Entscheidend ist das Netz

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1 Entscheidend ist das Netz Autor: Uwe Becker, Manager Professional Services, Equant Die andauernde Diskussion um Voice-over-IP (VoIP) bezieht sich hauptsächlich auf den Einsatz der Technologie in lokalen Netzwerken. Weitgehend unbeachtet ist dagegen die Verwendung in Weitverkehrsnetzen, obwohl es einige Provider gibt, die VoIP-Dienste im WAN (Wide Area Network) anbieten. Die Nutzung solcher Dienste ist für global agierende Unternehmen interessant, die die Kostenvorteile der Technologie nutzen und Gebühren beim Sprachverkehr zwischen ihren internationalen Standorten sparen wollen. Bei der Auswahl des Providers gibt es ein zentrales Kriterium: Die Leistungsfähigkeit des Netzes. Das Internet Protokoll behandelt alle IP-Pakete gleich, unabhängig davon, ob sie zeitkritische Daten wie Sprache enthalten oder nicht. Um Sprachverkehr in der gewohnten Qualität über ein IP-Netz bieten zu können, muss der Provider die Datenübertragung in Dienstgüteklassen (Classes of Service - COS) einteilen, um den Sprach-verkehr identifizieren und priorisieren zu können. Dabei bietet ein Netzwerk einer Anwendung oder einer Klasse von Anwendungen eine dezidierte Bandbreite bei einer garantierten maximalen Verzögerung, um Schwankungen gering zu halten. Ein solches Ende-zu-Ende Class-of-Service-Netz lässt sich mit MPLS (Multi Protocol Label Switching) realisieren. Diese Technologie ermöglicht unter anderem die Reservierung von Bandbreiten. Damit die Sicherheit der Daten gewährleistet ist, sollte dieses Netz außerdem auf IP-VPN-Technologie (Virtual Private Network) beruhen. Viele Provider setzen allerdings auf das öffentliche Internet als Haupttransportweg. Dies bedeutet aber, dass die Sprachqualität nicht konsistent genug ist, um in Geschäftsumgebungen eingesetzt zu werden. Hindernisse für den Sprachverkehr Dienstgüteklassen sind wichtig, weil die Bandbreite im WAN nach wie vor eine teure Ressource ist. Die IP-Konvergenz führt dazu, dass über diese knappen Bandbreiten auf den IP-WAN-Verbindungen Verkehrsströme der IT- und der TK-Welt zusammen Seite 1 von 5

2 übertragen werden, die stark unterschiedliche Anforderungen haben. Es gibt verzögerungsempfindliche Verkehrsströme wie VoIP und Video-over-IP, Verkehrsströme geschäftskritischer IT-Anwendungen wie ERP-Anwendungen (Enterprise Ressource Planing) oder andere E-Business-Applikationen und verzögerungsunkritische Verkehrsströme wie . Eine Grundanforderung der verzögerungsempfindlichen Anwendungen wie VoIP ist eine Sprachqualität, die der in klassischen TK-Netzen entspricht. Der Transfer über IP- Verbindungen stellt für den Sprachverkehr aber ein gewisses Risiko dar: Verzögerungen der Paketlaufzeit (Delay), Schwankungen in der Paketlaufzeit (Jitter) und Paketverluste (Packet Loss) reduzieren die Qualität. Für eine qualitativ hochwertige Übertragung von VoIP gelten ein Delay von weniger als 150 Millisekunden, ein maximaler Jitter von 20 Millisekunden sowie ein durchschnittlich mittlerer Paketverlust von 02, Prozent als optimal. Je nach Sprachaufkommen ist eine Bandbreite von 20 Kbit/s pro gleichzeitigen Sprachkanal nötig, um eine qualitativ hochwertige Übertragung zu gewährleisten. Die geschäftskritischen IT-Anwendungen verlangen ebenfalls kurze Antwortzeiten und die Vermeidung von Aussetzern, das heißt eine hohe Priorität. Beide werden aber durch die vielfach bandbreitenhungrigen verzögerungsunkritischen Anwendungen stark behindert. Eine Klasse für sich Eine Priorisierung der verschiedenen Verkehrsströme nach geschäftlichen und technischen Kriterien ist deshalb Voraussetzung für einen reibungslosen Ablauf der Geschäftsprozesse. Equant beispielsweise bietet seinen Kunden fünf Dienstgüteklassen an. Drei für Datenverkehr und zwei für Multimediaverkehr. Die Klasse Data 1 umfasst den Datenverkehr mit der höchsten Priorität für die wichtigsten Anwendungen des Kunden, die die beste Performance und höchste Verfügbarkeit der Bandbreite benötigen. Die Klasse Data 2 umfasst den standardmäßigen Anwendungsverkehr, der eine hohe Performance und Ausfallsicherheit erfordert. Ihr ist ein mittlerer Prioritätslevel zugeordnet. In der Klasse Data 3 ist der restliche Datenverkehr zusammengefasst, der nicht geschäftskritisch ist und dem daher eine geringe Priorität zugeordnet werden kann. Treten Engpässe in der Datenübertragung Seite 2 von 5

