Voice over IP - Die Technik
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- Helga Wolf
- vor 8 Jahren
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Transkript
1 Voice over IP - Die Technik Anatol Badach Grundlagen und Protokolle für Multimedia-Kommunikation ISBN Inhaltsverzeichnis Weitere Informationen oder Bestellungen unter sowie im Buchhandel
2 Inhalt 1 Vom einfachen Telefon bis zu Next Generation Networks Vom Telefon bis zum intelligenten Netz Erfindung des Telefons Vom analogen Telefonnetz zum ISDN Vom ISDN zum Intelligenten Netz Ansätze für VoIP Internet-Telefonie Erweiterung von ISDN mit einem IP-Netz IP-Netz als Backbone für PSTN/ISDN Ein lokales Netzwerk als IP-TK-Anlage Evolution der Mobilfunknetze Aufbau der Mobilfunknetze nach GSM Aufbau von GPRS Konzept von UMTS Vereinfachte Architektur von UMTS UMTS-Ausbau und IMS VoIP und Konvergenz der Netze Von Singleservice-Netzen zum Multiservice-Netz Integration von Internet mit Intelligent Network PINT SPIRITS Trend zu Next Generation Networks Konzept von Parlay/OSA Konzept von JAIN VoIP-Aktivitäten bei Standardisierungsgremien, Konsortien und Foren IETF und Internet-Standards Organisation der IETF Working Groups mit VoIP-Aktivitäten ITU-T und Telekommunikationsstandards Organisation des ITU-T VoIP-betreffende SGs beim ITU-T... 42
3 XII Vorwort ETSI und VoIP VoIP-betreffende Konsortien und Foren Schlussbemerkungen Signalisierung in Telefonnetzen und ISDN Signalisierung in Telefonnetzen ISDN-Konzept ISDN-Schnittstellen Protokollbereiche im ISDN D-Kanal-Protokoll Schicht 3 des D-Kanal-Protokolls Auf- und Abbau einer ISDN-Verbindung Signalisierungssystem Nr Funktionsteile von SS Funktionelle Struktur von SS SS7-Verlauf beim Auf- und Abbau einer ISDN-Verbindung Schlussbemerkungen TCP/IP- und VoIP-Protokolle Protokollfamilie TCP/IP Prinzip der Kommunikation im Internet Bildung von IP-Paketen Prinzip der Kommunikation im Internet Interpretation von IP-Adressen Zweistufige Adressierung Regeln beim Absenden von IP-Paketen Internet-Protokoll IP Protokoll TCP Interpretation einer TCP-Verbindung Auf- und Abbau einer TCP-Verbindung Einsatz von DNS Aufbau des DNS-Namensraums Prinzip der Namensauflösung Protokolle für VoIP Bedeutung des Protokolls SCTP SCTP versus UDP und TCP SCTP-Assoziationen...90
4 Vorwort XIII 3.8 ENUM-Konzept Bildung von ENUM-URIs aus E.164-Rufnummern Bestimmung des NAPTR Resource Records Nutzung der Internet-Dienste beim ENUM-Einsatz Schlussbemerkungen VoIP und QoS in IP-Netzen QoS-Anforderungen bei VoIP Einflussfaktoren auf die VoIP-Qualität Ende-zu-Ende-Verzögerung Übermittlungszeit über ein IP-Netz Jitter-Ausgleichpuffer und Paketverluste Verfahren zur Garantie von QoS-Anforderungen Priorisierung von MAC-Frames Differentiated Services Differenzierung der IP-Pakete DiffServ-Domäne und -Region Queue-Management Priority Queueing Custom Queueing Fair Queueing Weighted Fair Queueing Class-based Weighted Fair Queueing Einsatz von RSVP Schlussbemerkungen Sprachcodierung und Echtzeitkommunikation mit RTP/RTCP Sprachcodierung bei VoIP Abtastwert-orientierte Sprachcodierung Prinzipien der Quantisierung Nichtlineare Quantisierung bei PCM Nachbildung der Spracherzeugung Segment-orientierte Sprachcodierung VoIP-relevante Sprachcodierungsverfahren Sprachqualität nach MOS-Skala Protokolle für Sprachübermittlung
