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LAN im Wandel/Organisatorische Konsequenzen der Sprach-Daten-Konvergenz


09.11.2001 - 

Neue Anforderungen durch VoIP

Die gemeinsame Übertragung von Sprache und Daten stellt die technische Infrastruktur im Unternehmen vor neue Anforderungen. Damit das Projekt Konvergenz gelingt, müssen auch die Daten- und TK-Spezialisten an einem Strang ziehen. Von Till Maas*

Das Internet hat sich in den vergangenen Jahren zu einem wichtigen Informationsmedium entwickelt. Der Siegeszug des weltweiten Datennetzes hatte zur Folge, dass sich das Internet Protocol (IP) auch innerhalb der Unternehmen durchsetzte. Inzwischen werden längst nicht mehr nur Daten über IP-basierende Netze transportiert: Die Fähigkeit, im Internet und Intranet auch Sprache, Video oder andere Echtzeitanwendungen zu übertragen, eröffnet professionellen Anwendern neue Perspektiven.

Dazu gehört, dass in solchen Umgebungen nur mehr ein Netz benötigt wird - eine eigene Infrastruktur für die Sprachkommunikation ist überflüssig. Das vereinfacht die Administration, außerdem versprechen die Hersteller den Anwendern dadurch Synergieeffekte, dass in konvergenten Netzen Sprach- und Datenanwendungen enger miteinander integriert werden können.

Doch Planung und Betrieb solcher Umgebungen stellen IT- und TK-Abteilungen in Unternehmen zusehends vor neue Herausforderungen. Der Bedarf an spezifischem Know-how und Fachwissen über Echtzeitverkehr und Telefonieschnittstellen der technischen Mitarbeiter geht über das bisherige Anforderungsprofil deutlich hinaus. Zudem ist er abhängig vom Grad der angestrebten Sprach-Daten-Integration.

Viele Unternehmen scheuen aus diesem Grund noch davor zurück, die Möglichkeiten der IP-Telefonie zu nutzen. Das hängt damit zusammen, dass beim Aufbau solcher Telekommunikationsnetze nur sehr selten auf der grünen Wiese gestartet werden kann. Meist binden bestehende Investitionen in Telekommunikationsinfrastruktur sowie Wartungs- und Finanzierungsverträge mit langen Laufzeiten die Unternehmen an ihre vorhandenen Netzwerke. Und auch die Investitionen in Kompetenzen und Know-how sowie die Organisationsstrukturen für den Betrieb der klassischen Netze sorgen dafür, dass Firmen sich von bestehenden Umgebungen nicht ohne weiteres lösen können.

Aus diesen Gründen bedarf es einer sauberen Migrationsstrategie, die es Unternehmen ermöglicht, Schritt für Schritt die vorhandenen Telekommunikationssysteme in paketbasierende Umgebungen zu migrieren. Empfehlenswert ist eine Vorgehensweise in drei Schritten.

Mehrstufige StrategieZunächst sollten Anwender IP-Gateways einsetzen, um eine Integration des Sprach- und Datenverkehrs im IP-Backbone zu ermöglichen. Vorteile ergeben sich durch die Einsparung von Übertragungs- und Wartungskosten der Weitverkehrsverbindungen, denn in paketgestützten Netzen müssen keine Bandbreiten reserviert werden. Außerdem werden anders als in leitungsvermittelten Strukturen Gesprächspausen der Kommunikationspartner nicht mit übertragen, verbrauchen also auch keine Bandbreite.

Allerdings verliert dieser rein wirtschaftliche Vorteil mit den dramatisch fallenden Verbindungspreisen auf dem Carrier-Markt mehr und mehr an Bedeutung. Wesentlich wichtiger wird heute dagegen die unternehmensweite Bereitstellung von Leistungsmerkmalen, die bei der Nutzung eines Carrier-Angebots (zum Beispiel auf der Basis von DSS-1) meist nicht möglich ist.

Das war auch das Hauptargument für die HUK-Coburg Versicherungen, die sich Ende vergangenen Jahres für die Übertragung aller Sprachdienste über das IP-Protokoll entschieden haben. Die HUK hat deutschlandweit die Sprach- und Datenkomponenten ihrer 43 Standorte über eine Dateninfrastruktur von Ericsson Business Networks (jetzt Damovo) an das Service- und Rechenzentrum in Coburg angebunden. Alle Leistungsmerkmale inklusive einem standortübergreifenden Call-Center konnten auf diese Weise über IP realisiert werden.

