Voice-over-IP - Voice over IP

Voice over Internet Protocol ( VoIP ), auch IP-Telefonie genannt , ist ein Verfahren und eine Gruppe von Technologien für die Bereitstellung von Sprachkommunikation und Multimedia- Sitzungen über Internet Protocol (IP)-Netzwerke, wie das Internet . Die Begriffe Internettelefonie , Breitbandtelefonie und Breitbandtelefondienst beziehen sich speziell auf die Bereitstellung von Kommunikationsdiensten (Sprache, Fax , SMS , Sprachnachrichten) über das Internet und nicht über das öffentliche Telefonnetz (PSTN), auch bekannt als einfacher alter Telefondienst (POTS).

Überblick

Die Schritte und Prinzipien beim Einleiten von VoIP-Telefonanrufen ähneln denen der herkömmlichen digitalen Telefonie und umfassen die Signalisierung, den Kanalaufbau, die Digitalisierung der analogen Sprachsignale und die Kodierung. Anstatt über ein leitungsvermitteltes Netzwerk übertragen zu werden , werden die digitalen Informationen paketiert und die Übertragung erfolgt als IP-Pakete über ein paketvermitteltes Netzwerk . Sie transportieren Medienströme mithilfe spezieller Medienübertragungsprotokolle, die Audio und Video mit Audiocodecs und Videocodecs codieren . Es gibt verschiedene Codecs, die den Medienstrom basierend auf Anwendungsanforderungen und Netzwerkbandbreite optimieren; einige Implementierungen basieren auf Schmalband- und komprimierter Sprache , während andere High-Fidelity- Stereo-Codecs unterstützen.

Die am weitesten verbreiteten Sprachcodierungsstandards in VoIP basieren auf den Kompressionsverfahren Linear Predictive Coding (LPC) und Modified Discrete Cosinus Transformation (MDCT). Beliebte Codecs sind das MDCT-basierte AAC-LD (verwendet in FaceTime ), das LPC/MDCT-basierte Opus (verwendet in WhatsApp ), das LPC-basierte SILK (verwendet in Skype ), μ-law- und A-law- Versionen von G .711 , G.722 und ein Open-Source- Sprachcodec namens iLBC , ein Codec, der nur 8 kbit/s pro Richtung verwendet, genannt G.729 .

Frühe Anbieter von Voice-over-IP-Diensten nutzten Geschäftsmodelle und boten technische Lösungen an, die die Architektur des alten Telefonnetzes widerspiegelten. Anbieter der zweiten Generation wie Skype bauten geschlossene Netze für private Nutzerbasen, die den Vorteil von kostenlosen Anrufen und Komfort bieten, während sie möglicherweise Gebühren für den Zugang zu anderen Kommunikationsnetzen wie dem PSTN erheben. Dies schränkte die Freiheit der Benutzer ein, Hardware und Software von Drittanbietern zu kombinieren. Anbieter der dritten Generation, wie Google Talk , haben das Konzept des föderierten VoIP übernommen . Diese Lösungen ermöglichen typischerweise eine dynamische Verbindung zwischen Benutzern in zwei beliebigen Domänen des Internets, wenn ein Benutzer einen Anruf tätigen möchte.

Neben VoIP-Telefonen ist VoIP auch auf vielen PCs und anderen Internetzugangsgeräten verfügbar. Anrufe und SMS-Textnachrichten können über Wi-Fi oder das mobile Datennetz des Mobilfunkanbieters gesendet werden. VoIP bietet einen Rahmen für die Konsolidierung aller modernen Kommunikationstechnologien unter Verwendung eines einzigen Unified Communications- Systems.

Aussprache

VoIP wird verschiedentlich als ausgesprochen initialism , VOIP oder als ein Akronym , / v ɔɪ p / ( VOYP ). Manchmal werden vollständige Wörter, Voice over Internet Protocol oder Voice over IP verwendet.

Protokolle

Voice over IP wurde mit proprietären Protokollen und Protokollen basierend auf offenen Standards in Anwendungen wie VoIP-Telefonen , mobilen Anwendungen und webbasierter Kommunikation implementiert .

Um die VoIP-Kommunikation zu realisieren, werden verschiedene Funktionen benötigt. Einige Protokolle erfüllen mehrere Funktionen, während andere nur wenige ausführen und gemeinsam verwendet werden müssen. Diese Funktionen umfassen:

  • Netzwerk und Transport – Erstellen einer zuverlässigen Übertragung über unzuverlässige Protokolle, was das Bestätigen des Datenempfangs und das erneute Übertragen nicht empfangener Daten beinhalten kann.
  • Sitzungsverwaltung – Erstellen und Verwalten einer Sitzung (manchmal einfach als "Anruf" bezeichnet), die eine Verbindung zwischen zwei oder mehr Peers ist, die einen Kontext für die weitere Kommunikation bietet.
  • Signalisierung – Durchführen von Registrierung (Werbung der Anwesenheit und Kontaktinformationen) und Auffinden (Auffinden einer Person und Abrufen ihrer Kontaktinformationen), Wählen (einschließlich Melden des Anrufverlaufs ), Verhandlungsfunktionen und Anrufsteuerung (wie Halten, Stummschalten, Weiterleiten/Weiterleiten, Wählen) DTMF-Tasten während eines Anrufs [z. B. um mit einer automatischen Vermittlung oder IVR zu interagieren] usw.).
  • Medienbeschreibung – Bestimmen, welche Art von Medien gesendet werden soll (Audio, Video usw.), wie sie kodiert/dekodiert und wie sie gesendet/empfangen werden (IP-Adressen, Ports usw.).
  • Medien – Übertragen der eigentlichen Medien im Anruf, wie Audio, Video, Textnachrichten, Dateien usw.
  • Dienstqualität – Bereitstellung von Out-of-Band-Inhalten oder Feedback zu den Medien wie Synchronisation , Statistiken usw.
  • Sicherheit – Implementieren von Zugangskontrollen, Überprüfen der Identität anderer Teilnehmer (Computer oder Personen) und Verschlüsseln von Daten zum Schutz der Privatsphäre und Integrität der Medieninhalte und/oder der Kontrollnachrichten.

VoIP-Protokolle umfassen:

Annahme

Verbrauchermarkt

Beispiel für ein Heimnetzwerk mit VoIP

VoIP-Dienste für den Massenmarkt verwenden den vorhandenen Breitband-Internetzugang , über den die Teilnehmer Telefonanrufe auf die gleiche Weise tätigen und empfangen, wie sie es über das PSTN tun würden. Full-Service-VoIP-Telefongesellschaften bieten Inbound- und Outbound-Service mit direkter Inbound-Dialing . Viele bieten unbegrenzte Inlandsgespräche und manchmal Auslandsgespräche gegen eine monatliche Pauschalgebühr an. Telefonate zwischen Teilnehmern desselben Anbieters sind in der Regel kostenlos, wenn kein Flat-Fee-Service verfügbar ist.

