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Was ist VoIP bzw. Voice over IP?

Unter Voice over IP (kurz VoIP) versteht man einfach nur das Telefonieren über Computernetzwerke mittels des Internet Protokolls (IP). Je nachdem wie und wo das Telefonieren dabei statt findet, spricht man von IP Telefonie, Internet Telefonie oder LAN Telefonie, manchmal aber auch von DSL Telefonie. Die Technik ist aber immer dieselbe und wird mit Voice over IP bezeichnet.

IP Telefonie ist nur ein anderer Begriff, der alles etwas technikneutral auf IP-Basis umschreibt. LAN Telefonie ist eine Spezialform der IP Telefonie. Hierbei wird die bisherige TK-Anlage in einem getrennten Kabelnetz ersetzt und die Telefone in das Datennetz eines Unternehmens integriert. Damit laufen die Daten und die Sprache über ein Netz. Dazu braucht man IP-fähige Telefone (noch teurer), ein für Sprache geeignetes Datennetz, heute zu 95% auf Ethernet-Basis und einen Telefonie-Server für die Vermittlung und Leistungsmerkmale. Bei der Internet Telefonie wird über ein Weitverkehrsnetz telefoniert, nämlich dem weltweit größten WAN, dem Internet. Da VoIP für den Massenmarkt erst richtig Sinn macht, wenn man zuhause eine DSL-Leitung sein eigen nennt (Ende 2005 ca. 7 Mio. in Deutschland), spricht das Marketing der Anbieter oft von DSL-Telefonie. DSL ist aber nur der Zubringer zum Internet, deshalb ist dieser Marketing-Begriff nicht ganz ernst zu nehmen.

Im Unterschied zum klassischen Festnetz, hierzulande dem ISDN, werden bei Voice over IP aber keine „Leitungen“ geschaltet, sondern die Sprache in Pakete umgewandelt und jedes einzelne Paket für sich als IP-Paket übertragen. Diese IP-Pakete werden dann im Netzwerk (gleich ob LAN, WAN oder Internet) auf nicht festgelegten Wegen zu Ihrem Ziel gesendet.

Die Sprachqualität lässt sich inzwischen durchaus mit der herkömmlichen Telefonie vergleichen und Voice over IP ist mittlerweile auch aus den Kinderschuhen heraus gewachsen. Entscheidend für die Qualität sind durch die paketorientierte Übertragung, also die fehlende „Leitung“, die Faktoren Bandbreite, Ende-zu-Ende Verzögerung, Schwankung der Verzögerung und Verlustrate der Pakete. Insbesondere das Internet ist noch von langen Laufwegen gekennzeichnet, so dass die Qualität im lokalen Netz eines Unternehmens heute als sehr gut bewertet werden kann, über das Internet aber durchaus mit Unterbrechungen oder Verbindungsabbrüchen behaftet.

Wie funktioniert VoIP?
Genau wie bei der klassischen Telefonie wird die Sprache als analoges Signal mit Hilfe eines Mikrofons am Hörer aufgenommen. Über einen Analog/Digital-Wandler werden diese Signale dann in ein digitales Format gewandelt und in entsprechende Audioformate kodiert. Hierfür stehen verschiedene Codecs zur Verfügung, die Sprache unterschiedlich komprimieren und daher letztlich eine unterschiedliche Qualität liefern. Je nach Komprimierung gehen Informationen verloren, die aber meist noch subjektiv als ganz gut empfunden werden.

Nach der Komprimierung der Daten werden diese über ein Netzwerk versendet. Dazu muss der kontinuierliche Datenstrom des Codecs in kleine Pakete unterteilt werden (Paketisierung), bevor sie in das Netz ausgesendet werden können. Im Netzwerk gibt es dann Knoten, so genannte Router, die die (IP-) Pakete bis zum Ziel leiten, teils über unterschiedliche Wege.

Beim Empfänger werden die Pakete zunächst in einem Puffer zwischengespeichert, bevor sie ausgelesen werden, einen Digital/Analog-Wandler durchlaufen und dann am Lautsprecher in menschliche Sprache gewandelt werden. Man kann an dieser Beschreibung leicht erkennen, dass keine dedizierten Leistungen dabei im Spiel sind sondern einzelne Datenpakete wie beim Paketdienst der Deutschen Post adressiert, vermittelt und ausgeliefert werden müssen.

Für die Übertragung der Daten wird bei Voice over IP derzeit das so genannte IP-Protokoll der Version 4 genutzt. Die Nachfolgeversion 6 ist zwar seit Mitte der 90er Jahre spezifiziert, ein Zwang zur Verbreitung bestand bisher aber noch nicht, auch wenn es in den nächsten 5 Jahren einen Wechsel geben wird. Leider ist dieses Protokoll verbindungslos und wird nach dem so genannten „Best Effort“ Prinzip ausgeliefert, es gibt also keinerlei Garantien. Genau das ist auch der Grund, warum VoIP in der Qualität noch etwas schlechter ist. Das Nachfolgerprotokoll Version 6 bietet dagegen einen so genannten Quality of Service, also eine Dienstgüte, was diese Daten bevorzugt behandeln wird.

Wie wird eine Verbindung zum herkömmlichen Telefonnetz hergestellt?
Um eine Verbindung zu einem herkömmlichen Festnetzanschluss herzustellen, benutzt man so genannte Gateways (Vermittlungsrechner, „Übersetzer). Diese Gateways sind zum einen mit dem Computernetzwerk als auch mit dem normalen Telefonnetz verbunden und leiten die Anfragen in beide Richtungen weiter. Dabei werden die IP-Pakete auf der einen Seite in einen digitalen Bitstrom für die „Leistung“ im ISDN übersetzt. Gleiches gilt auch für die Signalisierung eines Verbindungswunsches, der von SIP (Session Initiation Protokoll) auf der einen Seite in das D-Kanal-Protokoll vom ISDN auf der anderen Seite umgewandelt wird.

Ruft man also von seinem IP-Telefon eine Festnetznummer an, so wird diese über den Gateway ins Telefonnetz übertragen und die Verbindung wird durchgestellt. Diese Integration unterschiedlicher Netzwerke wird gemeinhin als „Konvergenz der Netze“ bezeichnet. Der eigentliche Hintergrund einer Konvergenz ist aber nur noch ein Netzwerk zu haben, das alle Informationsarten integriert, nämlich Sprache, Daten, Video, Text und Bild.

Funktionsprinzip Internet Telefonie

Funktionsprinzip Internet Telefonie ©Roland Moos



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