inhalt 1. EinlEitung 2. All-iP zur SichErung der WEttbEWErbSfähigkEit 3. technologische ASPEktE und ArchitEktur

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1 White PaPer All-IP

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3 I PAP all-ip inhalt 1. EinlEitung 2. All-iP zur SichErung der WEttbEWErbSfähigkEit 3. technologische ASPEktE und ArchitEktur 4. SPrAchkommunikAtion im next generation network 5. datenkommunikation im next generation network 6. top-handlungsempfehlungen 7. AbkürzungEn 8. AbbildungSvErzEichniS

4 I PAP all-ip 1. einleitung eine infrastruktur für alle kommunikationsaufgaben Damit sich Wirtschaft und Gesellschaft im digitalen Zeitalter gut entwickeln können, ist eine neue, leistungsstarke Kommunikationsinfrastruktur erforderlich. Denn in nur wenigen Jahren, sind die Anforderungen an die vorhandenen Sprach- und Datennetze enorm gestiegen. Infolgedessen können die Netze mittel- und langfristig funktional wie auch unter wirtschaftlichen Aspekten nicht mehr mithalten. Was ist geschehen? Im Zeitraffer: Zu Beginn der 1980er Jahre stand das Wirtschaftsleben unter dem Einfluss der aufblühenden Computerindustrie. Erstmals nutzten Unternehmen zunehmend EDV-basierte Systeme, um Prozesse in Entwicklung, Fertigung und Verwaltung teilweise zu automatisieren. Um den Austausch zwischen den Systemen zu ermöglichen, entstanden Datennetze mit unterschiedlichen Topologien, Protokollen, Übertragungsmedien, Vermittlungstechniken und Leistungsmerkmalen. Auch in der Telefonie gab es mit der Digitalisierung von Sprache Fortschritte: In den 1990er Jahren wurde aus dem analogen Telefonnetz das digitale ISDN (Integrated Services Digital Network). Das Internet eroberte die Welt, der Massenmarkt entdeckte mit digitalem Mobilfunk sein Medium für die Sprach-, Datenund Videokommunikation. In rasanter Entwicklung entstand in den letzten 30 Jahren eine Kommunikationsinfrastruktur in Unternehmen wie auch im öffentlichen Bereich, die von einer großen Vielfalt unterschiedlicher technologischer Systeme mit einer immensen Breite an Leistungsmerkmalen geprägt ist. Der große technologische Fortschritt von gestern erweist sich heute als Bürde. Denn Trends wie das Internet der Dinge, Industrie 4.0, Big Data, Mobilität, Collaboration und Cloud Computing lassen die Bandbreitenanforderungen exponentiell wachsen. Die Technologien der letzten Jahrzehnte sind diesen Anforderungen nicht mehr gewachsen, wirken durch Medienbrüche blockierend und verursachen zudem einen großen Aufwand für Pflege und Wartung. Weltweit haben Telekommunikationsanbieter damit begonnen, ihre Infrastrukturen auf IP als leistungsstarke Basis für alle Kommunikationsaufgaben umzustellen. Damit sind der Umbau ihrer Angebote und der Abbau vorhandener, älterer Technologien verbunden. Die Anbieter geben mittlerweile Einblick in den Stand der langfristig und sorgfältig geplanten Veränderungen der Netzarchitekturen. Unternehmen ziehen intern nach und planen die Umstellung ihrer Kommunikationslandschaft auf die neue, einheitliche IP-Technologie. Die IP-basierte Kommunikationsinfrastruktur ist für die interne Kommunikation nicht nur von großem Vorteil, sondern bildet auch die Basis für einen technologisch durchgängigen Lösungsansatz, der den neuen Anforderungen an Kommunikation gerecht wird. Die Dimension dieser Veränderungen macht auf beiden Seiten schnelles Handeln erforderlich, lässt aber auch ausreichend Zeit für optimale Lösungen. 4

5 I PAP all-ip 2. all-ip zur sicherung der WettbeWerbsfähigkeit Alle Netze müssen eine Sprache sprechen, und die heißt IP. So lässt sich der Umbruch in der Telekommunikation in einem Satz ausdrücken. Das bedeutet, dass langfristig die vorhandenen Sprach- und Datennetze abgelöst werden. In Deutschland werden das bisherige Telefonnetz ISDN (Integrated Services Digital Network), mit ATM (Asynchronous Transfer Mode) arbeitende Angebote und die SDH-Plattform (Synchronous Digital Hierarchy) der Deutschen Telekom durch Ethernet- und IP-basierte Netze ersetzt. Weltweit arbeiten Carrier an vergleichbaren Projekten. In Deutschland haben die Deutsche Telekom und T-Systems das Programm All-IP aufgesetzt, um ihre Produktion auf IP umzustellen und ihre Kunden dabei zu begleiten, ihre Infrastrukturen auf IP zu migrieren. Zu IP gibt es also keine Alternative, vielmehr geht es Anbietern und Unternehmen jetzt darum, die Zeit zu nutzen, um die Umstellung sorgfältig vorzubereiten. Von der digitalisierung Von PaPier zur digitalen Wirtschaft IP ist die Voraussetzung für TK-Anbieter wie auch für deren Kunden, um in der veränderten Kommunikationslandschaft weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben. Es geht um weit mehr als um die Modernisierung von Sprach- und Datennetzen. Ein Blick auf die Anwendungsebene zeigt, wo die Aufmerksamkeit liegt: Zu Beginn der Computer-Ära vor mehr als 30 Jahren kam es mehr oder weniger zur Digitalisierung von Papier. Im zweiten Schritt wurde die Vernetzung von Computern und damit auch Prozessen innerhalb und zwischen den Unternehmen möglich. Es entstand eine große Vielfalt an Standards und Technologien. Heute erleben wir im nächsten Schritt die Digitalisierung des gesamten Geschäftslebens mit allen Prozessen zwischen Unternehmen und Kunden, zwischen Anwendern und Maschinen und zwischen Maschinen untereinander. Digitalisierung findet vielschichtig und flächendeckend statt. Sie ist Bestandteil von vielen Funktionen im Unternehmen wie etwa Marketing oder Vertrieb, die früher lediglich vereinzelte IT-Werkzeuge genutzt haben und heute gemeinsam mit der IT-Abteilung digitale Geschäftsmodelle entwickeln. In der Ära von Industrie 4.0 rücken Menschen, Märkte, Marken näher zusammen als je zuvor. Die IT-Industrie hat längst schon reagiert und mit Cloud Computing und Mobile-Angeboten, mit Collaboration Tools und Big-Data-Lösungen neue Technologien für die Digitalisierung der Wirtschaft hervorgebracht. Sie machen die Notwendigkeit einer Erneuerung und Vereinfachung der zugrundeliegenden technischen Kommunikationsinfrastrukturen noch dringlicher. 5

6 I PAP all-ip the evolution of digitalization: networking is key digitale telefonie digitaler mobilfunk collaboration mobility cloud internet of things mainframeterminal Vernetzung lan Wan internet social media umts 3g GERMANY GERMANY rising enterprise it connected enterprises realtime mobility digitalization of PaPer e-business - digitalzation of Processes digitalization of business Abb. 1. neue geschäftsmodelle im consumer- und industriebereich Mehr und mehr Unternehmen pflegen eine neue Nähe zu ihren Kunden, beziehen über Social Media und andere Online-Wege das direkte Feedback der Kunden zu Produktangeboten ein, beschleunigen Kaufentscheidungsprozesse und die gesamte damit verbundene Wertschöpfungskette. Das Smartphone des Kunden ist der Endpunkt vieler Prozesse im Unternehmen. Laut Ericsson Mobility Report von 2015 werden weltweit bis 2020 rund 6,1 Milliarden Smartphones in Benutzung sein. Diese so genannten B2B2C-Modelle (Business-to-Business-to-Consumer) verzeichnen enorme Wachstumsraten und lassen damit die Bandbreitenanforderungen an die Anbieter exponentiell steigen. Gleichzeitig wird eine hoch flexible IT-Landschaft vorausgesetzt. Denn Modelle wie zum Beispiel Mobile Advertising und Location-based Mobile Services verändern das den Kunden zugewandte Geschäft vollständig. Kunden werden direkt auf ihrem mobilen Endgerät beworben und entscheiden per Tastendruck über die Akzeptanz oder den Misserfolg bestehender Geschäftskonzepte. Immer mehr Marken existieren heute ausschließlich als digitale Services, zudem gibt es schon heute virtuelle Shopping- Meilen, in denen mittels QR-Code auf Produkt-Displays im Vorbeigehen eingekauft wird. Das (mobile) Internet ist nicht einfach nur ein weiterer Vertriebskanal, sondern der wesentliche Bestandteil aller Geschäftsprozesse. Eine schnell funktionierende IT, die große Datenmengen aus verschiedensten Kanälen flexibel und schnell verarbeitet, ist existenziell. Es gibt zahlreiche Belege für die Veränderungen im herkömmlichen Wirtschaftsgefüge: etwa das explosive Wachstum junger Versandhandelsunternehmen, die vier Jahre nach dem Start eine Milliarde Euro Umsatz erzielen und eine Markenbekanntheit von 95% besitzen sie fegen seit Jahrzehnten etablierte Häuser mit konventioneller Geschäftsstrategie regelrecht vom Markt. Eines der auffälligsten Beispiele ist ein Internet- Versandhandelsunternehmen, das sich zunächst als Buchhändler, später als Versandhaus und in den letzten Jahren auch als IT-Anbieter erfolgreich in bereits besetzten Märkten platziert hat zum großen Teil auf Kosten arrivierter Anbieter. Es entstehen virtuelle Rathäuser, für die Öffnungszeiten keine Rolle mehr spielen. Sensoren an Ampeln und Müllcontainern, intelligente Straßenbeleuchtungen und Parkleitsysteme, cleveres Mobilitätsmanagement und smarte Stromzähler gestalten Smart Cities städtespezifisch. Sie tragen zur Energieeffizienz bei und machen das Leben für die Bevölkerung angenehmer. 6

