Bellen met smartphones over wifi, een forse uitdaging

In ziekenhuizen is de standaard voor bellen zo langzamerhand wifi geworden (Voice over Wireless LAN of VoWLAN). Het verkrijgen van een gegarandeerde kwaliteit met smartphones valt echter niet mee. Alleen speciale toestellen van leveranciers als SpectraLink, Ascom en Cisco worden gegarandeerd. Maar de eerlijkheid gebied dat je als medewerker van een ziekenhuis daar niet echt op zitten te wachten. Gebruikers willen een smartphone waarop ook hun mail, agenda, EPD, Verpleegoproep en roosterapplicatie toegankelijk zijn.

Waarom geen gegarandeerde oplossing te koop?

Bij bellen over wifi is er meestal sprake van verschillende marktpartijen die een deel van de oplossing leveren, maar allemaal invloed hebben op de gesprekskwaliteit.

1. De leverancier van het communicatieplatform. Tegenwoordig veelal een Unified Communications oplossing en niet een pure telefonie oplossing. Dit platform zorgt voor het tot stand brengen van verbindingen.
2. De leverancier van het communicatienetwerk zorgt voor het transport van de geluidsinformatie. Als het druk is op het netwerk moet spraakverkeer voorrang krijgen op minder urgent netwerkverkeer (QoS).
3. De leverancier van het wifinetwerk met vaak veel accesspoints (AP). Het verkeer van en naar het draadloze toestel moet zodanig geregeld worden dat de verbindingen met verschillende AP’s zonder onderbrekingen kan plaatsvinden.
4. De leverancier van de mobiele toestellen. De toestellen moeten op de juiste manier worden ingesteld en ook blijven. Deze leverancier heeft te maken met regelmatige updates en security eisen.
5. De leverancier van de app die moet zorgen voor het volgen van updates van het communicatieplatform en van de mobiele telefoon.

Gezien deze verscheidenheid aan betrokken partijen is het voor een system integrator eigenlijk niet te doen om de verantwoording te nemen voor een goede gesprekskwaliteit. Zeker ook omdat er vrijwel altijd bestaande schakels zijn op een locatie waar VoWLAN wordt geïntroduceerd. Het aantoonbaar maken van problemen in een deel van de keten is lastig en leidt vaak tot discussies. Toch zijn er wel mogelijkheden om tot oplossingen te komen.

Wanneer is de gesprekskwaliteit goed?

De gesprekskwaliteit wordt bepaald door de MOS (Mean Opinion Score). Zoals de naam al doet vermoeden is dat een standaard waarbij de waarde wordt bepaald door een gemiddelde die door eindgebruikers wordt bepaald. Dat is een moeilijke waarde om te bepalen. Daarom zijn er technische hulpmiddelen bedacht die het makkelijker maken om de kwaliteit te bepalen. In dat geval wordt de verbinding tussen de zender en de ontvanger gemeten in termen van delay, jitter en packet loss. Er zijn diverse hulpmiddelen in de markt beschikbaar om deze metingen uit te voeren. Veelal wordt door deze hulpmiddelen direct een MOS-waarde getoond. De MOS-waarde varieert van 1 tot 5 waarbij 5 de excellente score is. Bij aankoop van nieuwe systemen wordt veelal een waarde 3,5 of hoger als eis gesteld.

Wat beïnvloedt de gesprekskwaliteit bij bellen over wifi?

De kwaliteit van een gesprek wordt vooral beïnvloed door vertraging (delay), variatie daarin (jitter) en verlies van datapakketten (packet loss). De vraag is natuurlijk waardoor deze ontstaan. Bij het gebruik van Wifi is vooral het overschakelen van het ene naar het andere accesspoint bij beweging een lastig element. Dit noemen we handover. In een bedrijfsnetwerk zijn vaak veel accesspoints aanwezig en de zender en/of de ontvanger beweegt zich tijdens een gesprek langs meerdere van deze accesspoints. Tegelijkertijd kan één device maar met één accesspoint tegelijk communiceren.

Bij spraak is er een continue stroom van datapakketten. Het overstappen van het ene naar het andere accesspoint vraagt dus een snelle handover. Iets dat lastig is bij een wifinetwerk. Het veelvuldig overstappen van het ene naar het andere netwerk maakt het alleen maar lastiger. Dat wil je dus zoveel mogelijk voorkomen.

