Voice-over-IP

Die IP-Telefonie, auch als Voice over IP (kurz VoIP) bekannt, ist das Telefonieren über ein Computernetzwerk auf der Grundlage des [wiki:Internet Protocol]. Wird die IP-Telefonie genutzt, um Gespräche über das Internet zu führen, spricht man von Internettelefonie.

Der wesentliche Unterschied zur herkömmlichen Telefonie besteht darin, dass die Sprachinformation nicht über eine geschaltete Verbindung in einem Telefonnetz übertragen wird, sondern aufgeteilt in IP-Pakete, die auf nicht festgelegten Wegen in einem Netzwerk zum Ziel gelangen. Die IP-Telefonie kann sich die Infrastruktur, also das Netzwerk, mit anderen Kommunikationsdiensten teilen.

Die IP-Telefonie ist eine junge Technologie. Das Ziel der Hardware- und Softwareentwickler ist es, eine Qualität und Zuverlässigkeit zu erreichen, die der klassischen Telefonie entspricht. Eine entscheidende Rolle dafür spielt das Netzwerk, über das die Daten übertragen werden. Der Vergleich zwischen IP-Telefonie und klassischer Telefonie bietet reichlich Stoff für Diskussionen.

Funktionsprinzip

Das Telefonieren an sich stellt sich für den Teilnehmer genauso dar wie in der klassischen Telefonie. Wie bei herkömmlicher Telefonie wird die Sprache zunächst analog mit einem Mikrofon vom Sprecher erfasst. Diese analogen Informationen werden dann durch einen Wandler in ein digitales Format überführt und über Codecs in entsprechende Audio-Binärformate gewandelt.

Je nach verwendeten Codec können die Daten dabei unterschiedlich stark komprimiert werden. Die meisten Codecs benutzen dabei ein Verfahren bei dem, ähnlich wie bei [wiki:MP3]-Dateien, für das menschliche Gehöhr unwichtige Informationen weggelassen werden. Das verkleinert die Datenmenge und verringert so die zur Übertragung benötigte [wiki:Bandbreite]. Werden allerdings zu viele Informationen weggelassen leidet auch die Sprachqualität. Die verschiedenen Codec-Verfahren beherrschen die Audiokompression unterschiedlich gut. Manche sind auch speziell dafür ausgelegt eine niedrige Bandbreite um jeden Preis zu erreichen. Je nach Codec variiert also die Bandbreite sowie die Sprachqualität. Damit die Daten nach dem Transport auch wieder korrekt in Sprache umgewandelt werden können, müssen alle Kommunikationsteilnehmer den gleichen Codec mit der gleichen Kompressionsrate benutzen.

Der Transport der umgewandelten Daten erfolgt dann über ein öffentliches oder privates Computernetzwerk. Die Daten werden dazu in viele kleine Pakete aufgeteilt, weshalb auch ein Gespräch nun nicht mehr eine ganze Leitung benötigt. Allerdings müssen diese Pakete natürlich mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit beim Gegenüber ankommen, damit eine Kommunikation möglich ist. Eine Laufzeit (engl. Delay) von 200 ms stellt dabei die obere Grenze dar, bis zu der noch ein normales Gespräch möglich ist - bei größeren Werten wird die Verzögerung als störend wahrgenommen. Werden gleichzeitig noch andere Pakete über das Computernetzwerk übertragen, z. B. die Pakete einer Internetseite, dann ist dies eventuell nicht mehr gewährleistet. Eine Priorisierung der "Sprachpakete" wäre also sinnvoll. Das heute im Internet verwendete Protokoll [wiki:IPv4] bietet die Priorisierung nicht. Erst das Nachfolgeprotokoll [wiki:IPv6] bietet diese Technik die dort als [wiki:Quality of Service] (Übertragungsqualität) bezeichnet wird.

Gateways

[wiki:Spezial:Upload]
Das Gateway ist ein Vermittler zwischen den beiden Technologien

Damit Verbindungen zu herkömmlichen Telefonen hergestellt werden können, werden so genannte [wiki:Media Gateway] (= Vermittlungsrechner) benutzt. Diese sind sowohl mit dem Kommunikationsnetzwerk des IP-Telefons, als auch mit dem Telefonnetz verbunden. Empfangen diese eine Anfrage von einem IP-Telefon, leiten sie diese ins Telefonnetz um, indem sie die gewünschte Nummer anrufen. Erhalten sie einen Anruf aus dem Telefonnetz, leiten sie eine Anfrage an das entsprechende IP-Telefon weiter.

Einfachere Infrastruktur in Firmen und Institutionen

Innerhalb von Firmen und Institutionen kann VoIP dazu genutzt werden, die Telefonanlage mit dem Computernetzwerke zusammenzulegen. Die Telefongespräche werden über das Netzwerk übertragen: Gespräche im Haus laufen über VoIP, Gespräche nach außerhalb werden über ein [wiki:Gateway] ins normale Telefonnetz geleitet. Die [wiki:Migration] (Umstellung) von klassischer Telefonie auf VoIP erfolgt oft schrittweise. Teile einer Firma, bevorzugt neue Abteilungen, erhalten die neue Technik. Die Struktur der Anlage wird in so genannten [wiki:Szenarien] beschrieben, die mehrere Übergänge zwischen konventioneller Telefonie und VoIP enthalten können. Durch VoIP wird die Telefonverkabelung und Teile der Telefonanlage eingespart. Die Sprachqualität und Zuverlässigkeit der Telefontechnik hängt jetzt aber komplett von der Netzwerktechnik ab.

