IP-Telefonie
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IP-Telefonie
63171
13290414
2006-02-02T11:37:12Z
84.172.255.91
/* Herkömmliche [[Telefonvorwahl|Ortsrufnummern]] */
{{Unverständlich}}
Die '''IP-Telefonie''', (auch '''Internet-Telefonie''', '''DSL-Telefonie''' oder '''Voice over IP''', kurz '''VoIP'''), ist das [[Telefonie]]ren über ein [[Rechnernetz|Computernetzwerk]] auf der Grundlage des [[Internet Protocol|Internetprotokolls]], oft ugs. das ''Telefonieren über das Internet''. Da Sprachsignale digitalisiert werden können, ist es möglich, sie über ein Datennetz wie das Internet parallel zu anderen Daten zu übertragen. Im Normalfall sind beide Endgeräte der Gesprächspartner an das Internet angeschlossen. Falls nur ein Endgerät an das Internet angeschlossen ist, das zweite an das herkömmliche Telefonnetz, ermöglichen Netzübergangsrechner, sogenannte [[Media Gateway|Gateway]]s
das Telefonieren.
== Begriff ==
VoIP: setzt sich zusammen aus ''Voice over Internet Protocol'' was frei bedeutet: Sprache über das Internet-Protokoll.
Der Term VoIP wird "Voice over IP" oder auch "Voip", ausgesprochen.
== Geschichte der IP-Telefonie – Entwicklung ==
siehe auch [[Erfindung des Telefons]]
[[1959]] Kompressionsverfahren ([[Zeitzugeordnete Sprachinterpolation]]) auf einem [[Transatlantisches Telefonkabel|Kabel im Atlantik]]. Aufgabe des Konzepts der ''durchgeschalteten Verbindung''.
[[1963]] Halbautomatischer Telefondienst zwischen Deutschland und den USA.
[[1973]] Erste Implementierungen des Network Voice Protocol zum Beispiel auf einer [[PDP-11]], [[Datenrate]] 3490bps.
[[1977]] Beschreibung des Network Voice Protocol in [[RFC]] 741.
[[1980]] Beschreibung des [[Internet Protocol]] (IP) in RFC 791.
[[1989]] Einführung des ISDN ''[[Integrated Services Digital Network]]'' mit einem [[Codec]] nach [[ITU]]-T-Standard [[G.711]], [[µ-law]]/[[a-law]]. Die Datenrate ist mit 64kbit/s etwa 1/20 der bei Audio-CDs üblichen Datenrate. Die digitale Übertragung von Sprache ist für den privaten Anwender möglich. Üblich wird ein Anschluss mit 2 [[B-Kanal|B-Kanälen]] mit dem es möglich ist, außer einem Gespräch noch weitere Daten oder ein zweites Gespräch zu übertragen. Kostenpflichtig ist die Benutzung eines B-Kanals.
Ebenfalls 1989 Entwicklung des [[World Wide Web]] durch [[Tim Berners-Lee]]. Durch das [[Hypertext Transfer Protocol]], die [[Hypertext Markup Language]] und [[Webbrowser]] wird es für den unkundigen Anwender möglich, Texte, Bilder, Sprache, Musik und auch Filme mit einem [[Maus (EDV)|Mausklick]] durch das Internet zu transportieren.
[[1992]] Einführung des GSM ''[[Global System for Mobile Communications]]'' in Deutschland. Die Datenrate für die Sprache beträgt etwa 13kbit/s, über Funk werden wegen der [[Redundanz (Information)|Redundanz]] bis zu 22,8kbit/s übertragen.
Bedingt durch die Mobilität gibt es grundsätzlich keine ''festgeschaltete Verbindung'' mehr.
Werden die entsprechenden Codecs im Festnetz (ISDN) eingesetzt, lassen sich mit 1 B-Kanal mehrere Gespräche übertragen. Die Kompressionsverfahren werden im geschäftlichen Umfeld verwendet, um mit entfernten Niederlassungen gleichzeitig Sprache und Daten über einen [[Integrated Services Digital Network|ISDN]]-[[B-Kanal|Nutzkanal]] oder über Virtuelle Private Netze ([[VPN]]) auszutauschen.
[[1995]] Ein [[Microsoft Windows|MS-Windows]]-Programm von dem [[israel]]ischen Unternehmen [[Vocaltec]] ermöglicht Internettelefonie im [[Halbduplex]]betrieb. Die Gesprächspartner können nur abwechselnd sprechen. Die Sprachqualität ist schlecht. Verbindungen zu Computern, die nicht die gleiche Software haben, sind nicht möglich.
[[1996]] Beschreibung des [[Real-Time Transport Protocol]] in RFC 1889.
