Prof. L. Winkler, Hochschule Mittweida

VoIP1

VoIP:Sprachdaten einer Verbindung werden gänzlich oder teilweise über ein IP-Netz übertragen

Hochschule Mittweida (FH), Fachbereich Medien & Elektrotechnik, Professur Kommunikationstechnik

Voice over IP - VoIP

Gliederung:

• Sprachübertragung über das Fernsprechnetz und IP-Netze

• Die Testumgebung

• H.323-Zone: Geräte, Funktionalität, Zusammenwirken

• Installation und Betrieb

• Zusammenfassung

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VoIP2

Telefonie über das Fernsprechnetz – Circuit Switched

Übertragen wird ein kontinuierlicher Datenstrom von 64 kbit/s über gewählte Duplexkanäle.

Die Sprache wird PCM-codiert.

Stimmt das?

PCM-Codec

PCM-Codec

?

PSTNPCM-CodecPCM-Codec

PCM-CodecPCM-Codec

PCM-CodecPCM-Codec

PCM-CodecPCM-Codec

P 0

7 85

2

P 0

7 85

2

ISDN-Anschluß

ISDN-Anschluß

a/b-Anschluß

a/b-Anschluß

01001111 11100011 0100010 010101001101111

11111010 00011010 11111111 01010101 01010101

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VoIP3

Telefonie über IP-Netze

Übertragen werden Datagramme mit Sprachdaten. Jedes Datagramm wird neu geroutet, hat unter-schiedliche Laufzeit und kann verloren gehen.

Es werden verschiedene Sprachcodierverfahren verwendet.

11111010 00011010 01010101 11111010 00011010 01010101

Stimmt das?

Codec Codec

?

PH PHRR

RR

RR

RRDatagram 1

Datagram 2

Datagram 4 Datagram 3Datagram 5

PH - Packet handlerR - Router

PC mit Soundkarte zur Sprachkodierung,einem Internettelefonieprogramm und einem Internetzzugang

RR Internet

RR

RRRR

11111010

00011010

01010101

11111010

00011010

01010101

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VoIP4

Drei Basisszenarien für VoIP

IP-Netz (Internet)

iPhone-to-iPhone

CS-Netz Internet CS-Netz

Phone-Gateway

Phone-GatewayPSTN-Phone-to-PSTN-Phone

P 0

7 85

2

P 0

7 85

2

IP-Netz CS-Netz (Fernsprechnetz)

Phone-Gateway

iPhone-to-PSTN-Phone

P 0

7 85

2

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VoIP5

Multimedia Teleconferencing Standards

• Ziel: Sprach-, Video- und Datenkommunikation (Multimedia-Kommunikation) über verschiedene und inhomogene Netze zu ermöglichen.

• Serie H: AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS• Wichtige Standardserien sind:

T.120 (Data Protocols for Multimedia Conferencing)

Multimedia-Konferenzenzwischen Terminals an verschiedenen Netzen (Filetransfer, Shared Applications, Chat, Standbild, Audio,

Video),

H.320 (Narrow-band Visual Telephone Systems and Terminal Equipment)

Multimedia-Konferenzen über das ISDN unter Nutzung eines oder mehrerer B- oder H-Kanäle

H.323 (Packet-based Multimedia Conferencing Systems)

Multimedia-Konferenzen über Netze, die keine garantierte QOS bieten

H.324 (Terminal for low bit rate Multimedia Conferencing)

Multimedia-Konferenzen über das analoge Fernsprechnetz

• H.323 beschreibt Einrichtungen, die Echtzeitsprache, -video und/oder Datenkommunikation unterstützen. Audio ist Pflicht, alles andere optional.

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VoIP6

H.323-Merkmale

• Beschreibt Einrichtungen, die Echtzeitsprache, -video und/oder Datenkommunika-tion unterstützen. Audio ist Pflicht, alles andere optional.

• H.323-Einrichtungen können verbunden sein: – Punkt-zu-Punkt– an einem alleinstehenden Segment– an einem komplexen Netz

• Über Gateways können H.323-Geräte zusammenarbeiten mit Endgeräten:– am N- und B-ISDN– am Fernsprechnetz

• H.323-Endgeräte können Teil eines PC‘s oder eine extra Gerät sein

• Zwei Protokollausprägungen– 1996: „Visual telephone system“– 1998: „Multimedia communication system“