7 I PAP all-ip Ein weiteres Beispiel aus dem Finanzmarkt: Der Anstieg mobiler Endgeräte bei den Kunden und die angespannte Kostensituation etablierter Institute wirkten sich positiv auf das Wachstum von Mobile- Banking-Angeboten aus. Automatisierung und Digitalisierung stehen bei den Konsolidierungsarbeiten der Institute ganz oben auf der Agenda. Schätzungen zufolge nutzen heute bereits zwei Drittel aller Bankkunden mobile Banking. In Zukunft wird ein immer geringerer Anteil des gesamten Bankengeschäfts noch in einer Bankfiliale abgewickelt werden. Wenn sich Märkte verändern, bedeutet das nicht zwingend, dass neue Märkte entstehen. Vielmehr verschieben sich Marktstrukturen und -anteile. Digitale Kompetenz ist in diesem Umverteilungskampf längst schon zu einem Wettbewerbsfaktor herangewachsen. Kunden sind nicht mehr nur Nutzer und Konsumenten. Durch soziale Netzwerke werden sie zu Multiplikatoren und Impulsgebern, die bereitwillig ihre Meinung über Produkte und Unternehmen teilen und so Kaufentscheidungen beeinflussen. Doch auch unternehmensintern wachsen die Ansprüche der Mitarbeiter. Sie tragen Dienste, die sie mit Smartphones und an privaten PCs nutzen, in die Unternehmen hinein (Customization of IT) und verändern dort die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit, Flexibilität und Sicherheit der IT. Das Zeitalter von Nutzern und Kunden hat begonnen. industrie 4.0 Auch M2M-Applikationen (die Vernetzung von Machine-to-Machine ) führen zu neuen industriellen Abläufen und bilden die Basis für neue Geschäftsmodelle im Sinne von Industrie 4.0 verbunden mit hohen Anforderungen an Leistungsfähigkeit und Flexibilität der zugrundeliegenden IT. Industrie 4.0 steht für die vierte industrielle Revolution, in der nicht nur Unternehmen, Prozesse und die mobilen Geräte von Menschen miteinander vernetzt sind, sondern auch Maschinen und ihre eingebetteten Systeme untereinander. Auf dem Weg in das Zeitalter Industrie 4.0 werden alle Bausteine einer Fabrik smart : Sensoren, Aktoren, Maschinen sind eigenständige Teilnehmer im Netzwerk und bieten Dienste in das Netzwerk an. Rund 100 Millionen M2M-Geräte sind heute weltweit bereits vernetzt. M2M tangiert auch den Consumer-Bereich, etwa wenn der Getränkeautomat dem Logistiksystem signalisiert, dass er nicht ganz befüllt ist oder unterwegs per Handy und QR-Code eingekauft und gezahlt wird. Dann fließen Daten automatisch über das mobile Internet von einem Gerät zum anderen. Die Anbieter dieser Dienstleistungen können viel schneller reagieren, reduzieren ihre operativen Kosten und können neue Services kreieren. bedeutung Von cloud-lösungen als sourcing-option Wächst Von einem zunächst misstrauisch beäugten Hype hat sich Cloud Computing in eine realistische Sourcing-Option verwandelt, die niemand mehr ernsthaft in Frage stellt. Unternehmen nutzen Cloud Computing zunehmend als IT-Bereitstellungs- und Nutzungsmodell. Es hat sich im Mix der IT-Ressourcen etabliert und wird seinen Anteil weiter ausbauen. Die einfache Verfügbarkeit, nutzungsbasierte Kostenmodelle und die flexible Einsetzbarkeit sind die starken Argumente für Cloud Computing. Denn IT-Kapazitäten nach Bedarf zu nutzen, ohne dabei bilaterale, langfristige Verpflichtungen einzugehen, bietet Unternehmen gestalterische und finanzielle Freiräume wie nie zuvor. Sie erhalten die Möglichkeit, ihr IT Sourcing jederzeit anzupassen - und damit auch die Möglichkeit, in einem dynamischen Umfeld zu bestehen und neue Geschäftsmodelle zu entwickeln. Cloud Computing wird dabei zum Vehikel der IT-Transformation. In Folge wächst der Markt für Cloud Services, wie renommierte Marktforschungsinstitute in ihren Untersuchungen bestätigen. Zahlreiche Anbieter präsentieren verschiedenste Cloud-Angebote, die in der Regel ein aas-kürzel (für as a Service ) tragen. In der Praxis haben sich drei Service-Ebenen der Cloud etabliert: Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS) und Software as a Service (SaaS), wobei der Spezialisierungsgrad der Services hin zu den höheren Service- Ebenen ansteigt. Der Branchenverband BITKOM geht davon aus, dass der deutsche Cloud-Markt in den kommenden Jahren durchschnittlich um 33% pro Jahr wachsen wird. Bei rund 75% der deutschen Unternehmen ist Cloud Computing insbesondere als Infrastructure as a Service und Platform as a Service ein fester Bestandteil der IT-Agenda. Aber auch das Public-Cloud-Modell zeigt in Deutschland deutliches Wachstum. 7