[[1999]] Beschreibung des [[Session Initiation Protocol]] in RFC 2543, im Juni [[2002]] Erweiterung in RFC 3261.
In jüngerer Zeit entdecken die Telefonnetzanbieter, dass Kunden teure Ferngespräche über das Internet fast kostenlos (nur Kosten zum lokalen [[Internet Service Provider]]) führen können und so Umsatz gefährdet ist. Es hat sich eine Marktlücke aufgetan, die zunächst die Anbieter von Geräten und Software nutzen, um Lösungen für private Unternehmensnetze anzubieten. Hemmend wirkt sich aus, dass den Anwendern nicht die gewohnte Benutzerschnittstelle eines Telefons zur Verfügung steht und die meisten Anwender nicht rund um die Uhr unter einer festen Nummer ([[IP-Adresse]]) erreichbar sind. Lösungen für diese Probleme werden entwickelt. Ein weiteres Problem, ist die Einbahnstraße vom Telefonnetz in das Internet, Netzübergänge ([[Gateway]]s) in der Gegenrichtung entstehen.
Die Trennung von Internet- und Telefondienst bei den Nachfolgeunternehmen der Deutschen Bundespost wird zurückgenommen.
== 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 zwei grundsätzliche Vorgänge auf. Diese Vorgänge sind der '''Verbindungsaufbau''' und die '''Gesprächsübertragung'''. Im Unterschied zur klassischen Telefonie werden bei VoIP aber keine "Leitungen" durchgeschaltet, sondern Sprache in kleinen Paketen, eventuell auch über verschiedene Wege, transportiert.
=== Verbindungsaufbau ===
[[Bild:abb_ip_telefonie_verbindungsaufbau_mit_server.png|frame|Verbindungsaufbau durch Abfrage der Adresse beim Server]]
Um eine Verbindung untereinander herstellen zu können, muss den Gesprächsteilnehmern die Internet-Adresse ([[IP-Adresse]] und [[Port (Protokoll)|Port]]) des Partners bekannt sein.
Die meisten Privatanwender besitzen heutzutage keine feste IP-Adresse. Ihnen wird bei jedem Verbindungsaufbau mit dem Netzwerk eine neue IP-Adresse dynamisch zugewiesen. Die fast allgemein angewandte Lösung besteht darin, dass die Teilnehmer bzw. deren Endgeräte bei einem Dienstrechner (Server) mit fester IP-Adresse ihre aktuelle IP-Adresse hinterlegen. Das Endgerät des Anrufer kann dann bei dem Server die aktuelle IP-Adresse des gewünschten Gesprächspartners erfragen und damit die Verbindung aufbauen.
Das Endgerät des Anrufers muss jedoch wissen, bei welchem Server die IP-Adresse des Gesprächspartners hinterlegt ist.
Von der [[Internet Engineering Task Force|Internet Engineering Task Force (IETF)]] wurde dafür das [[Session Initiation Protocol|Session Initiation Protocol (SIP)]] entwickelt. Die Teilnehmer besitzen hier eine SIP-Adresse (ähnlich einer Email-Adresse) nach dem [[Uniform Resource Identifier|Uniform Resource Identifier (URI)]]-Format, wie zum Beispiel: "sip:12345@beispiel-server.de". Das Endgerät des Anrufers schickt eine Nachricht an den betreffen "beispiel-server" und erhält als Antwort die IP-Adresse des Teilnehmers 12345.
=== Signalisierungsprotokolle ===
Der Auf- und Abbau von Rufen erfolgt über ein von der Sprachkommunikation getrenntes Protokoll. Auch die Aushandlung der Parameter für die Sprachübertragung erfolgt über diese Protokolle. Verbreitete [[Signalisierung]]sprotokolle sind:
* [[H.323]] – Packet-based multimedia communications systems, ein [[International Telecommunication Union|ITU-T]]-Standard
* [[IAX]] – Inter-[[Asterisk (Telefonanlage)|Asterisk]] eXchange protocol
* [[ISDN over IP]] – [[Integrated Services Digital Network|ISDN]]/[[Common ISDN Application Programming Interface|CAPI]] basierendes Protokoll
* [[MGCP]] und [[MeGaCo]] – Media Gateway Control Protocol [[H.248]]
* [[MiNET]] – von [[Mitel]]
* [[Session Initiation Protocol|SIP]] – Session Initiation Protocol, [[IETF]] RFC 3261
* [[Skinny Client Control Protocol]] – von [[Cisco]] (nicht zu verwechseln mit SCCP (Q.71x) der ITU-T)
=== Rufnummernsysteme ===
Es gibt derzeit eine Reihe von Ansätzen, den Teilnehmern eine individuelle Internet-Telefonnummer zu geben. Angefangen von reinen SIP-Nummern gibt es Ansätze zur Integration der Internet-Telefonie in den bestehenden Rufnummernplan bis hin zu einem ganz neuen System.
