Der
Begriff Voice-over-IP
(kurz VoIP) bezeichnet
eine Technologie, mit
der Telefongespräche
über das Internet
geführt werden können.
Die einfachste
Version
einer VoIP-Verbindung
besteht zwischen zwei VoIP-Teilnehmern, die
beide ans Internet
angeschlossen sind und
über das Internet direkt
miteinander
kommunizieren. Die
Abbildung zeigt auf der
linken Seite einen PC
mit
VoIP-Software und
direktem
Internetanschluss. Der
Teilnehmer auf der
rechten
Seiten verwendet
ein VoIP-Telefon, das
über einen Router mit
dem Internet
verbunden
ist.
Abbildung 1: Einfache
VoIP-Verbindung.
Die Idee, Telefonate
über das Internet zu
führen,existiert schon
seit einigen Jahren. Für
eine breite Nutzung von
VoIP fehlte es jedoch
bisher an günstigen und
leistungsfähigen
Internetverbindungen,
komfortablen Endgeräten
sowie an einheitlichen
Kommunikationstandards.
Inzwischen sind
Internet-Flatrates weit
verbreitet. Flatrates
ermöglichen beliebige
Internetnutzung zu einem
festen Preis. Einem
Flatrate-Anwender
entstehen keine
zusätzlichen Kosten,
unabhängig von der
Verbindungsdauer und der
übertragenen Datenmenge.
Eine Flatrate ermöglicht
also beliebig viele und
beliebig lange
VoIP-Telefonate, ohne
dass zusätzliche
Internetkosten
entstehen. Ein
Flatrate-Anwender ist
außerdem jederzeit
online. Er kann per VoIP
also auch jederzeit
angerufen werden. Eine
gute Alternative zur
Flatrate ist auch der
Volumentarif. Ein
zeitabhängiger Tarif ist
hingegen sehr ungünstig,
da ein VoIP-Benutzer
eine ständige Verbindung
zum Internet benötigt,
um telefonisch jederzeit
erreichbar zu sein.
Die wichtigste
Eigenschaft des
Internets: Es ist
grenzenlos und weltweit
verfügbar. Distanzen
spielen für die Kosten
keine Rolle: Eine
Internetverbindung bis
ans andere Ende der Welt
kostet nicht mehr als
eine Verbindung ins
Nachbarhaus (mit
Flatrate sind beide
Verbindungen sogar
kostenlos). Das enorme
Sparpotenzial von VoIP
wird deutlich, wenn man
einen Blick auf die
Kosten für herkömmliche
Auslandstelefonate
wirft.
Verbindung zum
herkömmlichen
Telefonnetz Die
Nutzung von VoIP nimmt
rasant zu. Dennoch wird
es auf absehbare Zeit
noch sehr viele Menschen
geben, die kein VoIP
nutzen, sondern
weiterhin nur einen
herkömmlichen
Telefonanschluss
(analoge
Telefonanschluss, ISDN,
oder Mobilfunktelefon)
besitzen. Für
VoIP-Nutzer ist es daher
besonders wichtig, dass
sie nicht nur andere
VoIP-Nutzer sondern auch
herkömmliche Telefone
erreichen können.
Für diese Verbindung
zwischen VoIP und dem
herkömmlichen
Telefonnetz sorgen
VoIP-Gateway-Dienste.
Der VoIP-Benutzer meldet
sich bei einem solchen
Dienst an und erhält
eine neue persönliche
Telefonnummer, unter der
er von allen Telefonen
weltweit aus erreichbar
ist. Eingehende Anrufe
leitet der
Gateway-Dienst
automatisch und meist
kostenlos auf das
VoIP-Telefon des
Benutzers weiter.
übrigens ist der
Benutzer unter seiner
Nummer jederzeit und
weltweit erreichbar,
unabhängig davon, ob er
sich zu Hause, im Büro
oder auf Reise befindet.
Einzige Voraussetzung:
Er verfügt über eine
Verbindung ins Internet.
Abbildung 2: VoIP-Verbindung ins herkömmliche Telefonnetz über einen
Gateway-Service.
