ID 9031
Jung, Barbara: Innovationsmarkt Voice over IP - Analyse und Chancen -
Eine Marktanalyse zur Produktpositionierung von Voice over IP Privatkundenprodukten
am Beispiel des Produktes IPfonie®privat der QSC AG, Köln
Hamburg: Diplomica GmbH, 2005
Zugl.: Technische Universität Ilmenau, Diplomarbeit, 2005
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Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
II
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS ...II
DARSTELLUNGSVERZEICHNIS ... IV
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ...V
1. Einleitung ...1
1.1 Zielsetzung ... 2
1.2 Aufbau der Arbeit ... 2
2. Grundlagen Voice over IP ...4
2.1. Begriffsbestimmung ... 4
2.2. Entwicklung der Internet-Telefonie... 5
2.3 Technische Grundlagen ... 8
2.3.1 Endgeräte ... 9
2.3.2 Sprachkodierung und komprimierung... 11
2.3.3 Protokolle und Standards ... 12
2.3.3.1 Der H.323-Standard ... 13
2.3.3.2 Das Session Initiation Protocol (SIP) ... 16
2.3.4 Qualitätskriterien ... 18
2.3.5 Sicherheit im VoIP-Umfeld... 20
2.4 Rechtliche Grundlagen ... 21
2.4.1 Europäische und nationale Rahmenbedingungen ... 22
2.4.2 Rechtliche Einordnung von VoIP ... 23
2.4.3 Produktabgrenzung und rechtliche Konsequenzen... 24
2.4.3.1 Notrufverpflichtung ... 26
2.4.3.2 Entbündelung ... 27
2.4.3.3 Überwachungsmaßnahmen... 28
2.4.3.4 Rufnummernvergabe... 29
2.4.4 Ausblick und Tendenzen ... 30
3. Marktanalyse...32
3.1 Begriff der Marktanalyse... 32
3.2 Problemstellung, Forschungsziel und -design ... 33
3.3 Abgrenzung und Analyse des VoIP-Marktes... 35
3.3.1 Anbietersituation... 37
3.3.1 1 Internet-Telefonie Unternehmen... 38
3.3.1.2 Unternehmen mit eigener Netzinfrastruktur ... 41
3.3.1.3. Internet-Service-Provider... 43
3.3.1.4 potentielle Anbieter ... 48
3.3.2 Kundensituation... 48
3.3.2.1 Anbieter-Endkunden Beziehung ... 48
3.3.2.2 Kundenbedürfnisse und Kaufmotive... 51
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
III
3.3.3 Produktsituation... 57
3.3.3.1 Zielgruppe... 58
3.3.3.2 Produktrahmenbedingungen ... 59
3.3.3.3 Produktlösungen und -funktionalitäten ... 61
3.3.3.4 Produkt- und Verbindungsentgelte... 62
3.3.3.5 Technologie ... 66
3.3.3.6 Substitutionsprodukte ... 67
3.3.4 Entwicklungstendenzen... 67
3.4 Zusammenfassung und Hypothesenbildung ... 68
4. Produktpositionierung...73
4.1 Produktbegriff ... 73
4.2 Begriff der Produktpositionierung ... 74
4.3 Ziel der Produktpositionierung... 76
4.4 Prozess der Produktpositionierung ... 77
4.4.1 Marktsegmentierung und Vorselektion der Teilmärkte... 78
4.4.2 Auswahl des Zielmarktes ... 82
4.4.3 Differenzierung des Produktes ... 83
4.4.4 Positionierung des Produktes... 86
4.5 Ausblick ... 87
5. Produktpositionierung am Beispiel des Produktes IPfonie
®
privat...89
5.1 Die QSC AG ... 89
5.1.1 Unternehmensentwicklung und strategische Ausrichtung ... 89
5.1.2 Privatkunden im Focus der QSC AG ... 92
5.2 Das Produkt IPfonie
®
privat ... 92
5.2.1 Anwendung des Produktpositionierungsprozesses ... 93
5.2.1.1 Marktsegmentierung und Vorselektion der Teilmärkte... 93
5.2.1.2 Auswahl des Zielmarktes... 94
5.2.1.3 Differenzierung des Produktes ... 95
5.2.1.4 Positionierung des Produktes... 96
6. Fazit und Ausblick...97
LITERATURVERZEICHNIS ...99
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
IV
DARSTELLUNGSVERZEICHNIS
Darstellung 1: Funktionsprinzip der Internet-Telefonie ...9
Darstellung 2: Gerätenutzung in der Internet-Telefonie anhand
Headset/IP-Telefon...10
Darstellung 3: Schematischer Aufbau eines H.323-Netzes anhand
zweier H.323-Zonen...15
Darstellung 4: Netzwerkkomponenten bei Einsatz des SIP-Protokolls
im IP-Umfeld...17
Darstellung 5: Forschungsdesign der vorliegenden Marktanalyse...35