Um eine Verbindung zu einem VoIP-Dienstanbieter herzustellen, ist ein VoIP-Telefon erforderlich. Dies kann auf verschiedene Weise umgesetzt werden:

  • Dedizierte VoIP-Telefone stellen mithilfe von Technologien wie kabelgebundenem Ethernet oder Wi-Fi eine direkte Verbindung mit dem IP-Netzwerk her . Diese sind typischerweise im Stil traditioneller digitaler Geschäftstelefone gestaltet.
  • Ein analoger Telefonadapter ist mit dem Netzwerk verbunden und implementiert die Elektronik und Firmware, um ein herkömmliches analoges Telefon zu betreiben, das über eine modulare Telefonbuchse angeschlossen ist. Einige Internet-Gateways und Kabelmodems für Privathaushalte verfügen über diese Funktion.
  • Softphone- Anwendungssoftware, die auf einem vernetzten Computer installiert ist, der mit einem Mikrofon und Lautsprecher oder einem Headset ausgestattet ist. Die Anwendung präsentiert dem Benutzer typischerweise eine Wähltastatur und ein Anzeigefeld, um die Anwendung durch Mausklicks oder Tastatureingabe zu bedienen.

PSTN- und Mobilfunkanbieter

Es ist für Telekommunikationsanbieter immer üblicher, VoIP-Telefonie über dedizierte und öffentliche IP-Netze als Backhaul zu verwenden, um Vermittlungsstellen zu verbinden und sich mit anderen Telefonnetzanbietern zu verbinden; dies wird oft als IP-Backhaul bezeichnet .

Smartphones verfügen möglicherweise über SIP-Clients, die in die Firmware integriert sind oder als Anwendungsdownload verfügbar sind.

Unternehmensnutzung

Aufgrund der Bandbreiteneffizienz und niedrigen Kosten, die VoIP-Technologie bieten kann, migrieren Unternehmen von herkömmlichen Kupferdraht-Telefonsystemen zu VoIP-Systemen, um ihre monatlichen Telefonkosten zu senken. Im Jahr 2008 80% aller neuen Nebenstellenanlage (PBX) Leitungen installiert international waren VoIP. In den Vereinigten Staaten beispielsweise stellt die Sozialversicherungsbehörde ihre Außenstellen mit 63.000 Mitarbeitern von herkömmlichen Telefonanlagen auf eine VoIP-Infrastruktur um, die über ihr bestehendes Datennetzwerk übertragen wird.

VoIP ermöglicht sowohl die Sprach- als auch die Datenkommunikation über ein einziges Netzwerk, wodurch die Infrastrukturkosten erheblich gesenkt werden können. Die Preise für Nebenstellen auf VoIP sind niedriger als für PBX- und Schlüsselsysteme. VoIP-Switches können auf handelsüblicher Hardware wie PCs ausgeführt werden . Anstelle geschlossener Architekturen setzen diese Geräte auf Standardschnittstellen. VoIP-Geräte verfügen über einfache, intuitive Benutzeroberflächen, sodass Benutzer häufig einfache Änderungen an der Systemkonfiguration vornehmen können. Dual-Mode-Telefone ermöglichen es Benutzern, ihre Gespräche fortzusetzen, während sie zwischen einem externen Mobilfunkdienst und einem internen Wi-Fi- Netzwerk wechseln , sodass es nicht mehr erforderlich ist, sowohl ein Tischtelefon als auch ein Mobiltelefon mit sich zu führen. Die Wartung wird einfacher, da weniger Geräte überwacht werden müssen.

VoIP-Lösungen für Unternehmen haben sich zu Unified Communications- Diensten entwickelt, die die gesamte Kommunikation – Telefonanrufe, Faxe, Voicemail, E-Mail, Webkonferenzen und mehr – als eigenständige Einheiten behandeln, die alle über beliebige Mittel und an jedes Mobilteil übermittelt werden können. einschließlich Handys. Zwei Arten von Dienstanbietern sind in diesem Bereich tätig: Eine Gruppe konzentriert sich auf VoIP für mittlere bis große Unternehmen, während eine andere auf den Markt für kleine bis mittlere Unternehmen (KMU) abzielt.

Skype , das sich ursprünglich als Dienst unter Freunden vermarktete, hat begonnen, Unternehmen zu bedienen, indem es kostenlose Verbindungen zwischen allen Benutzern im Skype-Netzwerk bereitstellt und gegen Gebühr Verbindungen zu und von gewöhnlichen PSTN-Telefonen herstellt.

Liefermechanismen

Im Allgemeinen kann die Bereitstellung von VoIP-Telefoniesystemen für organisatorische oder einzelne Benutzer in zwei Hauptliefermethoden unterteilt werden: private oder lokale Lösungen oder extern gehostete Lösungen, die von Drittanbietern bereitgestellt werden. Lokale Bereitstellungsmethoden ähneln eher dem klassischen PBX-Bereitstellungsmodell für die Verbindung eines Büros mit lokalen PSTN-Netzwerken.

Während viele Anwendungsfälle für private oder lokale VoIP-Systeme nach wie vor bestehen, verlagert sich der breitere Markt allmählich auf Cloud- oder gehostete VoIP-Lösungen. Gehostete Systeme eignen sich im Allgemeinen auch besser für kleinere oder private VoIP-Bereitstellungen, bei denen ein privates System für diese Szenarien möglicherweise nicht geeignet ist.

Gehostete VoIP-Systeme

Bei gehosteten oder Cloud- VoIP-Lösungen hostet ein Service Provider oder Telekommunikationsanbieter die Telefonanlage als Softwarelösung in seiner eigenen Infrastruktur.

In der Regel handelt es sich dabei um ein oder mehrere Rechenzentren mit geografischer Relevanz für den/die Endbenutzer des Systems. Diese Infrastruktur befindet sich außerhalb des Benutzers des Systems und wird vom Dienstanbieter bereitgestellt und gewartet.

Endpunkte wie VoIP-Telefone oder Softphone-Anwendungen (Apps, die auf einem Computer oder Mobilgerät ausgeführt werden) stellen eine Remote-Verbindung zum VoIP-Dienst her. Diese Verbindungen erfolgen in der Regel über öffentliche Internetverbindungen, wie z. B. einen lokalen Festnetz-WAN-Breakout oder einen Mobilfunkanbieter.

Private VoIP-Systeme

Asterisk- basierte PBX für kleine Unternehmen

Bei einem privaten VoIP-System befindet sich das primäre Telefoniesystem selbst innerhalb der privaten Infrastruktur der Endnutzerorganisation. Normalerweise wird das System lokal an einem Standort bereitgestellt, der der direkten Kontrolle des Unternehmens unterliegt. Dies kann zahlreiche Vorteile in Bezug auf die QoS-Steuerung (siehe unten ), die Skalierbarkeit der Kosten und die Gewährleistung des Datenschutzes und der Sicherheit des Kommunikationsverkehrs bieten . Die Verantwortung dafür, dass das VoIP-System leistungsfähig und belastbar bleibt, liegt jedoch in erster Linie bei der Endbenutzerorganisation. Dies ist bei einer gehosteten VoIP-Lösung nicht der Fall.

Private VoIP-Systeme können physische Hardware-PBX-Appliances sein, die mit einer anderen Infrastruktur konvergiert oder als Softwareanwendungen bereitgestellt werden. Im Allgemeinen werden die beiden letztgenannten Optionen in Form einer separaten virtualisierten Appliance angeboten. In einigen Szenarien werden diese Systeme jedoch auf einer Bare-Metal-Infrastruktur oder auf IoT-Geräten bereitgestellt. Mit einigen Lösungen wie 3CX können Unternehmen versuchen, die Vorteile von gehosteten und privaten On-Premise-Systemen zu kombinieren, indem sie ihre eigene private Lösung in einer externen Umgebung implementieren. Beispiele können Rechenzentrums- Kollokationsdienste, öffentliche Cloud- oder private Cloud-Standorte sein.

