Inhalt. Geschichtliches

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1 Inhalt Was ist Seite1 Geschichtliches Seite1 Standards Seite1 PC zu PC Seite 2 PC zu Telefon Seite 2 Telefon zu Telefon Seite 2 H323 Norm Seite 2-3 Terminals Seite 3 Gatway Seite 3 Gatekeeper Seite 3 Codes Seite 4 IP 6 Seite 5 Glossar Seite 6 Literaturhinweis Seite 6 Folie 1 Seite 7 Folie 2 Seite 8 Folie 3 Seite 9 Folie 4 Seite 10 Folie 5 Seite 11 Seite April 2001

2 Folie 1 Dieses Referat soll sich mit Voice over IP befassen. Was ist. Unter Internet - Telefonie, auch Voice-over-IP genannt, versteht man den Austausch von Sprache zwischen zwei Kommunikationspartnern über das Internet. Dabei wird die Sprache digitalisiert, codiert und in Audiodateien umgewandelt. Die Sprachdaten werden mittels des im Internet verwendeten IP-Protokolls, in kleine Datenpakete zerlegt und unabhängig voneinander ins Netz verschickt. Beim Empfänger werden die Pakete wieder in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt. Der Vorteil liegt darin, dass man in jedes Land der Welt zum Ortstarif telefonieren kann. Man zahlt also nur die Online-Gebühren seines Internet-Providers. Die Technologie entspricht der H.323-Norm. Geschichte: PTA startet Feldversuch für Internettelefonie (Wien, am ) - Die PTA überlegt, ihren Telefonkunden auch das Telefonieren über Internet zu ermöglichen. In einem Feldversuch, der anlässlich der ifabo startet, sollen die technischen Möglichkeiten ausgelotet und die Akzeptanz der Anwender erhoben werden. 200 ausgewählte Kunden können damit in Österreich bis zum Jahresende Gespräche über das Datennetz führen. Die PTA- Testkunden können dabei ihr herkömmliches Telefon benutzen und jede österreichische Telefonnummer erreichen. Älteste VoIP-Variante Vocaltec Standards: Die Entwicklung von Standards für die Sprachübertragung über Internet ist noch in einem relativ frühen Stadium. Es ist jedoch ein bekanntes Faktum, das ein universell anbietbares voice-over-ip- Service nur mit einheitlichen Normen funktionieren kann. Von der ETSI (European Telecommunications Standards Institute) wurde deshalb das Projekt Tiphon (Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks) ins Leben gerufen. Es soll die Telekommunikations- und die Internettechnologien insoweit harmonisieren, dass die Telephonie über das Web auf eine einheitliche Basis gebracht werden kann. In diesem Gremium sind die europäischen Netzwerkbetreiber zb. die PTA - und führende Telekommunikationsanbieter (Alcatel, Siemens, Ericsson, Nokia usw.) eingebunden. Die ETSI hat bereits bei der Definition des GSM Standards vorbildliche und erfolgreiche Arbeit geleistet. Folie 2 VoIP/PC zu PC Seite April 2001

3 Um über das Internet telefonieren zu können, benötigt man einen PC mit Internetzugang, eine vollduplexfähige Soundkarte, Lautsprecher, Mikrofon (oder Headset) und eine spezielle Telefonsoftware. Die Software erhält man meist als Freeware und ist daher kostenlos (z. B. Microsoft Netmeeting). Das ganze funktioniert jedoch nur, wenn die Telefonsoftware beider Kommunikationspartner kompatibel ist. Außerdem muss die Telefonsoftware geladen und beide Kommunikationspartner müssen online sein. Aus diesem Grund sollte man sich zu einer Voice-over-IP-Session vorher verabreden, da es ansonsten vom Zufall abhängt, ob man seinen Gesprächspartner erreicht. VoIP/PC zu Telefon Der Nutzer wählt sich über seinen Provider ins Internet ein. Danach wählt er die Nummer seinens Gesprächspartners über die Telefonie - Software an. Von der Software werden die Datenpakete zu einem Gateway das sich im Zielland befindet geschickt. Von dort werden die Sprachdaten ins lokale Telefonnetz übergeben. Dieses Verfahren stellt hohe Anforderungen an die Infrastruktur des Anbieters. Um Internet- Telefonie kostengünstig anbieten zu können, muß in jedem Land auf der Welt mindestens ein Gateway zwischen Internet und lokalem Telefonnetz installiert sein. Folie3 VoIP/Telefon zu Telefon Der Nutzer wählt die Rufnummer des Gateways. Anhand der nachfolgenden Rufnummer, entscheidet das Gateway zu welchem Gateway im Zielland die Sprachdaten geschickt werden sollen. Das Ziel- Gateway baut dann eine Verbindung über das lokale Telefonnetz zum gewünschten Gesprächspartner auf Folie4 H.323-Norm Die H.323 Empfehlung der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) beschreibt den Transport von Multimedia-Daten über IP-basierende Netzwerke, die kein garantiertes QoS (Qualcity of Service) haben. In einem H.323 Netzwerk gibt es mehrere unterschiedliche Komponenten: Terminals, Gateways, Gatekeeper und Multipointe Control Units. Terminals Terminals stellen in der H.323 Empfehlung die Endpunkte einer bidirektionalen Echtzeit - Kommunikation dar. H.323 legt die unterschiedlichen Betriebsarten fest, über die Terminals Seite April 2001

