Was ist VoIP?

Grundlagen der IP-Telefonie für Unternehmen

22.9.2020 - Ralf Sommerfeld

VoIP steht für Voice over IP, was soviel heißt wie Sprache über Internetprotokoll (IP). Wie der Name verrät, erfolgt die Sprach-Übertragung bei VoIP auf Basis des Internetprotokolls über Computernetze (LAN, WLAN) und das Internet. Voice over IP und VoIP spricht man daher auch von IP-Telefonie, Internettelefonie oder Breitbandtelefonie.

 

Warum VoIP?

Spätestens bis 2022 sollen im Rahmen der All-IP-Umstellung sämtliche noch vorhandenen analogen, ISDN- und Primärmultiplexanschlüsse abgeschafft werden. Telefonie lässt sich mittlerweile vollständig über das IT-Netzwerk abwickeln. Da nicht mehr zwei parallele Netze für Telefonie und IT betrieben werden müssen, können die Betreiber freiwerdende Ressourcen an anderen Stellen einsetzen und die Infrastruktur effizienter gestalten. Spezielle Geräte für ISDN werden nicht länger benötigt.

 

Für Nutzer birgt die Umstellung auf VoIP sowohl Vorteile als auch Risiken. Potential liegt nicht zuletzt in möglichen Kostensenkungen und einem größeren Funktionsumfang. Die gemeinsame Infrastruktur und gemeinsame Standards ermöglichen zudem unter dem Begriff Unified Communication & Collaboration (UCC) eine enge Verzahnung von Telefonie und anderen Lösungen, wie zum Beispiel Customer Relation Management (CRM) zur Integration von Kundendaten.

 

Abb. 1: Verzahnung von Kommunikation und Kollaboration (UCC)

 

Wie funktioniert VoIP?

Wie man es bisher von der Telefonie kennt, teilt sich das Telefongespräch auch weiterhin in drei grundsätzliche Vorgänge auf: Verbindungsaufbau, Gesprächsübertragung und Verbindungsabbau. Allerdings werden im Falle von VoIP nicht länger dedizierte Leitungen durchgeschaltet. Einfach ausgedrückt, werden analoge Sprachsignale eines Nutzers mit Hilfe eines Codecs in digitale Signale umgewandelt, als Datenpakete über das lokale Netzwerk und das Internet versendet und beim Empfänger mit demselben Codec wieder umgewandelt und als Sprachsignale ausgegeben. Als Infrastruktur dienen das lokale Rechnernetz und die Internetanbindung.

 

Abb. 2: Umwandlung analoger Sprache in digitale Daten in der IP-Telefonie

 

Verbindungsaufbau

Viele Nutzer sind über dynamische IP-Adressen mit dem Internet verbunden sind, d.h. dass sich die IP-Adresse häufig ändert und sie daher selber nicht für die Kontaktaufnahme durch ein VoIP-Telefon ausreicht. Ein VoIP-Server dient als Vermittler und ermöglicht die Telefonie trotz sich ändernden IP-Adressen der IP-Telefone. Hierzu können sich die IP-Telefone bspw. am VoIP-Server einer IP-Telefonanlage mit ihrer MAC-Adresse registrieren, der Hardware-Adresse des Telefones, die das Gerät eindeutig identifiziert. Somit kennt der VoIP-Server das Telefon und seine aktuelle IP-Adresse und kann die Vermittlung an ein angewähltes Telefon übernehmen. Aufgrund der Vermittlung über IP-Adresse, IP-Netze und Internet anstelle eines herkömmlichen Telefonanschlusses, kann sich dabei das Telefon an einem weltweit beliebigen Ort befinden.

 

Im Falle einer festen, statischen IP-Adresse, ist es möglich, auf dem zugehörigen Rechner einen Vermittlungsserver zu betreiben, wie z.B. OpenSIPS. Ähnlich zur Verbindung von mehreren Ortsnetzen im Festnetz, können so mehrere Vermittlungsserver miteinander verbunden werden. In kommerziellen Lösungen existieren mitunter kostenfreie Verbindungen zwischen VoIP-Partnernetzen. Die Netzauswahl ist allerdings oft eingeschränkt, da die Unternehmen mit den Verbindungen in das reguläre Festnetz und Mobilfunknetz ihren Umsatz bestreiten müssen.

 

Gesprächsübertragung

Sobald das Gespräch angenommen wird, kann die Kommunikation zwischen den IP-Telefonen direkt und unabhängig vom Server erfolgen. Die Grundlage für den Kommunikationsaufbau bildet das Session Initiation Protocol (SIP), das für die IP-Telefonie am weitesten verbreitete Netzprotokoll. Nach dem Aufbau der Kommunikationsverbindung durch SIP, erfolgt die eigentliche Datenübertragung i.d.R. über das Real-Time Transport Protocol (RTP).

 

Verbindungsaufbau in der IP-Telefonie

Abb. 3: Verbindungsaufbau und Gesprächsübertragung in der IP-Telefonie

 

Was wird für VoIP benötigt?