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VoIP7

H.323–Interoperability of H.323 terminals

H.323Terminal

H.323Multipoint

Control UnitH.323

Terminal Scope of H.323

H.323Gatekeeper

H.323Gateway

H.323Terminal

V.70Terminal

H.324Terminal

SpeechTerminal

H.322Terminal

SpeechTerminal

H.320Terminal

H.321Terminal

GeneralSwitched

TelephoneNetwork

QOSLAN

NarrowISDN

BroadbandISDN

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VoIP8

H.323-Testumgebung

P 0

7 852

H300Labor TK

H300Hauptanlage

Querverbindung S2M

bisherige Technik - Voice over CSbisherige Technik - Voice over CS

H.323-Gatekeeper

H.323-Zone - Voice over IPH.323-Zone - Voice over IP

LAN

H.323-Gateway

H.323-Multipoint

Control Unit

NetMeeting

HiNet RC3000

HiNet LP5100

HiNet LP5100

Signalgabe 1

Signalgabe 2

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VoIP9

H.323-Endgerät

TCP UDPIP

MAC

Lokales Netz

ControlH.245

Call-ControlH.225

RAS-ControlH.225

System Control User Interface

Data InterfaceT.120

Data Equipment

VideocodecH.263, H.261

AudiocodecG.711, G.729, G.723.1, G.722

RTP, RTCP

Microphone, Speaker

Camera, Display

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VoIP10

Gatekeeper, Multipoint Control Unit

• Der Gatekeeper ist ein Server, der eine leistungsfähige Hardware benötigt. Aufgaben sind:– Adressenauflösung: Ermittlung der Transportadresse (IP) aus einer Telefonnummer, der

E-Mail-Adresse, eines Identifiers– Berechtigungssteuerung: AdmissionRq, AdmissionCf, AdmissionRj, mittels derer die

LAN-Benutzung erlaubt wird– Bandbreitensteuerung: BandwidthRq/Cf/Rj, zur Anforderung von Bandbreite– Zonenmanagement: Registrierung von Terminals, Gateways und Multiple Control Units

• Optionale Aufgaben:– Rufautorisierung: der Gatekeeper kann Anrufe zurückweisen – Bandbreitenmanagement: Zurückweisung von Calls, falls keine Bandbreite mehr

vorhanden ist, auch während eines Calls.– Call Management: der GK kann eine Liste aktiver Terminals führen. Kommt eine Call

für ein aktives Terminal wird dieser zurückgewiesen.

• Die MCU unterstützt Konferenzen zwischen drei und mehr Endpunkten.• Eine MCU besteht aus:

– einem Multipoint Controller (MC)– und mehreren Multipoint-Prozessoren (MP‘s)

• Ein MP mixt und vermittelt Audio-, Video- und/oder Datenbits

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VoIP11

Zusammenfassung

• Installation - für Systemadministratoren relativ einfach und ohne größere Probleme• Betrieb – zuverlässig und in der gewohnten Telefonqualität

• Einsatzgebiete:– für kleine und mittlere Firmen ohne klassische Telefoninfrastruktur– für Erweiterungen und Ergänzungen bei einer vorhandenen Telefonieinfrastruktur– Einbindung von Außenstellen in eine vorhandene Infrastruktur

• Plus:– Elektronische Telefonbücher– Man kann weltweit über Internet zum Ortstarif mit Standort telefonieren– Integration von geteilten Anwendungen, Chat– Telearbeit– Alle Telefonate kommen zu dem Rechner, an dem ich mich angemeldet habe

• Minus: – Auch Rechnernetzanschlüsse kosten Geld– Telefon braucht man nicht erst einschalten, einen Rechner schon

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VoIP12

H.323 components of the standard

• H.225 Specifies messages for call control including signaling, registration and admissions, and packetization/synchronization of media streams

• H.245 Specifies messages for opening and closing channels for media streams, and other commands, requests and indications.

• H.261 Video codec for audiovisual services at P*64 Kbps. • H.263 Specifies a new video codec for video over POTS. • G.711 Audio codec,3.1 KHz at 48, 56, and 64 Kbps (normal telephony). • G.722 Audio Codec, 7 KHz at 48, 56, and 64 Kbps. • G.728 Audio Codec, 3.1 KHz at 16 Kbps. Ratified• G.723 Audio Codec, for 5.3 and 6.3 Kbps modes• G.729 Audio Codec

With the ratification of these core components, and the range of networks H.323 can be applied to, products and services based on H.323 are beginning to appear. As a result, interoperability is beginning to assume critical importance.

The IMTC is addressing this concern through its activity groups. Specifically, IMTC’s Corporate Network Conferencing activity group conducted the first industry-wide H.323 interoperability test session in October 1996. Additional sessions were held in December 1996 and February 1997, with more sessions scheduled throughout 1997. This group is also coordinating with IMTC’s POTS and H.320 Interoperability activity groups, to extend this testing to H.324 and H.320 products also T.120