Darstellung 6: Relevanter Markt der vorliegenden Marktanalyse nach
Definition und Abgrenzungskriterien von Meffert und
Nickel ...37
Darstellung 7: Schema der Produkterwerbung ...49
Darstellung 8: Aktuelle und potentielle VoIP-Kunden nach Zugangs-
technologie ...49
Darstellung 9: Motive der Nicht-VoIP-Nutzer ...52
Darstellung 10: Potentiale VoIP nach Mercer Management...55
Darstellung 11: Produktmerkmale eines VoIP-Produktes ...58
Darstellung 12: VoIP-Rufnummernvergabe und VoIP-Verfügbarkeit anhand
der Vorwahlbereiche der betrachteten Unternehmen ...60
Darstellung 13: VoIP-Produktlösungen der betrachteten Anbieter ...61
Darstellung 14: Produktentgelte der betrachteten Anbieter...62
Darstellung 15: Verbindungsentgelte der Anbieter (Festnetz)...63
Darstellung 16: Verbindungsentgelte der Anbieter (Mobilfunk)...64
Darstellung 17: Verbindungsentgelte der Anbieter (ausgewählte Länder) ...65
Darstellung 18: Marktsegmentierung nach Zugangstechnologien
für Anbieter mit DSL-Angebot...80
Darstellung 19: Marktsegmentierung nach technischem Verständnis
für sämtliche Anbieter ...80
Darstellung 20: Entscheidungshilfe für VoIP-Anbieter zur Markt-
segmentierung ...82
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
V
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
ATA ...Analog Telephone Adapter
B2B... Business to Business
CD... Compact Disk Recordable
DNS ... Domain Name Server
eco... Verband der deutschen Internetwirtschaft
E-Mail... elektronische Post
ERG... European Regulators Group
IETF ... Internet Engineering Task Force
IP... Internet Protocol
ISDN... Integrated Services Digital Network
ISP... Internet-Service-Provider
ITU... International Telecommunication Union
MCU...Multipoint Control Unit
NTR ...nationale Teilnehmerrufnummer
P2P...Peer-to-Peer
PC ...Personal Computer
PSTN ...Public Switched Telephone Network
QoS ...Quality of Service
RegTP ...Regulierungsbehörde für Telekommunikation
und Post
RSVP...Ressource Reservation Protocol
RTCP ...Real Time Control Protocol
RTP ...Real Time Transport Protocol
SIP...Session-Initiation-Protocol
SMS...Short Message Service
TKG ... Telekommunikationsgesetz
TRTKÜ ... Technischen Richtlinie Telekommunikations-
überwachung
USB ...Universal Serial Bus
UDP ...User Datagram Protocol
UAC...User Agent Client
AUS ...User Agent Server
URL ...Uniform Resource Locator
VATM ...Verband der Anbieter von Telekommunikations-
und Mehrwertdiensten e.V.
VoIP...Voice over IP
VoIPSA...VoIP Security Alliance
VPN ...Virtual Private Network
WLAN...Wireless Local Area Network
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
1
1. Einleitung
Geht man vom Alter der Internet-Telefonie aus, so besteht kein Zweifel, dass
diese im zehnten Entwicklungsjahr ohne bislang nennenswerten Marktdurch-
bruch Skeptiker findet. Allen Skeptikern zum Trotz ist jedoch die neue
Technologie, die 1995 mit unzureichender Sprachqualität und PC-gebunden
begann
1
, heute im Breitbandbereich ungeahnten Möglichkeiten ausgesetzt.
Bislang primär für Daten genutzte Netze nunmehr auch in Verbindung mit
Sprache nutzen zu können stellt einen Synergie-Effekt dar, der eine wesentliche
Rolle im I
NTERNET DER NÄCHSTEN
G
ENERATION
2
spielt. Wird Voice over Internet
Protocol kurz VoIP genannt mit diesen günstigeren Startbedingungen nun
den Durchbruch im Privatkundenmarkt schaffen? M
ATTHIAS
K
URTH
, Chef der
Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP), ist unbe-
stritten der Meinung ,,dass der Markt vor einer gewaltigen Veränderung
steht."
3
Sollten diese Veränderungen Realität werden, würde die neue Internet-
technik die Vormacht der D
EUTSCHEN
T
ELEKOM
AG und damit die
herkömmliche Telefonie bedrohen.
