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05.03.1999 - 

Voice over Internet Protocol hat Zukunftspotential, aber:

Voice over Internet Protocol hat Zukunftspotential, aber: Anwender zeigen Telefonie über IP die kalte Schulter

CW-Bericht, Martin Seiler Der von Herstellern so bejubelte Sprachtransfer mittels Internet Protocol (Voice over IP = VoIP) soll die klassische Telefonvermittlung ablösen. Bis sämtliche Gespräche und Daten über ein gemeinsames Netz laufen, vergeht jedoch noch viel Zeit. In der Zwischenzeit können Unternehmen schrittweise zu VoIP migrieren, um etwa die Kosten für die Kommunikation zwischen einzelnen Standorten und der Firmenzentrale zu senken.

Selten sind sich Hersteller aus dem klassischen TK-Lager und solche aus dem Bereich des Networking so einig wie beim Thema VoIP. Einmütig singen Cisco, Lucent, Nortel, IBM, Motorola, 3Com etc. den Anwendern das hohe Lied der Konvergenz der Sprach- und Datennetze: Verbindungsorientierte, geswitchte Telefonstrukturen haben demnach ausgedient. Sie müssen Platz machen für neue Netze, die außer dem steigenden Datenvolumen künftig auch Sprache, Video und Fax paketvermittelt übertragen werden. Die Basis hierfür soll das Internet Protocol (IP) liefern.

In den VoIP-Chor stimmen auch die Analysten ein. So sehen die Marktforscher von Killen & Associates "signifikante Einsparungsmöglichkeiten" bei den Ferngesprächskosten, wenn Unternehmen die Technologie anstelle der herkömmlichen Telefonie einsetzen. Die Auguren prophezeien, daß im Jahre 2003 rund 35 Prozent aller Ferngespräche (Sprache und Fax) über das Internet beziehungsweise unternehmensinterne IP-Netze abgewickelt werden. Ähnliche Prognosen geben Ovum, Datamonitor, Dataquest und International Data Corp. (IDC) ab.

Die Mehrzahl der Anwender zeigt der Technologie aber momentan noch die kalte Schulter. Hauptargument der Kritiker: Das verbindungslose Internet Protocol sei nicht zur Übertragung von Sprache geeignet, es gebe keinen Grund, etwas an den bewährten TK- Infrastrukturen zu ändern. Bernhard Gutsche, Product Marketing Manager bei Motorola, bestätigt: "VoIP ist derzeit noch ein ganz zähes Geschäft." Dabei stoßen das Verfahren und die damit verbundenen möglichen Einsparungen bei den Anwendern durchaus auf offene Ohren: Untersuchungen der Yankee Group Europe zufolge wollen 37 Prozent der europäischen Unternehmen in Zukunft auch Sprache über ihr internes IP-Netz transportieren.

Der Grund hierfür ist aber nicht allein in den Einsparungen bei den Telefongebühren zu sehen - angesichts des mittlerweile ziemlich harten Konkurrenzkampfes zwischen der Telekom und ihren Rivalen sind die Preise ohnehin weit in den Keller gefallen. Die möglichen Einsparungen bei innerdeutschen Gesprächen allein rechtfertigen die doch recht hohen Investitionen in das für VoIP notwendige Equipment kaum.

Wulf Bauerfeld, Abteilungsleiter Innovative Internet-Produkte und -Projekte bei der Deutschen Telekom Berkom GmbH, räumt zudem mit einem Mythos auf: "Kostenlos beziehungsweise lediglich zum Ortstarif telefonieren läßt sich mit VoIP nicht - es sei denn, sämtliche Investitionen in die dahinterstehende Technologie werden außer acht gelassen." Aus diesem Grund lohnt sich das Verfahren vor allem für Unternehmen, die ein hohes Aufkommen an internationalen Gesprächen haben.

Überdies ist für Anwender die Vorstellung verlockend, künftig nur noch ein Netz für die Übertragung von Daten und Sprache vorhalten zu müssen. Kosteneinsparungen winken dabei nicht nur bei der Verkabelung von Gebäuden, sondern auch bei der Wartung. Zusätzlichen Nutzen versprechen die Hersteller durch die Integration von Sprach- und Datenwelt in neuen Applikationen. Call-Center-Services und Computer Telephony Integration (CTI) seien dann wesentlich einfacher und effizienter umzusetzen.

VoIP schon heute nutzen?

So verführerisch diese Aussichten auch sein mögen: Vor den Lohn haben die Götter bekanntlich den Schweiß, sprich Investitionen, gesetzt. Um alle genannten Vorteile nutzen zu können, führt kein Weg an der Zusammenlegung der Netze und dem bedingungslosen Umstieg auf VoIP im Unternehmen vorbei. Dieses Risiko dürfte den meisten Anwendern momentan noch zu groß sein - zu wichtig ist die Bedeutung des zuverlässigen Mediums Telefon im Geschäftsalltag. Jeder Netzadministrator weiß aus eigener Erfahrung, daß IP-Netze und demnach auch VoIP in puncto Zuverlässigkeit zumindest derzeit noch nicht mithalten können. Zudem werden viele Firmen, die erst vor kurzem in klassische TK-Anlagen investiert haben, wenig Bereitschaft zeigen, sich von diesen schon jetzt wieder zu trennen. Motorola-Mann Gutsche ist sich daher sicher: "Die in den Unternehmen vorhandenen TK-Anlagen werden in den nächsten zehn Jahren nicht abgelöst werden."

