VoIP (voice over IP)

Das IP-Protokoll eignet sich für den Datentransfer, aber ebenso für Sprach-, Daten- und Video-Übertragungen. Daher bildet die Sprach- und Videokommunikation über das Internet eine interessante, kostengünstige Alternative zu Fest- und Mobilfunknetzen. Die Sprachkommunikation steht als Internettelefonie, Voice over IP (VoIP), im Wettbewerb zur klassischen analogen Telefonie, aber auch zu anderen Voice-over-X-Technologien.


Bei der Internettelefonie, bei der Sprache mit dem IP-Protokoll übertragen wird, geht es um die Einfachheit in der Bedienung, die Zuverlässigkeit und die Sprachqualität. Letztere wird durch das Echtzeitverhalten bei der Übertragung der Sprachpakete mit dem IP-Protokoll, sowie durch die Minimierung von Datenpaketverlusten und Verzögerungszeiten bestimmt. und als MOS-Wert angegeben.

Funktionen der Internettelefonie

Funktional ist die Internettelefonie über ein VoIP-Netz vergleichbar mit der Telefonie über Festnetze oder Mobilfunknetze. Es geht darum, die Sprachsignale bidirektional zwischen zwei Kommunikationspartnern zu übertragen. Das Übertragungsprinzip besteht in allen Netzen aus dem Verbindungsaufbau, der Gesprächsübertragung und dem Verbindungssabbau.

Im Unterschied zu Festnetzen, wo eine feste Verbindung zwischen den Kommunikationspartnern aufgebaut wird, werden bei der Internettelefonie die komprimierten, digitalisierten Sprachsignale in kleinere Sprach-Datenpakete verpackt und über das Internet übertragen. Für den Datentransport benutzt VoIP das Realtime Transport Protocol (RTP) oder die gesicherte Variante, das Secure Realtime Transport Protocol (SRTP). Diese Protokolle setzen auf dem User Datagram Protocol (UDP) auf. Das kennt keine Bestätigung, hat dadurch aber geringere Verzögerungszeiten als das Transmission Control Protocol (TCP). Unter dem UDP-Protokoll liegt als Netzwerkprotokoll das IP-Protokoll. Die Zielstation ist das VoIP-Telefon oder das Softphone, dem ein VoIP-Adapter vorgeschaltet ist. In diesem Adapter werden die Datenpakete wieder zu einem kontinuierlichen Sprach-Datenstrom zusammengesetzt.

Anders als bei klassischen Vermittlungstechniken, wo die Teilnehmer durch ihre Rufnummern gekennzeichnet werden, kann bei der IP-Telefonie die IP-Adresse nicht als Rufnummer benutzt werden, da diese sich ändern kann. Deswegen werden die Rufnummern der Teilnehmer in einem Server hinterlegt und aktualisiert. Die Verbindungsdaten werden vor dem Telefonat von dem Server abgefragt. Außerdem erfolgt die Signalisierung, mit der die Verbindung hergestellt wird, über ein separates Signalisierungsprotokoll wie dem Session Initiation Protocol (SIP) oder H.323 von der internationalen Fernmeldeunion (ITU).

Die Sprachqualität der Internettelefonie

Die Sprachqualität der Internettelefonie wird durch die Laufzeiten der Sprachsignale, die Paketverluste bei der Datenpaketvermittlung, durch Jitter und Rauschen beeinträchtigt. Die Laufzeiten und Verzögerungszeiten sind von der Wandlungsgeschwindigkeit der Codecs, der Signallaufzeiten in den Vermittlungsknoten und den protokollabhängigen Paketwiederholungen abhängig. Um diese Laufzeiten so gering als möglich zu halten, arbeitet VoIP nicht mit dem TCP-Protokoll, das die wiederholte Übersendung von fehlerbehafteten Datenpaketen vorsieht, sondern mit dem verbindungslosen UDP-Protokoll. Bei diesem Transportprotokoll werden die fehlerhaften Sprachpakete nicht erneut gesendet, wodurch sich die Signallaufzeit verringert.