Bei lokalen Systemen stellen lokale Endpunkte am selben Standort in der Regel eine direkte Verbindung über das LAN her . Für Remote- und externe Endpunkte spiegeln die verfügbaren Konnektivitätsoptionen die von gehosteten oder Cloud-VoIP-Lösungen wider.

VoIP-Verkehr zu und von den On-Premises-Systemen kann jedoch oft auch über sichere private Verbindungen gesendet werden. Beispiele sind persönliches VPN, Site-to-Site-VPN, private Netzwerke wie MPLS und SD-WAN oder über private SBCs (Session Border Controller). Obwohl Ausnahmen und private Peering-Optionen existieren, ist es im Allgemeinen ungewöhnlich, dass diese privaten Konnektivitätsmethoden von gehosteten oder Cloud-VoIP-Anbietern bereitgestellt werden.

Servicequalität

Die Kommunikation im IP-Netz wird im Gegensatz zum leitungsvermittelten öffentlichen Telefonnetz als weniger zuverlässig wahrgenommen, da es keinen netzbasierten Mechanismus bietet, um sicherzustellen, dass Datenpakete nicht verloren gehen und in sequentieller Reihenfolge zugestellt werden. Es handelt sich um ein Best-Effort-Netzwerk ohne grundlegende Garantien für die Dienstgüte (QoS). Sprache und alle anderen Daten werden in Paketen über IP-Netzwerke mit fester maximaler Kapazität übertragen. Dieses System kann bei Überlastung anfälliger für Datenverlust sein als herkömmliche leitungsvermittelte Systeme; ein leitungsvermitteltes System mit unzureichender Kapazität wird neue Verbindungen ablehnen, während der Rest ohne Beeinträchtigung übertragen wird, während sich die Qualität von Echtzeitdaten wie Telefongesprächen in paketvermittelten Netzwerken dramatisch verschlechtert. Daher können bei VoIP-Implementierungen Probleme mit Latenz , Paketverlust und Jitter auftreten .

Standardmäßig verarbeiten Netzwerkrouter den Verkehr nach dem Prinzip „Wer zuerst kommt, mahlt zuerst“. Feste Verzögerungen können nicht kontrolliert werden, da sie durch die physische Entfernung verursacht werden, die die Pakete zurücklegen. Sie sind wegen der großen Entfernung zu einem geostationären Satelliten und zurück besonders problematisch, wenn es sich um Satellitenschaltungen handelt ; Verzögerungen von 400–600 ms sind typisch. Die Latenz kann minimiert werden, indem Sprachpakete mit QoS-Methoden wie DiffServ als verzögerungsempfindlich gekennzeichnet werden .

Netzwerkrouter auf Verbindungen mit hohem Verkehrsaufkommen können eine Latenzzeit einführen, die die zulässigen Schwellenwerte für VoIP überschreitet. Übermäßige Last auf einer Verbindung kann zu Staus und damit verbundenen Verzögerungen bei der Warteschlange und Paketverlusten führen . Dies signalisiert einem Transportprotokoll wie TCP , seine Übertragungsrate zu reduzieren, um die Überlastung zu verringern. VoIP verwendet jedoch normalerweise UDP und nicht TCP, da die Wiederherstellung von Staus durch erneute Übertragung normalerweise zu viel Latenzzeit mit sich bringt. So können QoS-Mechanismen den unerwünschten Verlust von VoIP-Paketen vermeiden, indem sie diese sofort vor dem Massenverkehr in der Warteschlange auf demselben Link übertragen, selbst wenn der Link durch Massenverkehr überlastet ist.

VoIP-Endpunkte müssen normalerweise warten, bis die Übertragung vorheriger Pakete abgeschlossen ist, bevor neue Daten gesendet werden können. Obwohl es möglich ist, ein weniger wichtiges Paket mitten in der Übertragung zu unterbrechen (abzubrechen), wird dies häufig nicht getan, insbesondere auf Hochgeschwindigkeitsverbindungen, bei denen die Übertragungszeiten selbst für Pakete mit maximaler Größe kurz sind. Eine Alternative zur Vorrangstellung auf langsameren Verbindungen, wie z. B. Dialup und Digital Subscriber Line (DSL), besteht darin, die maximale Übertragungszeit durch Reduzierung der maximalen Übertragungseinheit zu reduzieren . Da jedoch jedes Paket Protokoll-Header enthalten muss, erhöht dies den relativen Header-Overhead auf jedem durchlaufenen Link.

Der Empfänger muss IP-Pakete, die nicht in der richtigen Reihenfolge ankommen, neu sequenzieren und ordnungsgemäß wiederherstellen, wenn Pakete zu spät oder gar nicht ankommen. Die Paketverzögerungsvariation resultiert aus Änderungen der Warteschlangenverzögerung entlang eines gegebenen Netzwerkpfads aufgrund der Konkurrenz durch andere Benutzer um dieselben Übertragungsstrecken. VoIP-Empfänger tragen dieser Variation Rechnung, indem sie eingehende Pakete kurz in einem Playout-Puffer speichern und die Latenz bewusst erhöhen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass jedes Paket verfügbar ist , wenn es Zeit für die Sprachmaschine ist, es abzuspielen. Die hinzugefügte Verzögerung ist somit ein Kompromiss zwischen übermäßiger Latenz und übermäßigem Dropout , dh kurzzeitigen Audiounterbrechungen.

Obwohl Jitter eine Zufallsvariable ist, ist er die Summe mehrerer anderer Zufallsvariablen, die zumindest einigermaßen unabhängig sind: die einzelnen Warteschlangenverzögerungen der Router entlang des jeweiligen Internet-Pfads. Motiviert durch den zentralen Grenzwertsatz kann Jitter als Gaußsche Zufallsvariable modelliert werden . Dies schlägt vor, die mittlere Verzögerung und ihre Standardabweichung kontinuierlich zu schätzen und die Wiedergabeverzögerung so einzustellen, dass nur Pakete, die mehr als mehrere Standardabweichungen über dem Mittelwert verzögert sind, zu spät ankommen, um nützlich zu sein. In der Praxis wird die Varianz der Latenz vieler Internetpfade von einer kleinen Anzahl (oft einer) relativ langsamer und überlasteter Engpassverbindungen dominiert . Die meisten Internet-Backbone-Verbindungen sind jetzt so schnell (zB 10 Gbit/s), dass ihre Verzögerungen vom Übertragungsmedium (zB Glasfaser) dominiert werden und die Router, die sie steuern, nicht genügend Puffer haben, um Warteschlangenverzögerungen signifikant zu machen.

Eine Reihe von Protokollen wurde definiert, um die Meldung von Dienstgüte (QoS) und Erfahrungsqualität (QoE) für VoIP-Anrufe zu unterstützen. Dazu gehören erweiterte RTP Control Protocol (RTCP)-Berichte, SIP RTCP-Zusammenfassungsberichte, H.460.9 Annex B (für H.323 ), H.248 .30 und MGCP-Erweiterungen.