Es gibt jedoch eine Möglichkeit, VoIP zu nutzen, ohne die TK- Anlage gleich verschrotten und die komplette Sprach- und Dateninfrastruktur in einen Topf werfen zu müssen. Billig ist aber auch das nicht: Um relativ schnell von der IP-Telefonie zu profitieren, muß pro zu koppelndem Standort ein spezielles Gateway (je nach Anzahl der anzuschließenden Teilnehmer sogar mehrere) angeschafft und zwischen der vorhandenen TK-Anlage und der WAN- Übertragungsstrecke installiert werden. Fest definierte Vorwahlen stellen sicher, daß die TK-Anlage diejenigen Gespräche, die über IP abzuwickeln sind, automatisch an das Gateway weiterreicht. Dieses wandelt die Sprachinformationen in Datenpakete um und schickt sie an einen Router, der den Transport über das Inter- beziehungsweise Intranet veranlaßt. Am Zielort schließlich läuft dieser Prozeß in umgekehrter Reihenfolge ab (siehe Kasten "So funktioniert Voice over IP").

Auf diese Weise hat etwa das Hahn-Meitner-Institut (HMI) in Berlin Erfahrungen mit der IP-Telefonie gesammelt. Die Forschungseinrichtung entschied sich vor der Liberalisierung des deutschen TK-Marktes dafür, die Dienste des Anbieters P-Quadrat zu nutzen, um die Telefonkosten zu senken. Renato Castronari, damals für die Projektleitung Sprachkommunikation beim HMI zuständig, berichtet: "Gelegentlich waren ein leichtes Echo oder Verzerrungen festzustellen. Ansonsten hatten die IP-Telefonate nahezu Telekom- Qualität, so daß unsere Mitarbeiter den Service akzeptierten." Allerdings hatte dies seinen Preis: Das Unternehmen mußte einen Router anschaffen, der 20 000 Mark kostete und damit einen Großteil der Einsparungen wieder auffraß.

Der Vorteil der beschriebenen Methode: Anrufe können wie bisher über vorhandene Telefone erfolgen, Eingriffe in das Telefonnetz sind bis auf das Einprogrammieren der umzuleitenden Rufnummern nicht notwendig. Unternehmen haben so die Chance, erste Erfahrungen mit der IP-Telefonie zu sammeln und zudem TK-Kosten zu sparen. Um unliebsamen Überraschungen vorzubeugen, sollte jedoch unbedingt darauf geachtet werden, die neue VoIP-Lösung entsprechend gegen Ausfälle abzusichern. Bei Störungen der IP- Strecke muß die TK-Anlage automatisch in der Lage sein, Telefonate wieder über das herkömmliche Telefonnetz abzuwickeln (siehe Grafik).

Probleme kann etwa die unter IP nicht gewährleistete Dienstequalität hervorrufen. Sprachübertragungen sind sehr empfindlich, bereits kleinste Verzögerungen oder Hall werden von Gesprächspartnern als störend empfunden, vom Abbrechen der Verbindung ganz zu schweigen. Anders als beim geswitchten Telefonnetz stehen unter IP keine dedizierten Leitungswege für die Vermittlung der Sprache zur Verfügung. Da Router oder Switches von sich aus nicht erkennen können, ob ein IP-Paket Sprache oder Daten enthält, teilen sich IP-Telefonate und Datenübertragungen prinzipiell gleichberechtigt die Transferwege. Bei Bandbreitenengpässen können also leicht auch Sprachpakete verlorengehen, was möglichst vermieden werden soll. Dem läßt sich etwa durch Verfahren entgegenwirken, die IP-Übertragungen bestimmte Dienstequalitäten (Quality of Service = QoS) etwa durch Setzen bestimmter Signal-Bits im IP-Header zuweisen. Obwohl sich unter anderem die Internet Engineering Task Force (IETF) um die Standardisierung entsprechender Techniken bemüht, kochen die Hersteller hier derzeit noch ihre eigenen Süppchen. Probleme können daher auftauchen, wenn Funktionen etwa zur Bandbreitenreservierung für bestimmte Übertragungen via Resource Reservation Protocol (RSVP) herstellerübergreifend implementiert werden sollen. Auf der vom Institute for International Research (IIR) veranstalteten Konferenz "Die Zukunft von Voice over IP - Massenmarkt oder Nischenlösung" warnte denn auch Thomas Zundl von der Certus Consulting Group: "Ist bei Übertragungswegen keine Ende-zu-Ende-Kontrolle gegeben, kann eine Sprachübertragung nur nach dem Prinzip des "Best effort" erfolgen." Eine Qualitätsgarantie über Herstellergrenzen hinweg sei derzeit nicht möglich.

