Telefonieren im Paketformat

Christofer Radic

Voice over IP nennt man die Übertragung von Sprache über Datenverbindungen wie etwa das Internet. In erster Linie handelt es sich dabei um die bidirektionale Übertragung zwischen zwei Teilnehmern.

Grundsätzlich wird dabei die kostenpflichtige Telefonleitung durch die ohnehin vorhandene Netzwerkverbindung zwischen zwei oder mehr Teilnehmern ersetzt. Auf diese Weise lassen sich sowohl Ressourcen als auch Kosten sparen. Besonders im Intranet und hier vor allem im lokalen Netz lässt sich auf diese Weise schnell und kostengünstig eine Inhouse-Telefonanlage realisieren.

Unterschiedliche Anforderungen

Abhängig vom Einsatzzweck stellen sich unterschiedliche Anforderungen an Hard- und Software beziehungsweise sogar der Bedarf nach externen Dienstleistern. Die verfügbare Software reicht von kostenlosen Messengern über Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssysteme bis hin zu aufwendigen Konferenzlösungen.

Die Anwender haben jedoch mit einem altbekannten Problem zu kämpfen: Inkompatibilität zwischen den einzelnen Produkten. Obwohl es mehrere verbreitete Quasi-Standards gibt, liegt eine Einigung auf einen gemeinsamen Standard noch nicht in greifbarer Nähe. Das liegt in erster Linie daran, dass gerade im Audio- und Videobereich die Kompression der Daten das alles entscheidende Kriterium ist und proprietäre Entwicklungen deshalb nur ungern offen gelegt werden.

Derzeit gibt es bereits zahlreiche öffentliche Kommunikationssysteme, die zusätzlich zu anderen Kommunikationsfunktionen auch Möglichkeiten zur Sprachübertragung integrieren. In erster Linie sind hier die populären Instant Messenger zu nennen. Bei vielen gehört eine so genannte Voice-Chat-Funktion bereits zur Grundausstattung. Die Verbindung wird dabei direkt zwischen den beteiligten Personen hergestellt, von IP-Adresse zu IP-Adresse also. Der beteiligte Server übernimmt dabei nur die Funktion einer Vermittlungsstelle, durch das Datenaufkommen wird er nicht belastet.

Von IP zu IP

Ein Internet-Telefongespräch zwischen zwei Teilnehmern ist die bekannteste und derzeit zugleich wohl am weitesten verbreitete Variante der VoIP-Sprachkommunikation. Das zu Windows gehörende Programm Netmeeting erlaubt beispielsweise die direkte Verbindung zweier Teilnehmer, indem man einfach die IP-Adresse des gewünschten Gesprächspartners eingibt. Dies funktioniert nicht nur über das Internet.

Netmeeting lässt sich genauso bequem im lokalen Intranet nutzen. Das Programm erlaubt dabei die Anpassung mehrerer wichtiger Parameter, etwa der zur Verfügung stehenden Bandbreite. Zudem bietet es die Option, die eigene Telefonnummer in ein globales Verzeichnis aufnehmen zu lassen, um so leichter erreichbar zu sein. Besonders wichtig ist dies für Benutzer dynamischer IP-Adressen, da diese ja von Sitzung zu Sitzung unter einer anderen IP-Adresse erreichbar sind.

Kompatibilität

Des Weiteren bieten Netmeeting und auch andere dieser Programme eine Schnittstelle zur Kommunikation mit einem Gateway, das auf Wunsch auch die Verbindung zu einem anderen Netz herstellt. Dies kann beispielsweise das gewöhnliche Telefonnetz sein. Neben Netmeeting gibt es zahlreiche weitere Programme, die in diesem Bereich eine Rolle spielen, darunter auch das populäre CUSeeMe. Die beiden genannten Vertreter dieser Gattung zeichnen sich dabei durch ein besonders erwähnenswertes Detail aus: Beide unterstützen die H.323-Spezifikation und sind somit zu einigen anderen Systemen kompatibel, unter anderem zueinander.