8 I PAP all-ip Das Marktforschungsunternehmen Gartner schätzte die Steigerung der weltweiten Ausgaben für Infrastructure as a Service in 2015 gegenüber 2014 auf 32,8% bzw. auf 16,5 Mrd. US-Dollar. Ende 2016 soll der globale Markt für Public Cloud Services ein Volumen von 204 Mrd. US- Dollar erreicht haben. IDC geht in einer Fünfjahresprognose davon aus, dass die Ausgaben für alle Cloud-Infrastrukturen bis 2019 jährlich um knapp 16% auf einen Anteil von 46,5% der gesamten IT-Ausgaben ansteigen werden. Diese Beispiele zeigen deutlich, dass die fortschreitende Digitalisierung der Wirtschaft den Verkehr in den Telekommunikationsnetzen innerhalb und außerhalb der Unternehmen in Zukunft noch deutlich verstärken wird. Die Agilität der Netze bestimmt über die Wettbewerbsfähigkeit der Firmen, IP ist der Enabler nicht nur für Cloud Computing, sondern für die digitale Transformation. WettbeWerbsfähig durch ip-netze Waren in den letzten Jahrzehnten im Unternehmen gewachsene Strukturen über lange Zeit stabil, sicher und vertraut, bringt die digitale Transformation mehr Geschwindigkeit, neue Akteure, neue Strukturen. Für die Umsetzung der digitalen Strategien in Unternehmen kommt es zu neuen Kooperationen zum Beispiel zwischen Marketing- und IT- Abteilung, aber auch zwischen anderen Fachabteilungen und der IT. Die Schnittstelle zum Kunden wird zunehmend digitalisiert, Kunden sind nicht nur Käufer, sondern haben immer mehr die Möglichkeit, ihre Wünsche und Vorstellungen in die Gestaltung von Produkten mit einzubringen. Der Kontakt zwischen Anbietern und Käufern wird durch neue Geschäftsmodelle immer direkter - so, wie es die Unternehmens-IT ermöglicht. An diesem Punkt wird besonders gut sichtbar, wie sich die Rolle der IT vom Enabler zum Creator ändert. Gefordert wird eine agile IT, die leistungsfähige, skalierbare und effiziente IP-Infrastrukturen nutzt. Nur so lassen sich Anforderungen wie Cloud, Sicherheit, Mobilität und Collaboration erfüllen, die die Grundpfeiler der digitalen Transformation darstellen. Früher hat man Netzwerke genutzt, um IT-Geräte wie Computer oder Drucker miteinander zu verbinden. In der Zeit der digitalen Transformation sind Netzwerke Grundlage und Bestandteil der Wirtschaft das Unternehmensnetz ist das Nervensystem der Firma. der cloudbasierte arbeitsplatz: dynamic WorkPlace Für Büroarbeit braucht man heute keinen Schreibtisch mehr aber so ziemlich alles, was an elektronischen Geräten darauf steht. Und selbst das muss man nicht mehr selbst besitzen beziehungsweise mit sich herumtragen. Was zuvor auf dem lokalen Computer im Büro oder auf dem Laptop lief, wird heute in zentralen, sicheren Rechenzentren gehostet und lässt sich von überall auf der Welt nutzen. Dazu setzen Telekommunikationsanbieter oder Service Provider Virtualisierungsverfahren ein, die den Desktop aus der Cloud zur Verfügung stellen. Die Einrichtung des Arbeitsplatzes, den Betrieb des Rechenzentrums und die Gewährleistung der Sicherheit übernimmt der zuständige IT- Dienstleister. Dieses Konzept der Virtual Desktop Infrastructure (VDI), bei der das Eingabegerät vom Desktop getrennt wird, ermöglicht IT-Verantwortlichen, Arbeitsplätze für neue Mitarbeiter über ein Self-Service-Portal zu buchen. Die individuelle Ausstattung der Desktops erfolgt mit Standardbausteinen. Das senkt den Aufwand für das Desktop Management erheblich. Zudem lassen sich beim cloudbasierten Arbeiten Endgeräte leicht auswechseln, ohne Software neu installieren und Daten übertragen zu müssen. Mit dieser Lösung begegnen Unternehmen dem Trend zum mobilen Arbeiten und der wachsenden Vielfalt unterschiedlicher Endgeräte. Mitarbeiter greifen über den Browser ihres PCs, Notebooks, Tablets oder Smartphones auf ihren Desktop im Rechenzentrum zu. Sie erhalten jederzeit und überall Zugriff auf ihre gewohnte Benutzeroberfläche und ihre Programme. Dynamic-Workplace-Lösungen sind auch für mobile Mitarbeiter möglich, wobei das Angebot der Service Provider auch das Mobile Device Management umfassen kann. Spezielle Programme mit Funktionen wie Collaborative Working unterstützen die standortübergreifende Zusammenarbeit. Dieses Vorgehen hat viele Vorteile. Die Kosten für die Inanspruchnahme der IT Services richten sich nach dem tatsächlichen Verbrauch (pay as you use) und sind somit eine klar kalkulierbare Größe. Durch den zentralen Betrieb der Desktops senken Unternehmen die Komplexität und damit die Gesamtkosten für die Arbeitsplatzinfrastruktur um 30% bis 40%. Tatsächlich zahlen immer mehr Unternehmen lieber Speicherund Lizenzkosten als die Infrastruktur selbst vorhalten und sicher bereitstellen zu müssen. Ein weiterer Vorteil ist, dass Unternehmen Home Offices und mobile Arbeitsplätze für ihre Mitarbeiter einrichten und damit zum Beispiel familienfreundliche Arbeitszeitmodelle anwenden können. Der moderne Arbeitsplatz ist mobil, digital und überall verfügbar. unified communication Telefonie ist im Unternehmensalltag noch immer eines der wichtigsten Kommunikationsmedien. Sie wird zunehmend als IP-basierte Applikation betrachtet und im Verbund mit anderen Kanälen gefordert. In diesem Kontext ist Unified Communication (UC) einer der wichtigsten Techniktrends für Unternehmen. Um die Erreichbarkeit der Mitarbeiter zu optimieren, entwickeln sich in Unternehmen Instant Messaging, Audio-, Video- und Web-Konferenzen - neben den klassischen Kommunikationsmitteln Brief, , Telefon und Fax mehr und mehr zum Standard. Ortsgebundene Instrumente werden um mobile Endgeräte wie Laptops oder Smartphones ergänzt. Damit umfasst die Kommunikationsinfrastruktur heute eine Vielzahl verschiedenster Kommunikationsmittel und -kanäle. Allerdings ist die Kommunikation in Unternehmen nach wie vor oft durch Insellösungen geprägt, da die Kommunikationskanäle nicht selten isoliert nebeneinander stehen. Dies genügt nicht den Erfordernissen einer UC-Umgebung. Das Management der genannten Kanäle wird zur neuen Herausforderung, die mit UC gelöst werden kann. UC macht den Informationsfluss über alle Kommunikationskanäle hinweg transparent, verbessert die Erreichbarkeit von Geschäftskontakten und beschleunigt Prozesse. 8

9 I PAP all-ip Grundlage ist die hochsichere Anbindung an die Private Cloud eines Service Providers, um die Anforderungen an Sicherheit und Compliance von Großunternehmen gerade in Bezug auf Datenschutzaspekte zu erfüllen. Die Skalierbarkeit einer Cloud-Umgebung unterstützt Unternehmen bei Lastspitzen, Unternehmenswachstum und -ausgliederungen. Die Lösung ist flexibel anpassbar und wird bedarfsgerecht bereitgestellt. Der Zugriff erfolgt über das Corporate Network des Kunden, aber auch ortsunabhängig über Internet, Festnetz oder mobile Geräte. Auch eine Einbindung vorhandener Datenbanken und Applikationen in die Collaboration-Landschaft ist möglich. Die geeignete technische Basis von UC sind IP-Netze. Anwender können mit einer einzigen Identität alle Kommunikationsformen nutzen und steuern. Der Zugang zu sämtlichen Kommunikationsformen wird vereinheitlicht, Medienbrüche werden minimiert. Es wird möglich, per Mausklick einen Anruf zu starten, bei laufendem Telefonat ohne weiteres eine Video- oder Webkonferenz hinzuzuschalten und mit einem Blick zu erkennen, welcher Mitarbeiter für die Echtzeitkommunikation verfügbar ist. Bei Bedarf kann per Knopfdruck jederzeit von der textbasierten auf die sprach- oder videobasierte Kommunikation gewechselt werden, um komplexere Sachverhalte zu illustrieren. Unternehmen profitieren von einer derartigen Kommunikationsinfrastruktur, die verschiedene Kanäle nahtlos integriert und Transparenz schafft. Die UC-Lösung wird zum Single Point of Contact für alle Kommunikationsmöglichkeiten und erhöht so die Produktivität und Erreichbarkeit des Anwenders. unified communication and collaboration: Virtuelle zusammenarbeit erhöht die ProduktiVität Weltweite Teamarbeit wird für Unternehmen zunehmend zum geschäftskritischen Faktor innerhalb von Unternehmensstandorten gehört sie längst zum Alltag. Auch verteilte Teams müssen in der Lage sein, in Echtzeit miteinander, z. B. an einer Produktentwicklung, zu arbeiten durch intelligentes Wissens- und Dokumentenmanagement mit stets einheitlicher Sicht auf den Projektstatus. Eine UC-Umgebung wird heute immer selbstverständlicher um Lösungen zur virtuellen Zusammenarbeit (Collaboration) ergänzt und so zur umfassenden UCC-Plattform (Unified Communication and Collaboration). Unternehmen können für ihre Mitarbeiter damit die unternehmensweite und -übergreifende Kommunikation und Zusammenarbeit auf Basis einer einheitlichen Umgebung ermöglichen. Um den maximalen Nutzen von UCC auszuschöpfen, sind die Lösungsbestandteile fest in die Arbeitsabläufe zu integrieren. Somit werden die UCC-Funktionalitäten auch aus Workflow-Applikationen heraus nutzbar, z. B. Enterprise Resource Planning (ERP) und Customer Relationship Management (CRM). Damit sehen Mitarbeiter alle in einen Prozess involvierten Kollegen und können sie aus dem System heraus über einen Mausklick (Click-to-Dial) kontaktieren. Für die nahtlose Einbindung der UCC-Lösung in Unternehmensapplikationen empfiehlt sich die Unterstützung eines erfahrenen Anbieters von Integrationsleistungen. collaboration aus der cloud Mit wachsender Akzeptanz sicherer Private-Cloud-Lösungen kombinieren immer mehr Unternehmen die wirtschaftlichen Vorteile einer Cloud- Lösung mit den funktionalen Vorteilen moderner Collaboration-Angebote. Zwischen und Nutzer aus der Cloud in Echtzeit zusammenarbeiten und kommunizieren zu lassen - kein Problem. Service Provider machen damit die Funktionalität von Collaboration Software auch größeren mittelständischen Unternehmen mit weniger als 50 Nutzern aus der Cloud zugänglich. Auch hier erfolgt die Abrechnung nach dem wirtschaftlichen pay-per-use -Modell. Die Summe aller wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Megatrends, ITund TK-Nutzungsgewohnheiten, der Veränderungen der Arbeitsmodelle und zunehmenden digitalen Transformation der Wirtschaft machen die Konsolidierung der vorhandenen IT- und TK-Infrastruktur auf eine einheitliche IP-Plattform erforderlich. der trend zu all-ip Wird angetrieben durch: die Zunahme von Cloud-Lösungen den wachsenden Anteil an digitalen Produkten die Virtualisierung von Arbeitsplätzen (cloudbasierter Arbeitsplatz) den zunehmenden Einsatz von Collaboration Tools Machine-to-Machine M2M/ Internet of Things Mobilität das Zeitalter des Kunden 9