3 auf, wird die Nutzung dieser Klasse zurückgefahren, um die Bandbreite für die anderen Klassen zur Verfügung zu stellen. Die multimediale Klasse RT vo, Real Time Voice COS, hat eine übergeordnete Priorität, ist aber auf eine maximale Bandbreite begrenzt. Diese ist abhängig von der Zahl der konfigurierten Sprachkanäle und der Bandbreite pro Kanal, die wiederum vom Grad der Sprachkomprimierung abhängt. Die Priorität der multimedialen Klasse RT-vi, Real Time Video COS, ist von den Datenklassen unabhängig, aber durch eine festgelegte Bandbreite begrenzt, die der Kunde bestimmt. Sie liegt unter der IP-Bandbreite aber bei mindestens 256 Kbit/s. MPLS neue Dimension im Networking MPLS ist die neuste Entwicklung, um Traffic Engineering, VPN und Dienstgüteklassen in großen IP-Netzen zu realisieren. MPLS ist nur innerhalb eines shared private network eines Carriers möglich. Ein MPLS-Netz besteht aus Label-Edge-Routern und IP+ATM-Switches (Asynchronous Transfer Mode). Es kombiniert die Vorteile der Layer- 2-QoS-Funktionen und der Layer-3-Funktionalität. Die Weiterleitung der Datenpakete erfolgt nicht anhand der IP-Adresse, sondern mit Hilfe von Labels, die vom Label Edge Router am Weitverkehrsnetz vergeben und dem Datenpaket hinzugefügt werden. Diese Labels können nicht verändert werden. Sie enthalten die Informationen über die Dienstgüteklasse. Anhand der Markierung wird der jeweils nächste Router bestimmt, an den das Paket weitergeschickt wird. MPLS entlastet die Router, da sie die Weiterleitungsadresse des nächsten Routers nicht neu berechnen und die Daten nur an die durch die Markierung festgelegte Adresse weiterleiten. Dies bedeutet eine bessere Performance, da weniger CPU-Einsatz (central Processing Unit) erforderlich ist sowie eine schnellere Weiterleitung der Datenpakete. Die Verbindung der MPLS-Technologie mit einem virtuellen privaten Netz schafft für den Kunden eine sichere geschlossene Benutzergruppe (Closed User Group CUG). VPNs die auf MPLS basieren, sind genauso sicher wie Frame-Relay-Netzwerke oder Standleitungen. Darüber hinaus ermöglicht es die MPLS-Technologie, dass alle Teilnehmer eines VPNs direkt miteinander kommunizieren können. Es müssen keine Verkehrsbeziehungen in Form von Tunnel oder Pfaden vordefiniert werden. Sobald ein neuer Standort an ein MPLS VPN angeschlossen wird, ist er sofort für alle anderen Seite 3 von 5