Gewöhnlich findet man derzeit im Internet bei nahezu allen Programmen, die Voice-over-IP-Kommunikation erlauben, gleichzeitig auch die Option zur Videokommunikation. Diese überfordert jedoch die derzeit noch weit verbreiteten Analog- oder ISDN-Verbindungen; sie dürfte erst durch flächendeckendes DSL und Kabelmodems in größerem Rahmen sinnvoll nutzbar werden.

Die einfache IP-zu-IP-Kommunikation kann auch für den Privatanwender eine interessante Alternative zur herkömmlichen Telefonverbindung bilden. Die Voraussetzungen dafür sind moderat: Beide Gesprächspartner müssen über eine Internet-Verbindung verfügen, aus Qualitätsgründen empfiehlt sich zumindest ISDN.

Ist die entsprechende Hardware vorhanden, lassen sich besonders bei Ferngesprächen erhebliche Kosten sparen. Besonders trifft dies selbstverständlich auf Besitzer einer Flatrate zu. Bei der Kalkulation der Gesprächskosten sollte man jedoch berücksichtigen, dass die Online-Kosten anders als bei herkömmlichen Telefonaten für beide Gesprächspartner anfallen.

Vom Netz zum Telefon und zurück

Im nächsten Schritt wird die Technologie dann auch für den professionellen Bereich interessant. Sind IP-Netze und öffentliche Telefonnetze über eine Schnittstelle, ein so genanntes Gateway, verbunden oder wird die Internet-Telefonie nicht nur im LAN, sondern auch im WAN betrieben, bietet der Umstieg vom herkömmlichen Telefonsystem dem Benutzer einige Vorteile, die nicht nur die Kosten betreffen.

So lassen sich etwa auf diese Weise Systeme realisieren, die für Online-Konferenzen, Präsentationen und Fernschulungen genutzt werden können. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Callcenter, die sich direkt als Internet-Applikation einbinden lassen. Ein potenzieller Kunde kann so von der Website aus eine direkte Sprachverbindung zum Anbieter herstellen. Genauso lassen sich Dienste über eine Schnittstelle mit dem Internet verbinden, um etwa Webmessaging-Produkte wie Anrufbeantworter und Weiterleitung zu realisieren. Ein Provider kann darüber hinaus die angesprochenen Dienste als kostenpflichtige Services anbieten.

Leider sind all diese Lösungen mit entsprechend hohem Aufwand verbunden. Besonders auf dem US-amerikanischen Markt tummelt sich deshalb eine große Zahl von Anbietern, die jeweils mehrere maßgeschneiderte Pakete anbieten. So stellt beispielsweise Vocaltec neben seinem Software-Telefon Internet Phone seinen Kunden auch gleich das notwendige Gateway ins öffentliche Telefonnetz zur Verfügung. Mehrere weitere Lösungen betreffen VoIP-Anwendungen in Virtuellen Privaten Netzwerken (VPN) und sogar einen Abrechnungsserver für Anbieter kommerzieller PC-zu-Telefon-Verbindungen.

Eine ganze Palette an Hard- und Software für die Sprachkommunikation in IP-Netzen bietet Netzwerkspezialist Cisco hier zu Lande an. Mit Web.de ermöglicht zudem eine der großen deutschen Websites das Telefonieren per Internet zu Festanschlüssen. Der Service ist gratis und wird finanziert durch Werbebanner, die der Nutzer von Zeit zu Zeit anklicken muss, um seine Gesprächszeit zu verlängern.

Einen internationalen Telefonservice bietet Hot Telephone. Die US-Site ermöglicht jedermann telefongebührenfreie Gespräche in zahlreiche Länder der Welt, darunter auch Österreich, Deutschland und die Schweiz sowie viele weitere europäische Länder. Allerdings ist das Angebot oft überlastet und zum Teil schwer erreichbar.

