminal op jouw macbook (vind deze via de zoekbalk rechtsboven).
• Geef in MacOS het commando: traceroute ha.voys.nl [enter]

Bovenstaande afbeelding is een dubbel NAT situatie en dus niet goed. Dit kan je zien doordat er meerdere interne IP adressen (stap 1 en 2 van de trace) voorkomen. Interne IP adressen beginnen altijd met 10.x.x.x, 192.168.x.x of 172.16-24.x.x. Bij het Windows voorbeeld zie je een enkel NAT en is dus hoe je het wil hebben.

Je krijgt nu alle ‘hops’ te zien die een klein pakketje vanaf jouw computer naar onze server (ha.voys.nl / ha.voys.be) aflegt. In netwerksituatie geschikt voor VoIP-telefonie kom je slechts 1 hop tegen met een intern IP-adres. Een intern IP-adres kan je herkennen als deze met de volgende cijferreeksen begint: - 192.168.x.x - 172.16.x.x t/m 172.31.x.x - 10.x.x.x Kom je meerdere hops achter elkaar tegen met een intern-ip adres is er sprake van dubbel-NAT. Er is echter een uitzondering. Sommige providers in Nederland gebruiken de 10.x.x.x-range ook als extern (WAN) netwerk. Kom je als tweede hop een 10.x.x.x netwerk tegen, duidt dit daarom ook meestal niet op dubbel-NAT. Eventuele time-outs in een traceroute duiden niet op netwerkissues en mag je negeren.

3. Hoge ping tijden - latency

Haperende audio, of audio die ‘ineens’ wegvalt? Grote kans dat de pingtijden vanaf jouw toestel naar buiten toe hoog zijn. Een pingtijd is een tijd dat bepaalde netwerkapperaten op elkaar reageren en wordt (als het goed is) weergegeven in milliseconden. Netwerkapperaat A (jouw computer) stuurt een klein pakketje naar netwerkapperaat B (bijvoorbeeld onze server). De tijd dat A nodig heeft van B een antwoord terug te krijgen is de pingtijd. Zijn deze pingtijden constant en consequent <150ms? Dan kan je er kwalitatief een goed gesprek op voeren zonder haperende audio. Zijn de pingtijden variabel en soms boven de 150ms? Dan kan mogelijk je audio-issues ervaren. Dit kan worden veroorzaakt door vrij veel oorzaken (van corrosie tot te lange kabels). In eerste instantie is het belangrijk vast te stellen waar deze hoge pingtijden ontstaan:

3.1 Zelf testen hoge latency (voor de technici)

Open 3 verschillende command prompts op jouw computer. In macOS kan je deze openen met ‘terminal’, in Windows door op het Windows logo te klikken en CMD [enter] in te typen.

1. Geef in de eerste command prompt in macOS (terminal) het commando ping ha.voys.nl. Geef in Windows het commando ping ha.voys.nl -t. Hiermee stuur je kleine pakketjes naar onze server. de tijd in ms geeft aan hoe lang het erover duurt voordat jij antwoord hebt op dit pakketje. Time out? Er wordt geen antwoord gegeven binnen anderhalve seconde = audio-issue. Zo ziet een stabiele verbinding er uit. Alle responstijden zijn consequent ~10ms.
2. Geef in de tweede command-prompt dezelfde commandos, maar in plaats van ha.voys.nl / ha.voys.be voer je het IP-adres van jouw toestel in.
3. Geef in de derde command-prompt dezelfde commandos, maar in plaats van ha.voys.nl voer je het IP-adres van jouw router in.

Zo ziet een stabiele verbinding er uit. Alle responstijden zijn consequent ~10ms.

Vinden er hoge pingtijden plaats bij enkel stap 2 (ping naar ha.voys.nl) is er een probleem met jouw externe netwerkverbinding. Probeer in dit geval je router te resetten. Is het probleem daarmee niet opgelost, neem dan contact op met de bevindingen met jouw internetprovider of netwerkbeheerder.

Vinden de hoge pingtijden ook plaats bij stap 3 of 4, dan ontstaan de problemen binnen je eigen netwerk. Dit kan meerdere oorzaken (en oplossingen!) hebben:

• Vinden de hoge pingtijden (of time-outs alleen plaats bij stap 3 dan is er iets mis met de aansluiting tussen jouw toestel en je router. Probeer je toestel eens op een andere plek aan te sluiten, of de bekabeling te vervangen. Werkt dit niet, neem dan contact op met je netwerkbeheerder.
• Vinden de pingtijden op 3 en 4 plaats (kan eigenlijk nooit op 4 alleen) dan kan er iets mis zijn met een netwerkswitch, de router zelf of de bekabeling. Reset je netwerkapparatuur. Werkt dit niet, neem dan contact op met je netwerkbeheerder.

Zijn alle pingtijden goed, maar ervaar je toch haperende audio, dan kan het zijn dat ‘package-loss’ de oorzaak is van de audio-issues.

3.2 Oorzaken van VoIP-latency en oplossingen

Wat veroorzaakt VoIP-latency?

• Overbelast netwerk: Te veel apparaten (computers, smartphones, etc.) op hetzelfde netwerk kunnen leiden tot vertraging.
• Wi-Fi-gebruik: Bellen via Wi-Fi, vooral onderweg, kan vertraging veroorzaken.
• Verouderde hardware: Beschadigde kabels, oude modems of apparaten die niet compatibel zijn met updates zorgen voor problemen.
• Onjuiste codecs: De gebruikte codec door je VoIP-provider kan invloed hebben op de latentie, maar dit is buiten jouw controle.