10 I PAP all-ip 3. technologische aspekte und architektur historisch gewachsen - blockade für die zukunft In den letzten Jahrzehnten hat sich für die heutige Sprach- und Datenkommunikation eine hochkomplexe Netzwerkarchitektur entwickelt. Charakteristisch für diese Struktur sind verschiedenste Technologien, Übertragungsverfahren, Leistungsmerkmale und Standards. Wie in Kapitel 2 dargestellt, steht die Unternehmens-IT enormen Anforderungen an Bandbreite, Flexibilität und Mobilität gegenüber. Die aufwändige Pflege der veralteten Infrastrukturen und die Medienbrüche bei der Arbeit mit digitalen Informationen - Grundlage eines jeden Geschäftsprozesses - machen es Unternehmen zunehmend schwierig bis unmöglich, den aktuellen Anforderungen gerecht zu werden. In einer vergleichbaren Situation sind auch die Telekommunikationsanbieter: Die Bereitstellung hoher und flexibler Bandbreiten sowie der schnelle und flexible Wechsel von Services sind wettbewerbsentscheidend. Die vorhandene Infrastruktur lässt eine wirtschaftliche Bereitstellung von Kommunikationslösungen immer weniger zu, sie beeinflusst die Innovationsfähigkeit im Bereich der Konvergenz von Fest- und Mobilfunknetz. Der Ausbau der bestehenden Netzplattformen ist einfach zu komplex und zu unflexibel und wäre angesichts des zu erwartenden Bandbreitenwachstums immer noch zu begrenzt. Aktuelle Studien gehen für Deutschland für die Zeit von 2014 bis 2020 von einem Zuwachs im Datenverkehr um das 10- bis 50fache aus. Genau hier setzt die neue IP-Architektur an. Um auch zukünftig kosteneffizient innovative Produkte wettbewerbsfähig anbieten zu können, muss die Produktion der neuen Angebote aus Sicht der Telekommunikationsanbieter stark vereinfacht werden. Erstmalig werden diese Voraussetzungen mit einer einheitlichen IP-Basis geschaffen. Das nachfolgende Schaubild zeigt den deutlichen Unterschied der bisherigen Produktion im Vergleich zu einer einheitlichen, auf IP basierten Produktionsumgebung. netze und angebote Werden Vereinheitlicht: services sind schneller Verfügbar so sieht es heute aus und so morgen mit all-ip 1P 2P 3P business business eine Produktion für alle ip-services core ip core ip transport sdh Wdm otn Wdm sdh transport common otn Wdm Pstn aggregation atm eth sdh atm eth aggregation common gbe (ethernet) zugang dsl atm dsl gsm umts zugang dsl over msan ftth lte umts all-ip connectivity consumer consumer tv business business 1P 2P 3P ATM DSL Single Play Double Play Triple Play Asynchronous Transfer Mode Digital Subscriber Line ETH Ethernet FTTH Fibre To The Home GBE Gigabit Ethernet GSM Global System for Mobile Communications IP Internet Protocol LTE Long Term Evolution MSAN Multi Service Access Node OTN Optical Transport Network PSTN Public Switched Telephone Network SDH Synchronous Digital Hierarchy UMTS Universal Mobile Telecommunications System WDM Wavelength Division Multiplexing Abb

11 I PAP all-ip Abbildung 2 visualisiert die Vereinfachung der IT-Infrastruktur: Heute steht fast für jede Anwendung Telefonie, Internet, Unterhaltung, Vernetzung, Mobilfunk ein separater Dienst zur Verfügung. Dieser nutzt für die einzelnen Aufgaben der 7 ISO-Schichten von Zugang über Transport bis zur Anwendung unterschiedliche Technologien. Damit sind Medienbrüche, aufwändige Pflege und Restriktionen bei Änderungsaufträgen verbunden. In der zukünftigen All-IP-Welt nutzen alle Anwendungen die gleichen Services auf einer einheitlichen Infrastruktur. Dadurch ergeben sich deutliche Vereinfachungen in der Bereitstellung und Anwendung der Services. kennzeichen der neuen architektur Die Überführung der Sprach- und Datennetzinfrastrukturen in ein einheitliches IP-Netzwerk ist allerdings eine immense Herausforderung für die globalen Telekommunikationsanbieter. Viele von ihnen haben in den vergangenen Jahren bereits mit der Umsetzung erster Migrationsstrategien begonnen, die zum Beispiel auf dem Next Generation Network (NGN) und dem IP Multimedia Subsystem (IMS) basieren. Das NGN ersetzt herkömmliche, leitungsvermittelnde Netze durch eine einheitliche paketvermittelnde Netzinfrastruktur und architektur und ist kompatibel zu den älteren Telekommunikationsnetzen. Das IMS zielt auf einen standardisierten Zugriff auf Dienste aus unterschiedlichen Netzen ab. Sämtliche Kommunikation erfolgt dabei IPbasiert. Die exponentiell steigenden Bandbreitenanforderungen setzen die Maßstäbe und beschleunigen die Entwicklung in Richtung Einheitlichkeit und Vereinfachung globaler Netzinfrastrukturen. Die Deutsche Telekom hat deshalb frühzeitig damit begonnen, eine umfassende IP- Strategie zu entwickeln und zu implementieren. Im Mittelpunkt der neuen IP-Architektur steht das Broadband Network Gateway (BNG). Eine der wesentlichen Aufgaben des BNG ist es, den IP- Verkehr auf der Seite der Anwender (Kunden) zu aggregieren und über das Core-Backbone gezielt in die Service generierenden Plattformen weiter zu vermitteln. Über diesen Weg interagiert das BNG mit allen relevanten Komponenten im Netz der Deutschen Telekom und steuert auf dieser Grundlage den IP-Verkehr der Unternehmen. Das nachfolgende Schaubild stellt diesen Sachverhalt in stark vereinfachter Form dar. die architektur Von all-ip tv umts lte internet rza call surf (Single, Double, Triple Play) breitband access (Internet Service) ims 3 Voice Services (IP Services) optisches netz rzb 1 Voice service (im CVS-Vertrag von T-Systems) multiservice access node (MSAN) 2 bng ngn core VPn service t-systems data Web sip applications access zu VPn services Von t-systems 1 msan (access auf kupfer-basis) 2 bng (routing) 3 ims (Vermittlung) BNG CVS IMS LTE Broadband Network Gateway Corporate Voice Service IP Multimedia Subsystem Long Term Evolution MSAN Multi Service Access Node NGN Next Generation Network RZA Rechenzentrum A RZB Rechenzentrum B SIP Session Initiation Protocol UMTS Universal Mobile Telecommunication System VPN Virtual Private Network Abb