Die heute noch existierenden technischen Hürden hielten eine bundesweit operierende deutsche Forschungseinrichtung nicht von VoIP ab: Dort fiel die Entscheidung, die Technologie flächendeckend einzuführen. Ausschlaggebend für diesen Schritt waren vor allem die zu erwartenden Kosteneinsparungen bei der Telekommunikation. Anders sieht es dagegen bei der Deutschen Post aus, dort ist VoIP derzeit kein Thema. Das Unternehmen verfügt über ein komplett geswitchtes Hochgeschwindigkeits-ATM-Backbone, über das bereits Ferngespräche im Rahmen des Corporate Network transportiert werden. Daher besteht nach Angaben eines Unternehmenssprechers keine Notwendigkeit, auf VoIP umzusteigen.

TK-Anbieter testen VoIP

Auch Carrier experimentieren derzeit mit dem Transport von Sprache über IP. Die Telekom etwa testet im Rahmen des "T-Netcall"- Projektes verschiedene Varianten der IP-Telefonie. In den USA läuft ein Pilotprojekt, um Erfahrungen mit Gesprächen von Telefon zu Telefon über IP-Netze zu sammeln. In Deutschland testen die Bonner das Telefonieren von PC zu Telefon.

Auch Star Telecommunications hat angekündigt, IP-Telefonie in seinem deutschen Netz zu implementieren. Die Zeichen stehen nicht schlecht für die Sprachübertragung über Internet Protocol. Gelingt es den Herstellern, sich zusammenzuraufen und die Interoperabilität zwischen ihren verschiedenen VoIP-Verfahren zu sichern, dann könnte eintreffen, was die amerikanische Northeast Consulting Resources vorhersagt: "Die Tage der geswitchten Telefonie sind gezählt.

Info zu VoIP im Web

Internet Telephony Consortium (ITC): itel.mit.edu/

Phonezone: www.phonezone.com/tutorial/

Projekt "Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks" (TIPHON) des European Telecommunications Standards Institute (Etsi): www.etsi.org/TIPHON/

Pulver.Com: www.pulver.com

Techguide (nach kostenloser Registrierung): www.techguide.com/comm/voiceip.shtml

VoIP-Forum des International Multimedia Teleconferencing Consortiums (IMTC): www.imtc.org/act_voip.htm

Virtual Voice Internet Telephony: www.virtual- voice.com/FAQS/index.html

So funktioniert Voice over IP (VoIP)

Grundsätzlich werden drei Arten der IP-Telefonie unterschieden. Ein Szenario sieht mit Mikrofon, Soundkarte und Telefoniesoftware ausgestattete PCs vor, die direkt über ein IP-Datennetz miteinander kommunizieren. Zweitens kann aber auch von einem solchen Rechner aus eine Verbindung über das öffentliche Telefonnetz (PSTN) zu einem herkömmlichen Telefon hergestellt werden. Bei der dritten Mög- lichkeit wählt sich der Anwender vom Telefon via PSTN in ein IP-Netz ein, von wo aus das Gespräch abermals in das PSTN und zu einem zweiten Telefon geleitet wird.

Das zugrundeliegende VoIP-Verfahren ist bei allen drei Methoden prinzipiell identisch: Zunächst erfolgt die Umwandlung der Sprachinformationen in Datenpakete. Dabei werden Kompressionstechniken eingesetzt, um die Menge der zu übertragenden Bits auf ein Minimum zu reduzieren. Wichtigste Verfahren hierbei sind neben der Norm H.323 der International Telecommunications Union (ITU) die Standards G.723.1 und G.729. Der Auf- und Abbau einer VoIP-Verbindung erfolgt in der Regel unter Verwendung des Transmission Control Protocol (TCP), die eigentliche Übertragung der Sprachdaten geschieht dann über das User Datagramm Protocol (UDP). Dieses hat weniger Overhead und ist daher recht schnell. Es verzichtet aber auf jegliche Art der Empfangsbestätigung und ist relativ unzuverlässig, da keine Mechanismen zur Wiederholung verlorengegangener Datenpakete vorhanden sind.

Bei Sprachübertragungen spielt dies jedoch keine Rolle: Wie bei allen Echtzeit-Kommunikationen ist es wenig sinnvoll, einzelne fehlende Informationen neu anzufordern. Kleine Fehler lassen sich besser ausgleichen, indem die Sprachinformationen aus dem Datenpaket vor dem Verlorengegangenen noch einmal abgespielt oder statt dessen Füllinformationen übertragen werden. Weitaus störender wirken sich Verzögerungen oder Echos auf die Kommunikation aus. Aus diesem Grund müssen Funktionen zur Unterdrückung dieser negativen Effekte in VoIP-Gateways implementiert sein.