Wesentliche Gesichtspunkte der [[Europäische Union|Europäischen Union]] und der deutschen Bundesnetzagentur (BNetzA) (früher: [[Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post|Regulierungsbehörde]]) sind vor allem die Einhaltung aller Vorschriften und mittelfristig die Integration von [[Notruf]]systemen in die Internet-Telefonie.
==== Individuelle SIP-Nummer ====
Für Nutzer, die über das Internet lediglich mit anderen Internet-Nutzern kostenlos telefonieren wollen, bieten sich SIP-Adressen bzw. SIP-Nummern an.
Um eine eigene SIP-Adresse im URI-Format zu bekommen, kann man sich bei vielen freien oder kostenpflichtigen Anbietern anmelden. Da viele Anbieter nur SIP-Adressen mit reinen Zahlenfolgen vergeben (z.B. 12345@sip-server.de), können auch Telefone mit normaler Tastatur zum Wählen verwendet werden, um Gesprächspartner, die sich beim gleichen SIP-Server registriert haben, anzuwählen. Mit vituellen Vorwahlnummern können auch Gesprächspartner von anderen SIP-Servern angewählt werden. Die meisten Anbieter von SIP-Adressen ermöglichen auch das Telefonieren mit Teilnehmern des herkömmlichen Telefonnetzes, da sie bei solchen Geprächen Geld verdienen können.
==== Herkömmliche [[Telefonvorwahl|Ortsrufnummern]] ====
Einige VoIP-Anbieter geben ihren Kunden einfach Nummern mit Vorwahlen von einigen deutschen Großstädten. Dieses Verfahren wurde in Deutschland von der [[Bundesnetzagentur]] auf die Teilnehmer begrenzt, die in diesen Ortsnetzen ihren Wohnort haben. Die Begründung ist, dass ansonsten der Bezug, den die Vorwahl zum Wohnort hat, aufgelöst würde. Aus Kostengründen bieten die meisten VoIP-Anbieter nicht aus allen Ortsnetzen lokale Nummern an. Falls der Kunde außerhalb eines verfügbaren Vorwahlbereiches wohnt, stellen viele Anbieter 0180x-Nummern zu Verfügung. Die Nummern sollen theoretisch weltweit von jedem Telefon und Handy aus erreichbar sein. Dieses Verfahren ist nur noch übergangsweise zulässig.
Da die meisten VoIP-Anbieter beim Verbindungsaufbau das SIP-Protokoll einsetzen, besitzt der Kunde neben der Ortsrufnummer gleichzeitig eine SIP-Nummer. Viele Anbieter teilen ihren Kunden jedoch lediglich die vergebene Festnetz-Rufnummern mit. Zudem blockieren viele dieser Anbieter Internet-Anrufe von Anrufern, die sich nicht beim Anbieter oder einem seiner Partner registriert haben. Dadurch kann man nur dann ein kostenloses Internet-Telefongespräch führen, wenn sich beide Gesprächspartner beim gleichen Anbieter oder einem Partner registriert haben.
==== Das ENUM-Verfahren ====
Eine Weiterentwicklung ist das '''[[Telephone Number Mapping|ENUM]]'''. Es wird von einigen Netzbetreibern und sowohl von der deutschen (.de) als auch der österreichischen (.at) Domain-Vergabestelle vorangetrieben.
Bei ENUM wird die Rufnummer umgekehrt und mit Punkten zwischen den einzelnen Ziffern versehen als [[Subdomain]] an die [[Top Level Domain]] "arpa" mit der Second Level Domain "e164" angehängt. Aus +49 12345 6789 wird also zum Beispiel 9.8.7.6.5.4.3.2.1.9.4.e164.arpa. Diese Lösung setzt allerdings voraus, dass der Telefonkunde schon über eine Rufnummer verfügt, für die in der Regel mindestens eine Grundgebühr zu zahlen ist.
Aufgrund der [[EU-Richtlinie]]n zur Rufnummern-Mitnahme bei Wechsel des [[Provider|Telefonproviders]] erlebt ENUM derzeit (zumindest in Österreich) den erhofften Aufschwung. Bevor Telefonprovider aufgrund eigener Datenbanken ein Telefongespräch vermitteln, wird überprüft, ob es zu der gerufenen Nummer und dem verwendeten Dienst bei ENUM einen DNS-Eintrag gibt. Falls ja, wird der Ruf zu der im [[Domain Name System|DNS]] angebenen Adresse vermittelt ([[Telefonnetz|PSTN]]- oder auch [[Session Initiation Protocol|SIP]]-Teilnehmer).