Umgekehrt kann ein
VoIP-Benutzer über
seinen Gateway-Dienst
herkömmliche
Telefonnummern anwählen.
In diesem Fall baut der
Benutzer zunächst eine
VoIP-Verbindung über das
Internet bis zum
Gateway-Dienst auf. Der
Gateway-Dienst führt
diese VoIP-Verbindung
über das Internet weiter
bis möglichst nah an das
Ziel heran. Am Endpunkt
der VoIP-Verbindung baut
ein spezieller
Gateway-Rechner dann
eine herkömmliche
Telefonverbindung zur
Zielnummer auf, über die
er das VoIP-Gespräch
weiterleitet.
VoIP-Anrufe ins
herkömmliche Telefonnetz
sind in aller Regel
kostenpflichtig. Die
Preise der
Gateway-Dienste für
solche Anrufe können
aber günstig ausfallen,
da die Gateway-Dienste
für einen Teil der
Distanz günstige
Internetverbindungen
nutzen. Gut ausgebaute
Gateway-Dienste führen
die Internetverbindung
sogar so nah an das Ziel
heran, dass der übergang
ins Telefonnetz zum
Orts- oder Nahtarif
erfolgt.
Telefonanschluss reist
mit Eine
besondere Eigenschaft
eines
VoIP-Telefonanschlusses
ist, dass die zugeteilte
Nummer immer automatisch
dorthin umgelenkt wird,
wo sich das VoIP-Telefon
befindet: Wenn Sie
beispielsweise das
Telefon bei sich zu
Hause ans Internet
anschließen, so sind Sie
dort über Ihre Nummer
erreichbar. Tagsüber
nehmen Sie das Telefon
mit ins Büro und
schließen es an das
dortige lokale Netzwerk
mit Internetverbindung
an. Sie bleiben unter
derselben Nummer
erreichbar und können
Anrufe tätigen. Auch
wenn Sie im Ausland auf
Geschäftsreise sind und
z. B. am Flughafen einen
freien Zugang zum
Internet finden, bleiben
Sie kostenlos unter
Ihrer persönlichen
Nummer erreichbar. Für
ausgehende Telefonate
gelten die gleichen
günstigen Konditionen,
als würden Sie von zu
Hause aus anrufen
(lediglich die Kosten
für die
Internetverbindung
können dazukommen).
Abbildung 3: Mit
Wireless-VoIP und
Internetzugang sind Sie
überall erreichbar.
Die wichtigsten Vorteile
von VoIP im überblick VoIP bietet gegenüber
herkömmlichen
Telefondiensten eine
ganze Reihe wichtiger
Vorteile: • Kostenlose
Telefonate innerhalb des
Internets (bei
Flatrate-Nutzung) •
Günstigere Gespräche ins
Telefonnetz durch
Nutzung des Internets
für weite Strecken •
Weltweit kostenlos
erreichbar
(Internetverbindung
vorausgesetzt) •
Mögliche Ersparnis der
Grundgebühr für einen
herkömmlichen Telefon-
oder ISDN-Anschluss •
Nur noch ein gemeinsames
Netzwerk für Daten und
Telefon • Die Anzahl
gleichzeitiger
Telefongespräche ist nur
durch die Bandbreite der
Internetverbindung
begrenzt • Einfache
Integration des Telefons
mit PC, LAN und Internet
ermöglicht in
Unternehmen neue
Anwendungen
Anwendungsgebiete für
VoIP Die Vorteile
von VoIP kommen heute
überwiegend in den drei
folgenden Gebieten zum
Einsatz: •
Kostenlos im Internet
telefonieren: Mit
der eigenen
VoIP-Installation nutzen
Sie sofort das Internet
für kostenlose
Internetanrufe. •
Firmenstandorte über das
Internet verbinden:
Mit entsprechenden
VoIP-Telefonanlagen
können Sie entfernte
Standorte zu einer
virtuell einheitlichen
Telefonanlage
zusammenschalten. Alle
Telefonate zwischen den
Standorten werden
automatisch über das
Internet geschaltet. Die
Kostenvorteile sind
erheblich.