4 untereinander Informationen austauschen können. Informationen, die zwischen H.323 Terminals ausgetauscht werden sind Audio/Videodaten, Datenpakete oder Steuersignale. Für jede dieser Datenkategorien gibt es eigene Codecs (Coder - Decoder), die ebenfalls genormt sind. Welcher Code bei einer Kommunikation verwendet wird, hängt von den vorhandenen Ressourcen (Rechnerleistung, Übertragungsbandbreite,...) und der gewünschten Qualität ab und wird beim Verbindungsaufbau festgelegt. Dazu verwendet H.323 genormte Protokolle wie H.245 und Q.931. Gateways In den Gateways erfolgt der Übergang von einem Übertragungsnetz in ein anderes und die damit verbundene Umsetzung zwischen verschiedenen Übertragungsformaten (Codecs). Gateways werden hauptsächlich für die Anbindung des öffentlichen Telefonnetzes an das Internet verwendet. Gatekeeper Der Gatekepper hat die Aufgabe beim Verbindungsaufbau die Zugangsberechtigungen der Benutzer zu überprüfen, Adressumsetzungen durchzuführen und die für Kommunikation verfügbare Bandbreite zu verwalten. Die Gesamtheit aller Terminals, Gateways und Multipointe Control Units, die ein Gatekeeper verwaltet, wird H.323 Zone genannt. Seite April 2001

5 Multipointe Control Units Bei Konferenzschaltungen zwischen 3 oder mehreren H.323 Terminals bzw. Gateways wird eine Multipointe Control Unit (MCU) benötigt. Eine MCU besteht aus einem Multipointe Controller (MC) und einer beliebigen Anzahl von Multipointe Prozessors (MP). Codecs zur Sprachdigitalisierung...müssen, bedingt durch die Struktur des Internets, Paketverluste verkraften und Laufzeitunterschiede der einzelnen Pakete ausgleichen und in die richtige Reihenfolge sortieren können (Forward Error Correction und Jitter Bufferring). Im Rahmen von H.323, einer ITU-Empfehlung, gibt es verschiedene Codecs, die für Multimedia- Übertragung im IP-Netzwerk geeignet sind. Bei den Codecs handelt es sich um Komprimierungsroutinen. Bei zunehmender Komprimierung nimmt die Sprachqualität ab. Von Bell Labs wurde der "Mean Opinion Score"(MOS) definiert. Der MOS ermittelt das statische Empfinden der Sprachqualität eines Benutzers. IP 6 ist voice-ready Bei Datenpaketen kommt es nicht so sehr darauf an, in welcher Reihenfolge und mit welcher Verzögerung sie übertragen werden. Der Empfänger speichert die eingehenden Pakete und setzt sie wieder in der richtigen Reihenfolge zusammen. Wird ein Paket beschädigt oder geht verloren, wird es erneuert gesendet. Das funktioniert nicht bei zeitsynchronen Daten (Sprache). Deshalb wurden in Seite April 2001

6 IP 6 zwei neue Substandards implementiert: das Reservation Protocol (RSVP) und das Realtime Transport Protocol (RTP). RSVP erlaubt zwei Endpunkte einer Verbindung, bestimmte Parameter auszuhandeln, darunter eine maximale Verzögerung (Delay) und einen minimalen Durchsatz. Das IP- Netz garantiert mittels verschiedener Verfahren, das diese als Folwspec bezeichneten Quality of Service (QoS) eingehalten werden. Zur Charakterisierung der Sprachqualität werden dabei jeweils die Eigenschaften existierender Codecs herangezogen. Bei den End-zu-End-Laufzeiten orientieren sich die Anforderungsparameter an der ITU-T-Empfehlung G.114 sowie den ETSI- Technical Recommendations ETR 275. Danach empfinden Gesprächspartner kleinere Laufzeiten zwischen 10 und 15 Millisekunden als nicht störend. Das menschliche Ohr nimmt hier noch keine Echos wahr, es sind keine Maßnahmen zur Echo- Unterdrückung erforderlich. Laufzeiten bis zu 150 ms erfordern eine Echokompensation, beeinträchtigen aber noch nicht die Interaktion der Sprechenden. Als schwierig, aber noch akzeptabel gilt die Konversation bei Verzögerung zwischen 200 und 400 ms. vergleichbar mit der Sprachübertragung im Mobilfunknetz kleiner MOS 4 größer vergleichbar mit der Sprachübertragung im Festnetz Codes Name/Bezeichnung Übertragungsrate MOS G.711 Pulse Code Modulation (PCM) 64 kbit/s 4,4 G.726 Adaptive Differential Pulse Code Modulation (ADPCM) kbit/s 4,2 G.728 Low Delay Code Excited Linear Prediction (LD-CELP) 16 kbit/s 4,2 G.729A Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction (CS-ACELP) 8 kbit/s 4,2 G Multiple Maximum Likelihood Quantization (MPMLQ) 6,3 kbit/s 3,9 G.723 Algebraic Code Excited Linear Prediction (ACELP) 5,3 kbit/s 3,5 Für VoIP-Anwendungen wird der Codec G.729A verwendet, und ist damit die Grundlage für eine gute Sprachqualität in Glossar: IP-Protokolls Internet Protokoll ETSI European Telecommunications Standards Institute Tiphon Telecommunications and Internet Protocol Harmonization Over Networks vollduplexfähige Soundkarte man kann sprechen und hören gleichzeitig ITU Internationalen Fernmeldeunion QoS Qualcity of Service MCU Multipointe Control Unit MP Multipointe Prozessors MP MOS Mean Opinion Score Seite April 2001

7 RSVP RTP Delay Reservation Protocol RSVP Realtime Transport Protocol maximale Verzögerung Delay Literaturhinweise Diebold Management Report nr Kursunterlagen :Ascom AIP 6400/ Funkschau: 13/99;24/99;26/99;21/2001 rt= Seite April 2001

8 Seite April 2001

9 Seite April 2001

10 Seite April 2001

11 Seite April 2001

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