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02.04.2004 - 

Konvergente Anwendungen bahnen sich an

Voice over IP ist einsatzbereit

Die Konvergenz von Sprach- und Datennetzen bietet weit mehr als nur IP-Telefonie. Viele Lösungen entwickeln sich in Richtung Unified Communication mit Collaboration- und Anwesenheitsfunktionen. Unternehmen sollten deshalb über Softswitch-basierende Systeme nachdenken, besonders bei Neubauten oder wenn alte Verträge abgelöst werden können.Von Petra Borowka*

Die Einführung von Voice over IP (VoIP) hat weit reichende Konsequenzen für die Unternehmens-IT. Im ersten Schritt führt die Implementierung zu konvergenten Netzwerken. Das heißt: Clients, Server sowie die Infrastrukturen von TK und IT werden auf der Basis eines gemeinsam betriebenen IP-Netzes zusammengeführt. Im zweiten Schritt kann dann eine konvergente Kommunikation, sprich die Integration von TK-, Office- und Datendiensten, erreicht werden. Viele Untersuchungen zur Rentabilität zeigen jedoch, dass der Nutzer mit IP-Telefonie erst dann die Produktivität steigern kann, wenn integrierte und vereinheitlichte Arbeitsabläufe wie Unified Messaging, Collaboration, Conferencing, Click and Dial, virtuelles Call-Center, Extension Mobility oder Anwesenheitsanzeige implementiert werden.

Moderne IP-Telefonie-Systeme beruhen auf einer Softswitch-Architektur, die in deutlichem Gegensatz zu älteren Hybridlösungen steht. Bei Letzteren befindet sich die Intelligenz in einer zentralen, monolithischen TK-Anlage - auch Private Branch Exchange (PBX) genannt. Die IP-Fähigkeit wird durch Gateway-Einschübe hergestellt, die jeweils nur eine begrenzte Anzahl von IP-Clients (60 bis 240) an die PBX anschalten können. Beim Softswitch, auch Call Agent, Gatekeeper oder Media Gateway Controller genannt, handelt es sich dagegen um eine auf Software basierende Switching-Plattform beziehungsweise TK-Anlage, die klassische Telefonnetze mit VoIP-Infrastrukturen verbindet. Softswitches folgen einem schlanken Server-Konzept, das auch im Sinn von Konvergenz gut in den allgemeinen Betrieb eines Server-Pools integrierbar ist. Manche Softswitches arbeiten mit einem proprietären Echtzeit-Betriebssystem wie zum Beispiel die von Nortel, andere auf Standardsystemen wie Linux, Unix oder seltener Windows 2000.

Theoretisch bis zu 10 000 IP-Clients

Ein Softswitch hat im Regelfall ein 100-Mbit-Ethernet-Interface, über das die Signalisierung der IP-Telefon-Clients erfolgt. Da für die Steuerung und das Monitoring einer Sprachverbindung nicht mehr als 10 Kbit/s benötigt werden, könnten über ein 100-Mbit-Interface bis zu 10000 IP-Clients versorgt werden - das ist mehr, als ein einzelner Softswitch heute verwalten kann. In den etablierten Lösungen von Alcatel, Avaya, Cisco und Nortel können Softswitches redundant konfiguriert werden. Teilweise ist auch eine lastverteilte Konfiguration von Softswitch-Clustern möglich, zum Beispiel durch den "Cisco Call Manager".

Schwieriger gestaltet sich bei einem Softswitch die Anbindung klassischer digitaler Telefone: Hierfür sind separate Media Gateways erforderlich, da es sich beim Softswitch nicht mehr um ein Chassis-System mit Media-Einschüben handelt. Hersteller klassischer Lösungen wie Alcatel, Avaya, Nortel und Siemens können dagegen ihre Anlagen mit verschiedenen Ausbaustufen "einfach" als Media Gateway einsetzen, indem sie die proprietäre Signalisierung auf den Softswitch portieren. Newcomer wie Cisco müssen als Äquivalent ein komplettes Portfolio analoger und digitaler Einschubmöglichkeiten in Form von Stand-alone-Media-Gateways oder Einschubmodulen für Switches und Router bereitstellen.

Endgeräte als neues Statussymbol?

Bei den Endgeräten geht der Trend eindeutig in Richtung Diversifizierung. Preisgünstige Einstiegsmodelle für Voice over IP, Luxusmodelle mit zahlreichen Funktionstasten und vergrößertem Display (LCD), Bildschirmtelefone mit Farb-Display und Touchscreen, Telefone mit Wireless-Anschluss nach dem 802.11b-Standard, PDAs mit Softphone und 802.11b-Funktionalität sind die aktuellen Novitäten in den Produktportfolios. So könnte sich das Bildschirmtelefon mit SAP R/3, Office-Funktionen und Web-Zugang als neues Statussymbol für den Manager-Schreibtisch entpuppen. Zusätzlich ist ein solches Telefon vielfach auch schon auf Bildtelefonie vorbereitet, lediglich die Video- und Videokonferenzintegration in die Softswitch-PBX fehlt noch. Auch Microsoft und Intel als tragende Hersteller des SALT-Forums (SALT = Speech Application Language) machen deutlich, dass sie voll auf den Trend setzen, Sprache als HTML- und XML-Anwendung von beliebigen Eingabemedien auf variierende Ausgabemedien zu transportieren.

