VoIP Praxisleitfaden

Inhalt

Vorwort

1 Einleitung

1.1 Telefonie im Sinne dieses Buchs

1.2 Das Phänomen der menschlichen Sprache

1.2.1 Am Anfang steht die Signalisierung

1.2.2 Sprechen sie dieselbe Sprache?

1.2.3 Gut gebrüllt, „Löwe“!

1.3 „Echtzeit“-Kommunikation

1.4 Fernmeldetechnik – gestern und heute

1.4.1 Wer war der Erfinder der Telefonie?

1.4.2 Alles hat seinen Preis

1.4.3 Telefonie wird zur Privatsache

1.5 Thesen zu VoIP – worum geht es den Benutzern?

1.5.1 THESE 1: Effektivität (Zeit) und Effizienz (Geld)

1.5.2 THESE 2: die fünf „S“ der Benutzererwartungen

1.5.3 THESE 3: Profile für Prozesse, Dienste und Benutzer

1.5.4 THESE 4: intelligente Büroumgebungen

1.5.5 THESE 5: IP-Transformation der Kommunikation

1.5.6 THESE 6: Konvergenz der Kommunikation und „Cloud“

1.5.7 THESE 7: Paradigmenwechsel

1.6 VoIP wird Realität

1.6.1 IP-fähige Telekommunikation

1.6.2 Telefonierendes IP

1.6.3 Der lange Weg von der PBX zum SoftSwitch und zur Cloud

1.7 Die Businesstreiber für VoIP

1.8 Die IP-Transformation der Sprache

1.8.1 Wozu braucht man eine ganzheitliche Betrachtung?

1.8.2 Das Modell der IP-Transformation

1.9 VoIP im praktischen Einsatz

1.9.1 Einsatzgebiete für VoIP

1.9.2 Ist VoIP billiger als klassische Telefonie?

1.10 VoIP und das OSI-Modell

1.10.1 Die Bedeutung von TCP und IP für VoIP

1.10.2 Geht Sprache auch auf Schicht zwei?

1.10.3 VoIP und das ISO/OSI-Modell

1.11 Essenz

2 Infrastrukturen im VoIP-Umfeld

2.1 Was gehört zur Infrastruktur?

2.2 Kabel, Leitungen und Drähte

2.2.1 Klassische Telefonkabel

2.2.2 Kabelkategorien

2.2.3 Verdrillung der Adernpaare

2.2.4 Schirmung der Adernpaare und der Kabel

2.2.5 Erdung und/oder Schirmung

2.2.6 Verkabelungsarten und Längenbeschränkungen

2.2.7 Lichtwellenleiter (LWL)

2.3 Kabel- und Leitungsarchitekturen

2.3.1 Ringförmige Verkabelungsarchitekturen

2.3.2 Sternförmige Verkabelungsarchitekturen

2.3.3 Strukturierte Verkabelungsarchitekturen

2.3.4 Redundante Verkabelungsarchitekturen

2.4 Endgeräte für die Kommunikation

2.4.1 Akustikdesign der TEG

2.4.2 Das Telefonendgerät (TEG)

2.4.3 Anschaltung bei klassischer Telefonie

2.4.4 IP-Endgeräte/-Telefone (IP-TEG)

2.5 Anschlüsse für Verkabelungssysteme

2.5.1 Stecker und Buchsen

2.5.2 Auflegeverfahren

2.6 Stromversorgung

2.6.1 Power over Ethernet

2.6.2 Zusätzlicher Betriebsstrom an den Komponenten

2.6.3 Zusätzlicher Betriebsstrom für IP-TEG

2.6.4 Versorgung mit Notstrom

2.7 Die Luft als Infrastruktur

2.8 Kommunikation ohne Drähte, Leitungen und Kabel

2.9 Aktive Netzwerkkomponenten für VoIP

2.9.1 Anschlussvervielfacher – HUB

2.9.2 Anschlussverteiler – Switch

2.9.3 Kommunikationsflussverteiler – Router

2.9.4 Gateways

2.9.5 Firewalls

2.9.6 SBC – Session Border Controller

2.10 Essenz

3 Netze, QoS, Pakete und Bandbreite

3.1 Festnetze für VoIP

3.1.1 Geografische und funktionale Differenzierung

3.1.2 Technologische Differenzierung der Netze

3.1.3 IP-Netze

3.1.4 Breitbandnetze