Hoe verminder je VoIP-latentie?

1. Controleer en vervang apparatuur: Zorg dat modems, kabels en apparaten up-to-date en in goede staat zijn.
1. Bij problemen is het raadzaam alle netwerkapparatuur eens te herstarten, 1 minuut zonder stroom te laten, en vervolgens weer inpluggen. Hierdoor verdwijnt het cache geheugen, en begint de apparatuur met een schone lei
2. Ontkoppel ongebruikte apparaten: Verwijder inactieve apparaten van het netwerk om meer bandbreedte vrij te maken.
3. Gebruik een secundaire internetverbinding: Een back-upnetwerk kan helpen bij netwerkstoringen of hoge latentie.
4. Prioriteer netwerkverkeer (QoS): Geef VoIP-verkeer voorrang met een VoIP-router en optimaliseer het gebruik van data-intensieve toepassingen.
5. Optimaliseer dataroutes: Laat je netwerk testen en pas de routering aan voor snellere verbindingen.
6. Kies een goede internetprovider: Een snelle en stabiele internetverbinding is essentieel voor betrouwbare VoIP-diensten.

Door deze stappen te volgen, minimaliseer je latentie en verbeter je de kwaliteit van je VoIP-gesprekken.

3. Packet loss

Zoals de naam al aangeeft kan het zijn dat er kleine netwerkpakketjes verloren gaan op het internet. Wanneer je aan het browsen bent opent de pagina een fractie van een seconde langzamer. Streamingsdiensten als Netflix bufferen de video’s dus daaraan kan je dit ook niet zien. Maar VoIP-telefonie is live en kan niet bufferen of wat later de audio naar de andere kant brengen. Gaat er een pakketje verloren, dan hapert je gesprek. Met online-gaming kan je hier bijvoorbeeld ook hinder van ondervinden.

Wij kunnen voor je uitzoeken of er packet loss plaatsvindt tussen onze servers en jouw router. Neem daarvoor contact op met 1 van mijn technische collega’s. Helaas kunnen we deze problemen niet voor je oplossen, maar we kunnen wel een rapportage hiervan maken waarmee je jouw internet-provider kan helpen deze issues voor jou op te lossen.

4. Verdere tips

Testen. Test audio-problemen nooit met elkaar in 1 ruimte. Hierdoor lijkt het namelijk doordat je elkaar ook ‘live’ hoort dat er een enorme vertraging op de lijn zit. Wanneer je elkaar niet live hoort ervaar je deze vertraging, die er altijd is met telefonie, helemaal niet als hinderlijk.

HD-audio. HD Audio-codecs leveren een mooi geluid, maar zijn gevoelig voor netwerkissues. Daarnaast wordt een loepzuiver geluid aan een telefoon vaak als raar ervaren en voelt het niet als een telefoongesprek. Op vaste toestellen heeft het niet veel waarde deze aan te zetten.

WiFi. Sommige vaste toestellen kan je via WiFi aansluiten. WiFi is echter geen geschikt medium om een VoIP-gesprek overheen te voeren. Ping-tijden zijn hoger, het signaal is instabieler en er zijn meer factoren die kunnen zorgen voor audio-issues. Sluit je vaste toestel altijd bekabeld aan. Wens je toch WiFi te gebruiken, lees dan zeker ons artikel eens over de Ideale draadloze internetverbinding. Vol met nuttige tips en tricks. Want meten, is weten!

4G-routers. In sommige buitengebieden of op nieuwe bedrijventerreinen is de vaste internetverbinding dusdanig slecht dat je er geen fatsoenlijk VoIP-gesprek over kan voeren. Heb je echter wel goed 4G-bereik, kan je een 4G router aanschaffen waar je jouw toestellen op aan kan sluiten. Wij hebben hier goede ervaringen mee. VoIP gebruikt niet veel data, dus met een kleine databundel kan je prima bellen en gebeld worden.

Powerline adapters, Powerline-adapters bieden een eenvoudige manier om internet via het stroomnetwerk te verspreiden, maar ze hebben belangrijke beperkingen. Ze verhogen de latency, beperken de beschikbare bandbreedte en kunnen een zwakke schakel zijn in je netwerk, vooral bij live-toepassingen zoals VoIP-telefonie, waar een stabiele verbinding cruciaal is. Hoewel ze in specifieke situaties nuttig kunnen zijn, zijn ze doorgaans minder geschikt voor wie een betrouwbaar en toekomstbestendig netwerk nodig heeft. Het gebruik van Cat5e of Cat6 UTP-kabels is de beste keuze voor optimale prestaties en stabiliteit.

WiFi-bridges en straalverbindingen. Professioneel aangelegde WiFi-bridges of straalverbindingen aangesloten door gerenomeerde bedrijven werken in de basis prima (bijvoorbeeld een wifi bridge naar jouw loods die dertig meter van je kantoorpand staat). Maar Wifi-bridges die zelf worden aangeschaft en geïnstalleerd voor inpandig gebruik zijn af te raden om dezelfde reden als je toestel via WiFi aan te sluiten. Probeer in deze situatie de telefonie altijd bekabeld aan te sluiten.