Der von RFC  3611 spezifizierte RTCP Extended Report VoIP-Metrikenblock wird von einem IP-Telefon oder Gateway während eines Live-Anrufs generiert und enthält Informationen zu Paketverlustrate, Paketverwerfungsrate (wegen Jitter), Paketverlust-/Discard-Burst-Metriken (Burst-Länge/ Dichte, Lückenlänge/-dichte), Netzwerkverzögerung, Endsystemverzögerung, Signal-/Rausch-/Echopegel, Mean Opinion Scores (MOS) und R-Faktoren und Konfigurationsinformationen bezüglich des Jitterpuffers. Während eines Anrufs werden gelegentlich VoIP-Metrikenberichte zwischen IP-Endpunkten ausgetauscht, und eine Anrufendenachricht wird über den SIP-RTCP-Zusammenfassungsbericht oder eine der anderen Signalisierungsprotokollerweiterungen gesendet. VoIP-Metrikenberichte sollen Echtzeit-Feedback zu QoS-Problemen, den Informationsaustausch zwischen den Endpunkten für eine verbesserte Berechnung der Anrufqualität und eine Vielzahl anderer Anwendungen unterstützen.

DSL und ATM

DSL-Modems stellen normalerweise Ethernet-Verbindungen zu lokalen Geräten bereit, aber im Inneren können sie tatsächlich Modems im Asynchronous Transfer Mode (ATM) sein. Sie verwenden ATM Adaptation Layer 5 (AAL5), um jedes Ethernet-Paket zur Übertragung in eine Reihe von 53-Byte-ATM-Zellen zu segmentieren und sie am empfangenden Ende wieder zu Ethernet-Frames zusammenzusetzen.

Die Verwendung einer separaten Virtual Circuit Identifier (VCI) für Audio über IP hat das Potenzial, die Latenz bei gemeinsam genutzten Verbindungen zu reduzieren. Das Potenzial von ATM zur Latenzreduzierung ist bei langsamen Verbindungen am größten, da die Worst-Case-Latenz mit zunehmender Verbindungsgeschwindigkeit abnimmt. Ein Ethernet-Frame voller Größe (1500 Byte) benötigt 94 ms für die Übertragung bei 128 kbit/s, aber nur 8 ms bei 1,5 Mbit/s. Wenn dies der Engpasslink ist, ist diese Latenz wahrscheinlich klein genug, um eine gute VoIP-Leistung ohne MTU-Reduzierungen oder mehrere ATM-VCs zu gewährleisten. Die neuesten Generationen von DSL, VDSL und VDSL2 übertragen Ethernet ohne zwischengeschaltete ATM/AAL5-Schichten und unterstützen im Allgemeinen IEEE 802.1p Priority Tagging, sodass VoIP vor weniger zeitkritischen Datenverkehr eingereiht werden kann.

ATM hat einen erheblichen Header-Overhead: 5/53 = 9,4%, ungefähr das Doppelte des gesamten Header-Overheads eines 1500-Byte-Ethernet-Frames. Diese "Geldautomatensteuer" fällt jedem DSL-Nutzer an, unabhängig davon, ob er mehrere virtuelle Verbindungen nutzt oder nicht – und nur wenige können.

Schicht 2

In der Sicherungsschicht und der physikalischen Schicht werden mehrere Protokolle für Dienstgütemechanismen verwendet, die VoIP-Anwendungen helfen, auch bei Netzwerküberlastung gut zu funktionieren . Einige Beispiele sind:

  • IEEE 802.11e ist eine genehmigte Ergänzung zum IEEE 802.11- Standard, die eine Reihe von Dienstgüteverbesserungen für drahtlose LAN-Anwendungen durch Modifikationen der Media Access Control (MAC)-Schicht definiert. Der Standard wird für verzögerungsempfindliche Anwendungen wie Voice over Wireless IP als von entscheidender Bedeutung angesehen.
  • IEEE 802.1p definiert 8 verschiedene Dienstklassen (einschließlich einer speziellen für Sprache) für den Verkehr auf kabelgebundenem Layer-2- Ethernet .
  • Der ITU-T G.hn- Standard, der eine Möglichkeit bietet, ein Hochgeschwindigkeits- Local Area Network (LAN) (bis zu 1 Gigabit pro Sekunde ) unter Verwendung vorhandener Hausverkabelung ( Stromleitungen , Telefonleitungen und Koaxialkabel ) zu erstellen . G.hn stellt QoS mittels Contention-Free Transmission Opportunities (CFTXOPs) bereit, die Flows (wie einem VoIP-Anruf) zugewiesen werden, die QoS erfordern und die einen Vertrag mit den Netzwerkcontrollern ausgehandelt haben .

Leistungskennzahlen

Die Qualität der Sprachübertragung ist durch mehrere Metriken gekennzeichnet, die von Netzelementen und von der Hardware oder Software des Benutzeragenten überwacht werden können. Solche Metriken umfassen Netzwerkpaketverlust , Paket Jitter , Paketlatenzzeit (Verzögerung), post-Wahl Verzögerung und Echo. Die Metriken werden durch VoIP-Leistungstests und -Überwachung bestimmt.

PSTN-Integration

Ein VoIP Media Gateway Controller (alias Class 5 Softswitch) arbeitet mit einem Media Gateway (alias IP Business Gateway) zusammen und verbindet den digitalen Medienstrom, um den Weg für Sprache und Daten zu vervollständigen. Gateways umfassen Schnittstellen zum Verbinden mit Standard-PSTN-Netzwerken. Auch Ethernet-Schnittstellen gehören zu den modernen Systemen, die speziell für die Anbindung von Anrufen, die über VoIP geführt werden, ausgelegt sind.

E.164 ist ein globaler Nummerierungsstandard sowohl für das PSTN als auch für das öffentliche Landmobilnetz (PLMN). Die meisten VoIP-Implementierungen unterstützen E.164 , damit Anrufe zu und von VoIP-Teilnehmern und dem PSTN/PLMN geleitet werden können. VoIP-Implementierungen können auch die Verwendung anderer Identifizierungstechniken ermöglichen. Skype ermöglicht es Abonnenten beispielsweise, Skype- Namen (Benutzernamen) auszuwählen, während SIP-Implementierungen Uniform Resource Identifier (URIs) ähnlich wie E-Mail-Adressen verwenden können . VoIP-Implementierungen verwenden häufig Methoden zur Übersetzung von Nicht-E.164-Kennungen in E.164-Nummern und umgekehrt, wie der Skype-In-Dienst von Skype und der E.164-Nummer-zu-URI-Zuordnungsdienst (ENUM) in IMS und SIP.

Echo kann auch ein Problem für die PSTN-Integration sein. Häufige Ursachen für Echos sind Impedanzfehlanpassungen in analogen Schaltungen und ein akustischer Weg vom Empfangs- zum Sendesignal am Empfangsende.

Nummernübertragbarkeit

Die lokale Rufnummernmitnahme (LNP) und die mobile Rufnummernmitnahme (MNP) wirken sich ebenfalls auf das VoIP-Geschäft aus. Nummernübertragbarkeit ist ein Dienst, der es einem Teilnehmer ermöglicht, einen neuen Telefonanbieter auszuwählen, ohne dass eine neue Nummer ausgegeben werden muss. Typischerweise liegt es in der Verantwortung des ehemaligen Netzbetreibers, die alte Nummer der vom neuen Netzbetreiber zugewiesenen nicht bekannt gegebenen Nummer "zuzuordnen". Dies wird durch die Pflege einer Nummerndatenbank erreicht. Eine gewählte Nummer wird zunächst vom ursprünglichen Anbieter empfangen und schnell an den neuen Anbieter weitergeleitet. Mehrere Portierungsreferenzen müssen beibehalten werden, selbst wenn der Abonnent zum ursprünglichen Netzbetreiber zurückkehrt. Die FCC schreibt den Spediteuren vor, diese Verbraucherschutzbestimmungen einzuhalten. Im November 2007 erließ die Federal Communications Commission in den Vereinigten Staaten eine Anordnung, mit der die Verpflichtungen zur Nummernübertragbarkeit auf verbundene VoIP-Anbieter und Netzbetreiber, die VoIP-Anbieter unterstützen, ausgeweitet wurden.