Unterwegs günstig
erreichbar sein und
telefonieren: Mit
einem mobilen
VoIP-Telefon (Wireless-VoIP)
sind Sie weltweit unter
derselben Telefonnummer
erreichbar. Ausgehende
Telefonate sind genauso
günstig, als würden Sie
von zu Hause aus
telefonieren.
Was benötigen Sie für
die Nutzung von VoIP? Grundsätzlich benötigen
Sie für eine
VoIP-Installation vier
Bestandteile: 1.
VoIP-fähiges Telefon 2. Router 3.
Internetzugang
(möglichst Breitband, z.
B. DSL) 4. Account
bei einem Gateway-Dienst
VoIP-Geräte Auf
Wunsch können Sie Ihren
modernen PC zum
VoIP-Telefon nachrüsten,
indem Sie ihn mit
Kopfhörer, Mikrofon und
VoIP-Software
ausstatten. Einfacher zu
installieren ist ein
spezielles VoIP-Gerät,
z. B. ein VoIP-Telefon
wie das ZyXEL Prestige
2000W. Für den Anschluss
von herkömmlichen
Telefonen bietet sich
alternativ auch eine
VoIP-Telefonanlage an.
Die einzelnen
Gateway-Dienstanbietern
setzen für die
Kommunikation zwischen
VoIP-Gerät und
Gateway-Dienst teilweise
unterschiedliche
Protokolle ein. Achten
Sie daher darauf, dass
Ihre VoIP-Geräte mit
Ihrem Gateway-Dienst
funktionieren (näheres
dazu im Abschnitt "Die
Gateway-Dienste").
Die Zahl der VoIP-Geräte
nimmt stetig zu. Es
zeichnen sich vier
Gerätegruppen ab, deren
Einsatz ein breites
Spektrum
unterschiedlicher
Ansprüche und
Anwendungen abdeckt.
VoIP-Software-Lösungen
für PC Die
meisten modernen PCs
lassen sich mit
VoIP-Software, Kopfhörer
und Mikrofon (Headset)
zu VoIP-Geräten
aufrüsten. Diese
Lösungen sind
normalerweise
kostengünstig. Im
Vergleich zu echten
VoIP-Telefonen sind
Installation und
Bedienung von
Software-Lösungen
aufwändiger, weniger
komfortabel und
anfälliger für Fehler.
Für professionelle
Telefonanwendungen (Call-Center
etc.) existieren
VoIP-Lösungen auf
Software-Basis, die eine
enge Verzahnung mit
speziellen Anwendungen
auf dem PC erlauben.
Solche professionellen
VoIP-Lösungen
ermöglichen ein
hocheffizientes
Arbeiten, sind aber auch
entsprechend teuer.
Kabelgebundene
VoIP-Telefone Ein
kabelgebundenes
VoIP-Telefon
unterscheidet sich auf
den ersten Blick nicht
von einem herkömmlichen
Telefon. Auch die
Bedienung gestaltet sich
ähnlich. Herkömmliche
(analoge) Telefone und
Faxgeräte lassen sich
mit VoIP-Adaptern
umrüsten.
Wireless-VoIP-Telefone Den Geräten für
Wireless-VoIP kommt eine
besondere Bedeutung zu.
Sie sind leicht tragbar
(vergleichbar einem
schnurlosen Telefon).
Außerdem benötigen Sie
lediglich den Zugang zu
einem Wireless-LAN, das
seinerseits Zugang zum
Internet hat. Ein
Wireless-VoIP-Telefon
eignet sich deshalb
hervorragend für
wechselnde Standorte.
Sie können es bei der
Arbeit im Büro ebenso
einsetzen wie zu Hause
im heimischen WLAN. Auch
an öffentlichen Hotspots
in Cafés, Hotels,
Flughäfen, Bahnhöfen
etc. kommt Ihr
Wireless-VoIP-Telefon
zum Einsatz (sofern der
Hotspot-Zugang keinen
Web-Browser erfordert).
ZyXEL führt mit dem
Prestige P2000W ein
Wireless-VoIP-Telefon im
Programm.