Der Eingriff in die bestehenden TK-Systeme war vergleichsweise klein: Als einzige Modifikation wurden die Amtsbaugruppen zur Querverbindung über ein IP-Gateway auf das paketvermittelte IP-Protokoll umgesetzt. Das IP-Gateway kann dabei intern (in der Telefonanlage), extern (Standalone) oder als Baugruppe im Router implementiert werden.

Aus Sicht der TK-Abteilung ist durch die Nutzung dieser neuen Transportalternative über das ehemalige Datennetz eine Horizonterweiterung notwendig, genauso muss in der IT-Administration gegebenenfalls erstmalig dem Bedürfnis nach Echtzeitanwendungen Rechnung getragen werden. Die Schnittstelle beider Abteilungen ist das IP-Gateway. Meist übernimmt diejenige Abteilung die Verantwortung dafür, in deren System die Baugruppe integriert wird (TK-Anlage oder Router beziehungsweise Switch).

Unternehmen, die einen Schritt weiter gehen wollen, können die Zusammenführung der Sprach- und Datendienste auch innerhalb des gesamten Netzwerks realisieren. In Phase zwei der Migrationsstrategie wird dabei die Telefonie in das Local Area Network (LAN) integriert. Die klassische TK-Anlage wird durch eine Server-basierende Lösung ersetzt, die als eine von vielen Server-Funktionen in das LAN wandert. Mit diesem Schritt entfällt die Notwendigkeit einer separaten Infrastruktur für Sprach- und Datendienste. Ein einheitliches Übertragungsmedium für PCs, Terminals und drahtgebundene wie drahtlose Endgeräte verringert den hohen Betriebs- und Wartungsaufwand erheblich.

Natürlich kommen auf das lokale Netz durch die neuen Telefonie-Endgeräte ganz neue Anforderungen hinzu, die in IT- und Netzwerk-Abteilungen bislang noch weitgehend unbekannt waren. Hier sind zum Beispiel die automatische Erkennung und Speisung (Stromversorgung) von Endgeräten, die Markierung und Priorisierung von Verkehrsströmen und die Administration von Leistungsmerkmalen an den Telefonen zu nennen. Würde eine Übertragung der Echtzeitverkehrsströme nur nach dem in klassischen Datennetzen weit verbreiteten "Best Effort"-Prinzip erfolgen, könnte jedes Telefongespräch durch einen Filetransfer, einen Internet-Download oder ein unerlaubterweise gestartetes Netzwerkspiel abrupt beendet werden.

Spätestens in dieser Phase ist der erfolgreiche Betrieb des Sprach- und Datennetzwerkes von der nahtlosen Zusammenarbeit der IT- und TK-Spezialistem abhängig. Die IP-Telefonie besteht nicht mehr nur aus wenigen TK-Anlagen mit einer überschaubaren Menge an Schnittstellen zum Datennetz, vielmehr sind die IP-Telefone mit ihren spezifischen Infrastruktur-Anforderungen im Hinblick auf Quality of Service (QoS) über das gesamte Netzwerk verteilt.

Das gesamte IP-Telefoniesystem besteht dabei aus Client-, Server- und Netzwerkkomponenten. Eine Fehlersuche ist meistens nur gemeinsam möglich. Der Erfolg der Konvergenz im Unternehmensnetzwerk ist maßgeblich davon abhängig, ob die Integration der TK- und IT-Strukturen im Unternehmen ohne Reibungsverluste vonstatten gehen kann. Beispiele zeigen, dass diejenigen Implementierungen in Unternehmen von Erfolg gekrönt sind, in denen ein gemeinsames Team von Netzwerk-, Anwendungs- und Systemspezialisten für den Betrieb der konvergenten Strukturen die Verantwortung übernehmen.

In der dritten Phase der VoIP-Migrationsstrategie im Unternehmen werden PC- und TelefonieEndgerät zunehmend zu einem persönlichen Dienst vereint. Erste Ansätze sind bereits auf dem Markt sichtbar; sie sind stark von der Herkunft der Hersteller geprägt. Anbieter von Softwaretelefonen und PC-Clients setzen auf die Integration von Sprach- und Datendiensten im Arbeitsplatzrechner, klassische TK-Hersteller statten Telefone mit großen Displays, PC-ähnlichen Oberflächen und Ethernet-Schnittstellen aus.

Für den sicheren Betrieb solcher Lösungen in Unternehmen ist eine gemeinsame IT-TK-Abteilung Voraussetzung. Betrachtet man das moderne Unternehmensnetzwerk, so sind Datenbanken, Autentifizierungsdienste, Mail-Services oder Gatekeeper für die Telefoniesignalisierung auf verschiedenen, meist zentralisierten Servern gehostet. Clients sind PCs, Telefone oder PDAs. Alle Ressourcen greifen auf ein gemeinsames Multiservice-Netzwerk zu, dessen Aufgabe in der Bereitstellung von adäquaten Diensten besteht.