Kritisch zu beurteilen ist allerdings der öffentliche Ansatz von ENUM. Dadurch ist es Angreifern möglich z.B. automatisierte kostenlose Werbeanrufe, sogenannte [[SPIT]]s einzusetzen.
==== Spezielle Internet-Rufnummern ====
In Österreich wurde speziell für konvergente Dienste – unter die auch die Internet-Telefonie fällt – die Vorwahl +43 720 (personal number) geschaffen. Eine ähnliche Lösung wurde auch von der deutschen Regulierungsbehörde empfohlen. Nach einer [[Vorwahl 032 (Deutschland)|Vorwahl 032]] soll ähnlich wie heute beim Mobilfunk mit einer "Blockkennung" ein VoIP-Betreiber ausgewählt werden, um danach dann die eigentliche Endnummer des Teilnehmers zu wählen. Die 032er Rufnummern sind bereits zugeteilt, eine Verwendbarkeit scheitert aber bis jetzt an der fehlenden Erreichbarkeit aus dem Fest- und Mobilfunknetz. Die Erreichbarkeit sollte bis Mitte 2005 gewährleistet sein. Die 032-Teilnehmernummer ist nicht mehr an einen [[Digital Subscriber Line|DSL]]- oder Telefonanschluss gekoppelt, sondern kann unabhängig vom Anschluss vergeben werden. Nach diesem Schema können auch mobile VoIP-Geräte eine Rufnummer für die nomadische Nutzung erhalten.
=== Gesprächsübertragung ===
[[Bild:Abb_ip_telefone_prinzip.png|frame|Prinzip eines Gespräches via IP-Telefonie bei der möglichen Nutzung eines IP-Telefons]]
Wie bei herkömmlicher Telefonie wird die Sprache zunächst analog mit einem [[Mikrofon]] (z.B. über den Telefonhörer) erfasst. Die so aufgenommene analoge Sprache wird digital verarbeitet und anschließend codiert bzw. komprimiert um die zu übertragende Datenmenge zu reduzieren (ähnlich wie bei [[MP3]]). Der Transport der so umgewandelten Daten erfolgt dann über ein öffentliches oder privates Computernetzwerk. Bedingt durch das für die Transportsteuerung zuständige [[Internet Protocol]] (IP) werden die Daten dazu in viele kleine Pakete aufgeteilt, weshalb auch ''ein'' Gespräch nun nicht mehr ''eine'' ganze Leitung benötigt.
==== Digitale Verarbeitung der analogen Signale ====
Die analogen Signale werden durch einen [[Analog-digital-Umsetzer]] in ein digitales Format überführt und über [[Codec]]s in entsprechende Audio-Binärformate gewandelt.
Je nach verwendetem Codec können die Daten dabei unterschiedlich stark komprimiert werden. Die meisten Codecs benutzen dabei ein Verfahren bei dem für das menschliche [[Gehör]] unwichtige Informationen weggelassen werden. Das verkleinert die Datenmenge und verringert so die zur Übertragung benötigte [[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, andere dagegen verbessern die seit Jahrzehnten gewohnte Telefonqualität auf Radio- oder sogar CD-Niveau. Je nach Codec variiert also die erforderliche Bandbreite sowie die Sprachqualität. Damit die Daten nach dem Transport auch wieder korrekt in Sprache umgewandelt werden können, muss der Empfänger denselben Codec wie der Sender benutzen.
Dieses Verfahren der Audiokompression wird übrigens heute schon beim [[Mobilfunk]] erfolgreich eingesetzt.
==== Transport der Daten ====
Der eigentliche Transport der zuvor codierten analogen Signale erfolgt über das [[Real-Time Transport Protocol]] (RTP) gesteuert durch das [[Real-Time Transport Control Protocol]] (RTCP). RTP verwendet zur Übertragung in der Regel das [[User Datagram Protocol]] (UDP). UDP kommt zum Einsatz da es ein minimales, verbindungsloses [[Netzwerkprotokoll]] ist, das nicht auf Zuverlässigkeit ausgelegt wurde wie beispielsweise das [[ Transmission Control Protocol]] (TCP). Dies bedeutet, dass nach dem Versenden keine Prüfung erfolgt ob die Daten das Ziel korrekt oder überhaupt erreicht haben. Der Vorteil von UDP ist aber seine höhere Geschwindigkeit gegenüber dem TCP. Ein gewisser Verlust an Daten auf dem Verbindungsweg wird deshalb akzeptiert, da die Geschwindigkeit ein entscheidender Funktionsfaktor bei der IP-Telefonie ist.