4 Standorte direkt erreichbar. Die Konfiguration dieser Standorte muss nicht verändert werden. Mit der MPLS-Technologie kann der Kunde wesentlich skalierbarer und flexibler auf dynamische Umgebungen reagieren. Außerdem sind Redundanzkonzepte wesentlich einfacher zu realisieren als mit anderen Technologien. MPLS wird sich nach Ansicht der Marktforscher von Ovum weiter durchsetzen wird. Die Analysten prognostizieren eine Verdoppelung der MPLS- und IPsec-VPN-Standortanschlüsse von knapp Ende dieses Jahres auf knapp innerhalb der nächsten zwölf Monate. In 2007 sollen 1,5 Millionen Anschlüsse in Betrieb sein. Geringere Kosten, höhere Flexibilität Ein MPLS-basiertes IP VPN bietet sowohl dem Provider, als auch dem Kunden Vorteile. Zunächst sind die Investitionskosten geringer. Zudem bietet ein MPLS VPN eine höhere Flexibilität als teure Festverbindungen oder Layer-2-Lösungen. Besonders für dynamisch wachsende Unternehmen sind der Anschluss oder die Schließung von Standorten sowie Veränderungen der Anwendungen bei alternativen Lösungen mit einem erheblichen Administrationsaufwand verbunden: Wird zum Beispiel ein öffentliches Netz wie das Internet als Backbone für ein IP VPN genutzt, müssen die Daten verschlüsselt werden. IPSec-Tunnel müssen zwischen allen Standorten aufgebaut und gepflegt werden. Schon die kleinste Veränderung könnte eine Neuadressierung aller anderen Standorte im Netzwerk verursachen. Ein solches Problem existiert bei MPLS-basierten IP VPN nicht. Die MPLS-Technologie bietet daher auch dem Provider die Möglichkeit, dynamisch mit seinen Kunden zu wachsen. Die Abwicklung des Sprachverkehrs über ein solches Netz bringt dem Kunden erhebliche Kosteneinsparungen. Er braucht nur einen Zugang, um Sprach-, Fax- und Datenanwendungen über eine gemeinsame Bandbreite zu übertragen. Die Einsparungen für Inlands- und Ferngespräche liegen bei bis zu 40 Prozent. Niederlassungen, deren Anbindung vorher zu teuer war, können an das Netz angeschlossen werden. Für die Datenapplikationen steht eine optimierte Bandbreite zur Verfügung. Da nur noch ein Netz verwaltet werden muss, wird Personal freigesetzt, das für andere Aufgaben zur Verfügung steht, beispielsweise die Entwicklung neuer innovativer Anwendungen. Seite 4 von 5

5 Nahtloser Übergang vom WAN ins LAN Der Kunde kann seine Vorteile weiter erhöhen, wenn er auch im lokalen Netz Voiceover-IP-Technologie einsetzt. Damit wird zwischen den Standorten weltweit reine Endezu-Ende IP-Telefonie möglich, die sich in Sprachqualität und Verfügbarkeit nicht von der klassischen Telefonie über herkömmliche TK-Anlagen unterscheidet und zusätzlich weitergehende Funktionen wie Unified Messaging und auf Basis von XML (extensible Markup Language) programmierte Anwendungen bietet. VoIP ist die Zukunft Die Übertragung auf der Basis des Internet Protokolls ist die Zukunft des Sprachverkehrs sowohl im LAN als auch im WAN. Laut einer Untersuchung von Frost & Sullivan wird der Sprachverkehr über VoIP stark wachsen und zuerst die internationalen Ferngespräche erfassen. In 2008 werden Großkunden in der EMEA Region insgesamt 57 Milliarden Gesprächsminuten über VoIP abwickeln, prognostizieren die Marktforscher. Viele Unternehmen planen bereits, die Technologie einzusetzen und testen sie derzeit. Schon im nächsten Jahr könnten einige von der Test- in die Implementierungsphase übergehen. Der Einstieg lohnt sich für alle, die viel Sprachverkehr zwischen internationalen Standorten haben. Neben der reinen Quantität sind die Optimierung von Bandbreite, die Einrichtung neuer Standorte und die Überalterung der bestehenden TK-Anlage Indikatoren, die einen Einstieg in die Technologie sinnvoll erscheinen lassen. Seite 5 von 5