Neue HerausforderungenAuch die anfallenden Arbeiten verändern sich: Dazu gehören das Einrichten und das Management von Dienstqualitäten für bestimmte Ende-zu-Ende-Kommunikationsbeziehungen. Gleichzeitig fallen Arbeiten wie die Administration von Endgeräten und das Patchen von Ports in klassischen TK-Systemen bei Umzügen (Move, Adds and Changes) weg, da IP-Telefone über Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) dynamisch im Netz angemeldet werden können.

In einer solchen Umgebung ist eine klare Aufgabenverteilung zwischen der IT-Abteilung und den für die Betreuung der TK-Systeme zuständigen Mitarbeitern nicht mehr möglich. PC-Arbeitsplätze sind auch Telefonie-Endgeräte, und eine IP-Telefonanlage ist einer von vielen Servern im LAN. Eher ist eine Trennung in die verschiedenen Funktionen der Infrastruktur-, Server-, Client- und Applikationsbetreuung sinnvoll. Damit geht automatisch die Integration von TK- und IT-Abteilung einher. Neben diesen organisatorischen Anforderungen stellt sich natürlich die Frage, wie ein Multiservice-Netzwerk beschaffen sein sollte, um auch den Ansprüchen von Echtzeitanwendungen Rechnung tragen zu können. Sprach- und Datenverkehr stellen grundsätzlich verschiedene Anforderungen an die Infrastruktur.

Während die benötigte Bandbreite bei der Übertragung von Multimediadaten eher konstant ist, die Pakete jedoch mit geringster Verzögerung und äußerst regelmäßig transportiert werden müssen, erfordern Verkehrsströme wie E-Mail, File-Transfer und Web-Browsing nicht unbedingt einen kontinuierlichen Datenfluss. Zudem erzeugen Burst-Applikationen im Gesamtbild der Netzwerkauslastung mitunter sehr hohe Schwankungen. Damit dadurch die Bild- und Sprachqualität im Netz nicht leidet, sind beim Design eines solchen Netzwerks grundsätzliche Richtlinien zu beachten.

Optimierung des NetzesSchlüsselbegriff für die Dienstqualität, die Applikationen wie IP-Telefone oder Videosysteme vom Netz anfordern, ist die Quality of Service (QoS). Die IP-Telefonie zum Beispiel wird im Wesentlichen durch die drei Serviceparameter Paketverlustrate, Paketverzögerung und Variation der Verzögerung (Jitter) bestimmt. Die Bemühungen beim Design von IP-Netzwerken müssen sich daher insbesondere auf die Verbesserung der Dienstqualität hinsichtlich dieser drei Parameter richten.

Die Werkzeuge zur QoS-Implementierung sind äußerst vielfältig. Ansätze reichen von der Identifizierung und Markierung solcher Echtzeitverkehrsströme an der Quelle über die Priorisierung an Verkehrsknotenpunkten bis zu Reservierungsverfahren. Natürlich muss die Architektur der Netzwerkumgebung die Charakteristika der Verkehrsströme in Hinsicht auf Bandbreite und QoS widerspiegeln, um keine Engpässe entstehen zu lassen. Weitverkehrsnetze zeigen hier ganz andere Anforderungen auf als beispielsweise Campus- oder Arbeitsgruppenumgebungen.

Festzuhalten bleibt, dass die Vorbereitung der eigenen Mitarbeiter und Organisationsstrukturen eine wesentliche Voraussetzung für die Planung und den erfolgreichen Betrieb einer konvergenten Infrastruktur ist. Die Anforderungen an den Kompetenzaufbau korrespondiert dabei mit dem Grad der Sprach-Daten-Integration.

IP-Telefonie ist mit Sicherheit eine Technologie der Zukunft, allerdings liegt der Schlüssel zum Erfolg in der verantwortungsvollen Integration und Migration der bestehenden organisatorischen und technischen Strukturen. Nur so lässt sich ein vorschneller auf Dauer enttäuschender Einsatz vermeiden. (ave)

*Till Maas ist Business Manager Datacom/IP bei Damovo Deutschland (ehemals Ericsson Business Networks).

Abb.1: Typisches Szenario

Gegenwärtige VoIP-Ansätze konzentrieren sich vor allem auf die Bereitstellung konvergierter Sprach-Daten-Dienste im LAN. Quelle: Avaya

Abb.2: Funktionsweise von VoIP

Für die Übertragung im Datennetz muss Sprache codiert, komprimiert und in IP-Pakete verpackt werden - eine nicht ganz einfache Prozedur. Quelle: CW