Ein aus der VoIP-Umgebung stammender Sprachanruf steht auch vor Herausforderungen beim Least -Cost-Routing (LCR), um sein Ziel zu erreichen, wenn die Nummer an eine Mobiltelefonnummer eines herkömmlichen Mobilfunkanbieters weitergeleitet wird. LCR basiert auf der Überprüfung des Ziels jedes getätigten Telefonanrufs und dem anschließenden Senden des Anrufs über das Netzwerk, das den Kunden am wenigsten kostet. Diese Bewertung wird angesichts der Komplexität der Anrufweiterleitung, die durch die Nummernübertragbarkeit entsteht, umstritten. Mit MNP können sich LCR-Anbieter nicht mehr auf die Verwendung des Netzwerk-Root-Präfix verlassen, um zu bestimmen, wie ein Anruf weitergeleitet wird. Stattdessen müssen sie jetzt das tatsächliche Netz jeder Nummer ermitteln, bevor sie den Anruf weiterleiten.

Daher müssen VoIP-Lösungen auch MNP beim Routing eines Sprachanrufs verarbeiten. In Ländern ohne zentrale Datenbank, wie beispielsweise Großbritannien, kann es erforderlich sein, im Mobilfunknetz abzufragen, zu welchem ​​Heimnetz eine Mobilfunknummer gehört. Da VoIP aufgrund der LCR-Optionen in den Unternehmensmärkten immer beliebter wird, muss VoIP bei der Anrufabwicklung ein gewisses Maß an Zuverlässigkeit bieten.

Notrufe

Ein Telefon mit einer angeschlossenen Landleitung hat eine direkte Beziehung zwischen einer Telefonnummer und einem physischen Standort, das von der Telefongesellschaft und zur Verfügung Ersthelfer über die nationalen Notfallservicestellen in Form von Notfallteilnehmerlisten beibehalten wird. Geht ein Notruf bei einer Zentrale ein, wird der Standort automatisch aus deren Datenbanken ermittelt und auf der Vermittlungsstelle angezeigt.

Bei der IP-Telefonie existiert keine solche direkte Verbindung zwischen Standort und Kommunikationsendpunkt. Selbst ein Anbieter mit kabelgebundener Infrastruktur, wie beispielsweise ein DSL-Anbieter, kennt möglicherweise nur den ungefähren Standort des Geräts basierend auf der dem Netzwerkrouter zugewiesenen IP-Adresse und der bekannten Dienstadresse. Einige ISPs verfolgen die automatische Zuweisung von IP-Adressen zu Kundengeräten nicht.

IP-Kommunikation sorgt für Gerätemobilität. Zum Beispiel kann eine private Breitbandverbindung als Link zu einem virtuellen privaten Netzwerk einer Unternehmenseinheit verwendet werden, wobei in diesem Fall die IP-Adresse, die für die Kundenkommunikation verwendet wird, zum Unternehmen gehören kann, nicht zum privaten ISP. Solche externen Nebenstellen können als Teil einer Upstream-IP-PBX erscheinen. Bei mobilen Geräten, z. B. einem 3G-Mobilteil oder einem drahtlosen USB-Breitbandadapter, hat die IP-Adresse keine Beziehung zu einem dem Telefondienstanbieter bekannten physischen Standort, da sich ein mobiler Benutzer überall in einer Region mit Netzabdeckung befinden kann, sogar über eine andere roaming Mobilfunkunternehmen.

Auf VoIP-Ebene kann sich ein Telefon oder Gateway durch seine Kontoanmeldeinformationen bei einem Session Initiation Protocol (SIP)-Registrar identifizieren . In solchen Fällen weiß der Internet-Telefonie-Dienstanbieter (ITSP) nur, dass das Gerät eines bestimmten Benutzers aktiv ist. Dienstanbieter stellen häufig Notrufdienste nach Vereinbarung mit dem Benutzer bereit, der einen physischen Standort registriert und zustimmt, dass Notdienste nur an diese Adresse bereitgestellt werden, wenn eine Notrufnummer vom IP-Gerät angerufen wird.

Solche Notdienste werden von VoIP-Anbietern in den Vereinigten Staaten durch ein System namens Enhanced 911 (E911) bereitgestellt , das auf dem Wireless Communications and Public Safety Act basiert . Das Notrufsystem VoIP E911 ordnet der Telefonnummer des Anrufers eine physikalische Adresse zu. Alle VoIP-Anbieter, die Zugang zum öffentlichen Telefonnetz bereitstellen, müssen E911 implementieren, einen Dienst, für den der Teilnehmer Gebühren erheben kann. "VoIP-Anbieter erlauben Kunden möglicherweise nicht, sich vom 911-Dienst abzumelden." Das VoIP E911- System basiert auf einer statischen Tabellensuche. Anders als bei Mobiltelefonen, bei denen der Standort eines E911-Anrufs mithilfe von unterstütztem GPS oder anderen Methoden ermittelt werden kann, sind die VoIP-E911-Informationen nur dann korrekt, wenn die Teilnehmer ihre Notfalladresseninformationen aktuell halten.

Fax-Unterstützung

Das Senden von Faxen über VoIP-Netzwerke wird manchmal als Fax over IP (FoIP) bezeichnet. Die Übertragung von Faxdokumenten war in frühen VoIP-Implementierungen problematisch, da die meisten Sprachdigitalisierungs- und -komprimierungscodecs für die Darstellung der menschlichen Stimme optimiert sind und das richtige Timing der Modemsignale in einem paketbasierten, verbindungslosen Netzwerk nicht garantiert werden kann.

Eine standardbasierte Lösung für die zuverlässige Übermittlung von Fax-over-IP ist das T.38- Protokoll. Das T.38-Protokoll soll die Unterschiede zwischen traditioneller paketloser Kommunikation über analoge Leitungen und paketbasierten Übertragungen ausgleichen, die die Grundlage für die IP-Kommunikation bilden. Das Faxgerät kann ein Standardgerät sein, das an einen analogen Telefonadapter (ATA) angeschlossen ist, oder es kann eine Softwareanwendung oder ein dediziertes Netzwerkgerät sein, das über eine Ethernet-Schnittstelle arbeitet. Ursprünglich wurde T.38 für die Verwendung von UDP- oder TCP-Übertragungsverfahren über ein IP-Netzwerk entwickelt.

Einige neuere High-End-Faxgeräte verfügen über integrierte T.38-Funktionen, die direkt mit einem Netzwerk-Switch oder Router verbunden sind. In T.38 enthält jedes Paket einen Teil des Datenstroms, der im vorherigen Paket gesendet wurde. Zwei aufeinanderfolgende Pakete müssen verloren gehen, um tatsächlich die Datenintegrität zu verlieren.

