Was ist Voice over IP (VoIP)?

VoIP (Voice over IP): Funktionsweise, Stellenwert und Vorteile

Voice over IP (VoIP) oder Internettelefonie beschreibt die Sprachübertragung über das Internet-Protokoll. Im Rahmen der IP-Telefonie lassen sich Daten und Telefonate über dasselbe Netzwerk übertragen. Wenn Ihr Anschluss noch nicht auf IP-Telefonie umgestellt ist, sollten Sie dafür bereit sein. Nach aktueller Entwicklung werden in Deutschland im Laufe des Jahres 2019 bestehende ISDN-Anschlüsse ersetzt. Für Geschäftskunden ist hierbei meist eine neue Telefonanlage erforderlich.

Überblick und Allgemeines zur IP-Telefonie

Anders als bei herkömmlichen, analogen Telefonanlagen sind IP-Anschlüsse mit dem Breitband verbunden. Die Telefonie erfolgt über die Internetverbindung, wobei meist das Session Initiation Frau mit Headset.Protocol (SIP) zum Einsatz kommt. Dieses Protokoll dient dem Aufbau sowie der Kontrolle der Internettelefonie. Es wandelt das sprachliche Signal ohne zeitliche Verzögerung um und schickt es in Datenform zum Gesprächspartner. Das Protokoll wurde bereits 1999 vorgestellt und ist über die Jahre gereift. Die Vorteile des VoIP führen dazu, dass analoge TK-Anlagen und ISDN-Telefonie immer weiter in den Hintergrund geraten. Eine vollständige Umstellung auf VoIP ist abzusehen.

Technische Voraussetzungen und Realisation

Die wesentliche Voraussetzung für VoIP-Telefonie ist eine hinreichend schnelle sowie stabile Breitband-Verbindung. Als Richtwert gelten etwa 100 Kilobyte pro Sekunden pro Kanal (Sende- und Empfangsrichtung beziehungsweise Upload und Download). Weiterhin benötigten Sie einen Anbieter für die VoIP-Telefonie sowie geeignete Hardware zur Umsetzung.

Die technische Realisation der Internettelefonie ist auf mehrere Weisen möglich. Sie kann über einen PC, über ein Smartphone, über ein spezielles IP-Telefon sowie auch über ein herkömmliches analoges Telefon erfolgen.

Bei der Internettelefonie via PC verbinden Sie Ihren Computer oder Ihr Notebook via Breitbandanschluss mit dem Internet. Die VoIP-Telefonie über den PC bedarf einer bestimmten Software. Diese als Softphones bekannten Softwarelösungen existieren in unterschiedlichen Varianten, von denen einige kostenlos erhältlich sind. Ihr Computer muss zur Sprachausgabe weiterhin über Lautsprecher sowie Mikrofon verfügen. Ein Headset ist im Sinne der Sprachqualität und des Komforts zu empfehlen.

Die Telefonie über das IP-Telefon ist eine weitere Möglichkeit der Umsetzung von Voice over IP. Dieses auch als WLAN-Telefon bekannte Gerät ähnelt regulären analogen Telefonen optisch. Die genutzte Technologie ist jedoch eine andere. IP-Telefone lassen sich über einen Port am Router mit dem Internet verbinden und unterstützen die Internet-Datenübertragung.

Auch über das Smartphone ist Voice over IP möglich. Die Internettelefonie wird mit mobilen Endgeräten über entsprechende Apps möglich. Diese liegen für gängige mobile Betriebssysteme wie Android oder iOS vor und können ein zusätzliches IP-Telefon ersetzen.

Schließlich lassen sich auch analoge- und ISDN-Telefone fit für Voice over IP machen. Damit verzichten Sie auf die Anschaffung neuer Geräte sowie auf die Telefonie über PC. Möglich wird die VoIP-Nutzung eines ISDN-Telefons über besondere Adapter. ISDN-Telefonanlagen erfordern hierbei, dass der Router eine entsprechende Telefon-Schnittstelle aufweist und die Internettelefonie generell unterstützt. Analoge Telefone lassen sich über die TAE-Buchse des DSL-Routers anschließen.

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Funktionsweise der VoIP-Telefonie

VoIP unterscheidet sich nicht nur hinsichtlich der Hardware und Infrastruktur von ISDN. Der technische Vorgang ist bei der Internettelefonie ein anderer. Beim Verbindungsaufbau kommt es nicht mehr zur Zuweisung einer bestimmten, festen Leitung. An Stelle dessen werden die Sprachsignale als Datenpakete via Internet weitergeleitet. Damit wird die Sprache ebenso behandelt wie anderes Datenmaterial auch. Da Telefonie auf Echtzeit-Sprachübertragung angewiesen ist, geschieht die Datenweiterleitung auf priorisierte Weise.

Die Reihenfolge beziehungsweise der grundsätzliche Ablauf unterscheidet sich nicht von sonstiger Telefonie. Zunächst erfolgt der Aufbau der Telefonverbindung. Anschließend kommt es zur Gesprächsübertragung. Abschließend wird die Verbindung wieder abgebaut.

Verbindungsaufbau bei Voice over IP

Beim Aufbau der Verbindung kommt das Netzprotokoll SIP zum Einsatz. Es gewährleistet eine herstellerunabhängige Verbindung der VoIP-Bestandteile. Hierbei verfügt jeder Gesprächsteilnehmer über eine SIP-Adresse. Diese basiert auf zwei Komponenten: dem Namen des SIP-Nutzers sowie dem Namen der Domain des Servers. Ihre Struktur gleicht einer E-Mail-Adresse.

