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 IP-Telefonie (Internet-Protocol-Telefonie) 
IP-Telefonie, oder auch Voice over IP (VoIP) genannt, ist das Telefonieren über ein Netzwerk auf der Grundlage des IP-Protokolls.

Bislang benötigte man für IP-Telefonie ein Headset oder einen speziellen Telefonhörer, der an einer vollduplexfähigen Soundkarte am Computer angeschlossen wird, außerdem ein Programm, das die Anwahl des gewünschten Kommunikationspartners übernimmt und eine schnelle Datenverbindung.

Es ist aber nicht unbedingt ein Computer für die IP-Telefonie notwendig. Es gibt bereits IP Telefone oder Adapter für analoge Telefone, die direkt an einen Router angeschlossen werden können. Diese werden wie ein normales Telefon benutzt. Schlechte Verbindungen und starke Verzögerungen bei den Gesprächen können vorkommen, dennoch ist die Sprachqualität heutige IP geführter Telefongespräche in der Regel nicht schlechter als über das normale Telefonnetz. Über IP-Telefone können aber keine Notrufnummern (110, 112) angewählt werden!

Spezielle Anbieter für IP-Telefonie stellen auch eine reguläre Telefonnummer zur Verfügung. Diese kann von jedem Telefon der Welt aus ganz normal angerufen werden. Der Anbieter nimmt die Anrufe entgegen und leitet sie über das Internet auf das entsprechende Internet-Telefon weiter, ganz gleich, wo dieses Internet Telefon angeschlossen ist. Es spielt also keine Rolle, wo auf der Welt sich das IP-Telefon befindet.

Das funktioniert überall auf der Welt: Ob die New Yorker Telefonnummer in Spanien klingelt oder die Kölner Telefonnummer in Mexico - der Anruf ist praktisch an jedem Breitbandanschluss erreichbar.

Vorteile von IP-Telefonie

  • Wenn besonders häufig mit einer Person telefoniert wird, spart man durch die in der Regel kostenlosen IP Gespräche. Dazu benötigen beide Gespächspartner ein Internettelefon.
  • Während eines längeren Auslandsaufenthaltes hält man Kontakt über eine deutsche Telefonnummer, unter der man im Ausland erreichbar bleibt. Die Anrufer zahlen dabei nur die günstige Verbindung zur deutschen Nummer. Andersherum kann z.B. mit einer Nummer in New York aus den USA günstig angerufen werden. Diese Möglichkeit ist auch für Firmen im Ausland interessant, denn diese können ihren Kunden die günstige Einwahl über das deutsche Festnetz ermöglichen.
  • Wenn eine Standleitung (z.B. im Studentenwohnheim) oder einen Internet-Anschluß via Fernsehkabel vorhanden ist, kann IP-Telefonie eine Alternative zu dem bisherigen Telefon sein. Denn für die Nutzung von IP-Telefonie fallen keine Grundgebühren an. Allerdings verlangen einige Firmen einen monatlichen Mindestverbrauch. Einige Firmen bieten auch einen DSL Anschluss ohne Festnetzanschluss an (QSC)
  • Gespräche vom IP-Telefon ins Festnetz sind in der Regel günstiger als über die Telekom. Call by Call Anbieter bieten aber derzeit noch günstigere Preise als die IP-Telefonie Gesellschaften an.
  • Günstige Gesprächskosten ins Festnetz und ins Ausland sind auch mit anderen Anschlussnetzbetreibern möglich, die Call by Call nicht zulassen (Bsp. Arcor)
  • Der Computer und die Internetverbindung kann während eines über IP geführten Gesprächs wie gewohnt weiterverwendet werden.
  • Einfache Verkabelung in Firmen:
    Viele Firmen haben bisher zwei verschiedene Kommunikationseinrichtungen: das Telefonnetz zur Sprachübertragung und das Netzwerk zur Datenübertragung. Dadurch ist eine doppelte Verkabelung notwendig und beide Systeme müssen separat gewartet werden. Bei einer Lösung mit IP-Telefonie kann die Telefonverkabelung entfallen. Dafür muss ein Übergang vom Netzwerk ins öffentliche Telefonnetz geschaffen werden. Auch ein schrittweiser Übergang ist möglich, indem nur neue Arbeitsplätze mit IP-Telefonen ausstattet werden.

Nachteile von IP Telefonie

  • Breitbandanschluss ist zwar nicht zwingend erforderlich, jedoch sinnvoll, vor allem, wenn man ständig erreichbar sein möchte. Flatrates sind allerdings nicht notwendig, da das Datenvolumen abschätzbar ist. Es beträgt für 10 Stunden Gesprächszeit bei bester Sprachqualität ca. 700 Mb, guter Sprachqualität ca. 180 Mb und bei mittlerer Qualität 160 Mb.
  • Keine gesicherte Übertragungsqualität (QoS): das Internet ist paketorientiert und überträgt Daten auf verschiedensten Wegen, aber nicht immer schnell genug; dadurch kann es zu Übertragungsverlusten oder Verzerrungen kommen.
  • Geführte Gespräche sind nicht abhörsicher und können durch Sniffer-Programme abgefangen oder umgeleitet werden.

Funktionsweise

Ähnlich wie in Mobilfunknetzen meldet sich ein IP-Telefon in einem Netz an. Das Internet-Telefonnetz registriert den Internetanschluss, von dem aus sich ein Telefon angemeldet hat, und stellt bei Bedarf Anrufe zu diesem Telefon durch. Die Anmeldung findet völlig automatisch statt.