Strombedarf

Telefone für den traditionellen analogen Heimdienst werden normalerweise direkt an Telefonleitungen der Telefongesellschaft angeschlossen, die Gleichstrom liefern, um die meisten grundlegenden analogen Handapparate unabhängig von lokal verfügbarer elektrischer Energie zu versorgen. Die Anfälligkeit von Telefondiensten für Stromausfälle ist selbst bei herkömmlichen analogen Diensten ein häufiges Problem, bei denen Kunden Telefoneinheiten kaufen, die mit drahtlosen Mobilteilen an einer Basisstation betrieben werden oder die über andere moderne Telefonfunktionen wie integrierte Voicemail- oder Telefonbuchfunktionen verfügen .

IP-Telefone und VoIP-Telefonadapter werden mit Routern oder Kabelmodems verbunden, die normalerweise von der Verfügbarkeit von Netzstrom oder lokal erzeugtem Strom abhängen . Einige VoIP-Dienstanbieter verwenden kundenseitige Geräte (z. B. Kabelmodems) mit batteriegepufferten Stromversorgungen, um bei lokalen Stromausfällen einen ununterbrochenen Dienst für bis zu mehreren Stunden zu gewährleisten. Solche batteriegepufferten Geräte sind typischerweise für die Verwendung mit analogen Handgeräten ausgelegt. Einige VoIP-Dienstanbieter implementieren Dienste zum Leiten von Anrufen zu anderen Telefondiensten des Teilnehmers, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, für den Fall, dass das Netzwerkgerät des Kunden nicht erreichbar ist, um den Anruf zu beenden.

Sicherheit

Die Sicherheitsbedenken von VoIP-Telefonanlagen ähneln denen anderer mit dem Internet verbundener Geräte. Dies bedeutet , dass Hacker mit dem Wissen über VoIP - Schwachstellen durchführen kann Denial-of-Service - Attacken, Ernte Kundendaten, Gespräche aufzeichnen und Kompromissvoicemail - Nachrichten. Kompromittierte VoIP-Benutzerkonten oder Sitzungs-Anmeldeinformationen können es einem Angreifer ermöglichen, erhebliche Gebühren für Dienste von Drittanbietern wie Fern- oder Auslandsgespräche zu zahlen.

Die technischen Details vieler VoIP-Protokolle stellen Herausforderungen beim Routing von VoIP-Datenverkehr durch Firewalls und Netzwerkadressübersetzer dar , die zur Verbindung mit Transitnetzwerken oder dem Internet verwendet werden. Private Session Border Controller werden oft verwendet, um VoIP-Anrufe zu und von geschützten Netzwerken zu ermöglichen. Andere Verfahren zum Durchqueren von NAT- Geräten umfassen Hilfsprotokolle wie STUN und Interactive Connectivity Establishment (ICE).

Obwohl viele VoIP-Lösungen für Verbraucher die Verschlüsselung des Signalisierungspfads oder der Medien nicht unterstützen, ist die Sicherung eines VoIP-Telefons konzeptionell einfacher zu implementieren als bei herkömmlichen Telefonleitungen. Die fehlende Verschlüsselung führt dazu, dass VoIP-Gespräche relativ leicht abgehört werden können, wenn ein Zugriff auf das Datennetz möglich ist. Kostenlose Open-Source-Lösungen wie Wireshark erleichtern die Erfassung von VoIP-Gesprächen.

Standards zur VoIP-Absicherung sind im Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) und im ZRTP- Protokoll für analoge Telefonie-Adapter sowie für einige Softphones verfügbar . IPsec ist verfügbar, um Point-to-Point- VoIP auf Transportebene durch opportunistische Verschlüsselung abzusichern .

Regierungs- und Militärorganisationen verwenden verschiedene Sicherheitsmaßnahmen, um den VoIP-Datenverkehr zu schützen, z. B. Voice over Secure IP (VoSIP), Secure Voice over IP (SVoIP) und Secure Voice over Secure IP (SVoSIP). Der Unterschied liegt darin, ob die Verschlüsselung im Telefonendpunkt oder im Netzwerk angewendet wird. Sichere Sprache über sicheres IP kann implementiert werden, indem die Medien mit Protokollen wie SRTP und ZRTP verschlüsselt werden . Secure Voice over IP verwendet Typ-1-Verschlüsselung in einem klassifizierten Netzwerk wie SIPRNet . Public Secure VoIP ist auch mit kostenloser GNU-Software und in vielen gängigen kommerziellen VoIP-Programmen über Bibliotheken wie ZRTP verfügbar .

Anruferidentifikation

Voice-over-IP-Protokolle und -Geräte bieten eine mit dem PSTN kompatible Anrufer-ID- Unterstützung. Viele VoIP-Dienstanbieter erlauben Anrufern auch, benutzerdefinierte Anrufer-ID-Informationen zu konfigurieren.

Hörgerätekompatibilität

Festnetztelefone, die am oder nach dem 28. Februar 2020 in den USA mit Voice over IP-Diensten hergestellt, importiert oder dort verwendet werden sollen, müssen die von der Federal Communications Commission festgelegten Anforderungen an die Hörgerätekompatibilität erfüllen .

Betriebskosten

VoIP hat die Kommunikationskosten durch die gemeinsame Nutzung der Netzwerkinfrastruktur zwischen Daten und Sprache drastisch gesenkt. Eine einzige Breitbandverbindung kann mehr als einen Telefonanruf übertragen. Sicheres Telefonieren mit standardisierten Protokollen wie dem Secure Real-time Transport Protocol , da die meisten Möglichkeiten zum Aufbau einer sicheren Telefonverbindung über herkömmliche Telefonleitungen, wie z. B. Digitalisierung und digitale Übertragung, bei VoIP bereits vorhanden sind. Es ist lediglich erforderlich, den bestehenden Datenstrom zu verschlüsseln und zu authentifizieren . Automatisierte Software, wie beispielsweise eine virtuelle PBX , kann die Notwendigkeit von Personal beseitigen, eingehende Anrufe zu begrüßen und zu vermitteln.

Regulatorische und rechtliche Fragen

Da VoIP immer beliebter wird, interessieren sich Regierungen zunehmend dafür, VoIP ähnlich wie bei PSTN-Diensten zu regulieren.

Überall in den Entwicklungsländern, insbesondere in Ländern, in denen die Regulierung schwach ist oder von den dominierenden Betreibern übernommen wird, werden häufig Beschränkungen für die Nutzung von VoIP auferlegt, einschließlich in Panama, wo VoIP besteuert wird, und Guyana, wo VoIP verboten ist. In Äthiopien , wo die Regierung Telekommunikationsdienste verstaatlicht, ist es strafbar, Dienste über VoIP anzubieten. Das Land hat Firewalls installiert, um zu verhindern, dass internationale Anrufe über VoIP getätigt werden. Diese Maßnahmen wurden ergriffen, nachdem die Popularität von VoIP die Einnahmen des staatlichen Telekommunikationsunternehmens verringerte.