VoIP-Telefonanlage VoIP-Telefonanlagen
(auch VoIP-Gateways
genannt) bieten
Anschluss für mehrere
herkömmliche
Telefongeräte. Nach
außen hin kommunizieren
solche Telefonanlagen
per VoIP. Intern
können Sie mehrere
herkömmliche (meist
analoge) Telefone oder
Faxgeräte anschließen.
Ein eingebauter Router
sorgt üblicherweise für
die Internetverbindung.
Es existieren auch
VoIP-Telefonanlagen, mit
denen sich verschiedene
Standorte kostengünstig
über das Internet zu
einem virtuellen
Hausnetz verbinden
lassen.
Router Der Router sorgt für die
Internetverbindung.
Achten Sie bei der
Auswahl des Routers
darauf, dass er
VoIP-fähig ist.
VoIP-Telefonanlagen und
Wireless-Basis-Stationen
verfügen häufig schon
über einen integrierten
Router.
Internetzugang Zu
empfehlen ist ein
Breitbandanschluss (z.
B. über DSL oder
Kabel-TV). Für eine
optimale Tonqualität
sollte eine Bandbreite
von mindestens 80 kBit/s
(jeweils in Sende- und
Empfangsrichtung) für
jedes gleichzeitige
Gespräch zur Verfügung
stehen. Wegen der
ständigen Erreichbarkeit
sollte die
Internetverbindung
ununterbrochen bestehen.
Aus Kostengründen ist
daher ein Flatrate- oder
Volumentarif zu
empfehlen.
Account bei einem
Gateway-DienstEröffnen Sie bei einem
Gateway-Dienstanbieter
einen Account. Sie
erhalten dann eine neue
persönliche
Telefonnummer. Unter
dieser Telefonnummer
können Sie sowohl direkt
aus dem Internet als
auch aus dem
herkömmlichen
Telefonnetz angerufen
werden.
Die
Gateway-Dienste
verwenden zum Teil
unterschiedliche
Zugangsprotokolle. Als
wichtigster Standard für
die Kommunikation
zwischen VoIP-Benutzer
und Gateway-Dienst hat
sich inzwischen SIP
(Session Initiation
Protocol) durchgesetzt.
VoIP-Produkte von ZyXEL
unterstützen SIP.
SIP-kompatible
Gateway-Dienste werden
häufig auch als
SIP-Dienste bezeichnet.
Eine aktuelle Liste der
SIP-Dienste in
Deutschland finden Sie
unter: <<<>>>. Klicken
Sie auf die einzelnen
Anbieter, um sich auf
über deren Angebote und
Preise zu informieren.
Auf den jeweiligen
Anbieter-Webseiten
finden Sie auch nähere
Informationen zur
Eröffnung eines
SIP-Accounts.
Wireless-VoIP im Vergleich mit DECT und GSM-Mobiltelefonen Die
Geräte für Wireless-VoIP
basieren auf der
bewährten
Wireless-LAN-Technologie
(WLAN, 802.11). Der
WLAN-Standard wurde in
erster Linie für die
schnelle übertragung von
Daten entwickelt. Die
beiden Funkstandards
DECT und GSM sind
hingegen Spezialisten
für Sprachübertragung.
Durch die
unterschiedlichen
Entwicklungsziele
ergeben sich erhebliche
Unterschiede in den
Einsatzgebieten. >br>GSM
verfügt über eine große
Reichweite und
funktioniert auch bei
hohen
Bewegungsgeschwindigkeiten.
Dadurch ermöglicht GSM
das größte Maß an
Bewegungsfreiheit. Die
Sprachqualität von
Wireless-VoIP (bei guter
Internetverbindung
vergleichbar mit ISDN)
ist besser als bei GSM.
Gegenüber DECT bietet
Wireless-VoIP den
Vorteil, dass das
Handgerät ein
unabhängiges
Mobiltelefon ist. Ein
DECT-Telefon benötigt
hingegen immer seine
Basis-Station, die per
Kabel mit dem
Telefonnetz verbunden
wird. Außerdem fehlt
DECT eine
Authentifizierungsmöglichkeit,
die für die Nutzung
kostenpflichtiger
Telefondienste notwendig
ist. DECT eignet sich
daher nicht für den
Betrieb unabhängiger
Mobiltelefone.
