Konversion, nicht Konvergenz:

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1 WIPTEL Konversion, nicht Konvergenz: Warum Voice over IP erst der Anfang ist Dr.-Ing. Carsten Bormann Dr.-Ing. Jörg Ott GI/ACM Regionalgruppe Bremen, 11. September Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 1

2 Internet = Konnektivität Wie funktioniert das Internet? Geschichte: Telephon, Fax Internet Kosteneffektivität Breite Verfügbarkeit Großer Nutzen 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 2

3 Das Gesetz von Metcalfe Jeder neue Teilnehmer bringt für jeden bestehenden Teilnehmer einen Mehrwert: The value of a network grows by the square of the size of the network Bob Metcalfe, 1980 Kritische Masse Voraussetzung für Rentabilität 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 3

4 Der Fluch der Komplexität Höhere Entwicklungskosten Schlechtere Time to Market Verlust an Marktanteilen Geringerer Kundennutzen Längere Produktentwicklung Ältere Plattform Schlechtere Leistung Höhere Kosten Moore s Law 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 4

5 Die Welt der DFÜ 1990 Alles über ein Netz (CCITT/ITU-Sicht) Analog ISDN B-ISDN (ATM) 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 5

6 Die Welt des Networking 2000 Was wirklich passierte: IP B-ISDN (ATM) Analog T1/T3 ISDN SONET /SDH Ethernet 10/100/1000/10G 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 6

7 Internet-Protokolle Anwendungs- Protokolle Transportschicht Internetworking-Schicht SMTP LDAP HTTP POP3/ FTP NFS IMAP4 TELNET X11 TCP UDP IP SIP/SDP/SAP... RTSP RTP Abbildung Physische Netze ISDN POTS GSM IPCP ARP PPP 802 ATM Ethernet FDDI Fiber Copper 155 / 622 Mb/s 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 7

8 Internet-Protokolle Anwendungs- Protokolle Transportschicht Internetworking-Schicht SMTP LDAP HTTP POP3/ FTP NFS IMAP4 TELNET X11 TCP UDP IP SIP/SDP/SAP... RTSP RTP Abbildung Physische Netze ISDN POTS GSM IPCP ARP PPP 802 ATM Link Layer Ethernet Fiber FDDI Copper 155 / 622 Mb/s of the Week 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 7

9 Verbindungen vs. Pakete Leitungsvermittlung, verbindungsorientiert: Jede Kommunikationsbeziehung ist auf dem ganzen Weg bekannt Paketvermittlung, verbindungslos: Netz weiß nichts von Anwendungen Ende-zu-Ende-Architektur Anwendungen wissen nichts vom Netz Unabhängige Entwicklung von Netz und Anwendungen Time-to-market! Extrem kostengünstiges Netz 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 8

10 Der Erfolg des World Wide Web Service Creation at the Edge Viele Leute Viele Ideen Viele Informationen Viele Geschäftsmodelle Keine (bzw. kaum) Vorschriften Keine Zulassungsprüfung usw. Breite Basis für Kreativität, Innovation,... Das Netz nicht als Hürde, sondern als Brücke! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 9

11 Komplexe Systeme verschwinden X.25, Token Ring, ATM, Plug-and-Play-Standards gewinnen! Trend, Teil 1 Dienste werden an den Endpunkten erbracht Netz ist nur Träger (aber dafür schnell!) Jeder kann neue Dienste einführen Was nicht IP-kompatibel ist koexistiert eine Weile, wird dann konvertiert Keine Rede von Konvergenz! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 10

12 Pakete und Telefonie Muß Telefonie leitungsvermittelt sein? 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 11

13 Information Search/Access Subscription Services/ Push Conferencing/ Multimedia Video/Imaging Rel. Bit Volume Datenvolumen in Netzen Traffic Projections for Voice and Data Voice Data (IP) From 2000 on, 80% of service provider profits will be derived from IP-based services. Source: CIMI Corp Source: Multiple IXC Projections 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 12