Kanada

In Kanada reguliert die Canadian Radio-Television and Telecommunications Commission den Telefondienst, einschließlich des VoIP-Telefondienstes. In Kanada betriebene VoIP-Dienste sind erforderlich, um einen 9-1-1- Notdienst bereitzustellen .

europäische Union

In der Europäischen Union ist die Behandlung von VoIP-Dienstleistern eine Entscheidung der jeweiligen nationalen Telekommunikationsregulierungsbehörde, die anhand des Wettbewerbsrechts relevante nationale Märkte definieren und dann feststellen muss, ob ein Diensteanbieter auf diesen nationalen Märkten über "erhebliche Marktmacht" verfügt (und so bestimmten Verpflichtungen unterliegen). Generell wird zwischen VoIP-Diensten unterschieden, die über verwaltete Netzwerke (über Breitbandverbindungen) funktionieren, und VoIP-Diensten, die über nicht verwaltete Netzwerke (im Wesentlichen das Internet) funktionieren.

In der einschlägigen EU-Richtlinie sind Verpflichtungen, die unabhängig von Marktmacht bestehen können (z. B. die Pflicht, den Zugang zu Notrufen anzubieten) nicht klar formuliert, und es lässt sich nicht abschließend sagen, ob VoIP-Diensteanbieter beiderlei Art daran gebunden sind. Eine Überprüfung der EU-Richtlinie ist im Gange und soll bis 2007 abgeschlossen sein.

Arabische Staaten des GCC

Oman

Im Oman ist es illegal, nicht autorisierte VoIP-Dienste bereitzustellen oder zu nutzen, sofern Websites von nicht lizenzierten VoIP-Anbietern gesperrt wurden. Verstöße können mit Geldstrafen in Höhe von 50.000 omanischen Rial (ca. 130.317 US-Dollar), einer zweijährigen Haftstrafe oder beidem geahndet werden. Im Jahr 2009 durchsuchte die Polizei 121 Internetcafés im ganzen Land und verhaftete 212 Personen, die VoIP-Dienste nutzten oder anboten.

Saudi Arabien

Im September 2017 hob Saudi-Arabien das Verbot von VoIP auf, um die Betriebskosten zu senken und das digitale Unternehmertum zu fördern.

Vereinigte Arabische Emirate

In den Vereinigten Arabischen Emiraten (VAE) ist es illegal, nicht autorisierte VoIP-Dienste bereitzustellen oder zu nutzen, sofern Websites von nicht lizenzierten VoIP-Anbietern gesperrt wurden. Allerdings waren einige VoIPs wie Skype erlaubt. Im Januar 2018 blockierten Internetdienstanbieter in den Vereinigten Arabischen Emiraten alle VoIP-Apps, einschließlich Skype, erlaubten jedoch nur 2 "von der Regierung genehmigte" VoIP-Apps (C'ME und BOTIM) für einen Festpreis von 52,50 Dh pro Monat für die Nutzung auf mobilen Geräten , und Dh105 pro Monat zur Nutzung über einen angeschlossenen Computer." Im Gegensatz dazu erhielt eine Petition auf Change.org über 5000 Unterschriften, woraufhin die Website in den Vereinigten Arabischen Emiraten gesperrt wurde.

Am 24. März 2020 haben die Vereinigten Arabischen Emirate die Beschränkungen für VoIP-Dienste gelockert, die zuvor im Land verboten waren, um die Kommunikation während der COVID-19-Pandemie zu erleichtern . Beliebte Instant-Messaging-Anwendungen wie WhatsApp , Skype und FaceTime blieben jedoch für Sprach- und Videoanrufe gesperrt, was die Einwohner daran hinderte, kostenpflichtige Dienste der staatlichen Telekommunikationsanbieter des Landes zu nutzen.

Indien

In Indien ist es legal, VoIP zu verwenden, aber es ist illegal, VoIP-Gateways in Indien zu haben. Dies bedeutet effektiv, dass Personen mit PCs diese verwenden können, um VoIP-Anrufe an eine beliebige Nummer zu tätigen, aber wenn die Gegenseite ein normales Telefon ist, darf sich das Gateway, das den VoIP-Anruf in einen POTS- Anruf umwandelt, gesetzlich nicht in Indien befinden . Ausländische VoIP-Serverdienste sind in Indien illegal.

Im Interesse der Access Service Provider und International Long Distance Operators wurde dem ISP die Internettelefonie mit Einschränkungen gestattet. Internettelefonie wird in Umfang, Art und Art als ein anderer Dienst angesehen als Echtzeit-Sprache, wie sie von anderen Zugangsdienstanbietern und Fernverkehrsanbietern angeboten wird. Daher sind in Indien folgende Arten der Internettelefonie erlaubt:

(a) PC zu PC; innerhalb oder außerhalb Indiens
(b) PC / ein Gerät / Adapter, der dem Standard von internationalen Agenturen wie ITU oder IETF usw. in Indien an PSTN/PLMN im Ausland entspricht.
(c) Alle Geräte/Adapter, die den Standards internationaler Agenturen wie ITU, IETF usw. entsprechen, die mit einem ISP-Knoten mit einer statischen IP-Adresse zu einem ähnlichen Gerät/Adapter verbunden sind; innerhalb oder außerhalb Indiens.
(d) Außer was in Bedingung (ii) oben beschrieben ist , ist keine andere Form der Internettelefonie erlaubt.
(e) In Indien wird für die Internettelefonie kein separates Nummernschema bereitgestellt. Gegenwärtig ist die 10-stellige Nummerierungszuweisung basierend auf E.164 für den Festnetztelefonie-, GSM-, CDMA-Drahtlosdienst zulässig. Für Internettelefonie darf das Nummerierungsschema nur dem IP-Adressierungsschema der Internet Assigned Numbers Authority (IANA) entsprechen. Die Übersetzung der E.164-Nummer / privaten Nummer in die einem Gerät zugewiesene IP-Adresse und umgekehrt durch den ISP, um die Einhaltung des IANA-Nummerierungsschemas zu zeigen, ist nicht zulässig.
(f) Dem Internetdienst-Lizenznehmer ist es nicht gestattet, über eine PSTN/PLMN-Konnektivität zu verfügen. Die Sprachkommunikation zu und von einem Telefon, das mit PSTN/PLMN verbunden ist und der E.164-Nummerierung folgt, ist in Indien verboten.

Südkorea

In Südkorea sind nur bei der Regierung registrierte Anbieter berechtigt, VoIP-Dienste anzubieten. Im Gegensatz zu vielen VoIP-Anbietern, von denen die meisten Flatrates anbieten, werden koreanische VoIP-Dienste im Allgemeinen gemessen und zu Tarifen abgerechnet, die denen von terrestrischen Anrufen ähnlich sind. Ausländische VoIP-Anbieter stoßen bei der staatlichen Registrierung auf hohe Hürden. Dieses Problem spitzte sich im Jahr 2006 zu, als Internetdienstanbieter, die auf USFK-Stützpunkten lebenden Mitgliedern der United States Forces Korea vertraglich persönliche Internetdienste zur Verfügung stellten, damit drohten, den Zugang zu VoIP-Diensten zu blockieren, die von USFK-Mitgliedern als wirtschaftliche Möglichkeit genutzt wurden, um mit ihren Mitgliedern in Kontakt zu bleiben Familien in den USA mit der Begründung, dass die VoIP-Provider der Service-Mitglieder nicht registriert seien. Im Januar 2007 wurde ein Kompromiss zwischen USFK und koreanischen Telekommunikationsbeamten erzielt, wonach USFK-Dienstleister, die vor dem 1. müssen einen koreanischen VoIP-Anbieter verwenden, der vertraglich ähnliche Preise wie die Flatrates von US-VoIP-Anbietern anbietet.