Internettelefonie

Die IP-Telefonie kann auch genutzt werden, um weltweit Gespräche über das Internet zu führen, die so genannte Internettelefonie. Wenn beide Teilnehmer einen Internetzugang nutzen, werden die Gespräche sehr preiswert, unabhängig von den Orten, an denen sie sich gerade befinden. Über das Internet kann aber auch Verbindung zu einem [wiki:Gateway] aufgenommen werden, das eine Verbindung in die klassischen Telefonnetze herstellt. Während sich die Übertragungsbandbreiten in begrenzten Netzwerken (Heimnetz, Firmennetz u. ä.) noch vorhersagen und beeinflussen lassen, hilft bei der Internettelefonie nur die Wahl eines günstigen Codecs und die Hoffnung auf eine gute Datenübertragung.

Verbindungspreise

Die Einführung der Internettelefonie bringt neue Möglichkeiten auf der Suche nach der preiswertesten Telefonverbindung ([wiki:Least Cost Routing]). Sind beide Teilnehmer mit dem Internet verbunden, so müssen beide Teilnehmer die Kosten für ihren Internetzugang während des Telefongesprächs tragen. Je nach Vertrag mit ihrem Provider ([wiki:Flatrate], [wiki:Volumentarif], Zeittarif) entstehen sehr unterschiedliche Gesprächspreise.

Möchte man über das Internet einen Teilnehmer eines Telefonnetz anrufen, so benötigt man ein [wiki:Gateway] für die Verbindung ins klassische Telefonnetz. Die Benutzung des Telefonnetzes zahlt man an den Betreiber des Gateways, die Preise für Telefongespräche sind vergleichbar mit denen von [wiki:Call-by-Call] Anbietern. Dem Nutzer dieser Angebote bleibt nur der genaue Blick in die Tariftabellen des jeweiligen Anbieters, um zu entscheiden, ob ihm die Internettelefonie Kostenvorteile bringt.

Bei Auslandsgesprächen ist der Standort des Gateways entscheidend: bis zum Gateway wird der günstige Internetzugang benutzt, danach gelten die Telefonpreise des Gatewayanbieters. Über ein deutsches Gateway können Gespräche ins Ausland teurer werden als durch die Wahl eines günstigen [wiki:Call-by-Call] Anbieters im Festnetz.

Unsichere Übertragungsqualität

Da das Internet in seiner heutigen Form (Stand 2004) keine gesicherte Übertragungsqualität zwischen Teilnehmern garantiert, kann es durchaus zu Übertragungsverlusten und Verzerrungen kommen, so dass die Sprachqualität nicht der von herkömmlichen Telefonnetzen entspricht. Im Extremfall kann die Sprache bis zur völligen Unverständlichkeit verzerrt werden. Von [wiki:Netzbetreiber], die mit IP-Telefonie Werbung für ihre DSL-Anschlüsse machen, wird oft behauptet, dass ein [wiki:DSL]-Zugang zum Internet diese Qualitätsprobleme beseitigen würde. Dies ist jedoch ein offenkundig falsches Marketing-Argument, da der qualitätsbeeinträchtigende Flaschenhals in aller Regel nicht im Internetzugang liegt, sondern im Internet selbst.

Geringere Ausfallsicherheit

Aktuell bietet das Internet eine wesentlich geringere Ausfallsicherheit als die [wiki:Telefonnetz]. So sind beispielsweise die [wiki:Vermittlungsstelle] des Telefonnetzes in der Regel gedoppelt, so dass bei Ausfall einer Vermittlungsstelle die Ersatz-Vermittlungsstelle innerhalb kürzester Zeit den Betrieb übernehmen kann. Diese Sicherheit ist im Internet nicht gegeben: einige wenige zentrale [wiki:Netzknoten] des Internets können bei Ausfall flächendeckend den gesamten Verkehr lahm legen. Wenn also das Internet als Übertragungsweg für die paketierten Daten gewählt wird, nimmt man auch dessen geringere Ausfallsicherheit in Kauf.

Rufnummernplan

Für die Internettelefonie gibt es zur Zeit keinen internationalen oder nationalen Rufnummernplan.

Jedoch gibt es verschiedene Ansätze dieses Problem zu lösen. Ein Verfahren mit dem Namen [wiki:ENUM] wird von einigen Netzbetreibern und von [wiki:DENIC], der Vergabestelle der .de Domains, vorangetrieben. Bei ENUM wird die Telefonnummer umgedreht und mit Punkten versehen als Subdomain an eine TopLevel-Domain (normalerweise e164.arpa) angehängt. Aus 0049 12345 6789 wird also z.B. 9.8.7.6.5.4.3.2.1.9.4.0.0.e164.arpa. Diese Lösung setzt allerdings voraus, daß der Telefonkunde schon über eine Telefonnummer verfügt, für die in der Regel mindestens eine Grundgebühr zu zahlen ist.