14 Data > Voice: Wann ist das passiert? US-Netze: (Quelle: KT) BT: Nov 1998 Crossover PHS (Jap. Mobilfunknetz): April 2000 In Ihrer Institution: schon längst! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 13

15 Nur noch ein Netz, ein Management! Trägt Daten und Sprache Sprachvolumen verschwindet in Daten Voice over IP Übergang: Bestehende Systeme weiterbenutzen Gateways Intranet Internet ISDN GSM Gateway Gateway ISDN GSM Intranet ISDN GSM Gateway Internet Gateway ISDN GSM 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 14

16 VoIP-Standards (1): RTP/RTCP RTP: Real-Time Transport Protocol Multimedia (Sprache, Bild) über IP (+ UDP) Entwickelt in der IETF für Conferencing ( ) Durchgesetzt bei der Entwicklung von H.323 RTCP: Steuerungsprotokoll (Bestandteil von RTP) RTP-Nutzlastdatenformate Abbildung konkreter Codecs auf RTP Codecs meist von ITU oder Mobilfunk (3GPP/3GPP2) Unübersichtlich wegen Patentsituation G.711 ist kleinster gemeinsamer Nenner 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 15

17 VoIP-Standards (2): von H.323 zu SIP H.323 Kristallisationskeim für Multimedia-over-IP- Standardisierung unter Beteiligung der Industrie (seit Mai 1995) Basis: bestehende ITU-Protokolle (Q.931, H.245,...) IP-Telefonie-Signalisierung der 2. Generation Basis: bestehende Web-Protokolle (HTTP, MIME,...) Gute Integration mit Web/ SIP 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 16

18 TRIP H Annex G WiN HTTP FTP TZI DMN IP-Telefonie-Infrastruktur LS TRIP DB ftp/web server User DB H.323 GK H.323 IP phones FB3 Intranet SIP Proxy SIP IP phones n x PBX Phones H.323 GWs SIP-H.323 GW SIP GW Uni PBX 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 17 BRI 10 Phones Local PBX PRI PRI 2x BRI 15x PRI ISDN PSTN GSM

19 Das haben wir schon immer so gemacht Übernahme traditioneller Abrechnungsmodelle Pro Minute statt nach Leistung! Zentralisierung der Dienste In Netz der Telcos ( Softswitch ) In der PBX ( Soft PBX ) PBX und Supplementary Services Feature-Jagd (Checklisten) statt neuer Ideen? Teure, weitgehend geschlossene Umgebungen Trotz Standardisierung 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 18

20 Voice-over-IP ist mehr... Die Zukunft von VoIP... als der Ersatz einer Telefonanlage ( Soft PBX )... als ein anderes Übertragungsnetz ( Soft Switch ) Eine neue Kommunikationsqualität... Neue Dienste durch Integration mit Internet-Technologien Web-Schnittstellen, Click-to-Dial, Rich Clients Presence und (Unified) Instant Messaging Neue Dienste durch nahtlose Medienintegration nicht nur Sprache, sondern auch Daten, Video,... Neue Dienste durch integrierte (Arbeitsplatz-)Umgebung Integrated Desk Area Environment 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 19

21 Trend, Teil 2 Komplexe Systeme verschwinden TDM, PBX, CTI (klassische Form) (Plug-and-Play-Standards aber noch in Entstehung) Dienste werden an den Endpunkten erbracht Netz ist nur Träger (aber dafür schnell!) Neue Dienste einfach einzuführen! Koexistenz erfordert allerdings Gateways Was nicht IP-kompatibel ist koexistiert eine Weile, wird dann konvertiert Keine Rede von Konvergenz! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 20

22 Voice goes wireless Hat kabelgebundene Telefonie überhaupt noch eine Zukunft? 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 21