Zur Herstellung der Verbindung ist die Kenntnis der IP-Adresse des Empfängers eine der Voraussetzungen. Ist die IP dem Anrufenden bekannt, so kann er ortsunabhängig von der eigenen Rufnummer ausgehend telefonieren. Die Telefongeräte der Teilnehmer melden sich zu diesem Zwecke mit IP-Adresse, Nutzername sowie Passwort bei einem SIP-Server an.

Damit die Verbindung zwischen den Gesprächsteilnehmern zustande kommt, schickt das Gerät des ersten Gesprächspartners eine Mitteilung mitsamt der Rufnummer des zweiten Gesprächspartners an seinen Server. Dieser Server leitet diese Information wiederum an den Server des zweiten Gesprächspartners weiter, damit er das Gerät des Partners ansprechen kann. Wenn diese Schritte reibungslos abgelaufen sind, macht sich das Endgerät des zweiten Gesprächspartners bei diesem bemerkbar und schickt gleichzeitig eine Benachrichtigung an das Gerät des ersten Gesprächspartners. War der Verbindungsaufbau erfolgreich, so läuft die anschließende Kommunikation zwischen den Endgeräten der Gesprächspartner ab und nimmt keinen Umweg mehr über den SIP-Server.

Funktionsweise der Gesprächsübertragung

Mitarbeiter im BüroBei der anschließenden Übertragung des Gesprächs werden einzelne digitale Datenpakete übersandt. Hierbei kommt es zunächst zur Umwandlung des analogen Signals der Stimme in ebenso analoge elektrische Signale. In einem nächsten Schritt kommt es zur Digitalisierung dieser Signale. Sie werden in mehrere kleine digitale Pakete aufgeteilt. Im Anschluss kann die Übertragung dieser Datenpakete über ein privates oder öffentliches Netz erfolgen.

Bei der Datenübermittlung kommt der Codierungsart eine entscheidende Bedeutung zu. Die Codierung ist ausschlaggebend für die Sprachqualität. Hier existieren verschiedene Standards. Der Standard G.771 ist weit verbreitet, während der Codec G.722 eine besonders hohe HD-Qualität ermöglicht. Bei höherer Sprachqualität ist eine entsprechend höhere Datenübertragungsrate erforderlich. Andere Codecs dienen dazu, diese Datenrate möglichst gering zu halten.

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Nach erfolgreicher Übertragung der Daten zum Telefongerät des Empfängers kommt es dort zur Entschlüsselung. Sowohl IP-Telefone als auch entsprechende Software wählen im Allgemeinen automatisiert den qualitativ hochwertigsten Codec aus, über den die Gesprächsteilnehmer verfügen.

Geht es um die Beendung der Sprachübertragung, so sendet eines der Geräte ein SIP-Paket an den Server. Dieser benachrichtigt anschließend das andere Gerät über den Abbau der Verbindung.

VoIP: Vorteile und Schwächen im Überblick

Ein wesentlicher Vorteil besteht in den geringen Voraussetzungen für die VoIP-Telefonie. Ein separater Telefonanschluss wie er etwa für ISDN erforderlich ist, entfällt. Der Aufwand für die Infrastruktur ist auch für Unternehmen gering. Grundsätzlich lässt sich die Telefonanlage als Cloud-Lösung realisieren. Auch wer eine lokale Telefonanlage bevorzugt, kann diese ohne großen Hardwareaufwand umsetzen, da die ISDN-Infrastruktur nicht mehr erforderlich ist.

Die Einrichtung sowie Konfiguration gestalten sich damit übersichtlich. IP-Anschlüsse zeichnen sich gegenüber älteren Telefonanlagen durch ein einfaches Handling aus. Statt Geräten wie DSL-Splitter oder NTBA ist nur noch der Router erforderlich.

Damit verbunden ist der Vorteil der Kosteneinsparungen. Verschiedene Dienste wie Internet, Mobilfunk oder Telefonie können Sie in einem Angebot erhalten. Internet-Flatrates, wie sie etwa für die IP-Telefonie erforderlich sind, gehören in Unternehmen sowie Haushalten zum Standard. Weitere Vorteile umfassen die höhere Geschwindigkeit sowie die Möglichkeit mehrerer Parallelgespräche.

Der wesentliche Nachteil findet sich in der Abhängigkeit von der Internetverbindung. Fällt diese aus, so ist auch keine Telefonie mehr möglich. Ebenso ist die Sprachqualität stets nur so gut wie das Übertragungsnetz selbst. Instabile Leitungen können sich auf die Sprachqualität auswirken. Dem können Sie aber mit einer Breitbandanbindung mit garantierter Verfügbarkeit entgegenwirken. Ebenso ist eine zweite kostengünstige Internet-Leitung empfehlenswert.

Die Sprachqualität kann auch infolge einer stärkeren Auslastung der Internetverbindung beeinträchtigt sein. Dies können Sie durch eine entsprechende Anschluss-Konfiguration beheben, indem die Übertragung der Sprach-Datenpakete priorisiert erfolgt.

Janina Winkler

Technische Redakteurin bei Awantego
Janina Winkler ist Redakteurin für technische Themen im Blog der Biteno.com. Wenn Sie nicht gerade reist und unterwegs ist, beschäftigt Sie sich mit der automatisierten Erstellung von Content aufsemantischer Basis bei der Digital-Agentur Awantego.

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