Sprachpriorisierung in Funknetzen

Bei dem vorhandenen Portfolio an Endgeräten stellt sich allerdings auch die Frage nach der Einsatzfähigkeit von Voice over WLAN (VoWLAN). Da Funknetze auf Shared-Technologie basieren, also die verfügbare Bandbreite aufteilen, müssten sie die Sprache priorisieren, damit deren Übertragungsqualität nicht leidet. Hierfür ist jedoch noch kein Standard verabschiedet, zurzeit sind nur proprietäre Lösungen verfügbar. Nach Angaben der Hersteller ist die Anzahl von WLAN-Telefonen je Access Point ohne Prioritätensteuerung auf sieben begrenzt, während mit Überwachung über alle Access Points hinweg Zahlen von bis zu 30 Telefonen je Empfangsstation genannt werden. Das Marketing der Anbieter ist in diesem Bereich derzeit widersprüchlich: Einerseits werden voll geswitchte Netze mit Quality of Service (QoS) für den verkabelten Bereich gefordert, auf der anderen Seite wird mit VoWLAN ein Shared-Verfahren ohne all diese Voraussetzungen vermarktet.

Sowohl bei klassischen als auch bei IP-Telefonlösungen mit Windows- oder Unix-Servern werden Zusatzanwendungen wie Teamschaltung, Automatic Call Distribution (ACD), Call-Center und Unified Messaging eingesetzt. Neu im Bereich der IP-Telefonie ist allerdings die Extensible Markup Language (XML) als Applikationsbasis. Nachdem Cisco letztes Jahr mit XML-gestützten Funktionen auf den Markt kam, folgen inzwischen andere Hersteller wie Alcatel und Nortel. Auf neueren Telefonmodellen können dann über die implementierte XML-Schnittstelle beliebige Drittanwendungen zur Verfügung gestellt werden. Somit ist es auch möglich, dass ein TK-Betreiber ein Softwarehaus damit beauftragt, fehlende Leistungsmerkmale einer Softswitch-Lösung oder speziell angepasste Teamschaltungs- und ACD-Funktionen durch schlanke XML-Anwendungen abzudecken.

Auch bei den Standards für Voice over IP zeichnet sich ein klarer Trend ab. Während zu Beginn der IP-Telefonie die ITU-Standard-Suite H.323 weite Verbreitung fand (auch über Microsofts Netmeeting), gilt das Interesse von Herstellern und Carriern seit rund drei Jahren zunehmend dem Signalisierungsstandard Session Initiation Protocol (SIP). Die Gründe hierfür liegen darin, dass SIP weniger komplex ist und sich stärker am Web orientiert. Außerdem sind die Skalierbarkeit sowie die Multicast- und Multimedia-Eigenschaften besser entwickelt als bei H.323. Besonders die Nutzung von HTTP, Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) und Domain Name Service (DNS) ermöglichen eine gute Eingliederung von SIP-Anwendungen in weltweite IP-Netzwerke. Die Adoption von SIP durch das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) bindet außerdem den kompletten Mobilfunkbereich mit ein.

Microsoft unterstützt zum Beispiel mit dem Windows Messenger das SIP-Verfahren und vermarktet zusammen mit Netzbetreibern Prepaid- und Postpaid-Internet-Dienste über SIP. IBM hat bekundet, seine Global-Enterprise-Kommunikationssysteme auf SIP umzustellen. Die meisten Hersteller von Enterprise-TK-Lösungen, darunter Alcatel, Cisco, Mitel, Nortel und Siemens, kündigten ebenfalls an, von H.323 auf SIP migrieren zu wollen oder haben schon entsprechende Produkte wie Proxy Server, Gateways und Telefone im Portfolio. Die Einsatzmöglichkeiten decken somit den Carrier-Backbone, den Übergang ins Carrier-Netz und den Bereich zwischen direkten Endteilnehmern (Telefonen) ab.

Die SIP-Erweiterung um die Dienste Instant Messaging und Presence fördert die Integration in Office-Umgebungen und die Entwicklung konvergenter Anwendungen. Zusätzlich wird die Entwicklung integrierter Sprach- und Datenanwendungen durch offene Programmier-Schnittstellen wie XML, TAPI oder JTAPI unterstützt, die einfacher zu handhaben sind als das systemnahe Interface Computer Support Telephony Applications (CSTA). Für Videokonferenzen nutzen heute zwar noch viele Produkte H.323, doch ist auch hier eine Trendwende in Richtung SIP erkennbar. Allerdings zeichnet sich noch kein ernst zu nehmender Boom im Videokonferenzsektor ab.

Übergreifendes Management nicht gelöst

Defizite weisen konvergente Anwendungen in den Bereichen Management und Accounting auf. Sowohl eine gemeinsame Management-Anwendung, Datenbank und Bedienoberfläche für TK und IT als auch gezieltes Monitoring, Accounting und ein übergreifendes Reporting für alle Anwendungen sind heute noch nicht verfügbar.