==== Übertragungsqualität ====
Da das Internet in seiner heutigen Form (Stand 2005) keine gesicherte Übertragungsqualität zwischen Teilnehmern garantiert, kann es durchaus zu Übertragungsverlusten und Aussetzern kommen, so dass die Sprachqualität nicht der von herkömmlichen Telefonnetzen entspricht. Allerdings ist die Qualität im Vergleich zu Mobilfunk-Netzen in der Regel wesentlich besser. Die zunehmende Akzeptanz der Mobilfunkkunden deutet auf eine relativ unkritische Einstellung zu leichten Qualitätsmängeln hin. Einen qualitativ hochwertigen DSL-Anschluss vorausgesetzt, kann durchaus von der vollwertigen Alternative zum klassischen Telefonnetz gesprochen werden.
Eine Bevorzugung (Priorisierung) der "Sprachpakete" gegenüber anderen Datenpaketen im Internet ist sinnvoll. Das heute im Internet verwendete Protokoll [[IPv4]] bietet die Priorisierung zwar, jedoch wird sie von den Routern im Internet in der Regel nicht beachtet. Sorgfältig geplante und konfigurierte IP-Netze können heute (2005) eine gewisse "[[Quality of Service]]" gewährleisten (auch mit [[Ethernet]] als Weit-Transportschicht).
Status quo im Internet ist jedoch der Best-Effort-Transport, das heißt die Gleichbehandlung aller Pakete. Damit ist Voice over IP eine mögliche Standardlösung innerhalb von Unternehmen. Im öffentlichen gibt es noch keine Ansätze für eine zuverlässige Servicequalität.
Mancher verspricht sich vom Nachfolgeprotokoll [[IPv6]] die flächendeckende Bereitstellung von Quality of Service. [[IPv6]] bringt Effizienzsteigerungen, das Grundproblem [[Quality of Service]] ist auch damit nicht schlüssig gelöst.
Ob die Infrastruktur diese Markierungen (Priorität, [[Differentiated Services Code Point|DSCP]] Code) berücksichtigt oder nicht ist letztendlich eine finanzielle Frage. Die Zukunft wird zeigen ob die Internet-Provider für mehr Geld auch qualitativ höherwertige IP-Ströme bereitstellen werden.
=== Übertragungsprobleme ===
Um eine qualitativ hochwertige [[Kommunikation]] über Voice over IP führen zu können, müssen die für den Sprachtransport verwendeten Datenpakete mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit beim Gegenüber ankommen. Mögliche Ursachen für eine schlechte Übertragung sind die im nachfolgenden aufgeführten Faktoren.
==== Laufzeit (Latenz) und Jitter ====
Die '''[[Laufzeit]] bzw. [[Latenz]]''' (engl. Delay) ist eine grundsätzliche Verzögerungszeit die beim Transport von Datenpaketen in einem IP-Netz entsteht. Bei der IP-Telefonie stellen 100 Millisekunden dabei die obere Grenze dar, bis zu der noch ein normales Gespräch möglich ist.
Als '''[[Jitter]]''' bezeichnet man die zeitliche Schwankung zwischen dem Empfang von zwei Datenpaketen. Um große zeitliche Schwankungen zu kompensieren werden sogenannte "Pufferspeicher" (Buffer) eingesetzt.
Die Größe des Pufferspeicher muss immer mit Beachtung der Laufzeit geschehen. Ein zu groß gewählter Speicher kann zu einer Verschlechterung der Laufzeit führen.
==== Paketverlust ====
Von Paketverlust spricht man wenn gesendete Datenpakete den Empfänger nicht oder nicht in der richtigen Reihenfolge erreichen und verworfen werden.
Alle vorgenannten Probleme werden bei großen Werten als störend empfunden und können bei zu großen Werten zur Unbrauchbarkeit der Sprachverbindung führen.
Mögliche Quelle für diese Probleme sind gleichzeitig noch andere Pakete die über das Computernetzwerk übertragen werden. Wie zum Beispiel die Pakete einer Webseite.
==== Ausfallsicherheit ====
Die Ausfallsicherheit ist im Internet derzeit so hoch wie bei herkömmlichen Telefonnetzen. Allerdings ist die subjektive Wahrnehmung von Problemen durch die Vielzahl von beteiligten Systemen und Organisationen eher negativ. Große IP-Backbone-Netze haben aber mindestens die gleiche Ausfallsicherheit. Zu Bedenken ist aber, dass auch eine externe Spannungsversorgung für den Endkunden notwendig ist und bei Ausfall dieser auch kein Telefonieren möglich ist, was bei Kunden speziell im ländlichen Raum die Ausfallsicherheit stark reduziert.
== Gateways ==
[[Bild:Abb_ip_telefone_gateways.png|frame|Das Gateway ist ein Vermittler zwischen den beiden Technologien]]
Damit Verbindungen zu herkömmlichen Telefonnetzen hergestellt werden können, werden Vermittlungsrechner, die so genannten [[Media Gateway|Gateway]]s, 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.