Internetanschluss

Die Grundlage für jeden IP-Telefonanschluss und IP-Telefonanlagen bilden ein ausreichender Breitband-Internetanschluss, Router und Modem, sowie ein möglichst für VoIP optimiertes IT-Netzwerk (Quality of Service). Die benötigte Bandbreite ist vor allem davon abhängig, welche Codecs zur Übertragung eingesetzt werden. Je rechnet man i.d.R. mit 80 bis 100 Kbit/s.

 

SIP-Trunk

Des Weiteren wird ein VoIP-Telefonanschluss benötigt. Durchwahlfähige IP-Anschlüsse für Unternehmen bezeichnet man als SIP-Trunks. SIP-Trunks und meist auch den Internetanschluss kann man von einem SIP-Provider beziehen. Im Normalfall können beliebig viele Leitungen und Rufnummern gebucht werden. Auf Vorgabe der Bundesnetzagentur ist die Größe von Rufnummernblöcken allerdings begrenzt in Abhängigkeit von der Leitungszahl. Für zusätzliche Gesprächskanäle werden keine physikalischen Anschlüsse benötigt. Beim Buchen der Rufnummern und Leitungen handelt es sich inzwischen bei vielen Anbietern um einen rein virtuellen Dienst. Die Erweiterung von bestehenden SIP-Trunks geschieht dann meist mit einem Klick in der Weboberfläche des ISPs oder einem Anruf. Auch Rufnummernportierungen von bestehenden Anschlüssen stellen i.d.R. kein Problem dar, da die Nummern nicht mehr leitungsgebunden sind.

 

IP-Telefonanlage

Unternehmen benötigen je nach Größe und Anforderungen eine IP-fähige Telefonanlage. Dabei kann sich auch die Frage stellen ob man eine ggf. bereits vorhandene Telefonanlage weiterverwenden kann.

 

Kleinen Unternehmen mit weniger als 10 Endgeräten, die nur grundlegende Telefonfunktionen benötigen, kann mitunter auch schon ein VoIP-fähiger Router genügen. Zudem bieten SIP-Provider zu ihren SIP-Trunks oftmals schon eine Auswahl an grundlegenden Funktionen an, je nach Anbieter inklusive oder kostenpflichtig. Viele Unternehmen benötigen allerdings anspruchsvollere Funktionen wie Warteschleifen, Sprachmenüs (IVR) oder Filialfähigkeit zur Standortvernetzung. Oft wird auch eine größere Anzahl an Endgeräten benötigt. In diesen Fällen kann der SIP-Trunk in einer IP-Telefonanlage registriert werden. Die meisten Telefonanlagenhersteller bieten Provider-Templates an, mit denen per Klick und Eingabe der SIP-Registrierungsdaten des Telefonanschlusses die grundlegende Konfiguration automatisch erfolgt.

 

VoIP Inhouse-Setup

Abb. 4: Anbindung eines SIP-Providers an eine lokal betriebene (inhouse/on-premise) IP-Telefonanlage

 

Dank der Software-Grundlage von modernen IP-Telefonanlagen können bei den meisten Anbietern Pakete mit unterschiedlichem Funktionsumfang gebucht werden, passend zum Bedarf des Kunden. Einheitliche Schnittstellen ermöglichen zudem eine Anbindung an andere Software-Systeme, wie z.B. an CRM- und Email-Lösungen oder Sonderlösungen für Call Center, Hotels oder Arztpraxen. Zudem kann die Telefonanlagensoftware auf einer lokalen TK-Anlage oder einem Server in einem Rechenzentrum zum Einsatz kommen. Man spricht hier von inhouse oder on-premise Lösungen, bzw. Cloud oder Hosted. Da im Falle von Cloud-Telefonanlagen der Anbieter oftmals auch SIP-Provider ist, können hier Lösungen aus einer Hand bezogen werden. Für Nutzer kann dies den Einstieg stark vereinfachen, auch da der Anbieter und Betreiber die Einrichtung auf dem Server, Wartung und Updates vornimmt. Die Konfiguration der Anlage erfolgt dann über eine Weboberfläche. Geräte vor Ort werden über die Internetanbindung mit der Cloud-Telefonanlage verbunden.

 

Standortvernetzung mit Cloud-Telefonanlage

Abb. 5: Anbindung von Cloud-Telefonanlage und SIP-Trunk eines VoIP-Providers an lokale Endgeräte

 

IP-Telefone

Auf Basis des gemeinsamen SIP-Standards lassen sich schließlich IP-Telefone einfach an IP-fähige Router oder TK-Anlagen anbinden. Wie auch für Provider, unterstützen die meisten TK-Anlagen Auto-Provisionierung für die bekanntesten Telefonhersteller. Die grundlegende Konfiguration eines Telefones in der Telefonanlage erfolgt in dem Fall automatisch. Nutzer haben eine breite Auswahl zwischen Tischtelefonen, Konferenztelefonen, schnurlosen DECT-Telefonen, Softphones oder Soft-Clients für den Computer und Smartphone-Apps. Oftmals bieten Telefonanlagenhersteller oder SIP-Provider eigene Softphones oder Apps an.