Internet-Telefonie, VoIP

IP-Telefonie, auch "Voice over IP" (VoIP) genannt, ist das Telefonieren über ein Computernetzwerk auf der Grundlage des Internetprotokolls. Wird dafür das Internet genutzt, spricht man von Internet-Telefonie.
 

IP-Telefonie unterscheidet sich in einem wesentlichen Punkt durch die herkömmliche Telefonie:
Während bei einem gewöhnlichen Telefonanruf über das Telefonnetz eine feste (Punkt-zu-Punkt) Verbindung aufgebaut und zur kontinuierlichen Sprachübermittlung aufrecht erhalten wird, wird bei der IP-Telefonie die zu übertragende Sprache komprimiert und in kleine Datenpackete gesteckt um sie so "stückchenweise" über eine variable und keinesfalls festgelegte Verbindung über ein IP-Netzwerk (im Allgemeinen das Internet) zu übertragen.
Telefonieren Sie z.B. von München nach Hamburg mit einem normalen Telefonanschluss, so können Sie sich den Weg, den die Sprachdaten gehen, als eine direkte Linie von München nach Hamburg vorstellen. Beim Telefonieren mit einem IP-Telefon könnte das erste Wort, dass sie Ihrem Gegenüber sagen, seinen Weg durch das Internet über Franfurt gehen, das zweite könnte über Hof, und das dritte im theoretischen Extremfall über NewYork laufen, bevor es beim Gespraechspartner in Hamburg ankommt. Warum genau das so ist, kann in diesem Artikel nicht genauer erläutert werden. Nur soviel als Erklärung: Fast jedes moderne Netzwerk (das Internet) basiert auf dieser Art der Datenübermittlung. Verantwortlich dafür ist das Internet Protocol (IP).
IP-Telefonie macht sich also die Infrastruktur eines bestehenden Netzwerks für die Sprachübertragung zu nutze und teilt sich dieses mit anderen Kommunikationsdiensten.

Das Telefonieren an sich verhält sich bei der IP-Telefonie genauso wie bei der herkömmlichen Telefonie. Mit einem IP-Telefon wählt man wie gewohnt die (herkömmliche) Nummer des gewünschten Gesprächspartners, mit nahezu identischer oder besserer Sprachqualität und unmerklich schlechterer Latentzzeit bzw Delay.

Das Funktionsprinzip ist relativ einfach: Analoge Sprachdaten, die vom Mikrofon des Hörers kommen, werden digitalisiert und über einen Codec komprimiert. Die meisten Codecs benutzen dabei ein Verfahren bei dem, ähnlich wie bei MP3-Dateien, für das menschliche Gehör unwichtige Informationen weggelassen werden. Das verkleinert die Datenmenge und verringert so die zur Übertragung benötigte Bandbreite. Werden allerdings zu viele Informationen weggelassen, leidet auch die Sprachqualität. Die verschiedenen Codec-Verfahren beherrschen die Audiokompression unterschiedlich gut. Manche sind auch speziell dafür ausgelegt, eine niedrige Bandbreite um jeden Preis zu erreichen, andere dagegen verbessern die seit Jahrzehnten gewohnte - relativ schlechte - Telefonqualität auf Radio- oder sogar CD-Niveau. Je nach Codec variiert also die erforderliche Bandbreite sowie die Sprachqualität. Umgekehrt heisst das: Je mehr Bandbreite Ihr Internetanschluss hat, desto hochwertiger kann die Qualität Ihres Telefongesprächs werden.

Dieses Verfahren der Audiokompression wird übrigens beim Mobilfunk auch eingesetzt.

Die Daten werden zum Transport in viele kleine Pakete aufgeteilt, weshalb auch ein Gespräch nun nicht mehr eine ganze Leitung für sich alleine benötigt. Allerdings müssen diese Pakete mit einer gewissen Mindestgeschwindigkeit beim Gegenüber ankommen, damit eine vernünftige Kommunikation möglich ist.
Eine Laufzeit (Delay) von 150 Millisekunden stellt dabei die obere Grenze dar, bis zu der noch ein normales Gespräch möglich ist, bei größeren Werten wird die Verzögerung als störend wahrgenommen. Werden gleichzeitig noch andere Pakete über das Netzwerk übertragen, zum Beispiel beim gleichzeitigen Surfen im Internet die Pakete einer Webseite, dann ist dies eventuell nicht mehr gewährleistet. Pufferalgorithmen versuchen hierbei entgegenwirkend Datenpakete zwischen zu speichern, um die Lücken möglichst klein zu halten.

Damit Verbindungen zu herkömmlichen Telefonnetzen hergestellt werden können, werden Vermittlungsrechner (Gateways) benutzt. Diese sind sowohl mit dem Kommunikationsnetzwerk des IP-Telefons als auch mit dem Telefonnetz verbunden. Empfangen diese eine Anfrage von einem IP-Telefon, leiten sie diese ins Telefonnetz um, indem sie die gewünschte Nummer anrufen. Erhalten sie einen Anruf aus dem Telefonnetz, leiten sie eine Anfrage an das entsprechende IP-Telefon weiter.