Die Integration unterschiedlicher Netze durch Gateways wird auch als Konvergenz der Netze bezeichnet. Beschränkt man die Integration nicht alleine auf VoIP und herkömmliches Telefonnetz, sondern bezieht alle Netztypen mit ein, ergeben sich völlig neue Netzstrukturen auf der Basis von IP (Internetprotokollen). Diese neuen Strukturen werden als ''[[Next Generation Network]]s'' (NGNs) bezeichnet. Im Kern würden dann sogenannte [[Softswitch|''Softswitches'']] statt herkömmlicher Vermittlungssysteme sitzen, welche die Gateways steuern. Sollte sich dieser Trend durchsetzen, dann wäre dies eine Revolution in der [[Telekommunikation]], vergleichbar mit dem Umstieg von analogen auf digitale Netze in den 80ern. Ein Vorteil, den man sich von einem NGN erhofft ist, dass man alle [[Dienst (Telekommunikation)|Dienste]] und alle Dienstleistungen in jedem Netz anbieten kann, ohne sie für die jeweilige Netztechnologie neu entwickeln zu müssen. VoIP spielt hier eine Vorreiterrolle.
== Anwendungen ==
Bei der IP-Telefonie unterscheidet man zwischen der Anwendung innerhalb von Unternehmen und Institutionen (Enterprise-Telefonie) und der stark aufkommenden Nutzung im öffentlichen [[Internet]] (Internet-Telefonie im engeren Sinne).
=== Einfachere Infrastruktur in Unternehmen und Institutionen ===
Innerhalb von [[Unternehmen]] und [[Institution]]en wird Voice over IP im zunehmenden Maße dazu genutzt, die [[Nebenstellenanlage|Telefonanlage]] mit dem Computernetzwerk zusammenzulegen. Die Telefongespräche werden über das Netzwerk übertragen: Gespräche im Haus laufen über VoIP, Gespräche nach außerhalb werden über ein [[Gateway]] ins normale Telefonnetz geleitet. Die als [[Migration]] bezeichnete Umstellung von klassischer Telefonie auf VoIP erfolgt oft schrittweise. Teile einer Unternehmung, bevorzugt neue Abteilungen, erhalten die neue Technik. Die Struktur der Anlage wird in so genannten [[Szenario|Szenarien]] beschrieben, die mehrere Übergänge zwischen konventioneller Telefonie und VoIP enthalten können. Durch VoIP werden sowohl die Telefonverkabelung als auch Teile der Telefonanlage eingespart. Die Sprachqualität und Zuverlässigkeit der [[Telefontechnik]] hängt jetzt aber komplett von der [[Netzwerktechnik]] ab.
=== Hintergrund-Technik der herkömmlichen Telefonie ===
Heute werden noch meist Multiplexverfahren wie etwa [[Synchrone Digitale Hierarchie|SDH]] oder das ältere [[Plesiochrone Digitale Hierarchie|PDH]] von Netzbetreibern (in Deutschland also hauptsächlich von der Deutschen Telekom AG) benutzt, um [[Telefongespräch]]e im Hintergrund abzuwickeln. Dadurch, dass mehr Gespräche über ein Kabel geführt werden können, wird der Preis für ein einzelnes Gespräch günstiger.
Zunehmend stellen die Netzbetreiber allerdings ihr Backbone Netz zu zwei neueren Technologien um:
Dies sind zum einen [[Asynchronous Transfer Mode|ATM]] und zum anderen [[Multiprotocol Label Switching|MPLS]]. Beide Techniken konnen sowohl Sprach-, Video- wie auch IP-Daten problemlos bewältigen. [[Multiprotocol Label Switching|MPLS]] hat im direkten Vergleich inzwischen den Vorteil, dass die zu verwendende Hardware günstiger geworden und die Konfiguration etwas weniger Komplex ist.
Ziel der Entwicklung ist es, die heute noch getrennten Backbones für Telefonie und IP-Verkehr zu einem einzigen Backbone zu verschmelzen.
=== Internet-Telefonie ===
Die IP-Telefonie kann im Prinzip auch genutzt werden, um weltweit Gespräche über das Internet zu führen, die so genannte '''Internet-Telefonie'''. Wenn beide Teilnehmer einen Internetzugang nutzen, werden die Gespräche sehr preiswert bis kostenlos, unabhängig von den Orten, an denen sie sich gerade befinden. Über das Internet kann aber auch Verbindung zu einem [[Gateway]] aufgenommen werden, das eine Verbindung in die klassischen Telefonnetze herstellt. Während sich die Übertragungsbandbreiten in begrenzten Netzwerken wie einem Heimnetz, Unternehmensnetz oder ähnlichen noch vorhersagen und beeinflussen lassen, hilft bei der Internet-Telefonie nur die Wahl eines günstigen Codecs.