12 I PAP all-ip Die Deutsche Telekom wird in Deutschland bis 2018 über BNGs an ca. 900 Standorten aufbauen. Jedem BNG-Standort ist ein bestimmter Anschlussbereich zugeordnet, so dass eine flächendeckende Verfügbarkeit gegeben ist. Die heute vorhandenen Anschlusstechniken wie DSL oder Fibre to the Home (FTTH) werden über Aggregationstechnologien an das BNG herangeführt. Für die kupferbasierten Anschlüsse werden in Deutschland flächendeckend Multi Service Access Nodes (MSANs) aufgebaut nach heutigem Planungsstand bis zu MSANs. Die vorhandenen DSL-Anschlüsse werden über einen MSAN an das BNG geführt. Glasfaserbasierte Anschlusstechniken wie FTTH werden über eine Optical Line Termination (OLT) an das BNG angeschaltet. Das BNG bildet die netzseitige Schnittstelle des Zugangsnetzes und übergibt die Verkehre von dort in das hochbitratige Core-Backbone. Das nachfolgende Schaubild stellt die vorher beschriebenen Anschaltungsmöglichkeiten in ihrer Gesamtheit dar. neue access-varianten mit all-ip anschlusstechnik geschwindigkeit Vdsl (Vectoring) bis zu 100 mbit s downstream bis zu 40 mbit s upstream sdsl (bonding) bis zu 5 mbit s symmetrisch bis zu 20 mbit s symmetrisch msan bng adsl (annex ) bis zu 16 mbit s downstream bis zu 2 4 mbit s upstream Pots ( analogschnittstelle) emulierte analog- schnittstelle olt gpon (fiber to the home) bis zu 200 mbit s downstream bis zu 100 mbit s upstream fiber für geschäftskunden bis zu 1 gbit s symmetrisch direktanschluss glasfaserleitung kupferleitung ADSL BNG GBIT/S GPON Asymmetric Digital Subscriber Line Broadband Network Gateway Gigabit pro Sekunde Gigabit Passive Optical Network MBIT/S MSAN OLT POTS Megabit pro Sekunde Multi Service Access Node Optical Line Termination Plain Old Telephone Service SDSL VDSL Symmetric Digital Subscriber Line Very High Speed Digital Subscriber Line Abb. 4. Für hochbitratige Kundenanschlüsse, die über dedizierte Verfügbarkeitsund Redundanzeigenschaften verfügen müssen, besteht auch die Möglichkeit einer direkten glasfaserbasierten Anschaltung an getrennte BNGs. Damit wird beispielsweise die für solche Anschlüsse oftmals geforderte kanten- und knotendisjunkte Leitungsführung abgesichert, d.h. es handelt sich um zwei völlig voneinander getrennte Leitungswege, die entlang der Verbindung auch nicht die gleichen aktiven Komponenten nutzen. Ergänzend zu den leitungsbasierten Anschluss-Varianten werden auch mobilfunkbasierte Lösungen weiterentwickelt. Parallel dazu ist die Deutsche Telekom gegenwärtig mit Hochdruck dabei, die Flächendeckung für die einzelnen Mobilfunkleistungen weiter zu erhöhen. Bis zum Jahr 2018 soll die Abdeckung mit LTE bei 95% liegen. 12

13 I PAP all-ip dynamische ProVisionierung Ein wesentlicher Vorteil dieser neuen Architektur ist die Möglichkeit der dynamischen Provisionierung: Im Gegensatz zu der heutigen Welt sind in der All-IP-Welt die physikalische Transportebenen des Netzes und die darauf abgebildeten Services getrennt. Dies hat den Vorteil, dass nicht, wie in der Vergangenheit, jedem Produkt eine dedizierte Plattform zuzuordnen ist. Vielmehr lassen sich die neuen Produkte und Services unabhängig von dem jeweiligen Access bereitstellen. Möglich wird dies durch die bereits beschriebenen neuen Architektur-Elemente in Verbindung mit einer darauf abgestimmten Prozess- und IT-Architektur. Insgesamt werden diese Neuerungen dazu führen, dass neue Produkte und Services schneller entwickelt, bereitgestellt und wirtschaftlich gemanaged werden können. Darüber hinaus können Unternehmen auch deutlich verbesserte Möglichkeiten für die Nutzung von Self Services angeboten werden. technologische ausgangssituationen in unternehmen Es gibt keinen allgemeingültigen Detail-Ablaufplan für die IP-Umstellung in Unternehmen, dazu sind die individuellen Ausgangssituationen der verwendeten TK-Strukturen viel zu unterschiedlich. Vielmehr wird dabei einem Vorgehensmodell gefolgt. Erstmals müssen auch strategische Business-Pläne für die digitale Transformation (siehe Kapitel 2) und die damit verbundenen Anforderungen an die IT-Infrastruktur in die Planung einbezogen werden. So lassen sich erste Schritte auf strukturierte Weise gehen. Dazu gehört zum Beispiel die frühzeitige Zusammenarbeit mit einem ICT-Dienstleister, um bereits in der Planungsphase die Erstellung einer optimalen Netzwerktopologie zu gewährleisten. Im laufenden Betrieb können sich die Anforderungen an das Netzwerk durch den Einsatz neuer Anwendungen - etwa aus den Bereichen Cloud Computing, Unified Communication and Collaboration, Enterprise Mobility, Industrie 4.0 etc. - stark verändern. Der Einsatz der unterschiedlichen Netzwerk-Strategien sollte daher regelmäßig hinterfragt und optimiert werden. internet Viele Unternehmen nutzen an kleinen Standorten, an denen keine geschäftskritischen Applikationen betrieben werden oder keine Datenpriorisierung für Echtzeitanwendungen benötigt wird, das Internet. Die Tunnelung von Geschäftsanwendungen durch das öffentliche Internet ist die flexibelste Möglichkeit, um kleine Standorte oder Mitarbeiter im Home Office schnell und kostengünstig an das Unternehmensnetzwerk anzubinden. Der große Vorteil des Internets ist eine offene, landes- bzw. weltweit verfügbare IP-Kommunikationsplattform. Allerdings arbeitet das Internet bis heute nach dem Best Effort -Prinzip, d. h. die IP-Pakete werden unabhängig vom Dienst von den Routern mit der gleichen Priorität weitervermittelt. Dies bedeutet, dass die Dienstgüte (Quality of Service QoS) nicht vorhersagbar ist: wie lange ein Paket im Netz braucht, wie stark die Verzögerungen streuen, wie groß die Wahrscheinlichkeit von Paketverlusten ist. Daher ist zwar das derzeitige Internet für Datendienste wie Dateiübertragungen, - Versand und Homepage-Abrufe sehr gut geeignet, für Echtzeitdienste wie Telefonie oder Videokonferenzen aber tendenziell nicht bzw. nur mit Qualitätseinbußen. Ebenso unzureichend unterstützt das Internet Funktionen für eine hochsichere Kommunikation. ip-vpn Ein virtuelles privates Netz (VPN) auf Basis von IP bietet flexible und skalierbare Bandbreiten, Erweiterungsmöglichkeiten und hohe Sicherheitsstandards und bildet zum Beispiel die optimale Grundlage für einen Übergang von der traditionellen TK-Anlage zur IP-Telefonie. Die Lösung ist ideal für Unternehmen mit zahlreichen Standorten, die komplexe Kommunikationsbeziehungen untereinander pflegen. Unternehmen erhalten eine sichere und leistungsfähige Basis, um ihre Anwendungen bedarfsgerecht aus dem Netz zu beziehen. Mittels Datenpriorisierung durch Quality of Service (QoS) in verschiedenen Classes of Service (CoS) lassen sich den Anwendungen Serviceklassen zuordnen. Je nach Priorität und Sensibilität einer Applikation können deren Vorfahrt im Netz und die Übertragungsqualität festgelegt werden. Wenn die Service-Klassen für echtzeitsensible Anwendungen (Sprache, Multimedia) nicht voll ausgelastet sind, nutzen andere Datenapplikationen (SAP, ) diese Bandbreiten vorübergehend mit. Sobald wieder vorrangige Anwendungen anstehen, erhalten diese sofort im Netz die Vorfahrt auf ihren reservierten Bandbreiten zurück. Datenstaus werden vermieden und das Netz optimal ausgenutzt. Neben den vordefinierten Verkehrsklassen hat der Kunde zusätzlich die Möglichkeit, sich individuelle Service-Klassen zu konfigurieren. Die hochskalierbare Lösung unterstützt den Wandel in Unternehmen durch flexible Standortvernetzung. Das Kundennetz passt sich mühelos an technologie- oder kundeninduzierte Anforderungen an. Die offensichtlichen Vorteile von IP-VPN können künftig mit den neuen Möglichkeiten einer flexiblen Provisionierung und Service-Bereitstellung verbunden werden. ethernet VPn Ethernet VPN ist eine einfache und wirtschaftliche Alternative, die den heutigen Kommunikationsanforderungen entspricht. Wesentliches Merkmal dieses Netzwerktyps sind die vielen Bandbreitenoptionen und die Unterstützung verschiedener Topologien. Auch mit Ethernet VPN werden IT-Leistungen zuverlässig ins Netz verlagert. Mit einer VPN-Lösung auf Grundlage des Ethernet-Protokolls können Unternehmen lokale Netzwerke an unterschiedlichen Standorten verbinden oder Rechenzentren anschließen. Diese Variante ist insbesondere für Unternehmen interessant, die ihre Router in eigener Verantwortung selbst managen wollen und damit ihre Hoheit im Umgang mit dem IP-Adresskonzept behalten. Deshalb wird die Deutsche Telekom diese Leistung nach aktuellem Planungsstand in einer BNGbasierten Produktionsumgebung weiterhin zur Verfügung stellen. das neue internet-protokoll ipv6 Charakteristisch für das Internet ist, dass jedes Endgerät eine eigene IP- Adresse besitzt. Die IP-Version 4 (IPv4) hat rund 4,3 Milliarden Adressen bereitgestellt (2 32 = ) die mittlerweile praktisch vergeben sind. Bereits vor mehr als 16 Jahren wurde daher IPv6 entwickelt: Eine grundlegende Entwicklung im Bereich der Netzwerktechnik. Der Umstieg von IPv4 auf IPv6 läuft parallel zur Umstellung auf die IP-basierte Netzinfrastruktur ab. 13