Verzögerungen in einem IP-Netz bei der Sprachübertragung

Verzögerungen in einem IP-Netz bei der Sprachübertragung

Die von der internationalen Fernmeldeunion (ITU) standardisierten Sprachcodecs für Sprachübertragungen im Internet, weisen je nach Bitrate Laufzeiten von 25 ms bis 100 ms auf. Je nach Buffer-Delay können die Gesamtlaufzeiten so groß sein, dass sie die Sprachqualität negativ beeinträchtigen. Was die Beeinträchtigung der Sprachqualität durch Paketverluste betrifft, so hat die ITU diese im Standard G.114 berücksichtigt.

Generell bietet die Internettelefonie eine deutlich höhere Sprachqualität gegenüber ISDN oder POTS. VoIP unterstützt die HD-Telefonie nach G.722 wenn diese zum Einsatz kommt.

Die Services der Internettelefonie

Neben der Sprachqualität hängt die Akzeptanz der VoIP-Telefonie von den bereitgestellten Telekommunikationsdiensten und Leistungsmerkmalen ab. Dazu gehört u.a. die Einbindung und Nutzung von vorhandenen Telekommunikationssystemen, damit der Anwender seine gewohnte Telefoninfrastruktur mit allen bekannten Leistungsmerkmalen weiter nutzen kann.

Die IP-basierte Telefonie über das Internet ist als Ablösung für die konventionelle Nebenstellentechnik konzipiert und bietet die Basis für die Integration von Sprach-, Daten- und Video-Diensten, wie sie bei Videokonferenzen, bei Application Sharing oder in Callcentern zum Einsatz kommen. Weitere Aspekte für die Akzeptanz sind die globale Rufnummernumsetzung zwischen den IP-Adressen der Internet-Welt und dem E.164-Rufnummernplan des Fernsprechnetzes, die Authentifizierung des Anrufers und die Abrechnungsmöglichkeit nach verschiedenen Tarifen. Die RegTP hat für die Internettelefonie den Nummernraum 032 reserviert.

Bedingt durch die Vereinheitlichung der Betriebsfunktionen für Daten und Sprache können Synergie-Effekte genutzt werden. Darüber hinaus schafft die Internettelefonie standardisierte Umgebungen mit Schnittstellen zu konventionellen Tk-Umgebungen und hin zu öffentlichen Netzen.

VoIP-Telefon Gigaset von Siemens

VoIP-Telefon Gigaset von Siemens

Die Sprachkommunikation von VoIP findet vor Allem als Phone-to-Phone-Telefonie statt, ohne Personal Computer. Daneben gibt es allerdings auch die PC-to-Phone- und die Phone-to-PC-Kommunikation. Als Kommunikationsendgeräte stehen VoIP-Telefone, die wie klassische Telefone aussehen und Headsets zur Verfügung.

VoIP wird durch den internationalen ITU-Standard für die Sprach-, Daten- und Videokommunikation über paketorientierte Netze geprägt. Bei diesem Standard handelt es sich um eine Erweiterung des Standards H.320 für Videokonferenzen über ISDN. H.323 bezieht Datenpaket-vermittelte Netze in die Definition mit ein. Auf Basis des RTP-Protokolls kann H.323 auch für Video-Übertragungen über das Internet genutzt werden. Daneben sind das SIP-Protokoll, MGCP-Protokoll, MEGACO und Stream Control Transmission Protocol (SCTP) zu nennen, die einen Einfluss auf die Technik von VoIP ausüben.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Internettelefonie
Englisch: voice over IP - VoIP
Veröffentlicht: 30.03.2018
Wörter: 834
Tags: #IP-Dienste
Links: Adapter, Analog, AS (application sharing), Aspekt, ATA (analog telephone adapter)