23 Die Welt der Handys 2000 Die dritte Generation (3GPP-Sicht) Analog GSM GPRS UMTS (3G) 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 22

24 Die drahtlose Welt 2002 UMTS (3G) GPRS Was wirklich passieren könnte: IP Bluetooth Analog GSM WLAN b/11a 4G 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 23

25 Die Rolle der WLANs Versorgung in Gebäuden/im Gelände b: Standard, low-tech, billig (1 DM/m 2 ) Unlizensiertes Spektrum 11 Mbit/s: ausreichend schnell Uni Bremen: ca. 200 APs, ca Ende Gbit/s Kapazität für Lehre und Forschung auch 40 andere Hochschulen (BMBF-Förderung) Hotspots: Flughäfen (Changi März 2000!) Cafés (Starbucks!), Hotels, Veranstaltungsorte 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 24

26 Die Rolle der WLANs Versorgung in Gebäuden/im Gelände b: Standard, low-tech, billig (1 DM/m 2 ) Unlizensiertes Spektrum 11 Mbit/s: ausreichend schnell Uni Bremen: ca. 200 APs, ca Ende Gbit/s Kapazität für Lehre und Forschung auch 40 andere Hochschulen (BMBF-Förderung) Hotspots: Flughäfen (Changi März 2000!) Cafés (Starbucks!), Hotels, Veranstaltungsorte 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 24

27 Und die Wide-Area? 4G: Internet-angemessene Luftschnittstellen Flash-OFDM? Ultra-Wide-Band? Fortschritte: Noch höhere Bandbreiten Keine starren Bandbreiten ( Kanäle ) Geringe Verzögerung Fehlerbehebung möglich Nicht das Internet ändert sich für drahtlos, sondern die Funk-Technik ändert sich für IP 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 25

28 Internet-Protokolle Anwendungs- Protokolle Transportschicht Internetworking-Schicht SMTP LDAP HTTP POP3/ FTP NFS IMAP4 TELNET X11 TCP UDP IP SIP/SDP/SAP... RTSP RTP Abbildung Physische Netze ISDN POTS GSM IPCP ARP PPP 802 ATM Link Layer Ethernet Fiber FDDI Copper 155 / 622 Mb/s of the Week 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 26

29 Komplexe Systeme verschwinden TDM in GSM, ATM in UMTS, SS7 AAA WLAN breitet sich schneeballartig aus Trend, Teil 3 Dienste werden an den Endpunkten erbracht Netz ist nur Träger (aber dafür schnell!) Neue Dienste über nachladbare Endgeräte Koexistenz erfordert allerdings Gateways Was nicht IP-kompatibel ist koexistiert eine Weile, wird dann konvertiert Keine Rede von Konvergenz! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 27

30 VoIP heute? 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 28

31 IP-Telefonie: Stand der Technik Audio war nie ein Problem! RTP ist gut genug auch mit 10Base-T-Hubs Viele Komponenten genügen vielen Standards Unzureichend, wenn es um die Institutionsübergreifende Integration dieser Komponenten geht. Von Anfang an Heterogenität einplanen! Hersteller denken PBX DE heute: H.323; Zukunft: SIP? Koexistenz! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 29

32 VoIP: Think Client! Keine Softswitches, die nur im Weg stehen SIP ist Bestandteil von Windows XP Laptops als Multimedia- Telefone (mit b) Sicherheit im Client: Chipkarte? 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 30

33 Komplexe Systeme aktiv zurückfahren Zukunftsorientierung statt Vergangenheitsbewältigung! Trend, Teil 4 Dienste werden an den Endpunkten erbracht D.h., bei Ihnen! Netz ist nur Träger (aber dafür schnell!) Neue Dienste einfach einzuführen! Koexistenz erfordert allerdings Gateways Was nicht IP-kompatibel ist koexistiert eine Weile, wird dann konvertiert Keine Rede von Konvergenz! 2001 Universität Bremen TZI Digitale Medien und Netze 31

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