Voice over IP (VoIP) Konzepte und Perspektiven Prof. Dr. -Ing. A. Badach Fachhochschule Fulda, FB Angewandte Informatik badach@informatik.fh-fulda.de • Einführung • Protokolle für Sprachübermittlung: RTP, RTCP • H.323-Einsatz • SIP (Session Initiation Protocol) :Konzept und Bedeutung • Herkömmliche TK-Systeme und VoIP • Ausblick Badach: Voice over IP

Voice over Internet Protocol Einführung Was ist VoIP ? Übertragung der Sprache und Signalisierung über Datennetze unter Verwendung des Protokolls IP (Internet Protocol), d. h. über sog. IP-Netze (Internet, Intranets) Voice over Internet Protocol Badach: Voice over IP

VoIP-Anwendungsarten Einführung VoIP-Anwendungsarten PC-zu-PC PC-zu-Telefon IP-Adr. V-Tel-Nr. Tel-Nr. Problem: V-Tel-Nr- => IP-Adr. !!! Badach: Voice over IP

Einführung Beispiel für eine VoIP-basierte Systemlösung Einsatz eines VoIP-Gateways MS-PC: Multiservice PC R: Router Badach: Voice over IP

Protokolle für VoIP Welche Protokolle für VoIP nötig sind ? Einführung Protokolle für VoIP Welche Protokolle für VoIP nötig sind ? Protokolle für die Übermittlung der Sprache: RTP, RTCP Protokolle für die Übermittlung der Signalisierung, d. h. VoIP-Signalsierungsprotokolle: H.323, SIP Protokolle für die Anbindung herkömmlicher TK-Systeme für die Sprachübermittlung an die IP-Netze; d. h. sog. Media Gateway Kontroll Protokolle: MGCP, Megaco Badach: Voice over IP

TCP/IP und VoIP-Protokolle Protokolle für Sprachübermittlung TCP/IP und VoIP-Protokolle SIG: Signalisierung SIP: Session Initiation Protocol RTP: Real-Time Transport Protocol, RTP: Real-Time Transport Control Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol Badach: Voice over IP

RTP: Dateneinheit und Steuerungsangeben Protokolle für Sprachübermittlung RTP: Dateneinheit und Steuerungsangeben RTP: Real Time Protocol PT: Payload Type SSRC: Synchronization Source Identifier CSRC: Contributing Source Identifiers Badach: Voice over IP

Bedeutung des Protokolls RTCP Protokolle für Sprachübermittlung Bedeutung des Protokolls RTCP RTCP: RTP Control Protocol Folgende RTCP-Pakettypen sind u. a. zu unterscheiden: Sender-Report SR (Sender Report), Empfänger-Report RR (Receiver Report), Quellenbeschreibung SDES (Source Description), ... ... Badach: Voice over IP

H.323: Entwicklung und Bestandteile H.323-Einsatz H.323: Entwicklung und Bestandteile H.323: Packet-based multimedia communication systems Standard von ITU-T als ein Rahmenwerk (sehr komplex !!!) Bestandteile von H.323: H.225.0: Call signalling protocols and media stream packetization for packet-based multimedia communication systems H.245: Control protocol for multimedia communication Entwicklung von H.323: H. 323: Version 1 (11/1996), Version 2 (02/1998), Version 3 (09/1999), Version 4 (11/2000) H. 225.0: Version 1 (11/1996), Version 2 (07/1997), Version 3 (02/1998), Version 4 (11/2000) H. 245: Version 1 (02/1998), Version 2 (02/2000), ITU-T: Internation Telecommunication Union -Telecommunication Standardization Sector Badach: Voice over IP

IP-Netze und ISDN wachsen zusammen mit H.323 H.323-Einsatz IP-Netze und ISDN wachsen zusammen mit H.323 IP-Netz Daten Optimiert für Daten- anwendungen Effiziente Nutzung der Bandbreite Sprache Video ISDN Optimiert für Sprach- und Video-Anwendungen Isochrone Übertragung H.323 verbindet diese unterschiedliche„Welten“ Was beschreibt der Standard H.323? u. a. die ISDN-Signalisierung nach dem D-Kanal-Protokoll über TCP-Verbindungen Badach: Voice over IP

H.323-Basiskomponenten H.323-Einsatz MCU: Multipoint Control Unit Badach: Voice over IP

Protokolle für die Kommunikation nach H.323 H.323-Einsatz Protokolle für die Kommunikation nach H.323 Badach: Voice over IP

Verbindungen und Protokolle bei H.323 H.323-Einsatz Verbindungen und Protokolle bei H.323 RTP-Kanal . Badach: Voice over IP

Verbindungen und Protokolle bei H.323 H.323-Einsatz Verbindungen und Protokolle bei H.323 Sprachübertragung im Verbund IP-Netz und ISDN-TK-Anlage GK: Gatekeeper VoIP-G: VoIP-Gateway Badach: Voice over IP

Schritte vor der Sprach- über- tragung H.323: Konzept und Bedeutung Schritte vor der Sprach- über- tragung Tel-Nr. Anruf wurde initiiert Klingeln Freiton Verbindung Abgehoben Badach: Voice over IP

Schritte nach der Sprach- über- tragung H.323: Konzept und Bedeutung Schritte nach der Sprach- über- tragung Abgelegt Badach: Voice over IP