3.2 Mobilnetze für VoIP

3.2.1 WLAN IEEE 802.11 und seine Komponenten

3.2.2 WLAN-Architekturen

3.2.3 Planung und Implementierung von WLANs

3.2.4 Voice over WLAN (VoWLAN)

3.2.5 Praktischer Einsatz von VoWLAN

3.3 Qualitätsanforderungen der Dienste (QoS)

3.3.1 Subjektive Güte der Sprache – ohne MOS nichts los

3.3.2 Die Kodierung der Sprache

3.4 Parameter der QoS im VoIP-Umfeld

3.4.1 Laufzeit, Laufzeitschwankungen und Paketverluste

3.4.2 Die IP-Paketgröße für Sprachdaten

3.4.3 Paketmarkierungen für VoIP

3.5 IP-Pakete im VoIP-Umfeld

3.5.1 UDP und TCP

3.5.2 IPSec – IP Security

3.5.3 Die Paketstruktur im VPN-Tunnel

3.5.4 RTP – Real-Time Transport Protocol

3.5.5 RTCP – Real Time Control Protocol

3.6 QoS für die Signalisierung

3.7 Bandbreite und Komprimierung

3.7.1 Was ist ERLANG?

3.7.2 Bandbreitenkalkulation für VoIP

3.7.3 Bandbreitenkalkulation für Fax und Modem over IP

3.7.4 Komprimierung

3.7.5 Bandbreitenbedarf der Signalisierung

3.8 Essenz

4 Nummern, Adressen und Namen

4.1 Nummern in der Telefonie

4.1.1 Das internationale Rufnummernformat E.164

4.1.2 Notruf- und andere Sondernummern

4.1.3 Der interne Rufnummernplan

4.1.4 Übersetzung zwischen internem und externem RNP

4.2 Adressen in der IP-Welt

4.3 Die MAC-Adresse

4.3.1 Aufbau der MAC-Adresse

4.3.2 Die Funktion der MAC-Adresse im VoIP-Umfeld

4.4 Die IP-Adresse

4.4.1 Struktur und Funktion der IP-Adressen

4.4.2 Vergabe der IP-Adressen

4.4.3 DHCP für VLAN-Zuordnung

4.4.4 Probleme mit DHCP

4.4.5 LLDP

4.4.6 VoIP und IP-Routing

4.5 Nummern und Namen im Telefonieumfeld

4.5.1 Mit Namen wählen

4.5.2 Das Telefonbuch

4.5.3 Verzeichnisdienst und Telefonbuch

4.6 Namen in der IP-Welt

4.6.1 DNS – der Namensdienst im IP

4.6.2 Suche im DNS

4.6.3 DNS im VoIP-Umfeld

4.7 ENUM – Nummern im Namenformat

4.8 Essenz

5 Protokolle und Dienste für VoIP

5.1 Protokolle der klassischen Telefonie

5.1.1 Protokolle und Dienste des ISDN

5.1.2 Digitale Anschlüsse zum ISDN und zu Teilnehmern

5.1.3 Standardprotokolle für die digitale Vernetzung

5.1.4 Herstellereigene Protokolle für die digitale Vernetzung

5.1.5 Protokolle und Dienste für analoge Kommunikation

5.2 Protokolle der IP-Telefonie

5.3 IP-Protokolle für Management und Konfiguration

5.3.1 Klassische, ungesicherte Managementprotokolle

5.3.2 Gesicherte Managementprotokolle

5.4 IP-Protokolle für die Steuerung und Signalisierung

5.4.1 H.323 zum Teilnehmer

5.4.2 H.323 zur Vernetzung

5.4.3 Weitere wichtige Steuerungs- und Signalisierungsprotokolle

5.5 Protokolle für VoIP-Medienübertragung

5.5.1 Protokolle für Sprache im VoIP-Umfeld

5.5.2 Protokolle für Fax- und Modemdienste

5.6 SIP – das IP-Protokoll für Multimedia und Mobilität

5.6.1 Wozu dient SIP?

5.6.2 Was unterscheidet SIP von anderen Protokollen?

5.6.3 Wie funktioniert SIP?

5.6.4 SIP als Protokoll zu den Endgeräten

5.6.5 SIP als Trunk-Anschluss (Private/Public)

5.6.6 SIP und Sicherheit

5.7 WebRTC – Echtzeitkommunikation Browser