Vereinigte Staaten

In den Vereinigten Staaten verlangt die Federal Communications Commission von allen verbundenen VoIP-Dienstanbietern die Einhaltung von Anforderungen, die mit denen für herkömmliche Telekommunikationsdienstanbieter vergleichbar sind. VoIP-Betreiber in den USA müssen die Portabilität lokaler Nummern unterstützen ; Dienstleistungen für Menschen mit Behinderungen zugänglich machen; Regulierungsgebühren, Universaldienstbeiträge und andere vorgeschriebene Zahlungen zahlen ; und ermöglichen es den Strafverfolgungsbehörden, eine Überwachung gemäß dem Communications Assistance for Law Enforcement Act (CALEA) durchzuführen.

Betreiber von „verbundenem“ VoIP (vollständig mit dem PSTN verbunden) sind verpflichtet, ohne besondere Anfrage einen erweiterten 911- Dienst bereitzustellen, Aktualisierungen des Kundenstandorts bereitzustellen, alle Einschränkungen ihrer E-911-Funktionalität gegenüber ihren Verbrauchern klar offenzulegen, eine bestätigende Bestätigung dieser Offenlegungen einzuholen von allen Verbrauchern und 'kann ihren Kunden nicht erlauben, sich vom 911-Service abzumelden'. VoIP-Betreiber profitieren auch von bestimmten US-Telekommunikationsvorschriften, einschließlich eines Anspruchs auf Zusammenschaltung und Austausch von Verkehr mit etablierten Ortsnetzbetreibern über Wholesale-Carrier. Anbieter von „nomadischen“ VoIP-Diensten – also diejenigen, die den Standort ihrer Nutzer nicht bestimmen können – sind von der staatlichen Telekommunikationsregulierung ausgenommen.

Eine weitere Rechtsfrage, die der US-Kongress diskutiert, betrifft Änderungen des Foreign Intelligence Surveillance Act . Es geht um Anrufe zwischen Amerikanern und Ausländern. Die National Security Agency (NSA) ist nicht befugt, die Gespräche von Amerikanern ohne Haftbefehl abzuhören – aber das Internet und insbesondere VoIP ziehen keine so klare Linie zum Standort eines Anrufers oder des Empfängers eines Anrufs wie das herkömmliche Telefonsystem. Da VoIPs geringe Kosten und Flexibilität immer mehr Unternehmen davon überzeugen, die Technologie zu übernehmen, wird die Überwachung für Strafverfolgungsbehörden schwieriger. Die VoIP-Technologie hat auch die Sicherheitsbedenken des Bundes erhöht, da VoIP und ähnliche Technologien es der Regierung erschwert haben, den physischen Standort eines Ziels beim Abfangen von Kommunikationen zu bestimmen, und dies schafft eine ganze Reihe neuer rechtlicher Herausforderungen.

Geschichte

Die frühen Entwicklungen von Paketnetzdesigns von Paul Baran und anderen Forschern wurden durch den Wunsch nach einem höheren Grad an Leitungsredundanz und Netzverfügbarkeit angesichts von Infrastrukturausfällen motiviert, als dies in den leitungsvermittelten Telekommunikationsnetzen der Mitte des 20 Jahrhundert. Danny Cohen demonstrierte erstmals 1973 eine Form von Packet Voice als Teil einer Flugsimulatoranwendung, die über das frühe ARPANET hinweg funktionierte .

Auf dem frühen ARPANET war eine Echtzeit-Sprachkommunikation mit unkomprimierten digitalen Sprachpaketen mit Puls-Code-Modulation (PCM) nicht möglich , die eine Bitrate von 64 kbps aufwiesen, viel größer als die 2,4 kbps- Bandbreite früherer Modems . Die Lösung für dieses Problem war Linear Predictive Coding (LPC), ein Sprachcodierungs- Datenkompressionsalgorithmus , der erstmals 1966 von Fumitada Itakura von der Nagoya University und Shuzo Saito von Nippon Telegraph and Telephone (NTT) vorgeschlagen wurde auf 2,4 kbps, was 1974 zum ersten erfolgreichen Echtzeit-Gespräch über ARPANET zwischen Culler-Harrison Incorporated in Goleta, Kalifornien , und dem MIT Lincoln Laboratory in Lexington, Massachusetts, führte . LPC ist seither das am weitesten verbreitete Sprachcodierungsverfahren. Code-angeregte lineare Vorhersage (CELP), eine Art von LPC-Algorithmus, wurde 1985 von Manfred R. Schroeder und Bishnu S. Atal entwickelt . LPC-Algorithmen bleiben ein Audiocodierungsstandard in der modernen VoIP-Technologie.     

In der darauffolgenden Zeitspanne von etwa zwei Jahrzehnten wurden verschiedene Formen der Pakettelefonie entwickelt und Industrieinteressengruppen gebildet, um die neuen Technologien zu unterstützen. Nach der Beendigung des ARPANET-Projekts und der Erweiterung des Internets für den kommerziellen Verkehr wurde die IP-Telefonie getestet und für die kommerzielle Nutzung bis zur Einführung von VocalChat in den frühen 1990er Jahren und dann im Februar 1995 der offiziellen Veröffentlichung von Internet Phone (oder iPhone kurz) kommerzielle Software von VocalTec , basierend auf dem Audio-Transceiver- Patent von Lior Haramaty und Alon Cohen , gefolgt von anderen VoIP-Infrastrukturkomponenten wie Telefonie-Gateways und Switching-Servern. Bald darauf wurde es zu einem etablierten Interessengebiet in kommerziellen Labors der großen IT-Konzerne. In den späten 1990er Jahren wurden die ersten Softswitches verfügbar und neue Protokolle wie H.323 , MGCP und das Session Initiation Protocol (SIP) erlangten breite Aufmerksamkeit. In den frühen 2000er Jahren brachte die Verbreitung von ständig verfügbaren Internetverbindungen mit hoher Bandbreite zu Wohnhäusern und Unternehmen eine Branche von Internettelefoniedienstanbietern (ITSPs) hervor. Die Entwicklung von Open-Source-Telefonie-Software wie Asterisk PBX hat ein breites Interesse und Unternehmertum an Voice-over-IP-Diensten geschürt und neue Paradigmen der Internet-Technologie wie Cloud-Dienste auf die Telefonie angewendet.

Im Jahr 1999 wurde ein Audiodatenkompressionsalgorithmus mit diskreter Kosinustransformation (DCT) , der als modifizierte diskrete Kosinustransformation (MDCT) bezeichnet wird, für den Siren- Codec übernommen, der im Breitband-Audiocodierungsstandard G.722.1 verwendet wird. Im selben Jahr wurde das MDCT in den LD-MDCT-Sprachcodieralgorithmus adaptiert, der für das AAC-LD- Format verwendet wird und für eine deutlich verbesserte Audioqualität in VoIP-Anwendungen gedacht ist. MDCT wurde in VoIP - Anwendungen, wie zum Beispiel des seit weit verbreitet G.729.1 Breitband - Codec eingeführt im Jahr 2006 von Apple ‚s Facetime (mit AAC-LD) eingeführt im Jahr 2010, die CELT Codec im Jahr 2011 eingeführt, das Opus eingeführt Codec im Jahr 2012, und die 2015 eingeführte Sprachanruffunktion von WhatsApp .

Meilensteine

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Externe Links