Zusammenfassend lässt
sich sagen, dass DECT
günstige kabellose
Telefone für den
stationären Betrieb
ermöglicht. GSM bietet
sich aufgrund seiner
großen Bewegungsfreiheit
für den Einsatz im
hochmobilen Bereich an.
Wireless-VoIP ist
hingegen die
kostengünstigste und
flexibelste Lösung für
den stationären Einsatz
an verschiedenen Orten.
Wireless-VoIP
DECT
GSM
Sprachqualität
sehr gut
sehr gut
gut
Datenübertragung
max. 54 MBit/s
max. 552 kBit/s
max. 53 kBit/s
max. Sendeleistung
100 mW
250 mW
2.000 mW
Reichweite Gebäude
80 m
50 m
1.000-5.000 m
Reichweite im Freien
300 m
200 m
1.000-5.000 m
Max. Bewegungsgeschwindigkeit
70 km/h
20 km/h
250 km/h
Stationsunabhängiger Betrieb
ja
nein
ja
Authentifizierung möglich
ja
nein
ja
Gerätekosten
mittel
niedrig
mittel
Verbindungskosten im Heimnetz
niedrig
niedrig
mittel
Verbindungskosten in fremdem Netz
niedrig
nicht möglich
hoch
Technische Details,
Probleme und
Lösungsansätze
VoIP ist eine relativ
junge Technologie.
Naturgemäß tauchen daher
auch bei VoIP Probleme
und Einschränkungen auf.
Zum einen Teil treten
die Probleme in
Verbindung mit anderen
Technologien auf (Router/Firewall,
Hotspots), zum Teil
fehlen bei VoIP noch
nützliche Funktionen
(universelle
Benutzerdatenbank ENUM).
Die folgenden Abschnitte
geben einen überblick
über die wichtigsten
Probleme und
Einschränkungen von VoIP.
SIP bei Einsatz eines
NAT-Routers
Aktuelle Gateway-Dienste
verwenden für die
Anmeldung des Benutzers
das
Signalisierungsprotokoll
SIP. Die Sprachdaten
werden davon getrennt
mit dem Real-time
Transport Protocol (RTP)
übertragen. Diese
Trennung der beteiligten
Protokolle sowie der
interne Aufbau der
Protokolle führen zu
einigen Problemen beim
Einsatz von Routern mit
NAT (Network Address
Translation) und
Firewalls.
Ein
Router mit NAT-Funktion
ermöglicht den Rechnern
des angeschlossenen
lokalen Netzwerks, sich
im Internet eine einzige
öffentliche IP-Adresse
zu teilen. Die lokalen
Rechner verfügen jeweils
nur über private
IP-Adressen, die aus dem
Internet nicht direkt
erreichbar sind. Ein
NAT-Router ersetzt bei
ausgehenden Daten die
Absenderadresse des
lokalen Rechners im
IP-Header durch seine
eigene öffentliche
IP-Adresse. Die
Antwortdaten gelangen
daher an ihn. Er leitet
sie dann innerhalb des
lokalen Netzwerks weiter
an den eigentlichen
Zielrechner.
Bei
VoIP-Daten befinden sich
die Ausgangs- und
Zieladresse jedoch nicht
nur im IP-Header,
sondern zusätzlich auch
in den Anwendungsdaten
(im sogenannten Payload).
Herkömmliche Router
manipulieren jedoch nur
die Adressen im
IP-Header. Das führt
dann dazu, dass die
eingehenden Daten an
eine falsche (private)
Adresse geschickt werden
und ihr Ziel nie
erreichen. Falls mehrere
VoIP-Geräte an einen
Router angeschlossen
sind, besteht bei einem
eingehenden Anruf für
den Router ferner das
Problem, das richtige
Zielgerät auszuwählen.
Dazu muss der Router in
der Lage sein, auch die
Inhalte im Payload lesen
zu können.
Es
gibt eine Reihe von
Lösungsansätzen für das
NAT-Problem. Die drei
wichtigsten:
•
Router mit
VoIP-Pass-Through: Diese
Router sind in der Lage,
auch die
VoIP-Anwendungsdaten zu
lesen und zu
manipulieren.
