Inhaltsverzeichnis. Geleitwort

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1 Inhaltsverzeichnis Geleitwort Vorwort V VII 1 Grundlagen Pakete im Internet Erste Ansätze H.323 von ITU-T SIP von der IETF Netze der nächsten Generation VoIP oder NGN Sprache wie Daten übertragen Kommunikation mit gesicherter Qualität Ein Zielnetz oder zunehmende Heterogenität? IP Multimedia Subsystem (IMS) Migration der klassischen Netze Regulierung 15 2 Klassische Netzkonzepte Grundlagen vermittelter Kommunikation Nachrichtenverbindung Nachrichtenvermittlung Vermittlungsprinzipien Durchschaltevermittlung oder Leitungsvermittlung Speichervermittlung Zellenvermittlung (Asynchronous Transfer Mode) Netzeinteilungen Netzstruktur Die Übertragungsebene Die Vermittlungsebene Netze der nächsten Generation Anwendungsebene Das Fernsprechnetz Access-Systeme Die Netzstruktur 34 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 X Inhaltsverzeichnis 2.5 Mobilkommunikation Das GSM-Netz UMTS Long Term Evolution (LTE) 44 3 Local Area Networks (LAN) LAN im Referenzmodell Ethernet Power over Ethernet (PoE, 802.3af) Virtuelle Netze Switching-Technologien im LAN Mobile Datenkommunikation Wireless LAN QoS im WLAN WiMAX Einführung Physikalische Übertragung WiMAX-Architektur WiMAX-Ausblick 67 4 Das Internet TCP/IP-Protokollfamilie Technik des Internets Adressen Internetprotokoll (IP) IP-Adressen Next Generation - IP-Version 6 (IPv6) Routing Transport-Protokolle Transmission Control Protocol User Datagram Protocol Streaming Control Transport Protocol Datagram Congestion Control Protocol Internetanwendungen Dynamic Host Configuration Protocol Domain Name System Simple Network Management Protocol File Transfer Protocol World Wide Web Architekturen im öffentlichen Netz 104

3 Inhaltsverzeichnis XI 4.6 Theoretische Verkehrsbetrachtungen Warum theoretische Berechnungen? Eigenschaften der IP-Kommunikation Modellierung Selbstähnlichkeit Fraktaleverteilung Verkehrsmodell Systemauslastung in Abhängigkeit vom Hurst-Parameter Echtzeitkommunikation in IP-Netzen Mischung IP und Echtzeitkommunikation Wartezeitsystem mit Verlust Probleme für die Echtzeitkommunikation Auswege Trends im Internetverkehr Zusammenfassung Quality of Service Einführung Sprachcodierungen Puls-Code-Modulationsverfahren G Andere Codierungsverfahren Anforderungen an die Übertragung Verzögerungszeiten Paketverlust Einteilung in Qualitätsklassen Fax over IP (FolP) Qualität in vermittelten Netzen Klassische Netze Grenzen der klassischen Verkehrstheorie Dienstgüte im Internet Virtuelle Netze Grundprinzip Virtuelle LAN (VLAN) Differentiated Services Prinzipielle Arbeitsweise Resource Reservation Protocol RSVP-Nachrichten Nachrichtenablauf Realisierung 168

4 XII Inhaltsverzeichnis 5.9 Asynchronous Transfer Mode Grundsätzlicher ATM-Ansatz Aufbau und Verwendung von ATM-Zellen Multiplexen ATM im Referenzmodell Multiprotocol Label Switching Idee und Funktionsweise von MPLS Wege durch das Netz Überwachung der Verkehrseigenschaften GMPLS Zusammenfassung Übertragung von Echtzeitinformationen Real-time Transport Protocol (RTP) Grundansatz Aufbau der RTP-Nachrichten Informationsaustausch über UDP Informationsaustausch über DCCP Jitter-Ausgleich Übertragung der Nutzinformationen Real-time Control Protocol (RTCP) Aufgaben des RTCP RTCP-Nachrichten Ermittlung der Paketlaufzeiten mit RTCP Real-time Streaming Protocol (RTSP) Ausgleich von Paketverlust Paketverlust ist eine Netzeigenschaft Gegenmaßnahmen Fax-Übertragung im Internet (FolP) Gesicherte Übertragung Secure Real-time Transport Protocol Secure RTCP Die ersten Ansätze mit H Terminals Audio Video Datenübertragung Bearer-Control-Funktion Registration, Admission and Status (RAS) 230