5 XII Vorwort Bedeutung einer RTP-Session RTP/RTCP und TCP/UDP/IP Konzept und Funktionen von RTP Aufbau von RTP-Paketen Payload-Typen Translator und Mixer Translator-Einsatz Mixer-Einsatz Protokoll RTCP Funktion von RTCP Typen der RTCP-Pakete Struktur der RTCP-Pakete Sender Report (SR) Angaben im SR-Header Sender-Informationen Angaben in Report Blocks Receiver Report (RR) Abschätzung von QoS-Parametern Garantie der Isochronität Abschätzung von Jitter Abschätzung des Round-Trip Delay Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) Sicherheitsfunktionen von SRTP Key Management Protokoll und SRTP Gesicherte Kommunikation nach SRTP Prinzip der Integritätsprüfung und Authentifizierung SRTP- und SRTCP-Pakete Session Keys bei SRTP Vorbereitung eines RTP-Pakets zum Senden Bearbeitung eines empfangenen RTP-Pakets Schritte bei der Bearbeitung eines RTP-Pakets Kompression des RTP/UDP/IP-Headers Bedeutung von CRTP und ROHC Konzept der Kompression des RTP/UDP/IP-Headers Kompression und Decompression nach CRTP Besonderheiten von ROHC Schlussbemerkungen...193
6 Vorwort XIII 6 VoIP nach dem Standard H Systemkomponenten nach H H.323-Domains Protokollfamilie TCP/IP und H Sprach- und Videocodierung in H.323-Systemen Arten von Kanälen bei der Multimedia-Kommunikation Signalisierung nach H Schritte vor der Audio/Video-Übermittlung Schritte nach der Audio/Video- Übermittlung Fast Connect Prozedur Realisierung von RAS-Funktionen Gatekeeper-Entdeckung Registrierung und Deregistrierung beim Gatekeeper Zulassung von Verbindungen Abfrage der IP-Adresse eines Endpunktes Signalisierung der Anrufe nach H Struktur von Anruf-SIG-Nachrichten beim H Anrufsignalisierung ohne Gatekeeper Direkte Anrufsignalisierung beim Gatekeeper-Einsatz Über Gatekeeper geroutete Anrufsignalisierung VoIP im Verbund mit ISDN Einsatz des Protokolls H Beschreibung von Terminal-Fähigkeiten Austausch von Terminal-Fähigkeiten Master/Slave-Festlegung Aufbau logischer Kanäle Abbau logischer Kanäle Änderung von Eigenschaften einer Verbindung Beispiel für einen Verlauf des Protokolls H Supplementary Services nach H.450.x H als Basis für Supplementary Services Beispiele für Supplementary Services Roaming bei VoIP nach H Arten von Roaming Registrierung eines Gast-Teilnehmers Ankommender Anruf zu einem Gast-Teilnehmer Abgehender Anruf aus einer Fremd-Domain Deregistrierung eines Gast-Teilnehmers Schlussbemerkungen