== Verbindungspreise ==
Falls beide Teilnehmer mit dem Internet verbunden sind, fallen bei der Internet-Telefonie normalerweise neben den Kosten für die Internetnutzung keine weiteren Kosten an. Für Teilnehmer mit einer [[Flatrate]] sind so Gespräche z.B. über einen offenen SIP-Server weltweit kostenlos. Einige VoIP-Anbieter beschränken jedoch den Bereich der kostenlosen Telefonie auf Nutzer, die sich bei ihnen oder einem ihrer Partner registriert haben.
Möchte man über das Internet einen Teilnehmer im klassischen Telefonnetz anrufen, so wird ein Gateway benötigt, das die Verbindung bewerkstelligt. Die Kosten für die Benutzung des Telefonnetzes zahlt man dabei an den Betreiber des Gateways. Dessen Preise sind meist vergleichbar mit denen von [[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 Internet-Telefonie Kostenvorteile bringt.
Bei Auslandsgesprächen zu einem Teilnehmer im klassischen Telefonnetz 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 Call-by-Call-Anbieters im [[Festnetz]].
== Endgerätetypen für IP-Telefonie ==
[[Bild:VOIP.png|thumb|Endgerättypen]]
Es gibt drei grundsätzliche Arten von Endgeräten mit denen man die IP-Telefonie nutzen kann.
* Mit einer auf dem PC-Laufenden Software, ein sogenanntes Softphone (z.B. [[Skype]], siehe auch [[Kategorie:VoIP (Software)]]).
* Mit einem direkt an das LAN anschließbaren IP-Telefon bzw. einem WLAN-Telefon für Funknetzwerke. Hier kann der PC ausgeschaltet sein und wird nur evtl. benötigt, um Konfigurationsarbeiten durchzuführen oder bestimmte Vorgänge zu erleichtern (Erfassen von Kurzwahlen, Eingabe von alphanumerischen Daten etc.).
* Mit einem herkömmlichen Telefon, das über ein Adaptergerät (sog. [[Analog-Telefon-Adapter|ATA]]) an das LAN angeschlossen wird. Auch in diesem Fall kann der Computer abgeschaltet sein.
== Fax over IP, FoIP ==
Zur Übertragung von Bildern ([[Fax]]) innerhalb des [[Internet]] werden diese in einem [[Container (Begriffsklärung)|Container]] bzw. einer [[Datei]] abgespeichert. Übliche Formate sind z.B. [[Graphics Interchange Format|GIF]], [[JPG]], [[Tagged Image File Format|TIFF]] oder [[Portable Network Graphics|PNG]]. Diese Dateien können mit Protokollen wie [[File Transfer Protocol|FTP]],
[[Simple Mail Transfer Protocol|SMTP]] (E-Mail) oder [[Hypertext Transfer Protocol|Hypertext Transport Protokoll (HTTP)]] zum Empfänger transportiert werden. Zum Transport von oder zu herkömmlichen Fax-Geräten mit Analog-Technik können [[Gateway]]s benutzt werden. Der Transport des [[analog]]en Signals eines Fax-Gerätes über ein [[digital]]es Netz mit Hilfe eines für die menschliche Sprache optimierten [[Codec]] kann zu Informationsverlusten führen.
== Sicherheitsbedenken und Risiken ==
Wie bei jeder neuen Technologie, gibt es auch in Bezug auf die Sprachdatenübertragung per IP-Protokoll einige sicherheitsrelevante Bedenken.
[[Bild:VoIP_Sprachdaten.gif|thumb|180px|VoIP Kapselung]]]
Zum einen handelt es sich bei dem Medium, über welches die VoIP-Pakete übertragen werden, um ein "Shared Medium", also ein Medium, welches sich diverse Teilnehmer und [[Netzwerkdienst|Dienste]] teilen.
Es ist daher für einen Angreifer, der die Daten auf dem Übertragungsweg abgreifen kann, möglich, das Gespräch aufzuzeichnen, auch wenn bestimmte, oftmals proprietäre [[Codec|Codecs]] zur Kodierung der Daten eingesetzt werden.
Es existieren bereits zahlreiche Programme, die ohne weitere Kenntnisse des Anwenders, den Datenstrom auch aus [[Switch_%28Computertechnik%29|geswitchten Umgebungen]] abgreifen (mittels "[[ARP-Spoofing]]") und als verarbeitete [[Audiodatei]] ablegen.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit einer Art von „[[SPIT|VoIP-Spam]]“, auch [[SPIT|SPIT]] („Spam over Internet Telephony“) genannt. Grund hierfür sind die geringen Kosten einer VoIP-Verbindung (≥ 0 Ct.).