14 I PAP all-ip Der wesentliche Unterschied zwischen IPv4 und IPv6 ist die Länge der IP-Adressen. Sie wird von 32 Bit auf 128 Bit erhöht. Dies sorgt für eine Erhöhung der theoretisch verfügbaren IP-Adressen und der somit direkt adressierbaren Endgeräte von rund 4,3 Milliarden auf 340,28 Sextillionen eine Zahl mit 36 Nullen (2 128 = ). Jeder Quadratmillimeter der Erde könnte somit mit 667 Billiarden IP-Adressen versorgt werden. Bedenkt man, dass IPv4 nur etwa vier Milliarden Adressen bereitstellt, so wird der globale Engpass an IP-Adressen schnell ersichtlich. Schließlich kann nur etwas mehr als die Hälfte der weltweit sieben Milliarden Menschen mit einer eindeutigen IP-Adresse versorgt werden. In Wirklichkeit benötigt aber jedes auf welche Art auch immer kommunizierende Endgerät wie z. B. Smartphones, Computer, Autos, intelligente Haushaltsgeräte, Multimediageräte o.ä. eine eigene Adresse. Insbesondere die Intensivierung der M2M-Kommunikation (Machine-to-Machine) erhöht den Bedarf dramatisch. Der Mangel an IP-Adressen wird heute durch die Bildung von Subnetzen umgangen. So bilden nicht nur viele Unternehmen ihr eigenes Subnetz, sondern auch Mobilfunkbetreiber und viele Internet Provider, die ihren Kunden ein eigenes Subnetz mit eigener Adressvergabe bereitstellen. Die direkte Kommunikation über diese Netzwerkgrenzen hinweg stellt Netzarchitekturen heute vor große Herausforderungen, da nicht jeder Teilnehmer über eine eindeutige Adresse identifiziert werden kann. In aller Regel werden Adressen innerhalb der privaten Subnetze durch das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) dynamisch vergeben. Die Subnetzbildung ermöglicht die eindeutige Ansteuerung eines Endgerätes im gleichen Netzwerk, aber nicht die Kontaktaufnahme über Netzwerkgrenzen hinweg. Diese Situation ist mit der vergleichbar, nur Anrufe innerhalb des eigenen Unternehmens tätigen zu können. Die Grenzen von IPv4 würden viele Vorteile der IP-basierten Infrastruktur aufheben und bei der Umstellung der Telekommunikationsinfrastruktur auf die IP-Plattform für große Probleme sorgen. Daher wird IPv6 als ein notwendiger Enabler für die konsequente Umsetzung des All-IP- Gedankens gesehen. Wenn alle wichtigen IT- und TK-Anbieter ihre Netzwerke auf ein IP-Netz mit IPv6-Basis umgestellt haben, wird es möglich sein, weltweit jedes Endgerät von jedem anderen Endgerät anzusteuern. Der Aufbau eines hierarchischen Unternehmensnetzwerkes ist nicht mehr notwendig. Ein VPN wird die gleichen und sogar noch höhere Leistungen erbringen. Somit sinkt die Komplexität der Konfiguration und damit reduzieren sich die Kosten für die unternehmensinterne Errichtung, Pflege und Weiterentwicklung des Corporate WAN. Da jedes Endgerät mit jedem anderen Kontakt aufnehmen kann, werden Unified Communications und ähnliche Dienstleistungen ohne zentralen Server möglich. Ein Webserver oder andere Internet-Dienstleistungen können problemlos auf jedem Gerät im Netzwerk bereitgestellt werden. Hierbei existieren Mobilfunk und Festnetz völlig gleichberechtigt. Es wird für den Nutzer keinerlei Unterschied machen, ob er sich an seinem Arbeitsplatz befindet oder sich mobil in ein Netzwerk einwählt. Die Deutsche Telekom wird noch für längere Zeit den Parallelbetrieb von IPv4 und IPv6 (Dual Stack) anbieten. eine denkbare option für die Weitere zukunft: carrier clouds Weltweit betrachten Telekommunikationsanbieter auf dem Weg zum Netz der Zukunft verschiedene Entwürfe. Einer davon sind so genannte Carrier Clouds, die unter anderen die Deutsche Telekom mit ihrem Architektur-Konzept TeraStream vorantreibt. Charakteristisch für Carrier Clouds sind eine erheblich vereinfachte, originäre IP-Netzarchitektur und eine cloudbasierte Service-Bereitstellung. Die heutige Migration der vorhandenen Telekommunikationsinfrastruktur auf IP wird als Voraussetzung für eine spätere Carrier-Cloud- Architektur eingestuft, denn das All-IP-Programm legt mit der Konsolidierung der Access-Produkte eine wichtige Grundlage dafür. Die spätere Technologieerweiterung, zum Beispiel hin zu einer Carrier- Cloud-Architektur, findet bei den Telekommunikationsanbietern statt. Sie wird dann von Unternehmen und Anwendern unter anderem durch weniger Protokolle sowie eine weitere Beschleunigung und Vereinfachung der Service-Bereitstellung wahrgenommen werden. Die Architektur einer Carrier Cloud wie TeraStream ist vergleichsweise einfach. Frühere Architekturkonzepte führten bei den IP-Routern zu wachsender Komplexität bei der Service-Bereitstellung. Um heute IP Services bereitzustellen, werden zahlreiche Protokolle, eine komplexe Plattformsteuerung mit Speziallösungen sowie eine große Zahl von unterstützenden Netzen benötigt. Der Carrier-Cloud-Ansatz TeraStream geht derzeit von nur zwei Typen von Routern aus: Der eine Router auf der Kundenseite aggregiert die Verkehre der Anwender, der andere Router verteilt diese auf ein Cloud- Service-Rechenzentrum oder auf das Internet bzw. die Internet- Verbindungen (Peering) mit anderen Providern. Beide Router werden ausschließlich zu ihrem ursprünglichen Zweck verwendet: zum Routen von IP-Paketen. Die Bandbreite zwischen den Routern wird so dimensioniert, dass selbst zu Spitzenzeiten, in denen alle Kunden die zu erwartende Höchstkapazität nutzen, keine IP-Pakete im Netz verlorengehen. So gesehen handelt es sich um ein zwar einfaches, aber perfektes IP-Netzwerk. Es transportiert nur originäre IPv6-Pakete. IPv4- und MPLS-Pakete (MPLS = MultiProtocol Label Switching) werden zum Cloud-Service-Rechenzentrum getunnelt und dort verarbeitet. Aus Sicht der Telekommunikationsanbieter handelt es sich um einen Paradigmenwechsel der Produktion von Services: Die gesamte Service-Erbringung findet in der Cloud statt. 14