7 XII Vorwort 7 VoIP mit dem Protokoll SIP Allgemeines über SIP SIP und die Protokolle TCP/UDP/IP SIP-Besonderheiten Einfacher SIP-Verlauf zwischen zwei IP-Telefonen Beispiele für den SIP-Einsatz Einsatz eines Proxy-Servers Einsatz eines Redirect-Servers Anrufweiterleitung mit SIP Anrufverzweigung mit SIP Einsatz eines Voic -Servers SIP-Nachrichten und -Adressen Request-Typen Response-Klassen Aufbau von SIP-Nachrichten Struktur von SIP-Requests Struktur von SIP-Responses Message Body Struktur von SIP-Adressen Betriebsarten bei SIP Proxy-Mode und Redirect-Mode Einsatz von Proxy- und Redirect-Server SIP-Verlauf im Proxy-Mode SIP-Verlauf im Redirect-Mode Registrierung der Lokation von Teilnehmern Spezielle Dienstmerkmale mit SIP Verzweigung ankommender Anrufe Anrufweiterleitung bei Besetzt Anrufweiterleitung zum Voic -System Response- und Request-Routing Konvergenz der IP-Netze und ISDN SIP und das D-Kanal-Protokoll SIP und Signalisierungssystem Nr Koexistenz von SIP und H Schlussbemerkungen...286
8 Vorwort XIII 8 VoIP-Gateways: Konzepte und Protokolle VoIP und klassische Systeme für Sprachkommunikation Konzept von MGCP Grundbegriffe bei MGCP MGCP-Commands MGCP-Responses Auf- und Abbau einer RTP-Session nach MGCP Protokoll Megaco Konzept von Megaco Megaco-Commands Auf- und Abbau einer RTP-Session nach Megaco Megaco und Integration von VoIP mit ISDN Schlussbemerkungen Vernetzung von VoIP-Zonen und Telefonie-Routing Typische Probleme bei VoIP Routing ankommender Anrufe aus dem ISDN/PSTN Routing abgehender Anrufe Konzept und Einsatz von TRIP Bedeutung von TRIP TRIP-Protokoll als Bruder von BGP Vernetzung von VoIP-Zonen mit H Routing abgehender Anrufe zwischen H.323-Zonen Routing abgehender Anrufe aus dem ISDN zu einer H.323-Zone Vernetzung von VoIP-Zonen mit SIP Routing der Anrufe zwischen VoIP-Zonen mit SIP Routing ankommender ISDN-Anrufe zu VoIP-Zonen mit SIP Schlussbemerkungen Migration zum VoIP-Einsatz Verschiedene Aspekte der Migration zu VoIP Sanfte Migration zu VoIP Harte Migration zu VoIP Typische Fälle bei der Migration zu VoIP Architekturmodelle der VoIP-Systeme Hybride VoIP-Systemarchitekturen Hybride VoIP-Systemarchitektur am Einzelstandort
9 XII Vorwort Arten der Vernetzung von TK-Anlagen Vernetzung von TK-Anlagen mit zentraler Anrufsteuerung Vernetzung von TK-Anlagen mit verteilter Anrufsteuerung Standortübergreifende hybride VoIP-Systemarchitekturen VoIP-Systemarchitekturen mit zentraler Anrufsteuerung VoIP-Systemarchitekturen mit verteilter Anrufsteuerung Reine VoIP-Systemarchitekturen Reine VoIP-Systemarchitektur am Einzelstandort Verkabelung für die Unterstützung von VoIP Getrennte Sprach- und Datenverkabelung Gemeinsame Sprach- und Datenverkabelung Standortübergreifende reine VoIP-Systemarchitekturen VoIP-Systemarchitektur mit zentraler Anrufsteuerung VoIP-Systemarchitektur mit verteilter Anrufsteuerung Auswahl einer VoIP-Systemlösung Hauptschritte bei der Migration zu VoIP Ist-Analyse bei der Migration zu VoIP Organisatorische Aspekte der Ist-Analyse Technische Aspekte der Ist-Analyse Anforderungen an VoIP-System Organisatorische Anforderungen Technische Anforderungen Komponenten des VoIP-Systemkonzeptes VoIP in kleinen Büros und privaten Haushalten Internet-Telefonie und private IP-Adressen Bedeutung von STUN Koexistenz der Internet-Telefonie mit herkömmlicher Telefonie Verlauf der Internet-Telefonie mit SIP bei NAT Schlussbemerkungen Literatur, Standards, Webquellen Abkürzungsverzeichnis Index...383
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