VOIP

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Erläuterung

Voip steht für Voice Over Internet Protocoll. Bei dieser Art der Telefonie nutzt man die normale Internetleitung für die gewohnten Telefonate. Der Endverbraucher merkt so gut gar nicht, dass eine andere Verbindungsart genutzt wird.

IP-Telefonie ist eine Technologie, die es ermöglicht, den Telefondienst auf dieser IP-Infrastruktur zu realisieren, so dass diese die herkömmliche Telefontechnologie samt ISDN, Netz und allen Komponenten ersetzen kann. Zielsetzung dabei ist eine Reduzierung der Kosten durch ein einheitlich aufgebautes und zu betreibendes Netz, wodurch sich für die Betreiber Kostenvorteile ergeben, die an den Endverbraucher weitergegeben werden können.


Signalisierungsprotokolle

Der Auf- und Abbau von Anrufen (Rufsteuerung) erfolgen über ein von der Sprachkommunikation getrenntes Protokoll. Auch die Aushandlung und der Austausch von Parametern für die Sprachübertragung geschehen über andere Protokolle als die der Rufsteuerung.

Um in einem IP-basierten Netz eine Verbindung zu einem Gesprächspartner herzustellen, muss die aktuelle IP-Adresse des gerufenen Teilnehmers innerhalb des Netzes bekannt sein, jedoch nicht auf der Seite des Anrufers. Die Erreichbarkeit des Angerufenen wird, ähnlich wie in Mobilfunknetzen, durch eine vorangegangene Authentifizierung des Gerufenen, und einer damit verbundenen Bekanntmachung seiner momentanen Adresse, ermöglicht (nomadische Nutzung).

Zuweisung der Kontaktadresse

Aufgrund z.B. von Ortswechsel des Teilnehmers, Wechsel des Users am gleichen PC oder der dynamischen Adressvergabe beim Aufbau einer Netzwerkverbindung ist eine feste Zuordnung von Telefonnummern zu IP-Adressen nicht möglich. Die allgemein angewandte Lösung besteht darin, dass die IP-Telefonie-Teilnehmer bzw. deren Endgeräte ihre aktuelle IP-Adresse bei einem Dienstrechner (Server) unter einem Benutzernamen hinterlegen. Der Verbindungsrechner für die Rufsteuerung, oder manchmal sogar das Endgerät des Anrufers selbst, kann dann bei diesem Server die aktuelle IP-Adresse des gewünschten Gesprächspartners über den angewählten Benutzernamen erfragen und damit die Verbindung aufbauen.

Erläuterung

Voip steht für Voice Over Internet Protocoll. Bei dieser Art der Telefonie nutzt man die normale Internetleitung für die gewohnten Telefonate. Der Endverbraucher merkt so gut gar nicht, dass eine andere Verbindungsart genutzt wird.

IP-Telefonie ist eine Technologie, die es ermöglicht, den Telefondienst auf dieser IP-Infrastruktur zu realisieren, so dass diese die herkömmliche Telefontechnologie samt ISDN, Netz und allen Komponenten ersetzen kann. Zielsetzung dabei ist eine Reduzierung der Kosten durch ein einheitlich aufgebautes und zu betreibendes Netz, wodurch sich für die Betreiber Kostenvorteile ergeben, die an den Endverbraucher weitergegeben werden können.


Funktionsprinzip

Das Telefonieren mit der IP-Telefonie kann sich für den Teilnehmer genauso darstellen wie in der klassischen Telefonie. Wie bei der herkömmlichen Telefonie teilt sich das Telefongespräch hierbei in drei grundsätzliche Vorgänge auf.

  • Verbindungsaufbau
  • Gesprächsübertragung
  • Verbindungsabbau.

Im Unterschied zur klassischen Telefonie werden bei VoIP aber keine Leitungen“ durchgeschaltet, sondern Sprache wird in kleinen Paketen transportiert.

Technik

Technik Beschreibung Bild
VoIP to VoIP Nutzen beide Gesprächspartner VoIP, wird die Sprache in einzelnen Paketen über das Internet übertragen Voip-voip.jpg
VoIP to ISDN Da die alte analoge oder ISDN Telefontechnik noch sehr weit verbreitet ist und das neue VoIP immer mehr Anwender findet, müssen die beiden Techniken gekoppelt werden. Eine Vermittlungsstelle ermöglicht dabei das Zusammenführen von Festnetz und Internet Normal-voip.jpg


Signalisierungsprotokolle

Der Auf- und Abbau von Anrufen (Rufsteuerung) erfolgen über ein von der Sprachkommunikation getrenntes Protokoll. Auch die Aushandlung und der Austausch von Parametern für die Sprachübertragung geschehen über andere Protokolle als die der Rufsteuerung.

Um in einem IP-basierten Netz eine Verbindung zu einem Gesprächspartner herzustellen, muss die aktuelle IP-Adresse des gerufenen Teilnehmers innerhalb des Netzes bekannt sein, jedoch nicht auf der Seite des Anrufers. Die Erreichbarkeit des Angerufenen wird, ähnlich wie in Mobilfunknetzen, durch eine vorangegangene Authentifizierung des Gerufenen, und einer damit verbundenen Bekanntmachung seiner momentanen Adresse, ermöglicht (nomadische Nutzung).

Zuweisung der Kontaktadresse

Aufgrund z.B. von Ortswechsel des Teilnehmers, Wechsel des Users am gleichen PC oder der dynamischen Adressvergabe beim Aufbau einer Netzwerkverbindung ist eine feste Zuordnung von Telefonnummern zu IP-Adressen nicht möglich. Die allgemein angewandte Lösung besteht darin, dass die IP-Telefonie-Teilnehmer bzw. deren Endgeräte ihre aktuelle IP-Adresse bei einem Dienstrechner (Server) unter einem Benutzernamen hinterlegen. Der Verbindungsrechner für die Rufsteuerung, oder manchmal sogar das Endgerät des Anrufers selbst, kann dann bei diesem Server die aktuelle IP-Adresse des gewünschten Gesprächspartners über den angewählten Benutzernamen erfragen und damit die Verbindung aufbauen.