Dennoch sind VoIP und Softswitches heute nicht nur bei Enterprise-Kunden, sondern auch bei Netzbetreibern auf dem Vormarsch. Sie halten bei dieser Klientel ebenfalls aus Gründen der Kostensenkung und höheren Skalierbarkeit Einzug. Bei den Carrier-Produkten wird allerdings meist keine proprietäre Signalisierung genutzt, weil nicht so viele Leistungsmerkmale wie im Enterprise-Umfeld angeboten werden müssen. Stattdessen wird standardisierte Signalisierung mit H.323v2 oder v3 und zukünftig SIP eingesetzt. Teilweise wird VoIP aus Gründen der Quality of Service und Sicherheit als VPN-Dienst angeboten.

Insgesamt ist den Marktforschern von Gartner zufolge der Umsatzanteil von VoIP am Gesamtvolumen der Carrier mit 0,2 bis 2,1 Prozent im Jahr 2002 und geschätzten 0,55 bis 3,4 Prozent für 2004 immer noch sehr gering. Unterdessen sind aber in allen Industrieregionen erste Schritte in Richtung VoIP unternommen worden. Selbst klassische Carrier wie AT&T haben den VoIP-Markt mit seinen Möglichkeiten der Diensteerweiterung und Synergieeffekte für sich entdeckt. So war zum Beispiel der japanische Provider Yahoo BB mit kostengünstiger SIP-basierender Telefonie so erfolgreich, dass NTT als klassischer Telco gezwungen war, mit ähnlichen Tarifen zu reagieren.

Defizite im Bereich Sicherheit

Eine der letzten Hemmschwellen für den Einsatz von VoIP ist das Thema Sicherheit und im Zusammenhang damit die Verfügbarkeit. Leider haben sich gerade Standardprotokolle für Attacken als anfällig erwiesen, das gilt sowohl für SIP als auch für H.323. Betroffen sind insbesondere auch Produkte von Marktführern wie Microsoft (ISA Server, Small Business Server 2000 und 2003), Cisco (IOS PIX Firewall) und Nortel. Die Hersteller reagieren nicht immer zeitnah mit Patches oder mit Vorschlägen zum Einsatz von Intrusion-Detection- beziehungsweise -Protection-Systemen. Außerdem raten sie zu Sicherheits-Audits und versuchen, die IEEE-802.1X-Authentifizierung und Verschlüsselung in den Telefonen zu unterstützen. Für verschlüsselte Telefonie gibt es heute noch keinen fertigen Standard. Schwierigkeiten macht auch der Einsatz der Network Address Translation (NAT) in Paketfiltersystemen und Firewalls, da hier Anpassungen für SIP vorgenommen werden müssen. Welcher Standard sich am Markt durchsetzen wird, ist momentan noch nicht absehbar.

Fazit: VoIP verlässt die Nische

Die Lösungen für IP-Telefonie haben eine Produktreife erreicht, die sie für den produktiven Einsatz geeignet macht. Der wesentliche Mehrwert für den Anwender liegt in der Nutzung konvergenter Applikationen. Die Verbreitung im Enterprise-Umfeld steht an der Schwelle von der Nische zum etablierten Markt. Insbesondere für alle, die Neubauten zu bestücken oder Altverträge abzulösen haben, ist VoIP eine Alternative, die untersucht werden muss. (pg/ue)

*Petra Borowka leitet das Planungsbüro Unternehmensberatung Netzwerke UBN in Aachen.

Konvergente Dienste

CTI: Integration von Telefonie mit Computerbedienung und Datenbanken;

Unified Messaging: Einheitliche Handhabung von Sprachnachrichten, E-Mail und Fax, meistens über E-Mail, seltener über Telefon;

Instant Messaging

Presence: Anwesenheitsanzeige, automatisierte Rufumleitung, "Single Number";

Collaboration: Verteilte Bearbeitung, meistens von Dokumenten, seltener elektronisches Flipchart o.ä.;

Conference

Click and Dial: Anwahl von Ansprechpartnern über Telefonnummern, die als Weblink in Dokumente oder auf Web-Seiten eingebunden sind.

Pro und Kontra

+ Kostensenkung für TK-Anwendungen durch offene Schnittstellen und geringen Codeumfang;

+ geringere Kosten durch Zusammenführung der Netzwerke;

+ Einsparungen durch Vereinheitlichung des Server-Betriebs;

+ Senkung der Betriebskosten durch einheitliches Umzugs-Handling;

+ niedrigere Verkabelungskosten;

+ Senkung der Wartungskosten;

+ Produktivitätssteigerung durch konvergente Kommunikation;

+ weltweite Nutzung und Mobilität.

- Höhere Betriebskomplexität für IP-Netzwerke;

- Notwendigkeit der QoS-Einführung;

- ungelöste Sicherheitsprobleme;

- junger Markt mit dem Risiko verschwindender Hersteller und Produkte;

- größere Abhängigkeit vom IP-Netzwerk;

- stärkere Anforderungen an das IP-Netzwerk.