5.7.1 Wozu dient WebRTC?

5.7.2 Was unterscheidet WebRTC von anderen Protokollen?

5.7.3 Wie funktioniert WebRTC?

5.7.4 Überwindung von Netzwerkbarrieren

5.7.5 Zusammenspiel von WebRTC und SIP

5.7.6 WebRTC und Sicherheit

5.8 Essenz

6 Leistungsmerkmale

6.1 Standardisierte Leistungsmerkmale

6.1.1 Leistungsmerkmale für die Teilnehmeridentifikation

6.1.2 Leistungsmerkmale für den Aufbau von Anrufen

6.1.3 Leistungsmerkmale während des Anrufs

6.1.4 Leistungsmerkmale für mehrere Teilnehmer

6.1.5 Weitere standardisierte Leistungsmerkmale

6.2 Nicht standardisierte Leistungsmerkmale

6.2.1 Spezielle Konferenzvarianten

6.2.2 Teamfunktionen

6.2.3 Chef/Sekretär-Funktionen

6.2.4 Präferenzfunktionen

6.2.5 ACD – Automatische Anrufverteilung

6.2.6 Vermittlungsplatz

6.2.7 DISA – Direct Inward System Access

6.3 Essenz

7 Ports, Kanäle und Bündel

7.1 Kanäle und Bündel

7.2 Ports in der IP-Welt

7.2.1 Einsatz der IP-Ports

7.2.2 „Well known“ IP-Ports

7.2.3 Standard-IP-Ports für VoIP

7.2.4 Dynamische IP-Ports

7.3 Essenz

8 Applikationen im VoIP-Umfeld

8.1 Applikationsschnittstellen und Funktionen

8.1.1 CSTA: „Computer sieht TelefonAnlage“

8.1.2 TAPI – Telephony Application Programming Interface

8.1.3 XML – eXtensible Markup Language

8.1.4 SOAP – Simple Object Access Protocol

8.2 Anwendungen mit Kommunikationsfunktionen

8.2.1 CTI (Computer Telephony Integration)

8.2.2 Design einer CTI-Umgebung

8.3 UMS – Unified Messaging System

8.3.1 Nur noch einen „Briefkasten“

8.3.2 Faxnachrichten

8.3.3 SMS-Nachrichten

8.3.4 Abhören und Lesen der Nachrichten im UMS

8.4 Präsenzinformationssysteme

8.4.1 Die Telefonpräsenz

8.4.2 Das Präsenzsystem

8.5 Sprach-Konferenzsysteme

8.5.1 Konferenzvarianten

8.5.2 VoIP und Konferenzfunktionen

8.6 Webkonferenzsysteme

8.6.1 Das Prinzip der Webkonferenzen

8.6.2 Die Funktionsweise von Webkonferenzen

8.6.3 Praktischer Einsatz von Webkonferenzen

8.7 Kollaborationsapplikationen

8.8 Alarmierungs- und Evakuierungssysteme

8.8.1 Alarmierung

8.8.2 Automatische Mitteilungsverteilungen

8.8.3 Evakuation

8.9 Notruf im VoIP-Umfeld

8.9.1 Rechtliche und regulatorische Aspekte des Notrufs

8.9.2 Notruf und Standortinformationen

8.9.3 Anruferlokalisierung auf Basis von E911

8.9.4 Technologische Aspekte des Notrufs im VoIP-Umfeld

8.10 Die Vermittlung

8.10.1 Das Fräulein vom Amt

8.10.2 Der moderne Vermittlungsplatz

8.10.3 Die automatische Vermittlung

8.10.4 Persönlicher Assistent

8.10.5 Routing-Profile

8.11 Anwendungen für die Kundeninteraktion

8.11.1 Von der Vermittlung zum CallCenter

8.11.2 Das moderne CallCenter

8.11.3 Vorteile von VoIP-CallCentern

8.11.4 Multimediale CallCenter

8.11.5 Interne Interaktion

8.11.6 Vom KIZ zum „Business Process Routing“

8.12 Essenz

9 Klassische VoIP-Architekturen

9.1 Als die Telekommunikationssysteme VoIP „lernten“

9.1.1 Auf dem Weg zur VoIP-Architektur

9.1.2 Neu oder Migration?

9.1.3 Von der PBX zur IP-PCX

9.1.4 Von der IP-PCX zur VoIP-PCX