Die Internet-Technik universell einsetzbar und somit beweglich kann gegen
den starren herkömmlichen Anschluss eingetauscht werden. Dieser Aspekt
wirft für Unternehmen nicht nur Fragen zu den Entscheidungen der
Regulierern, sondern auch zur Situation auf dem Markt der Internet-Telefonie
für Privatkunden auf. Wie sieht dieser Markt, der vor einer etwaigen
Veränderung steht, aus und welche Aussichten bestehen hier für
Unternehmen?
Für die einzelnen Anbieter auf dem deutschen VoIP-Markt bestehen vielfältige
Möglichkeiten bei der Positionierung ihrer Privatkundenprodukte. Seien es
Qualität, Preis oder noch nicht realisierte Produktfunktionen: Kunden-
erwartungen sind wenig analysiert und die Investitionen der Unternehmen
1
Vgl. Moos, R., Voice over IP, 2001, S. 1.
2
Vgl. Badach, A., Voice over IP, 2004, S. 28.
3
Berke, J., Internettelefonie, 2004, S. 60.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
2
müssen sich lohnen. Gerade auf diesem neuen Markt ist es somit wichtig das
VoIP-Produkt geeignet zu positionieren, da hier nachweislich keine
Positionierungsstrategien vorliegen. Doch worauf ist bei der strategisch wich-
tigen Produktpositionierung zu achten und wie kann diese konkret umgesetzt
werden?
Ein konkretes Beispiel liefert hier die QSC AG, bundesweiter Telekommuni-
kationsanbieter mit eigenem DSL-Netz, deren VoIP-Privatkundenprodukt
IPfonie
®
privat auf dem VoIP-Markt positioniert wird.
1.1 Zielsetzung
Ziel der Arbeit ist die Erfassung eines anwendbaren Modells der Positionierung
von VoIP-Produkten auf dem deutschen Internet-Telefoniemarkt für Privat-
kunden und deren Umsetzung am Beispiel der QSC AG. Zu diesem Zweck
muss der Markt der Produkte eingegrenzt und analysiert werden. Ferner ist
von großer Bedeutung, dass aktuelle Information aufgearbeitet werden und
ständig in die Arbeit mit einfließen.
1.2 Aufbau der Arbeit
Ausgehend von den technischen und rechtlichen VoIP-Gegebenheiten in Ka-
pitel 2 wird in Kapitel 3 die Marktanalyse durchgeführt, welche die Grundlage
der Produktpositionierung darstellt. In einer explorativen Forschung werden
mittels Internetrecherche die Situation der Anbieter, der Kunden, die Produkt-
situation sowie die Entwicklungstendenzen erfasst und in Beziehung
zueinander gesetzt. Die daraus resultierenden Hypothesen dienen in Kapitel 4
der konkreten Umsetzung der Strategie der Produktpositionierung eines VoIP-
Produktes auf dem deutschen Privatkundenmarkt. Hier werden sowohl Markt-
segmentierungsalternativen als auch Produktdifferenzierungsalternativen zur
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
3
Produktpositionierung festgelegt, die im konkreten Anwendungsbeispiel des
Produktes IPfonie
®
privat der QSC AG angewandt werden.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
4
2. Grundlagen Voice over IP
Um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu sichern muss jede Unternehmung im
Rahmen der Produktpositionierung die Spezifika des Produktes V
OICE OVER
IP
verstehen, um diese gezielt einsetzen und letztendlich zur Absatzsteigerung
vorantreiben zu können. Zum besseren Verständnis und für den weiteren Gang
der Arbeit wird in diesem Kapitel ein kurzer Überblick über die technologische
Entwicklung von Voice over IP, das dahinterliegende technische Konstrukt und
die derzeit vorliegenden rechtlichen Rahmenbedingungen gegeben.
2.1. Begriffsbestimmung
Ist das Datenkommunikationsnetz, über das Sprache übertragen wird, ein
I
NTERNET
-P
ROTOKOLL
-N
ETZ
(IP-Netz), und wird über dieses Sprache in Echtzeit
übertragen, so spricht man von V
OICE OVER
IP (dt.: Sprachübertragung über das
Internet Protokoll) kurz VoIP oder von IP-T
ELEFONIE
. Stellt das IP-Netz das
öffentliche Internet dar, so kann auch von I
NTERNET
-T
ELEFONIE
gesprochen
werden.
1
Grundsätzlich ist VoIP das technische Verfahren der Sprachübertragung und
nicht dessen Anwendungsbereich.