15 I PAP all-ip 4. sprachkommunikation im next generation network Mobile Netze und das Internet basieren auf IP-Konnektivität und bieten daher die Netzbasis für moderne Applikationen. Bei dem digitalen Telefonnetz ISDN handelt es sich um ein separates Netzwerk. Um dem klassischen Sprachnetzkunden ebenfalls moderne Applikationen bieten zu können und die Übergänge in andere Netze zu erleichtern, ist ein Telefonnetz auf Basis von IP erforderlich. Daher werden mit der Einführung von All-IP die klassischen Vermittlungsebenen im öffentlichen Telefonnetz wegfallen und das ISDN-Netz auf IP umgestellt. das session initiation Protocol sip: applikationen und sip-anschlüsse IP-Telefonie nutzt im IP-Netz den offenen de-facto-standard Session Initiation Protocol (SIP) zu Aufbau, Steuerung und Abbau der Kommunikation. Die Sprachübertragung selbst erfolgt dabei mit dem Realtime Transport Protokoll (RTP). SIP wird von den meisten Endgeräten wie IP-PBX-Systemen (Private Branch Exchange) bzw. UC- Lösungen (Unified Communication) unterstützt. Das Protokoll SIP wird von Herstellern und Normungsgremien kontinuierlich weiterentwickelt. Je nach Verwendung von SIP wird unterschieden zwischen SIP- Useragent, SIP-Telekommunikationsanlage und SIP in der Provider- Kopplung (NNI Network-to-Network Interface). SIP-Trunking (DDI Direct Dialing In) ist ein Protokoll, mit dem IP-basierte Telefonanlagen an den SIP-Provider angebunden werden. Dabei lassen sich mehrere Rufnummer bei einer Durchwahlanlage gleichzeitig verwalten. Während das ISDN durch feste Sprachkanäle gekennzeichnet ist, spricht man in der IP-Telefonie von parallelen Gesprächen, die sich u. a. über die verfügbare Bandbreite definieren. Auch spezielle Dienste, die im ISDN im so genannten Intelligenten Netz (IN) zusätzlich angeboten werden, sollen zukünftig unter IP wieder bereitgestellt werden. Dies ist sinnvoll, da der Nutzer auch künftig die aus dem ISDN bereits bekannte Rufnummer nutzt, um das gewünschte Anrufziel auszuwählen. Diese Mehrwertdienste kommen dann ebenfalls aus der Provider-Plattform der Deutschen Telekom und hängen nur indirekt mit SIP zusammen. mögliche architektur für ip-sprachkommunikation Im zukünftigen IP-Netz wird die für Next Generation Networks (NGN) typische Struktur der Trennung von physikalischem Netz und Applikationen vorgenommen. Anwender können auf alle Services, Anwendungen oder Inhalte aus einem Mobilfunk- oder Festnetz zugreifen und dabei verschiedene Endgeräte nutzen. Dafür sorgt der standardisierte Architekturansatz IP Multimedia Subsystem (IMS) mit dem Basis-Protokoll SIP. Werden die ISDN-Vermittlungsstellen aus dem Netz genommen, dann werden Sprachverbindungen als Anwendung auf einer standardisierten IMS-Plattform realisiert. Das IMS-System beschreibt, wie die Verbindungen und Dienste durch das IMS-Core-Netzwerk gesteuert werden. Unter anderem sind die Signalisierung sowie die Transport- und Sicherheitsmechanismen festgeschrieben. So ist der IMS-Kern ein zentrales Element von IPbasierten Kommunikationsnetzwerken. Was die Telefondienstleistungsmerkmale betrifft, gibt es unter IP einige Unterschiede zum ISDN. Viele der historisch gewachsenen ISDN- Leistungsmerkmale wurden in den letzten Jahren nicht mehr genutzt und gebraucht oder werden durch Unified-Communication-Lösungen obsolet. Welche Leistungsmerkmale künftig nutzbar sein werden, legen die Provider jeweils auf ihrer neuen IP-Telefonie-Vermittlungsplattform fest. 15

16 I PAP all-ip telefonie-qualität IP-basiertes Telefonieren heute hat nichts mehr mit den Qualitätslücken aus den Anfängen der Internet-Telefonie zu tun. Bei der IP-basierten Telefonie ist dank Quality of Service sichergestellt, dass IP- Sprachpakete immer mit der erforderlichen Priorität im Datennetz übertragen werden. Eine Tonqualität wie in ISDN-Netzen wird dadurch möglich, dass VoIP die gleichen Codecs (in der Regel noch Codec G.711) nutzt wie im ISDN. Es gibt aber auch schon neuere Codecs, die eine noch höhere Tonqualität bieten. Das trifft auf den Codec G.722 zu, der bei VoIP-Telefonie High Definition Voice (HD Voice)-Qualität bietet. high definition Voice HD Voice ist ein Beispiel für Neuerungen, die IP-Netze in der Sprachübertragung mit sich bringen. Das verwendete Kompressionsverfahren Adaptive Multi-Rate Wideband, kurz AMR-WB, nutzt ein viel größeres Frequenzspektrum als herkömmliche Verfahren. Dadurch ergibt sich eine deutlich bessere Sprachqualität beim Telefonieren. Das Kompressionsverfahren AMR-WB ist von der Standardisierungsbehörde ITU (International Telecommunications Union) als Codec G.722 registriert worden. Das IP-Netz unterstützt diesen Codec zusätzlich zum bekannten Codec G.711 (s. o.). Die erhebliche Verbesserung der Sprachqualität wird insbesondere im Bezug auf die Natürlichkeit und Zuordnung bzw. Erkennbarkeit von Stimmen wahrgenommen. Für das menschliche Ohr ist kaum ein Unterschied zwischen einem über das Telefon geführten oder einem direkten Gespräch erkennbar. Klangähnliche Buchstaben wie F und S lassen sich unterscheiden, Probleme bei der Erkennung von Stimmen werden durch HD Voice behoben und störende Hintergrundgeräusche reduziert. Technisch begründet ist der Unterschied dadurch, dass das Band der übertragenen Schallfrequenzen von Hz auf ein Band von Hz erweitert wird und somit der bei der menschlichen Sprache genutzten Frequenz sehr nahe kommt. Zu Beginn eines Telefongesprächs wird künftig von beiden beteiligten Seiten der zu verwendende Codec je nach Realisierbarkeit ausgewählt. Dieser Vorgang erfolgt automatisch und ist für den Nutzer nicht wahrnehmbar. Voraussetzung für die Übertragung von HD ist, dass beide Teilnehmer über einen IP-basierten Anschluss und spezielle HDfähige Endgeräte verfügen. Die steigende Verbreitung dieser Anschlüsse impliziert auch einen zunehmenden Anteil dieser Telefonate. Marktforscher erwarten, dass die Technologie innerhalb der nächsten Jahre zum Standard wird. Einige Anbieter sind der Deutschen Telekom bereits gefolgt und bieten HD Voice im Mobilfunkbereich an, so dass nach und nach eine HD-Kommunikation zwischen unterschiedlichen Netzen möglich wird. Für die HD-Telefonie zwischen Festnetz und Mobilfunknetz sehen die Anbieter Gateways vor. Vorteile durch bessere sprachqualität HD Voice bedeutet eine qualitative Verbesserung der Sprachkommunikation im geschäftlichen wie auch im privaten Umfeld und hat besonders in kommunikationsintensiven Branchen eine hohe Relevanz. Für die erfolgreiche Gesprächsführung mit Kunden ist es wichtig, die Stimmung des Gesprächspartners aufzunehmen und sich auf die Inhalte des Gesprächs zu konzentrieren. Das Kundenerlebnis wird durch den intensiveren Eindruck von Nähe verbessert. Eine gute Sprachqualität ist hierfür die Voraussetzung. Die qualitative Verbesserung kommt besonders im Handy-Netz zur Geltung, da hier die Verfügbarkeit von Bandbreite eine entscheidende Rolle spielt. Während mit den alten Codecs lediglich geringe Sprachqualitäten möglich waren und sich diese auch bei steigender Bandbreite nicht merklich verbesserten, ist bei HD Voice bereits grundsätzlich eine höhere Qualität gegeben. das endgeräte-angebot Wächst Durch die Verbreitung der LTE-Technologie im Mobilfunk wird HD- Telefonie zunehmend auf mobilen Endgeräten möglich. Auch im Festnetz-Bereich warten namhafte Hersteller mit neuen Geräten zur Ausnutzung des neuen Übertragungsformats im Geschäftsalltag auf. Diese kombinieren HD-Telefonie teilweise mit Videofunktionalitäten und anderen IP-basierten Komfort-Features. Die Zukunft spricht HD Voice auf allen Endgeräten und in allen Netzen. 16

