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Badach: Voice over IP 1
Voice over IP (VoIP) Konzepte und Perspektiven
Prof. Dr. -Ing. A. BadachFachhochschule Fulda, FB Angewandte [email protected]
• Einführung
• Protokolle für Sprachübermittlung: RTP, RTCP
• H.323-Einsatz
• SIP (Session Initiation Protocol) :Konzept und Bedeutung
• Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
• Ausblick
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Badach: Voice over IP 2
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
Einführung
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Badach: Voice over IP 3
Einführung
VoIP-Anwendungsarten
PC-zu-PC
PC-zu-Telefon
IP-Adr.
Tel-Nr.V-Tel-Nr.
Problem: V-Tel-Nr- => IP-Adr. !!!
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Badach: Voice over IP 4
Beispiel für eine VoIP-basierte Systemlösung Einsatz eines VoIP-Gateways
MS-PC: Multiservice PC R: Router
Einführung
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Badach: Voice over IP 5
Protokolle für VoIP
Einführung
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
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Badach: Voice over IP 6
TCP/IP und VoIP-Protokolle
Protokolle für Sprachübermittlung
SIG: Signalisierung SIP: Session Initiation ProtocolRTP: Real-Time Transport Protocol, RTP: Real-Time Transport Control Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol
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Badach: Voice over IP 7
RTP: Real Time Protocol PT: Payload Type SSRC: Synchronization Source Identifier CSRC: Contributing Source Identifiers
Protokolle für Sprachübermittlung
RTP: Dateneinheit und Steuerungsangeben
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Badach: Voice over IP 8
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), • ...
Protokolle für Sprachübermittlung
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Badach: Voice over IP 9
H.323: Entwicklung und Bestandteile
H.323-Einsatz
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
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Badach: Voice over IP 10
IP-Netze und ISDN wachsen zusammen IP-Netze und ISDN wachsen zusammen mit H.323mit H.323
Sprache
Video
ISDN
• Optimiert für Sprach- und Video-Anwendungen
• Isochrone Übertragung
IP-Netz
Daten
• Optimiert für Daten- anwendungen
• Effiziente Nutzung der Bandbreite
H.323 verbindet diese unterschiedliche„Welten“
H.323-Einsatz
Was beschreibt der Standard H.323?
u. a. die ISDN-Signalisierung nach dem D-Kanal-Protokoll über TCP-Verbindungen
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Badach: Voice over IP 11
H.323-Basiskomponenten
H.323-Einsatz
MCU: Multipoint Control Unit
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Badach: Voice over IP 12
Protokolle für die Kommunikation nach H.323
H.323-Einsatz
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Badach: Voice over IP 13
Verbindungen und Protokolle bei H.323
H.323-Einsatz
RTP-Kanal
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Badach: Voice over IP 14
Verbindungen und Protokolle bei H.323
Sprachübertragung im Verbund IP-Netz und ISDN-TK-Anlage
H.323-Einsatz
GK: Gatekeeper VoIP-G: VoIP-Gateway
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Badach: Voice over IP 15
Schritte vor der Sprach-über-tragung
Tel-Nr.
Anrufwurde initiiert
Klingeln
Abgehoben
Freiton
Verbindung
H.323: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 16
Schritte
nach der
Sprach-über-
tragung
H.323: Konzept und Bedeutung
Abgelegt
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Badach: Voice over IP 17
SIP-Besonderheiten
SIP: Konzept und Bedeutung
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
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Badach: Voice over IP 18
TCP/IP-Protokolle und SIP
SIG: Signalisierung SIP: Session Initiation ProtocolRTP: Real-Time Transport Protocol, RTP: Real-Time Transport Control Protocol TCP: Transmission Control Protocol UDP: User Datagram Protocol
SIP: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 19
Beispiel für einen SIP-Verlauf
SIP: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 20
Proxy Server und Redirect ServerSIP: Konzept und Bedeutung
LS: Location ServerPS:Proxy ServerRS:Redirect ServerTln: Teilnehmer
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Badach: Voice over IP 21
SIP-Verlauf im Proxy-ModeSIP: Konzept und Bedeutung
Tln: Teilnehmer
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Badach: Voice over IP 22
SIP-Verlauf im Redirect-ModeSIP: Konzept und Bedeutung
LS: Location ServerTln: Teilnehmer
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Badach: Voice over IP 23
Struktur von Request-Nachrichten
Leerzeile
SIP: Konzept und Bedeutung
URI: Uniform Ressource Identifier
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Badach: Voice over IP 24
Struktur von Response-Nachrichten
Leerzeile
SIP: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 25
Message BodyBeschreibung 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-ZeileBeispiel für die Beschreibung einer Sitzung:
SIP: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 26
Verzweigung der ankommenden AnrufeSIP: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 27
SIP-Abbildung auf das D-Kanal-Protokoll
SIP: Konzept und Bedeutung
VG: VoIP-Gateway
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Badach: Voice over IP 28
Registrierung der Lokation des Benutzers
SIP: Konzept und Bedeutung
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Badach: Voice over IP 29
Integration herkömmlicher TK-Systeme mit VoIP-Systemen
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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
Was man benötigt?
Klassische Telefonapparate können auch in VoIP-Systemeneingesetzt werden
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Badach: Voice over IP 30
Media Gateways: Typen und Einsatz
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
PSTN: Public Switched Telephone Network
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Badach: Voice over IP 31
Beispiel für den MGCP-Einsatz
CA: Call Agent (Media Gateway Controller) MG: Media Gateway
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 32
Beispiel für den MGCP-Einsatz
CA: Call Agent, PSTN: Public Switched Telephone Network, RGW: Residential Gateway, TGW: Trunking Gateway
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 33
MGCP-Commands
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 34
MGCP:Verbinungs
-aufbau beim
Einsatz eines Call
Agents
200
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 35
MGCP: Verbinungsabbau beim Einsatz eines Call Agents
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 36
Megaco-Entstehung
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 37
Megaco-Einsatz: Netzwerkbasierte TK-Anlage
MG: Media Gateway, MGC: Media Gateway Controller, RTP: Real-Time Transport Protocol
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 38
Megaco-Einsatz: Kopplung von netzwerkbasierten TK-Anlagen
Herkömmliche TK-Systeme und VoIP
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Badach: Voice over IP 39
Ausblick
Die Standards für VoIP sind vorhanden: H.323, SIP, MGCP, Megaco
Momentan überwiegen VoIP-Produkte auf Basis H.323 (V.2)
bereits ca. 30% der Anbieter von VoIP-Produkten
unterstützen SIP, weitere ca. 50 % der Anbieter planen
ihre VoIP-Systemlösungen um SIP zu ergänzen.
SIP und Megaco gewinnen ständig an Bedeutung
SIP kann relativ einfach mit Web-Anwendungen integriert werden.
Experten gehen davon aus, daß SIP sich bald als das wichtigste
Protokoll im VoIP-Umfeld etabliert.
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Badach: Voice over IP 40