Seit rund einem Jahr bietet das amerikanische Netzwerkunternehmen 3Com eine Lösung an, die traditionelle Telefonanlagen mit 25 bis rund 200 Anschlüssen überflüssig macht und dem Unternehmen in Europa die Marktführerschaft sichern soll. "Die Kunden erwarten von einer IP-Anlage, dass sie genau so einfach zu bedienen ist wie ein herkömmliches Telefon", erläutert dazu Christopher Bach, Kommunikationsspezialist bei 3Com. Die 3Com-Anlage NBX 100 könne von den Kunden selbst den eigenen Wünschen entsprechend angepasst und erweitert werden. "Neben den zahlreichen Vorteilen einer IP-Anlage entfallen somit vor allem auch die immens hohen Service-Kosten, die eine Firma bei herkömmlichen TK-Verträgen zu zahlen hat", sagte Bach.

Massen-Medium

Abgesehen von der kommerziellen Nutzung der Internet-Telefon-Verbindung spielt gerade für große Unternehmen die Möglichkeit, viele Mitarbeiter gleichzeitig zu erreichen, bei der VoIP-Technologie eine große Rolle. Dies schlägt sich insbesondere beim Abhalten von Online-Konferenzen und -Präsentationen nieder.

Hier bietet gerade die Verbindung der Sprachkommunikation mit den zusätzlichen Möglichkeiten des Internets unschätzbare Vorteile. So lassen sich Bilder übertragen, was vom Videoportrait des Sprechenden bei Konferenzen über Slideshows bei einer Präsentation bis hin zu Whiteboards und der Fernsteuerung von Software bei Schulungen reichen kann.

Zwei Systeme

Auch hier bieten bereits populäre Programme wie Netmeeting und CUSeeMe die wichtigsten Funktionen, die für kleinere Aufgabenstellungen bereits ausreichen. Daneben kommen hier jedoch professionelle Konferenzsysteme zum Einsatz, die tausend und mehr Teilnehmer mit Bild- und Toninformationen versorgen.

Generell kann man hier zwischen zwei Systemen unterscheiden. Zum einen existieren rein Internet-basierte Lösungen, bei denen die notwendige Sprachsoftware bereits mitgeliefert wird. Anbieter sind etwa Centra mit einer Reihe von auf unterschiedliche Anforderungen zugeschnittenen Produkten und das für den kleinen Einsatz kostenlose Webex. Mit beiden Produkten lassen sich innerhalb weniger Minuten Online-Konferenzen organisieren.

Aufwendiger und in erster Linie für große Online-Präsentationen interessant sind die Lösungen von Placeware und Astound. Letzteres bietet eine gut skalierbare, allerdings nur unidirektionale Sprachlösung, bei der die Stimme des Vortragenden per Telefon aufgezeichnet und über Stream-Server wiedergegeben wird. Durch die variable Kompressionsrate der Streams lassen sich hier auch Zuhörer mit 28,8-kBit/s-Modems versorgen.

Der Vorteil der Konferenzsysteme liegt darin, dass Kapazitäten variabel gemietet werden können, so dass die notwendigen Investitionen sich direkt am Bedarf orientieren. Problematisch ist jedoch, dass die Qualität der technischen Umsetzung naturgemäß auch von der jeweils aktuellen Auslastung des Internets abhängig ist, so dass der Veranstalter von Konferenzen und Präsentationen das Gelingen nur zu einem gewissen Teil planen und garantieren kann.

Die Option, durch die Nutzung des weltumspannenden Netzes Teilnehmer aus allen Ländern relativ problemlos zusammenzuführen, wiegt diesen Nachteil jedoch mehr als auf. Hinzu kommen beachtliche Einsparungen für Reisekosten, Unterbringung, Raumbeschaffung und allgemeine Logistik.

Technologie im Detail

Nicht nur für Entwickler interessant sind die dem VoIP-Konzept zu Grunde liegenden Protokolle wie das Realtime Transport Protocol (RTP).