Der kurzfristige Ansatz, der von einigen Unternehmen gewählt wurde, einfach Nummern mit Vorwahlen von einigen deutschen Großstädten zu verwenden, wurde in Deutschland von der [wiki:RegTP] untersagt. Dadurch war der Bezug, den die Telefonnummer in Übereinstimmung mit sämtlichen internationalen Festlegungen zum Wohnort hat, aufgelöst worden.In Österreich wurde speziell für konvergente Dienste - unter die auch die Internettelefonie fällt - die Vorwahl +43 780 geschaffen. Eine entsprechende Lösung wurde auch von der deutschen [wiki:RegTP] empfohlen.

Die [wiki:RegTP] prüft zur Zeit, welche Lösungen in Übereinstimmung mit den Festlegungen der [wiki:EU] in Deutschland zugelassen werden können.Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt von [wiki:EU] und [wiki:RegTP] ist die uneingeschränkte Unterstützung von [wiki:Notruf], die bisher über die Internettelefonie nicht verfügbar sind.

Entwicklung

Nach mehreren Anläufen Ende der 90er Jahre, in denen sich die IP-Telefonie nicht durchsetzen konnte, hoffen die Anbieter, dass mit der Verbreitung von Internet-Verbindungen mit hoher [wiki:Bandbreite], z. B. [wiki:DSL], und dem Vorliegen von mehreren internationalen Standards die Voraussetzungen für einen erfolgreichen Einsatz gegeben sind. Allerdings sind bisher alle Versuche, VoIP über DSL zu standardisieren, bei allen internationalen Standardisierungsorganisationen wie [wiki:ITU], [wiki:ETSI] oder [wiki:ANSI] mangels Interesse wieder eingestellt worden. Die Geschäftspläne namhafter Herstellerfirmen von VoIP-Equipment zeigen außerdem, dass in den nächsten Jahren hauptsächlich der Bereich der Firmennetze als Anwendungsgebiet für VoIP als relevanter Umsatzträger eingeschätzt wird, vor allem mit dem Verkauf von neuen [wiki:Router].

Seit Anfang 2004 versuchen mehrere Firmen die Internettelefonie auch an Privatkunden in Deutschland zu verkaufen. Die hohe Anzahl von DSL-Anschlüssen und DSL-Neueinsteigern in Privathaushalten soll für Kunden sorgen. Ein kompletter Umstieg auf IP-Telefonie ist aber nur in wenigen Städten über spezielle Provider möglich, da ein DSL-Anschluss bei der deutschen [wiki:Telekom] nur in Verbindung mit einem Telefonanschluss möglich ist.

Zu den Anbietern gehören die Internet-Telefongesellschaft Indigo Networks aus Düsseldorf ("Sipgate") und die Hamburger Firma econo Deutschland GmbH, die Produkte der Nikotel Inc. aus San Diego (Kalifornien) vertreibt. Die Hamburger [wiki:Freenet.de] bietet neben DSL-Anschlüssen auch Internettelefonie. Die Karlsruher [wiki:Web.de] hat ihre Ablehnung der Internettelefonie aufgegeben und bietet seit August 2004 neben der internetgesteuerten Telefonvermittlung auch eine VoIP Lösung an.

Einige Anbieter erwecken den Eindruck die Internettelefonie sei kostenlos ("Alles Gratis" und "ab 0 Cent"), über die tatsächlich entstehenden Kosten sollte man sich aber vor einem Gespräch in den Tariftabellen der Anbieter informieren.

Aktuelle Lösungen

Codecs

Bei der Wahl eines [wiki:Codec] für die IP-Telefonie muss man einen guten Kompromiss zwischen der zu übertragenden Datenmenge und der Sprachqualität anstreben. Neben der [wiki:Datenkompression] entscheidet auch der verwendete [wiki:Algorithmus] über die Sprachqualität. Folgende [wiki:Codec] werden zur Zeit für VoIP verwendet (benötigte Netto-Bandbreiten in Klammern):

[wiki:ITU]-Standards:

Weitere Standards:

Signalisierungsprotokolle

Der Rufauf- und abbau erfolgt über ein von der Sprachkommunikation getrenntes Protokoll. Auch die Aushandlung der Parameter für die Sprachübertragung erfolgt über diese Protokolle. Verbreitete [wiki:Signalisierung] sind:

Software

Inzwischen gibt es eine Reihe von Programmen auf dem Markt, die es dem Benutzer durch die Nutzung des Signalisierungsprotokolls [wiki:SIP] erlauben, Gespräche über VoIP zu führen:

Weblinks


[wiki:Vorlage:WikiReader Internet][wiki:En:Voice over IP][wiki:Es:Voz sobre IP][wiki:Nl:Voice over IP]

[wiki:Vorlage:Review]




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