Anders als bei herkömmlichen Telefonnetzen werden bei IP-Verbindungen keine teuren "Leitungen geschaltet". Stattdessen werden die Daten paketweise übertragen. Dazu werden die digitalen Sprachdaten als IP-Pakete von einem Telefon zu seinem Gegenüber geschickt. Das funktioniert wie das Übertragen einer Homepage aus dem Internet.

Einige Telefonie-Programme funktionieren bereits mit Datenübertragungsraten von 14 KBit pro Sekunde, aber je schneller das Modem, desto höher ist die Qualität der Verbindung. Die besten Ergebnisse erreicht man über einen ISDN- oder DSL-Anschluss.

Geschichte der IP-Telefonie

Die israelischen Firma VocalTec hat 1995 eine entsprechende Software auf den Markt gebracht, mit der über das Internet geführte Gespräche möglich waren. In den USA gab es zunächst massiven Widerstand durch die Telefongesellschaften, die ein Verbot von IP-Telefonsoftware gefordert hatten, da bei Ferngesprächen für die Telefonverbindung von und zu den Einwahlknoten lediglich Ortstarife und für die eigentliche Fernverbindung nur die niedrigeren Kosten für die Internetnutzung anfallen. Außerdem funktioniert die Internet-Telefonie nicht über die staatlich kontrollierten Kanäle. Die Regierungen konnten den Gesprächsverkehr nicht so leicht überwachen.

China hat im Jahr 2000 eine rasante Kehrtwende vollzogen. Die Brüder Chen, die 1998 in ihrem Computerladen in Fuzhou Internet-Telefongespräche ins Ausland zum halben Preis anboten, landeten noch im Gefängnis, da Sie das Monopol von China Telecom verletzt hätten. Der Berufungsrichter, ein wahrer "Wangchong" - chinesisch für Internetfreak, hob das Urteil auf. Das zuständige Ministerium erkannte zudem die ungeahnten Chancen. Mehrere Unternehmen wurden beauftragt, Internetnetze aufzubauen.

Technik

Die Sprachinformationen werden von den Endgeräten über Codecs in IP-Pakete umgewandelt. Dabei werden die Daten unterschiedlich stark komprimiert, was zu unterschiedlichen Bandbreiten bei der Übertragung führt. Je nach Codec variiert auch die Sprachqualität.

Populäre Codecs:

Codec Frame-
länge
Netto-Bitrate Brutto-Bitrate* Übertragung
kB/Minute
Übertragung
Mb/Stunde
1 Gbyte reicht für
x-Stunden (x-Tage)
G723 30ms 5,3 kbps 12,5 kbps 94 kB/min 5,5 Mb/h 186 h (7,7 Tage)
G723 30ms 6,4 kbps 13,6 kbps 102 kB/min 6,0 Mb/h 171 h (7,1 Tage)
iLBC 30ms 13,33 kbps 20,5 kbps 154 kB/min 9,0 Mb/h 114 h (4,7 Tage)
iLBC 20ms 15,2 kbps 26 kbps 195 kB/min 11,4 Mb/h 89 h (3,7 Tage)
G729 10ms 8 kbps 29,6 kbps 222 kB/min 13,0 Mb/h 78 h (3,2 Tage)
G726 10ms 32 kbps 53,6 kbps 402 kB/min (DECT) 23,6 Mb/h 43 h (1,8 Tage)
G711a,u 10ms 64 kbps 85,6 kbps 642 kB/min (ISDN) 37,6 Mb/h 27 h (1,1 Tage)
SpeeX variable Bitraten
* Brutto-Bitrate = 1000/Framelänge/TX*0.432+Netto-Bitrate (TX=2)


Der Rufauf- und abbau erfolgt über ein von der Sprachkommunikation getrenntes Protokoll. Über dieses Signalisierungsprotokoll erfolgt auch die Aushandlung der Parameter der Sprachübertragung.

Populäre Signalisierungsprotokolle:
SIP Session Initiation Protocol, IETF RFC 3261
H.323 eine ITU-T Empfehlung

Parallele Gespräche und Transfervolumen

Je nach Sprachqualität können unterschiedlich viele parallele Gespräche geführt werden, zudem steigt mit der Sprachqualität auch die Transferrate an. So können mit einer DSL Leitung (Upload 128 Kbit/s) bei mittlerer Qualität (G.723) bis zu 7 Gespräche parallel geführt werden. Das Datenvolumen liegt dabei pro Gespräch und Minute bei etwa 200 Kbyte. Bei bestmöglicher Sprachqualität (G.711/PCMU) kann hingegen nur ein Gespräch mit einem Datenvolumen von etwa 1,2 Mbyte pro Minute geführt werden. Bei einem DSL Anschluss mit einer Uploadrate von 256 Kbit/s können bei bester Sprachqualität sogar 3 Gespräche parallel geführt werden.
Um an einem DSL Anschluß mehrere parallele Gespräche führen zu können, benötigt man einen Router der das Merkmal QoS unterstützt!

Verbindung zwischen zwei IP Telefonen

Ein Gespräch zwischen zwei IP Telefonen wird immer direkt, ohne das Gateway des IP-Telefonie-Anbieters geführt. Die Gateways helfen nur beim Verbindungsaufbau.


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