9.1.5 Von IP-enabled zu hybrid

9.1.6 Was ist besser: hybrid oder reines VoIP?

9.1.7 Von der VoIP-PCX zu Soft-VoIP

9.1.8 Zentral oder dezentral?

9.2 Komponenten von VoIP-Systemen

9.2.1 Die Steuereinheit

9.2.2 Redundanz der Steuerungen

9.2.3 Das Koppelfeld

9.2.4 VoIP-Mediagateways

9.2.5 Module für Sonderfunktionen

9.3 Sonderarchitekturen und Trends

9.3.1 Virtuelle Maschinen und Container-Virtualisierung

9.3.2 Offene VoIP-Systeme – „Open Source“-Lösungen

9.3.3 Ich gebe dir was und du gibst mir was

9.4 Essenz

10 VoIP-Cloud-Modelle

10.1 Grundsätzliches zum Thema Cloud

10.1.1 Akteure im Cloud-Umfeld

10.1.2 Von der VoIP-PCX zum CaaS CSP

10.1.3 Begriffsbestimmung „Cloud-Service“

10.1.4 VoIP-Cloud-Modelle vs. klassische VoIP-Architekturen

10.1.5 Server-Virtualisierung als Grundlage von CaaS

10.1.6 Charakteristika von Cloud-Services

10.2 Cloud-Liefer- und -Servicemodelle

10.2.1 Cloud-Liefermodelle

10.2.2 Cloud-Servicemodelle

10.3 Communication as a Service

10.3.1 Chancen und Risiken

10.3.2 Die TK/IT-Abteilung im Wandel

10.3.3 Qualitätssicherung

10.3.4 Methode für eine erfolgreiche CaaS-Transformation

10.3.5 Exemplarische Darstellung einer CaaS-Architektur

10.4 Ökonomische Aspekte eines CaaS

10.4.1 Kostenblöcke eines CaaS-Servicemodells

10.4.2 Kostenvorteile eines CaaS-Servicemodells

10.4.3 Klassische- und Cloud-Lizenzmodelle im Vergleich

10.4.4 TCO-Betrachtung

10.4.5 ROI-Betrachtung

10.5 Essenz

11 Managementsysteme für VoIP

11.1 Die Managementpyramide

11.1.1 Ebene der Basismanagement-Anwendungen

11.1.2 Ebene des Applikationsmanagements

11.1.3 Ebene des allgemeinen Netzwerkmanagements

11.1.4 Ebene des zentralen Ressourcenmanagements

11.1.5 Ebene des übergreifenden Dienstmanagements

11.2 Anlagenbezogenes Basismanagement

11.2.1 Die Managementzentrale der VoIP-Anlage

11.2.2 Anlagenbezogenes Elementmanagement

11.2.3 Elementares Ressourcenmanagement

11.2.4 Nutzermanagement auf der Anlagenebene

11.2.5 Fehler- und Alarmmanagement

11.2.6 Anlagenbezogenes Berechtigungsmanagement

11.3 Management der VoIP-Funktionen

11.3.1 Das QoS-Management auf dem VoIP-System

11.3.2 Das QoS-Management im IP-Netz

11.3.3 Management der DSPs und Codecs

11.3.4 Administration von VoIP-Domains

11.3.5 VoIP-Statistiken

11.4 SNMP im VoIP-Umfeld

11.5 Management zentraler VoIP-Ressourcen und -dienste

11.6 Performancemanagement

11.7 Essenz

12 Sicherheit, Gefahren, Risiken

12.1 Das Verständnis für Sicherheit

12.2 Sicherheit

12.2.1 Das Gefühl von Sicherheit

12.2.2 Gefahren kennen und erkennen

12.2.3 Die Technik ist nur das Mittel

12.2.4 Drei Sicherheitsbereiche

12.3 Risiko

12.4 Gefahr

12.5 Bedrohung

12.6 Warum Sicherheit für VoIP?

12.6.1 BASELer Beschlüsse

12.6.2 Kontroll- und Transparenzgesetz

12.7 IT-Grundschutzkatalog

12.8 BSI – VoIPSec-Studie

12.8.1 Zu Grundlagen und Protokollen von VoIP

12.8.2 Zur Medienübertragung in VoIP

12.8.3 Zum VoIP-Routing – Wegefindung

