Sprache über IP: Zwei Begriffe, zwei Welten:
Praxis: Warum Voice over-IP nicht gleich IP-Telefonie ist

von Dirk Jarzyna, bre

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10.10.2008

Viele benutzen die Begriffe Voice over-IP (VoIP) und IP-Telefonie synonym – zu Unrecht. Network Computing zeigt, wodurch sich beide Techniken unterscheiden.

Mehrere gute Gründe dafür, Voice over IP (VoIP) zu implementieren, kennt inzwischen jeder IT-Profi. Über Jahre wurden es Hersteller, Arbeitsgemeinschaften, VoIP-Gremien und selbst Internet-Provider nicht müde, die Vorteile dieser Technik hinauszuposaunen. Und die Botschaft hat den Empfänger erreicht.

Das belegt eine Befragung, welche die Beratungsgesellschaft Forrester Research [1] im vergangenen Jahr unter 516 IT-Entscheidern in Nordamerika und Europa durchführte. Mehr als die Hälfte der Befragten (54 Prozent) gab an, dass 2008 ihr Budget für IP-Telefonie erhöht würde.

Nicht ganz so klar ist hingegen, ob es immer ein ausgewachsenes IP-Telefonie-System sein muss, das eingeführt wird. In der Tat ist es manchmal besser, darauf zu verzichten oder es vielleicht nur für einen Teil der Organisation aufzusetzen.

Wer eine solch tiefgreifende Entscheidung treffen muss, tut gut daran, die Unterschiede zwischen VoIP und IP-Telefonie zu verstehen. Hilfreich ist außerdem, einige Vergleiche zwischen Telefonanlagen und der IP-Alternative anzustellen.

VoIP versus IP-Telefonie

Viele Menschen, darunter auch Telekommunikations- und IT-Profis, sprechen von VoIP und IP-Telefonie so, als ob es dasselbe wäre. Das aber ist ein Irrtum. Einige Unternehmen, darunter Avaya [2], sagen, dass IP-Telefonie die Sprachkommunikation über das Internet-Protokoll, also VoIP, ermöglicht.

Auch das ist nicht ganz korrekt. Voice over IP (so wie früher auch Voice over ATM und Voice over Frame-Relay) ist eine Technik, die es schon sehr lange gibt. Im Wesentlichen geht es bei dieser Technologie darum, eine bereits existierende WAN-Infrastruktur auch dafür zu nutzen, Sprachverkehr zwischen Telefonanlagen (PBX, Private-Branch-Exchange) zu übertragen oder einem Remote-Handset eine Verbindungsmöglichkeit zur Anlage zu bieten.

Dies hilft, die Kosten zu reduzieren. Darüber hinaus ändert sich aber nur wenig. Die Telefone und Telefonanlagen bleiben die gleichen. Die Benutzer telefonieren weiterhin mit normalen Telefonen, und die TK-Anlage behält die bereits vorhandenen Telefonleitungen, Trunk-Cards, Nummern- und Routenpläne.

Sprachdaten werden in IP-Pakete eingepackt

Statt an ein dezidiertes oder öffentliches Telefonnetz (PSTN) wird die Anlage aber über eine Trunk-Card an ein Gateway angeschlossen. Es gibt auch Telefonanlagen, in die ein solches Gateway von Haus aus integriert ist.

Dieses Gateway verpackt den Sprachverkehr in IP-Pakete und sendet ihn durch das Weitverkehrsnetz. Am anderen Ende funktioniert dies natürlich umgekehrt.

Diese Vorgehensweise spart Carrier-Kosten, denn statt zweier Schaltkreise (oder Netzwerke) wird nur noch einer genutzt. Wie gesagt, die Technik ist nicht neu: Zeitmultiplex-Systeme (TDMs, Time-Division-Multiplexers) haben so etwas schon vor mehr als zehn Jahren gemacht.

Zeitschlitze müssen freigehalten werden

Der Nachteil war jedoch, dass für die Sprache Time-Slots zu spezifizieren waren, und zwar unabhängig davon, ob jemand einen Anruf machte oder nicht. VoIP unterscheidet sich davon unter anderem dadurch, dass es Datenverkehr erlaubt, die Bandbreite zu nutzen, wenn kein Sprachverkehr anliegt.

Selbstverständlich ist das in der Realität etwas komplizierter, denn das Netzwerk muss für den Transport von Sprach-IP-Paketen konfiguriert werden, beispielsweise hinsichtlich Priorisierung, Delays und Jitter.

IP-Telefonie: Abschied von der klassischen TK-Anlage

IP-Telefonie ist ein deutlich »größeres« Konzept. Eine durchgängige Implementierung bedeutet den Abschied von der existierenden Telefonanlage, den Telefonen und Endgeräten.

Während der IP-Teil der Gleichung beim zuvor beschriebenen VoIP-Konzept lediglich die Strecke zwischen den Gateways betrifft, geht es nun beim Telefon auf dem Schreibtisch los.

Die Telefonanlagen werden durch so genannte Softswitches ersetzt. Das sind Server, die das Call-Routing, das Management und die Berichtsfunktionen übernehmen. Gateways kümmern sich um die Verbindungen zu anderen Standorten und ins öffentliche Telefonnetz, und die Telefongeräte sind nun vollwertige IP-Stationen, die für einige Benutzer fast den PC ersetzen.

Die Funktionen eines Telefons kann auch ein PC mit Soundkarte zur Verfügung stellen, beispielsweise über ein daran angeschlossenes Headset. Eine Software bringt den PC dazu, als »Soft«-Phone zu arbeiten. Im Gegensatz zu Telefon-Hardware lässt sich Software leicht aktualisieren und erweitern – ohne Unterbrechung der Arbeit und ohne Kosten für Zusatz-Equipment.