Wie beim File Transfer Protocol sind zwei getrennte Kanäle erforderlich, um Daten in Echtzeit zu übertragen und korrekt wiederzugeben. Dabei ist einer für den kontinuierlichen Strom von Datenpaketen zuständig, während der zweite die Kontrollfunktionen übernimmt. Zudem ist zur Übertragung von Echtzeitdaten eine Timing-Funktion erforderlich, damit die übermittelten Pakete auf Empfängerseite im richtigen Timing wiedergegeben werden. Auch die Möglichkeit zum Streaming für Audio- und Videokonferenzen muss vorhanden sein.

Das Realtime Transfer Protocol (RTP, RFC 1889) erfüllt diese Voraussetzungen. So enthält es etwa ein spezielles Protokoll zum Verbindungsmanagement, das Realtime Transfer Control Protocol (RTCP). Mixer wandeln Datenströme einer hohen Qualitätsstufe in ein Format für niedrige Bandbreiten um. Translatoren übersetzen zwischen unterschiedlichen Transportsystemen und sorgen dafür, dass die Datenströme Firewalls passieren können.

Hardware-Voraussetzungen

Internet-Telefonie stellt keine großen Anforderungen an die Benutzerhardware. Mit minimalen Hardware-Anforderungen kann jeder in die Sprachkommunikation per Netzwerk einsteigen.

Ein Pentium-PC mit Soundkarte, Lautsprecher und Mikrofon und ein Modem mit 28,8 kBit/s reichen theoretisch aus, aus Qualitätsgründen sollten zum Empfang jedoch zumindest 56 kBit/s Übertragungsrate zur Verfügung stehen. Bei bidirektionaler Kommunikation ist eine ISDN-Verbindung empfehlenswert. Zum Video-Telefonieren müssen Sie Ihre PC-Ausstattung zudem noch um eine Kamera und ein Video-Captureboard oder eine Webcam erweitern.

Die Soundkarte sollte vollduplexfähig sein. Vollduplexfähige Soundkarten erlauben gleichzeitiges Senden und Empfangen von Tondaten, ganz so, wie man es vom Telefon her gewohnt ist. Halbduplex-Karten können nur entweder Daten ausgeben oder empfangen, so dass, wenn ein Teilnehmer spricht, der andere schweigend zuhören muss.

Die Schwachstelle einer Sprachverbindung per PC stellt gewöhnlich das Mikrofon dar. Die zur Soundkarte mitgelieferten Billigst-Mikrofone erfüllen zumeist nicht einmal grundlegende Ansprüche. Die Folge ist ein hohes Grundrauschen und die Notwendigkeit, den Aussteuerungsregler bis zum Anschlag zu öffnen, was zwangsläufig eine schlechtere Tonqualität zur Folge hat. Die Investition in ein hochwertiges Tischmikrofon oder besser in ein professionelles Headset rentiert sich hier schnell.

In naher Zukunft: Ferngespräche à la Napster

Das Free World Dialup Project versucht, das Napster-Konzept auf die Internet-Telefonie anzuwenden, um damit weltweit kostenlose Gespräche an den Telekommunikationskonzernen vorbei zu ermöglichen. Die beiden Unternehmer Thomas Anglero und Jeff Pulver wollen ab Sommer 2001 eine weltweite Gemeinschaft von Surfern mit High-Speed-Internet-Zugängen aufbauen, die sich dann ihre Telefonleitungen gegenseitig zur Verfügung stellen. Ein Mitglied aus New York würde sich dann via Internet in den PC eines Mitgliedes in San Francisco einloggen, um von dort aus dann ein kostenloses Ortsgespräch im Großraum San Francisco zu führen. Das Projekt gilt als eine der interessantesten Weiterentwicklungen des P2P-Konzeptes (Peer to Peer).

Einige namhafte Analysten meinen allerdings schon jetzt, dass sich die beiden Unternehmer zu einem "Spaziergang in einem Minenfeld" aufgemacht haben. "Die Logistik des Projektes riecht nach einem absoluten Albtraum", sagte beispielsweise Bruce Kasrel von Forrester Research. "Das ist kein Projekt, das man hinter dem Rücken der Telekombetreiber durchziehen kann", so der Forrester-Experte weiter.