SIP: Konzept und Bedeutung SIP-Besonderheiten SIP (Session Initiation Protocol) ein Standard RFC 2543 von IETF (Internet Engineering Task Force) SIP ist ein Signalisierungsprotokoll für Übermittlung von Audio und Video über IP-Netze SIP ist der Funktion nach mit H.323 vergleichbar, ist aber weniger komplex und einfacher zu implementieren SIP basiert weitgehend auf dem Protokoll HTTP SIP funktioniert nach dem Client/Server-Prinzip und definiert zwei Betriebsarten: Proxy Mode und Redirect-Mode SIP unterstützt die Mobilität von Benutzern Badach: Voice over IP

TCP/IP-Protokolle und SIP SIP: Konzept und Bedeutung TCP/IP-Protokolle und SIP SIG: Signalisierung SIP: Session Initiation Protocol RTP: Real-Time Transport Protocol, RTP: Real-Time Transport Control Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol Badach: Voice over IP

Beispiel für einen SIP-Verlauf SIP: Konzept und Bedeutung Beispiel für einen SIP-Verlauf Badach: Voice over IP

Proxy Server und Redirect Server SIP: Konzept und Bedeutung Proxy Server und Redirect Server LS: Location Server PS:Proxy Server RS:Redirect Server Tln: Teilnehmer Badach: Voice over IP

SIP-Verlauf im Proxy-Mode SIP: Konzept und Bedeutung SIP-Verlauf im Proxy-Mode Tln: Teilnehmer Badach: Voice over IP

SIP-Verlauf im Redirect-Mode SIP: Konzept und Bedeutung SIP-Verlauf im Redirect-Mode LS: Location Server Tln: Teilnehmer Badach: Voice over IP

Struktur von Request-Nachrichten SIP: Konzept und Bedeutung Struktur von Request-Nachrichten Leerzeile URI: Uniform Ressource Identifier Badach: Voice over IP

Struktur von Response-Nachrichten SIP: Konzept und Bedeutung Struktur von Response-Nachrichten Leerzeile Badach: Voice over IP

SIP: Konzept und Bedeutung Message Body Beschreibung einer Sitzung nach SDP (Session Description Protocol) Die Sitzungsbeschreibung setzt sich aus drei Teilen zusammen: Spezifikation der Sitzung: v-, o-, s- und c-Zeile Zeitbeschreibung: t-Zeile Medienbeschreibung: m- und a-Zeile Beispiel für die Beschreibung einer Sitzung: Badach: Voice over IP

Verzweigung der ankommenden Anrufe SIP: Konzept und Bedeutung Verzweigung der ankommenden Anrufe Badach: Voice over IP

SIP-Abbildung auf das D-Kanal-Protokoll SIP: Konzept und Bedeutung SIP-Abbildung auf das D-Kanal-Protokoll VG: VoIP-Gateway Badach: Voice over IP

Registrierung der Lokation des Benutzers SIP: Konzept und Bedeutung Registrierung der Lokation des Benutzers Badach: Voice over IP

Integration herkömmlicher TK-Systeme mit VoIP-Systemen Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Integration herkömmlicher TK-Systeme mit VoIP-Systemen Was man benötigt? Verschiedene Gateways für die Anbindung herkömmlicher Systeme für die Sprachkommunikation an IP-Netze => Media Gateways Protokolle für die Steuerung von Media Gateways => MGCP (Media Gateway Control Protocol), Megaco Klassische Telefonapparate können auch in VoIP-Systemen eingesetzt werden Badach: Voice over IP

Media Gateways: Typen und Einsatz Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Media Gateways: Typen und Einsatz PSTN: Public Switched Telephone Network Badach: Voice over IP

Beispiel für den MGCP-Einsatz Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Beispiel für den MGCP-Einsatz CA: Call Agent (Media Gateway Controller) MG: Media Gateway Badach: Voice over IP

Beispiel für den MGCP-Einsatz Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Beispiel für den MGCP-Einsatz CA: Call Agent, PSTN: Public Switched Telephone Network, RGW: Residential Gateway, TGW: Trunking Gateway Badach: Voice over IP

Herkömmliche TK-Systeme und VoIP MGCP-Commands Badach: Voice over IP

MGCP: Verbinungs-aufbau beim Einsatz eines Call Agents Herkömmliche TK-Systeme und VoIP MGCP: Verbinungs-aufbau beim Einsatz eines Call Agents 200 Badach: Voice over IP

MGCP: Verbinungsabbau beim Einsatz eines Call Agents Herkömmliche TK-Systeme und VoIP MGCP: Verbinungsabbau beim Einsatz eines Call Agents Badach: Voice over IP

Megaco-Entstehung Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Badach: Voice over IP

Megaco-Einsatz: Netzwerkbasierte TK-Anlage Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Megaco-Einsatz: Netzwerkbasierte TK-Anlage MG: Media Gateway, MGC: Media Gateway Controller, RTP: Real-Time Transport Protocol Badach: Voice over IP

Megaco-Einsatz: Kopplung von netzwerkbasierten TK-Anlagen Herkömmliche TK-Systeme und VoIP Megaco-Einsatz: Kopplung von netzwerkbasierten TK-Anlagen Badach: Voice over IP

Die Standards für VoIP sind vorhanden: H.323, SIP, MGCP, Megaco Ausblick Die Standards für VoIP sind vorhanden: H.323, SIP, MGCP, Megaco Momentan überwiegen VoIP-Produkte auf Basis H.323 (V.2) SIP und Megaco gewinnen ständig an Bedeutung SIP kann relativ einfach mit Web-Anwendungen integriert werden. bereits ca. 30% der Anbieter von VoIP-Produkten unterstützen SIP, weitere ca. 50 % der Anbieter planen ihre VoIP-Systemlösungen um SIP zu ergänzen. Experten gehen davon aus, daß SIP sich bald als das wichtigste Protokoll im VoIP-Umfeld etabliert. Badach: Voice over IP

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ? Badach: Voice over IP