Auch das oftmals eingesetzte [[Session Initiation Protocol|SIP-Protokoll]] kann ebenso nicht in allen in der Praxis anzutreffenden Formen als hinreichend sicher betrachtet werden. Das SIP-Protokoll verfügt zwar über Sicherheitsfunktionen (bspl. Call-IDs auf der Basis von [[Hash|Hashes]]), jedoch besteht auch die Gefahr eines [[Denial of Service|DoS]]-Angriffs.
Auch ein in der Praxis noch nicht anzutreffendes Szenario wäre denkbar. Das [[Phreaking]] könnte mit VoIP sozusagen ein Revival erleben. Das Szenario beruht darauf, dass bei der VoIP-Kommunikation die Signalisierung (bsp. SIP) von den Sprachdaten (Payload, bsp. [[Real-Time Transport Protocol|RTP]]) entkoppelt ist. Zwei speziell präparierte Clients bauen über den SIP-Proxy ein Gespräch auf und verhalten sich absolut standardkonform. Nach dem Gesprächsaufbau wird dem SIP-Proxy ein Gesprächsabbau signalisiert. Dieser sieht die Sitzung als beendet an und verbucht das Gespräch. Einzig der [[Real-Time Transport Protocol|RTP]]-Datenstrom wird von den Clients aufrecht erhalten. Die Gesprächspartner telefonieren kostenlos.
== Siehe auch ==
* [[Internet]]
* [[Telefon]]
* [[Telefonnetz]]
* [[:Kategorie:VoIP (Software)|Kategorie: VoIP-Software]]
* [[:Kategorie:VoIP (Hardware)|Kategorie: VoIP-Hardware]]
* [[:Kategorie:VoIP (Provider)|Kategorie: VoIP-Provider]]
* [[VoVPN]]
== News ==
* Wikinews: [[n:Internettelefonie - Nutzerzahl in neun Monaten verdoppelt|Internettelefonie – Nutzerzahl in neun Monaten verdoppelt]]
* Wikinews: [[n:Internettelefonie in Deutschland wächst|Internettelefonie in Deutschland wächst]]
== Literatur ==
* Andreas Kanbach: ''SIP – Die Technik.'', Vieweg 2005, ISBN 3-8348-0052-X
* Thor Alexander: ''Internet-Telefonie, VoIP für Alle!'' Hanser 2005, ISBN 3-446-40456-2
* Marc Sielemann: ''Voice over IP. Wirtschaftlichkeit für Groß- und mittelständische Unternehmen'', Shaker 2005, ISBN 3-8322-4591-X
* Jochen Nölle: ''Voice Over IP. Grundlagen, Protokolle, Migration.'' VDE 2005, ISBN 3-8007-2850-8
* Anatol Badach: ''Voice over IP – Die Technik.'' Hanser 2004, ISBN 3-446-22697-4
* Egmont Foth: ''IP-Telefonie, Handbuch.'' FOSSIL 2001, ISBN 3-931959-33-3
* Rolf-Dieter Köhler: ''Voice over IP.'' mitp 2001, ISBN 3-8266-4067-5
== Weblinks ==
{{Wikibooks|IP-Telefonie}}
* [http://www.voip-wiki.de VoIP-Wiki.de – Wiki zum Thema]
* [http://www.verbraucherzentrale-rlp.de/UNIQ113473417425622/link198209A.html Informationsportal der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz]
* [http://www.wiptel.de/docs/basics.html Wissenschaftsnetz – Grundlagen der IP-Telefonie] (von 1999)
* [http://www.dsl-magazin.de/faq/faq_VoIP.html VoIP-FAQ]
* [http://www.voip-information.de Voip Informationen]
* [http://www.deetzen.net/magazine/index.php?&item_id=1 Grundlagen und Praxistipps zu Voice over IP]
Telefonbücher für VoIP-Nummern unter [http://www.032auskunft.de 032Auskunft] und unter [http://www.ip-yellow.de ip-yellow.de]
[[Kategorie:Telekommunikation]]
[[Kategorie:Sprachnetzwerk]]
[[Kategorie:Internet]]
[[Kategorie:VoIP]]
[[bg:Voip]]
[[ca:VoIP]]
[[cs:VoIP]]
[[da:VoIP]]
[[en:Voice over IP]]
[[es:Voz sobre IP]]
[[fi:VoIP]]
[[fr:Voice over IP]]
[[he:טלפון מבוסס אי טר ט]]
[[it:Voice over IP]]
[[ja:IP電話]]
[[lt:IP telefonija]]
[[nl:Voice over IP]]
[[pl:VoIP]]
[[pt:Voz sobre IP]]
[[ru:VoIP]]
[[sv:IP-telefoni]]
[[zh:IP电话]]
Diese Version des Artikels stammt vom 02.02.2006.
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