17 I PAP all-ip szenarien für die umstellung der sprachkommunikation auf ip Für die Umstellung der unternehmensweiten Telefonie auf IP kann es keine allgemeingültige Handlungsempfehlung geben, weil sowohl die Ausgangssituationen der Unternehmen als auch ihre kommunikationsstrategische Ausrichtung zu unterschiedlich sind. Um Migrationsentscheidungen treffen zu können, ist neben der Betrachtung der Ausgangslage im Bereich Telekommunikation im Unternehmen auch die der Abbildung zukünftiger Business-Prozesse auf UC von Bedeutung. So, wie IP das PSTN revolutioniert, um Unternehmen neue Dienste anbieten zu können, sollte jedes Unternehmen in seinen eigenen Netzen entsprechende Voraussetzungen schaffen. Eine Entscheidung zur Umstellung der Voice-Landschaft auf IP ist dabei immer im Zusammenhang mit einem Gesamt-Migrationskonzept der Sprach- und Datenkommunikation des Unternehmens zu sehen. Folgende allgemein gehaltene Szenarien geben eine Orientierung für die Umstellung der Sprachkommunikation im Unternehmensbereich. Jedes Unternehmen wird sich für eine der aufgezeigten Grundrichtungen der Migration entscheiden müssen. Es macht daher Sinn, die Navigation für den optimalen Migrationsweg gemeinsam mit einem professionellen Provider oder Beratungsunternehmen durchzusprechen und ein Grobkonzept zur Migration zu entwickeln. Damit können Migrationsrisiken minimiert und gleichsam Fehlinvestitionen vermieden werden. Die Deutsche Telekom und T-Systems unterstützen ihre Kunden bereits in einer frühen Phase bei der Erstellung der erforderlichen Migrationskonzepte. szenario 1: direkte nachrüstung der telekommunikationsanlage für sip Annahme: Das Unternehmen betreibt eine eigene Telekommunikationsanlage (TK-Anlage) vor Ort, die direkt mit dem öffentlichen Telefonnetz (PSTN) verbunden ist. Da in der IP-Welt keine ISDN-Anschlüsse mehr zur Verfügung stehen werden, ist es erforderlich, die Anschlüsse zum öffentlichen Netz hin auf IP umzurüsten. Die in der TK-Anlage vorhandenen PMX-Karten (Primärmultiplex) müssen dazu durch SIP- Trunking-Einschübe ersetzt werden. Herausforderung: Dabei ist zu beachten, dass die TK-Anlagen- Hersteller ihre Anlagen mit dem jeweiligen Telekommunikationsnetzbetreiber getestet haben und für die Anlagen ein entsprechender Funktionalitätsnachweis vorliegt (Basis 1TR 118). Dieses Zertifikat gewährleistet das grundsätzliche Handling der SIP-Registrierung und Signalisierung. Neben der Nachrüstung der Anlage mit getesteten SIP- Karten sind in einigen Fällen auch Software Updates an den Anlagen erforderlich. Auch das Zusammenwirken der SIP-TK-Anlage mit der Sprachapplikation auf dem IP-Netz hinsichtlich der Nutzung von Leistungsmerkmalen ist zu betrachten. Zudem sind die von den verschiedenen Herstellern angegebenen Security-Aspekte und die Auslegung des Themas Session Boarder Controller in die Migrationsabstimmung einzubeziehen. Dieser Migrationsweg entspricht einer Anpassung der TK-Anlage an die Veränderungen im Netz. Er ist mit Investitionen verbunden, unterliegt Release-Wechseln und bringt Unternehmen zunächst keine neuen Perspektiven für Unified Communication im Business-Umfeld. In diesem Zusammenhang spricht man von 1:1-Ersatz. Ein konservativerer Migrationsansatz im Zusammenhang mit Szenario 1 ist der Einsatz von Umsetzern. Ein solcher Adapter setzt die SIP-Anbindung auf eine ISDN-Simulation um. An der TK-Anlage wird so vermeintlich nichts verändert. Der im Router/ IAD (Integrated Access Device) befindliche Umsetzer ist aber eine ISDN-Simulation, die sich nur auf die Schnittstellenumsetzung (alt/ neu) bezieht, ohne zum Beispiel gewohnte Übertragungen wie Datenübertragung im D-Kanal anbieten zu können. Entsprechend geeignete Umsetzer sollten getestet sein. Man kann nicht beliebig viele S0-Schnittstellen der TK-Anlage auf einen Umsetzer schalten. Noch stärker eingeschränkt ist die Betrachtung bei Primärmultiplex-Umgebungen, bei denen sich zum Beispiel Taktfragen etc. ergeben. Diese vordergründig schnelle Lösung geht mit verschiedenen Nachteilen einher, etwa der Frage, wer den Umsetzer betreibt und wie zusätzliche Schnittstellen bei der Störungseingrenzung gehandhabt werden. Verschiedene Anwendungen, die über ISDN übertragen worden sind (z.b. Modem oder X.31), funktionieren nicht oder nur bedingt. szenario 2: ablösung der isdn-tk-anlage und ersatz durch eine ip-anlage einschliesslich der betrachtung Von lokalen breakout gateways Annahme: Das Unternehmen betreibt eine eigene lokale, klassische TK- Anlage und möchte diese durch eine lokale VoIP-Lösung (Voice over IP) ersetzen. Dies ist zwar die richtige Konsequenz im Sinne der Modernisierung der TK-Landschaft, stellt aber so noch keinen Migrationsschritt in Richtung IP dar. Der Ausstieg ins öffentliche Telefonnetz wird meistens mit örtlichen ISDN-Gateways vollzogen. Der eigentliche Migrationsprozess dreht sich um das Gateway-Redesign. Zunächst müssen, wie im Szenario 1, die IP-TK-Server (z.b. Communication Manager CUCM) mit der Plattform (IP Multimedia Subsystem IMS) getestet und quasi zertifiziert sein. Für die Gateways ist nun ein gewisser Design-Prozess zu leisten: Der Hersteller-Typ des Gateways, integrierte SBC-Funktionen (Session Boarder Controller), Ausfallszenarien am Gateway, Backup-Funktionalitäten zum Beispiel über LTE und der Einfluss auf die LAN-Komponenten (Local Area Network) sind in Einklang zu bringen. 17

18 I PAP all-ip szenario 3: zentrale ip-tk-anlage in einem corporate network Annahme: Das Unternehmen betreibt über mehrere Standorte hinweg ein großes Corporate Network (CN) für die Sprach- und Datenkommunikation. Alle Lokationen sind bereits Voice-ready, das heißt: an den Standorten werden keine TK-Anlagen betrieben, sondern die Lokationen greifen über Router und das CN auf eine zentrale, IP-fähige TK-Anlage zu. Alle eingehenden und ausgehenden Telefongespräche aller Standorte werden über die so genannte TK-Kopf-Anlage geführt, die im Rechenzentrum installiert ist. Bei einer Umstellung auf IP in Richtung des öffentlichen Netzes lässt sich diese über einen Anschluss wie z.b. Corporate SIP Germany mit der neuen öffentlichen IP- Sprachvermittlungsplattform verbinden. Die Vorteile dieses Szenarios liegen für Unternehmen insbesondere darin, dass sich der Betriebsaufwand für Telekommunikation auf nur zwei Kopfanlagen (aus Sicherheitsgründen empfiehlt sich eine redundante Auslegung) beschränkt und Nachrüstungen auf SIP an vielen einzelnen TK-Anlagen nicht erforderlich sind. Zudem ist im Kundenrechenzentrum ein sicherer Betrieb gegeben und die Applikationen können zentral entwickelt und betrieben werden. Herausforderungen: Das Unternehmen muss sicherstellen, dass WAN und LAN VoIP-ready sind sowie ein Gesamtkonzept für die Kommunikation einschließlich Backup, Quality of Services und Notrufe etc. entwickelt wird. szenario 4: die tk-anlage aus der cloud Die nächsten Jahre der IP-Entwicklung werden zeigen, dass die lokale TK-Anlage gerade auch im mittelständischen Bereich an Bedeutung verliert. Kommunikationslösungen gehen hier in Richtung TK-Anlage aus der Cloud. Bei diesem Migrationspfad übergibt das Unternehmen sein Voice-/UC-Geschäft an den Provider bzw. TK-Cloud-Anbieter. Man unterscheidet u. a. Public Cloud und Private Cloud. Hier gibt es jeweils auf Kunden zugeschnittene Leistungsangebote. Überlegungen, wie in den Szenarien 1-3 dargestellt, werden überflüssig, denn mit der Umstellung in die Cloud erfolgt die IP-Migration. Die Anschlüsse werden nur einmal portiert. szenario 5: dynamic unified communication (uc) aus der PriVate cloud mit sip-zugang in die öffentliche ipsprachvermittlungsplattform Eine weitere Möglichkeit ist, die eigene TK-Anlage durch einen UC Provider in dessen Private Cloud betreiben zu lassen. Das Unternehmen bezieht dann seine Sprach- und Datenkommunikation mit einer großen Vielfalt an zusätzlichen Services aus der dynamischen UC Cloud. Dazu zählen zum Beispiel Call-Center- /CRM-Lösungen für Collaboration oder weitere intelligente Unified Communication Services oder Zusatzapplikationen. Eigene Anlagen oder Gateways müssen nicht vorgehalten werden. Der Private-Voice-Cloud-Betrieb bietet umfangreiche Sicherheitselemente. Die Rechenzentren sind in der Regel hochverfügbar und georedundant innerhalb Deutschlands realisiert, der direkte SIP- Trunking-Ausstieg in das IP Multimedia Subsystem unterliegt von Beginn an einer besonderen Netzabsicherung. Vorteile: Dem Unternehmen stehen neben Basis-Telefonie in der Regel zusätzliche Services wie Call Center oder Fax Server etc. zur Verfügung. Für Unternehmen ist diese Lösung nicht nur sehr komfortabel, sondern hat auch den Vorteil, dass sie sich den immer komplexer werdenden Fragen der Interoperabilität von Software Updates, 3rd Party-Anpassung, Leistungsmerkmal-Integration etc. nicht mehr widmen müssen. Stattdessen werden Funktionsgarantien in der Vertragslaufzeit gewährt. Die Kom-munikationslösung wird praktisch kontinuierlich aktualisiert, so dass immer der neueste Stand der Technik zur Verfügung steht. 18