Die IP-Telefonie kann auch genutzt werden, um weltweit Gespräche über das Internet zu führen, die so genannte Internet-Telefonie. Wenn beide Teilnehmer einen Internetzugang zum Telefonieren nutzen, werden die Gespräche sehr preiswert und oftmals sogar kostenlos, unabhängig von den Orten, an denen sie sich gerade befinden. Über das Internet kann aber auch Verbindung zu einem Gateway aufgenommen werden, das eine Verbindung in die klassischen Telefonnetze herstellt.
Wird über ein Gateway telefoniert, fallen gewöhnlich minütliche Kosten an, die meist weniger hoch sind als sie bei einem Telefongespräch über die herkömmliche Technik mit einem Standardtarif wären.
 

Damit eine Verbindung zu einem bestimmten Benutzer aufgebaut werden kann, muss dessen Adresse eindeutig bekannt sein. In einem Netzwerk ist jeder Benutzer über eine IP-Adresse in Kombination mit einem Port identifiziert. Allerdings verwenden die meisten Benutzer heutzutage keine festen IP-Adressen. Hinzu kommt, dass viele Internet-Nutzer Router mit PAT oder NAT (Port/Network Address Translation) verwenden, so dass mehrere Geräte sich eine IP-Adresse im Internet teilen können. Es ist also nicht ohne weiteres möglich zu wissen, unter welcher IP-Adresse und Portnummer der gewünschte Gesprächspartner zu erreichen ist.

Um dieses Problem zu lösen wurde das Session Initiation Protocol (SIP) entwickelt. Es erlaubt SIP-Endpunkten, wie zum Beispiel Ihrem SIP-Telefon, sich an einem SIP-Server zeitlich befristet anzumelden. Dadurch können andere SIP-Endgeräte die momentane IP-Adresse Ihres SIP-Telefons vom SIP-Server erfragen. Die Adressierung findet hierbei über das von E-Mail bekannte Uniform Resource Identifier (URI)-Format statt. Die Schreibweise der Teilnehmeradressen lautet dann zum Beispiel "sip:user@domain". Dies bietet die Möglichkeit, dass man in Zukunft über eine Adresse erreichbar sein wird, die dann sowohl für E-Mail als auch Telefonie verwendet werden kann. Des weiteren sind mit SIP auch Videotelefonate möglich als auch Instant Messaging über den SIMPLE-Standard, der, wie das SIP-Protokoll, von der IETF (Internet Engineering Task Force) entwickelt wurde.
Genauer soll hier nicht auf die Übertragungstechnik, die Protokolle und die Kompressionsverfahren eingegangen werden.

Um eine eigene SIP-Adresse (URI) zu bekommen, kann man sich bei vielen freien und kostenpflichtigen Anbietern anmelden. Die meisten ermöglichen das Telefonieren mit Teilnehmern des herkömmlichen Telefonnetzes, da es sich hierbei um ihr Geschäftsmodell handelt. Allerdings vergeben nur einige wenige Anbieter klar ersichtliche SIP-Adressen, sondern hauptsächlich herkömmliche Rufnummern, da die wenigsten SIP-Telefone eine URI wählen können.

Möchten Sie sich nun ein IP-Telefon zulegen oder Ihren PC als IP-Telefon verwenden, so benötigen Sie einen SIP-Account und eine Telefonnummer zu diesem Account. (Die Daten, die Sie mit diesem Account bekommen, geben Sie dann in Ihr Telefon einmalig ein. Den Rest erledigt das Telefon gewöhnlich selbst.) Einen solchen Account können Sie sich z.B. bei web.de kostenlos zulegen, bekommen dazu jedoch eine sehr befremdliche Nummer zugewiesen. Andere Anbieter, wie z.B. Sipgate, bieten gewöhnliche Festnetz-Rufnummern zu sehr günstigen Preisen und meist ohne Grundgebühr an. Sofern Ihr Vorwahlbereich angeboten wird, brauchen Sie Ihren Freunden und Bekannten nur noch ihre neue/weitere Rufnummer durchgeben, unter der Sie von nun an erreichbar sein werden. Sollte Ihr Vorwahlbereich nicht verfügbar sein, müssen Sie den nächsten, in Ihrer Nähe angesiedelten Vorwahlbereich verwenden. (Vorschrift der Regulierungsbehörde)
Mit einer solchen Rufnummer, die lebenslang Ihnen gehört, sind sie von überall in der Welt erreichbar - vom Festnetz und Handy. Vorraussetzung ist natürlich ein nicht zu schmalbandiger Internetzugang und ein SIP-Telefon oder ein Rechner.