12.8.4 Zum Routing – Wegefindung der Namen und Nummern

12.8.5 Zur Kodierung des VoIP-Stroms

12.8.6 Angriffspotenzial auf und im IP-Netz

12.9 Essenz

13 VoIP – aber mit Sicherheit

13.1 VoIP-Sicherheit – für was und für wen?

13.2 Bedrohungen der Vertraulichkeit

13.2.1 Nutzersicherheit

13.2.2 Administratorsicherheit

13.2.3 Absicherung für das Systemmanagement

13.3 Bedrohungen gegen die Integrität

13.3.1 Tunnelbildung

13.3.2 Verschlüsselung

13.4 Bedrohungen gegen die Verfügbarkeit

13.5 Authentisierung

13.5.1 Unberechtigte Personen

13.5.2 Authentisierung 802.1x

13.6 Sicherheitsfunktionen im VoIP-System

13.6.1 Trusted Host

13.6.2 TCP-Wrapper

13.6.3 ICMP Redirect

13.7 Zugangssicherheit im IP-Netz

13.7.1 „Lernende“ IP-Anschlusssicherheit (learned port security)

13.7.2 DHCP-Schutz

13.7.3 Zugangskontrolllisten – ACLs (access control lists)

13.8 Essenz

14 Betrieb und Zuverlässigkeit

14.1 Gesicherter Betrieb

14.2 Zuverlässigkeit und Ausfallzeit

14.2.1 Ausfallzeit

14.2.2 Zuverlässigkeit

14.2.3 Verfahren zur Zuverlässigkeitsbetrachtung

14.2.4 Berechnung der Zuverlässigkeit

14.2.5 Bewertung der Zuverlässigkeit eines Gesamtsystems

14.3 Betriebsdauer und Lebenszyklus

14.3.1 Softwarelebenszyklus

14.3.2 Hardwarelebenszyklus

14.4 Betriebsmodelle

14.4.1 OUT-Tasking und -Sourcing

14.4.2 Managed Communication Services

14.5 Essenz

15 Fehler- und Störungsbeseitigung

15.1 Ziele der Fehleranalyse und Störungsbeseitigung

15.1.1 Schnelligkeit ist keine Hexerei

15.1.2 Fehler erkannt – Gefahr gebannt!

15.1.3 Verhindern der Fehlerausbreitung

15.1.4 Ein guter Plan A hat immer einen besseren Plan B

15.1.5 Prävention – denn Vorbeugen ist besser als Heilen

15.1.6 Aus Schaden wird man klug

15.1.7 Wer schreibt, der bleibt

15.2 Fehler und Störungsbilder im VoIP-Umfeld

15.3 Das Telefon geht nicht

15.3.1 Steckt der Fehler in der Physik?

15.3.2 Steckt der Fehler im System?

15.4 Die Verbindung klappt nicht

15.5 Die Sprachqualität bei VoIP ist schlecht

15.5.1 Kriterien für die Sprachqualität

15.5.2 Schwankende und wechselnde Gesprächsqualität

15.5.3 Die Lautstärke ist ungenügend oder unpassend

15.5.4 Störende Echos und Hall während der Verbindung

15.5.5 Verstümmelte und bruchstückhafte Kommunikation

15.6 Essenz

16 VoIP-Analyse

16.1 Ziel und Methode der VoIP-Analyse

16.1.1 Ziele der VoIP-Analyse

16.1.2 Bestandteile der VoIP-Analyse

16.2 Gemessene QoS-Werte der VoIP-Analyse

16.3 MOS-Wert bei der VoIP-Analyse

16.4 Berechnung des MOS-Werts mittels E-Modell

16.4.1 Entwicklung und Ziel des E-Modells

16.4.2 Aufbau und Struktur des E-Modells

16.4.3 Parameter des E-Modells und deren Standardwerte

16.4.4 Der R-Faktor

16.4.5 Die Berechnung des R-Faktors

16.5 Werkzeuge für VoIP-Analysen

16.6 Durchführung der VoIP-Analyse

16.6.1 Planung der VoIP-Analyse

16.6.2 Konfiguration der VoIP-Analyse

16.6.3 Auswertung der VoIP-Analyse

16.6.4 Hilfreiche Sonderfunktionen

16.7 Essenz

Verzeichnis der Abkürzungen

Literatur

Index