Verbreitete Signalisierungsprotokolle

  • SIP Session Initiation Protocol
  • H.323 Packet-based multimedia communications systems, ein ITU-T-Standard

Verbindungsaufbau mit SIP

Das Session Initiation Protocol (SIP) ist nicht an einen bestimmten Hersteller gebunden. Diese herstellerunabhängige Standardisierung ermöglicht den Einsatz von SIP-basierten Systemen in heterogenen Umfeldern, insbesondere auch in der Kopplung von VoIP-Komponenten unterschiedlicher Hersteller.

Die Teilnehmer besitzen bei SIP eine SIP-Adresse (ähnlich einer E-Mail-Adresse) im Uniform-Resource-Identifier-Format (URI-Format), wie z.B. sip:12345@beispiel-server.de“. Endgeräte müssen sich einmalig während der Startphase bei einem ihnen zugewiesenen SIP-Server registrieren. Zum Aufbau einer Verbindung schickt das Endgerät des Anrufers eine Nachricht an den Server, der unter dem Domainnamen beispiel-server.de“ bekannt ist.

Dieser Verbindungswunsch wird durch den Server an das Endgerät des Angerufenen weitergeleitet. Sofern diese Nachricht dort verarbeitet werden kann, schickt das Endgerät eine entsprechende Nachricht zurück an den Server, der diese an den Anrufer weiterleitet. Zu diesem Zeitpunkt klingelt das Endgerät des Angerufenen, der Anrufer hört ein Freizeichen.

Eine direkte Kommunikation zwischen den beiden Endgeräten hat bis jetzt noch nicht stattgefunden. Im Rahmen dieses Austauschs zum Aufbau einer Session werden zwischen den Endgeräten alle relevanten Informationen über Eigenschaften und Fähigkeiten ausgetauscht. Für das eigentliche Telefongespräch ist der Server nicht mehr notwendig, die Endgeräte senden sich ihre Daten direkt zu, d. h., der Datenaustausch im Rahmen des Gespräches läuft am Server vorbei. Für die Übertragung dieser Daten in Echtzeit wird üblicherweise das Protokoll Real-Time Transport Protocol (RTP) eingesetzt.

Zur Beendigung des Gesprächs sendet eines der Endgeräte eine SIP-Nachricht an den Server, der diese an den anderen Teilnehmer weitergibt. Beide Endgeräte beenden dann die Verbindung.

Verbindungsaufbau mit H.323

Eine Stärke von H.323 war die relativ frühe Verfügbarkeit als eine Menge an Standards, die nicht nur das grundlegende Rufmodell, sondern zusätzlich auch die Leistungsmerkmale definieren, welche benötigt werden, um den Erwartungen für Geschäftskommunikation gerecht zu werden. H.323 basiert auf dem ISDN-Protokoll und ist daher gut für Interworking-Szenarien zwischen IP und ISDN, bzw. zwischen IP und QSIG (Signalisierungsprotokoll für die Vernetzung von Telefonanlagen) geeignet. Ein Rufmodell, ähnlich dem ISDN-Rufmodell, erleichtert die Einführung der IP-Telefonie in existierende Netzwerke, die aus ISDN-basierten TK-Anlagen bestehen. Eine sanfte Migration in Richtung IP-basierter Telefonanlagen wird dadurch planbar.

Wichtig hierbei ist die Nutzung einesw Gatekeepers!!

Ein Gatekeeper ist ein Gerät, das wesentliche Gateway-Funktionalitäten zwischen IP-Netz und Telefonnetz in einer IP-Telephonie-Installation übernimmt. Es setzt die im H.323-Rahmenstandard definierten Schnittstellenfunktionen um und dient hauptsächlich der Emulation des PSTN-Verbindungsaufbaus über das IP-Netz und der Anpassung der Datenströme. Dazu übernimmt er die Signalisierung, die notwendige Übersetzung von Telefonnummern in IP-Adressen und umgekehrt sowie später die Paketierung des synchronen Datenstroms aus dem Telefonnetz in IP-Pakete nach dem H.225-Standard. Des Weiteren ist er für die Verwaltung einer Zone verantwortlich, welche Terminals, Gateways und Multipoint Control Units beinhaltet.


QoS

  • VOIP setzt auf Hauptsache Daten übertragen anstatt auf Qualität
  • Mittlerweile ist die Qualli fast besser als über Handy
  • Übertragungsrate >= 100 Kbit/s empfohlen für vernünftige Verbindung
    • Delay 400 Millisekunden wird als Höchstwert angegeben (Mund zu Ohr Zeit)
    • Delay >125 Millisekunden wird schon wahrgenommen
    • Delay 150 QS
  • Switche bevorzugen bei Anlagen z.B. zu Hause, die Prioritäten von VOIP Paketen, damit die Delay Zeit nicht zu groß wird.
  • Jitter: Varianz der Latenz/Abweichung der zeitlichen unterschiede wie Pakete ankommen
    • Jitter-Buffer: Speichert erstmal Daten, damit alles immer synchron ankommt
  • Bei 24 Std-Disconnect Pech gehabt, kurzer Break.

Vor-/Nachteile

Vorteile Nachteile
Ortunabhängig Sprachqualität (Netzanhängig)
Kostengünstig (Im IP-Netz) Bandbreitenverlust des normal I-Net-Anschluss
Kein zweites Netz Keine Leistungsmerkmale (hakeln, weiterleiten…)