Wat zijn de mogelijkheden om de kwaliteitsrisico’s te beperken?

Allereerst is het natuurlijk belangrijk om een goede radiodekking te hebben. Hiermee realiseer je een goed en sterk signaal. Dat betekent in de praktijk dat er voldoende accesspoints moeten zijn en dat deze ook enige vorm van overlap hebben. Tegelijkertijd is het ook zaak om niet veel dekking van te veel accesspoints tegelijk te hebben. De devices weten dan niet meer met welk accesspoint ze het beste kunnen verbinden. Bovendien beïnvloeden de accesspoints elkaar als ze van hetzelfde kanaal gebruik maken.

In beginsel ligt de keuze voor het accesspoint bij het device dat de verbinding zoekt. Op het moment dat een signaal te zwak wordt, of een ander signaal beter, dan kiest het device voor het accesspoint met het sterkere signaal. Het roamen van AP naar AP vraagt netwerkbelasting en doorlooptijd en daarmee is het een bedreiging voor de spraakkwaliteit. Er zijn door de IEEE-organisatie standaarden ontwikkeld om dit proces van roamen te verbeteren.

• De 802.11k standaard die ervoor zorgt dat devices een overzicht krijgen van AP’s in de directe omgeving waardoor het scannen naar AP’s efficiënter wordt.
• De 802.11v standaard die regelt dat het netwerkinformatie aan devices verstrekt over de belasting van AP’s in de omgeving. De netwerkcapaciteit wordt daarmee verbeterd.
• De 802.11r (fast basestation transition) standaard die specifiek voor VoIP is ontwikkeld om het authenticatieproces te vereenvoudigen en te versnellen waardoor de handover veel sneller kan plaatsvinden.

De toepassing van bovenstaande standaarden maakt dat een device makkelijker en vooral sneller kan roamen tussen AP’s. Het is dan natuurlijk zaak dat de devices en het netwerk zelf bovengenoemde standaarden toepast. In de praktijk blijkt dat lang niet alle smartphones de 802.11 k,v en r standaarden ondersteunen en daarover ook niet veel communiceren op hun websites.

Dat is lastig omdat toestellen vaak maar een beperkte termijn beschikbaar zijn, de standaarden eigenlijk verzorgd worden door de chipset en dat zelfs binnen een product soms wijzigingen in de chipset voorkomen. Er moet door de gebruikstermijn van het wifinetwerk permanent bepaald worden welke toestellen wel of niet geschikt zijn. Er zijn spelers in de markt die juist hierin specialiseren.

Als gevolg van de onduidelijkheid van ondersteuning van standaarden zien we dat bellen over wifi met smartphones in zakelijke omgevingen nog maar heel beperkt wordt toegepast. Vaak wordt als gevolg van deze onzekerheden gekozen voor het gebruik van een gedistribueerd antennesysteem (DAS) en publieke of private gsm-netwerken of van toestellen die specifiek voor spraaktoepassingen over wifi zijn ontwikkeld. Deze toestellen zijn vaak kostbaar en bieden geen, of beperkte mogelijkheden voor apps.

Naar mijn idee ligt er een belangrijke taak bij leveranciers van wifinetwerken om lijsten aan te leggen van (smart)phones die geschikt zijn voor VoWifi en welke juist niet (white- en blacklisten).

Tegelijkertijd zie ik ook een beweging ontstaan waarbij mobiele operators hun telefonieplatformen ontsluiten via wifi en internet: het zogenaamde wifi-bellen. Ofschoon de VoWifi techniek ondersteund wordt naast VoLTE standaard is daarmee nog niet gegarandeerd dat de kwaliteit van de gesprekken over wifi goed is. Het communicatietraject (LAN, firewalls, internet) bij deze vorm van communicatie is lang en kent veelal geen gegarandeerde netwerkkwaliteit (QoS). Hierdoor zijn deze verbindingen sowieso twijfelachtig en niet geschikt voor hoge kwaliteit spraakverbindingen. Ze moeten meer gezien moeten worden als een fall-back scenario.

Conclusie

De wifibedrijfsnetwerken bieden veelal mogelijkheden voor spraak over wifi. De selectie van toestellen is echter een belangrijk aandachtspunt. Zonder gespecialiseerd advies is het een hele uitdaging om de juiste keuzes te maken.