Leitungsvermittlung versus Paketvermittlung

Anrufe, bei denen herkömmliche TK-Technik zum Einsatz kommt, verlangen für die Dauer des Gesprächs ein leitungsorientiertes End-to-End-Setup. IP-Anrufe basieren hingegen auf Paketen.

In einer leitungsvermittelnden Umgebung sind die Telefone direkt an der Telefonanlage (dem Vermittler) angeschlossen. Die Telefonanlage kümmert sich um die Signalisierung, den Rufaufbau und den Austausch des Sprachverkehrs. Die Anrufe erfolgen grundsätzlich über die Telefonanlage, und diese befindet sich für die Dauer des Anrufs auf dem Sprachpfad.

Auch ein Softswitch übernimmt eine Aufgabe bei der Signalisierung: Eine Station (Telefon oder PC) muss den Softswitch fragen, wo die Station, mit der sie kommunizieren möchte, zu finden ist. Sobald die anfragende Station aber die Ziel-IP-Adresse erhalten hat, kommuniziert sie direkt via IP mit der anderen Station.

Der Softswitch befindet sich dann nicht mehr auf dem Pfad dazwischen. Zwischen den beiden Stationen existiert auch kein permanenter Schaltkreis. Die IP-Pakete mit dem eingekapselten Sprachverkehr werden wie jeder andere IP-Verkehr auch durch das Netzwerk geroutet.

Architekturen

Was die Funktionen betrifft, sind Telefonanlagen- und IP-Telefonie-Architekturen weitgehend identisch. Große Unterschiede gibt es aber in der Art und Weise, wie sie die Funktionen verteilen und verbinden.

Bei einer Telefonanlage sind die Anrufsteuerung, die Vermittlung und die Benutzer/Trunk-Verbindungen in einem Chassis integriert. Die Kommunikation zwischen diesen Elementen läuft meist über eine schnelle proprietäre Backplane.

Mehrfach vorhandene Prozessoren oder Line-Cards erhöhen die Ausfallsicherheit. Große Telefonanlagen für mehrere Tausend Benutzer beziehungsweise Anrufe pro Tag erfordern eine enorme Rechenleistung und viel Platz.

Gateways ermöglichen sanfte Migration

Eine Softswitch-Architektur verteilt diese Funktionen im Netzwerk. Die Anrufsteuerung erledigt der Softswitch. Redundanz wird durch die Installation mehrerer Softswitches erzeugt.

Die Vermittlung und Benutzer-Connectivity ist Sache der vorhandenen LAN-Infrastruktur und der Trunk-Verbindungen via Gateways. Gateways können das IP-Telefonie-System auch mit einer existierenden Telefonanlage verbinden. Das ermöglicht einer Organisation, ein IP-Telefonie-System einzuführen, ohne das existierende Telefonsystem aufgeben zu müssen – eine sanfte Migration von einem System zum anderen.

Bei der LAN-Infrastruktur gilt es aufzupassen: eine Grundvoraussetzung für die IP-Telefonie ist ein zuverlässiges LAN. Ist ein solches nicht vorhanden, wird die Angelegenheit komplex und teuer.

Dazu noch einmal das Beratungshaus Forrester: »Substanzielle Netzwerkinvestitionen in Gateways, QoS, Sicherheit, Media-Server, LAN-Karten, Switches und Textequipment sowie professionelle Dienstleistungen sind erforderlich, wenn auf IP-Telefonie aufgerüstet wird.«

Softswitches: Geringere Rechenleistung erforderlich

Da Softswitches nur für den Auf- und Abbau von Anrufen erforderlich sind, kommen sie mit einer geringeren Rechenleistung aus wie eine Telefonanlage. Ein einzelner Server kann mehrere Tausend Benutzer bedienen. Das spart Platz und reduziert die Kosten.

Da gerade von Kosten die Rede ist: Bezogen auf die Energiekosten ist eine IP-Telefonie-Lösung einer herkömmlichen Telefonanlage nicht grundsätzlich überlegen. Das liegt an den für Redundanz doppelt ausgelegten Systemkomponenten wie Routern und Switches sowie den auf den Schreibtischen stehenden IP-Telefonen. Alle diese Geräte wollen mit Strom versorgt sein.

Energiekosten von TK-Anlagen

Das spricht natürlich gegen die Einführung der IP-Telefonie, denn wer möchte sich heute gern nachsagen lassen, nicht »grün« zu denken? Glücklicherweise lässt sich etwas dagegen unternehmen. Deutlich günstiger fährt beispielsweise ein Unternehmen, das sich von IP-Tischtelefonen verabschiedet und Softphones, also PC-Lösungen, verwendet. Und PC-Headsets sind bereits im Einkauf billiger als komplette Telefonapparate – ein angenehmer Nebeneffekt.

Der VAF Bundesverband Telekommunikation hat die Energiekosten vonunterschiedlichen TK-Techniken miteinander verglichen.

Die Nutzung von Blade-Servern für die Softswitches statt älterer Server-Türme reduziert die Energiekosten ebenfalls. Der Fachausschuss Technik des VAF Bundesverbandes Telekommunikation e.V. hat den Stromverbrauch von klassischen TK-Anlagen, Hybrid-Systemen und VoIP-Installationen verglichen. Die Analyse steht unter auf dieser Web-Seite des VAF [3] zum Download bereit

[1] http://www.forrester.com/
[2] http://www.avaya.com/
[3] http://www.vaf-ev.de/de/id/730/content/SUCHE/false/0

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