5 Inhaltsverzeichnis XIII Call Signalling (Verbindungssteuerung) H Layer Gateways Anwendungen der H.323-Architektur Das H.323-Grundkonzept Die Rolle des Gatekeepers Signalisierung Verbindungssignalisierung Signalisierungsprozeduren Verbindungssteuerung (H.245) Decomposed Gateway Signalisierungstransport im Internet Media Gateway Control Protocol Verbindungsmodell Session Initiation Protocol (SIP) Übersicht Architektur Direkte Kommunikation Proxy-Server Adressen SIP-Grundlagen Architektur-Einordnung SIP im Referenzmodell SIP-Nachrichten SIP-Request SIP-Response Architektur Grundsätzlicher Ansatz Einfacher Verbindungsaufbau Direkte Verbindung SIP-Routing Die wichtigsten Komponenten Beispiele für die Netzgestaltung Erweiterte Funktionen Session Description Protocol Session Description Medienbeschreibung SDP-Angebot/Antwort 304

6 XIV Inhaltsverzeichnis 8.6 Beispiele für Protokollabläufe Registrierung Sprachkommunikation - VoIP VoIP-Modem- und Fax-Verbindungen Verbindungsaufbau mit ENUM-Abfrage Video-Kommunikation Fehlerfälle Umleitung mittels des Redirect-Server Call Forking Automatische Anrufverteilung Halten des Gesprächs Sicherung der SIP-Nachrichten - Timer Erweiterte SIP-Funktionen Event Notification Presences Service Instant Messaging Provisional Response Acknowledgement UPDATE Preconditions Media Authorization SIP-REFER-Method Gesprächsübernahme (Replace Header) Third-Party Call Control Kompression der SIP-Nachrichten Sprachsteuerung - Interactive Voice SIP-Erweiterungen Session Announcement Protocol Network Address Translation Architekturen der öffentlichen Netze Grundsätzliche Forderungen NGN nach ITU-T Call Control im NGN Interworking mit ISDN Netzübergang zum ISDN Verbindung aus dem ISDN IP-Backbone-Netz Migration des klassischen ISDN zum NGN Intelligente Netze in IP-Umgebungen 382

7 Inhaltsverzeichnis XV 9.3 UMTS SIP in UMTS UMTS-Netzstruktur für Multimediadienste Erweitere SIP-Abläufe Authentication, Authorization und Accounting RADIUS, DIAMETER und COPS RADIUS DIAMETER COPS Sicherheit und Authentifizierung Klassische Ansätze IP-Security (IPsec) Einsatz einer Firewall Authentifizierung mit EAP Internet Multimedia Subsystem Grundprinzipien Trennung der Funktionen Internetanwendungen IMS-Funktionalitäten UMTS und IMS Long Term Evolution (LTE) und IMS TISPAN - IMS im Festnetz Network Attachment Subsystem (NASS) Resource Admission and Control Subsystem PSTN/ISDN Emulation Subsystem (PES) Beispiel einer Realisierung Zusammenschaltung von Netzen Generalisiertes IMS-Konzept Push to talk over Cellular (PoC) Architektur Eingliederung in GPRS und UMTS PoC im Mobilnetz Daten und Sessions PoC-Protokolle Verwaltung der Kommunikationsgruppen Steuerung der Kommunikation Übertragung der Sprachinformationen Gesamtdarstellung 461

8 XVI Inhaltsverzeichnis 11 Private Netze und Benutzerzugang Festlegungen in Privatnetzen Endgeräte SIP-Telefon Softphone NGN und VoIP im Unternehmen VolP-TK-Anlagen Leistungsmerkmale XML-Server zur Terminalunterstützung SIP-Trunking Skinny Client Control Protocol (SCCP) IP-Centrex VolP-Lösungen zuhause ISDN plus ADSL ADSL ohne ISDN Mit ADSL oder VLAN zum NGN Fritzbox am klassischen ADSL SIPgate-Anschluss VoIP als Alternative zum Telefonanschluss Alternativen 483 Anhang 487 Abkürzungen 487 Quellen 493 Weiterführende Literatur 494 Stichwortverzeichnis 497