•
VoIP-Endgeräte, die STUN
(Simple Traversal of UDP
through NAT)
unterstützen: Solche
VoIP-Endgeräte können
selbstständig
herausfinden, wie die
verwendete öffentliche
IP-Adresse lautet und ob
sie sich hinter einem
NAT-Router oder einer
Firewall befinden. Dazu
senden Sie eine Anfrage
an einen STUN-Server im
Internet, der
üblicherweise von Ihrem
Gateway-Service
betrieben wird. Mit
seinem zusätzlichen
Wissen über die
Netzwerkumgebung passt
ein STUN-Gerät seine
Ausgangsdaten dann so
an, dass die Antworten
wieder korrekt zu ihm
zurück gelangen. •
Spezielle technische
Verfahren beim
SIP-Service: Ein
SIP-Service kann mit
geeigneten Verfahren
NAT-Geräte erkennen und
die Kommunikation
entsprechend anpassen.
SIP bei Einsatz einer
Firewall Ein
weiteres Problem
resultiert aus der
Tatsache, dass die von
RTP verwendeten
Kommunikationsports
dynamisch ausgehandelt
werden, sich also von
Gespräch zu Gespräch
ändern können. Firewalls
lassen eingehende
Kommunikation aber nur
dann passieren, wenn sie
entweder aus vom lokalen
Netzwerk aus angefragt
wurde oder die Ports
explizit freigeschaltet
sind. Ein eingehender
VoIP-Anruf wird von
üblichen Firewalls
hingegen abgeblockt.
Auch für das
Firewall-Problem
existieren mehrere
Lösungsansätze:
•
VoIP-fähige Firewall:
Solche Firewalls (bzw.
Router mit
Firewall-Funktionalität)
analysieren den
Datenstrom und öffnen
benötigte VoIP-Ports
automatisch. •
Freischalten eines
Portbereichs für VoIP:
Wenn die Endgeräte in
der Lage sind, einen
festgelegten Portbereich
zu verwenden, kann
dieser Bereich in der
Firewall freigeschaltet
werden.
Wireless-VoIP und
Hotspots Bei
Wireless-Hotspots
handelt es sich um
öffentlich zugängliche
WLANs, wie sie in Cafés,
Hotels, Flughäfen etc.
angeboten werden. Diese
Hotspots setzen für die
Benutzeranmeldung häufig
einen vollwertigen
Web-Browser voraus. Ein
vollwertiger Web-Browser
ist in ein
Wireless-VoIP-Telefon
kaum zu integrieren. Der
Zugang zu solchen
Hotspots ist daher nicht
möglich. Alternativ kann
ein Hotspot die
Authentifizierung auch
über die MAC-Adress
vornehmen.
Telefonate zwischen
verschiedenen
Gateway-Services
Die meisten
Gateway-Services können
bisher nur eigene
Telefonnummern als
VoIP-Nummern erkennen.
Alle unbekannten
Telefonnummern werden
dem herkömmlichen
Telefonnetz zugeordnet,
auch wenn es sich um
Nummern anderer
VoIP-Dienste handelt.
Wenn Sie also eine
VoIP-Telefonnummer eines
fremden Gateway-Services
anrufen, dann leitet Ihr
Gateway-Service den
Anruf zunächst ins
herkömmliche
Telefonnetzwerk weiter.
Der Anruf kommt als
gewöhnlicher
Telefonanruf bei dem
Gateway-Service des
Zielbenutzers an, der
ihn dann wieder zurück
ins Internet und an das
Zielgerät leitet. Ihnen
entstehen für einen
solchen Anruf dieselben
Kosten wie bei einem
Anruf ins Telefonnetz,
obwohl das Gespräch
komplett über das
Internet hätte
abgewickelt werden
können.
Zur
Lösung dieses Problems
wird derzeit eine
universelle Datenbank
für VoIP-Nummern
aufgebaut (ENUM).
Parallel dazu schalten
einige Gateway-Services
schon ihre Netze
zusammen.