2
Im Folgenden ist der Begriff VoIP jedoch,
wie im vorherrschenden Sprachgebrauch, neben der Internet-Telefonie und der
IP-Telefonie als Anwendungsbereich anzusehen. Alle drei Bezeichnungen
werden synonym verwendet, wenn es sich um Sprachübertragung über das
öffentliche Internet via IP-Protokoll (die VoIP-Technologie) handelt, es sei denn
dies ist anders gekennzeichnet.
Im korrekten Sinne müsste über V
OICE OVER
IP
OVER
DSL gesprochen werden,
da in der vorliegenden Arbeit die Sprachübertragung im Privatkundensektor
1
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 8.
2
Vgl. Nölle, J., VoIP, 2005, S. 11.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
5
über die DSL-Technologie betrachtet wird.
1
Ausschließlich im Breitbandsektor
ist die qualitativ anspruchsvolle Sprachdatenübertragung gewährleistet. Zur
Vereinfachung wird daher der Zusatz
OVER
DSL in der Schreibweise ausge-
lassen.
2.2. Entwicklung der Internet-Telefonie
Im Vergleich zur herkömmlichen Festnetztelefonie ist die Telefonie in Daten-
kommunikationsnetzen eine sehr junge Technologie. Erste Experimente zur
paketorientierten Sprachübertragung via Internet fanden Mitte der 70er Jahre
statt, danach wurde die Entwicklung jedoch für Jahrzehnte abgebrochen.
2
Erst im Februar 1995 wurde die erste Software für IP-Telefonie I
NTERNET
P
HONE
von der israelischen Firma V
OCALTEC
C
OMMUNICATIONS
L
TD
. angeboten.
3
Die
Gespräche ausschließlich von PC zu PC wurden über Soundkarte,
Lautsprecher und Mikrofon geführt. Der noch vorhandene Halbduplex-Betrieb
erlaubte kein gleichzeitiges Sprechen und beide Endstellen mussten die
Telefonsoftware zur Kommunikation verwenden. Auch die Sprachübertra-
gungsqualität war unzureichend
4
, da die Schmalbandverbindungen für VoIP
nicht ausreichend waren. Dennoch wurde I
NTERNET
P
HONE
mehr als 200.000
Mal vertrieben.
5
Über 100 amerikanische Telefongesellschaften sahen daraufhin
ihre Preispolitik und die damit verbundene Kundenbindung bedroht. Sie
bemühten sich die Technik zu unterbinden und forderten teilweise sogar ein
Verbot der IP-Telefonsoftware.
6
Im Jahr 1996 wurden innerhalb kurzer Zeit weitere Softwareprodukte für die
IP-Telefonie auf den Markt gebracht. Besonders die kostenfreien Programme
C
ONFERENCE
und N
ET
M
EETING
der Firmen N
ETSCAPE
und M
ICROSOFT
fanden
1
Vgl. Billo, T., Voice over DSL, 2002, S. 395.
2
Vgl. Dusch, E., VoIP, 2002.
3
Vgl. Foth, E., IP-Telefonie, 2001, S.13.
4
Vgl. Ottahal, N., Voice-over-IP, 1999.
5
Vgl. Foth, E., IP-Telefonie, 2001, S.13.
6
Vgl. Wimmer, H.-J., Einführung VoIP, 2002; Becker, H., IP-Telefonie, o.J.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
6
unter den PC-Nutzern eine rasche Verbreitung. V
OCALTEC
beteiligte sich am
weiteren Fortschreiten der neuen Technik mit der Entwicklung eines IP-
Telefonie-Gateways, das schließlich den Übergang und damit auch die
Kommunikation zum Telefonnetz PSTN (Public Swichted Telephone Network)
möglich machte.
1
Zu diesem Zeitpunkt war es von Bedeutung, die neue Form
der Sprachkommunikation mittels Standards zu einer zukunftsfähigen und
damit kompatiblen Technik auszubauen. Auch legte im Jahr 1996 die I
NTER
-
NATIONAL
T
ELECOMMUNICATION
U
NION
(ITU) den internationalen H.323-
Standard für Audio-, Video- und Datenkommunikation in IP-Netzen vor
2
, der
lange Zeit die Grundlage für die Verbindungskontrolle der IP-Telefonie sein
sollte (siehe 2.3.4.1). Auch die Kommunikation zwischen Telefonen des PSTN
über das Internet war Ende 1996 Jahres über I
NTERNET
P
HONE
G
ATEWAYS
mög-
lich.
3
Als erster Telefonnetzbetreiber gab die F
INNLAND
T
ELECOM
die Aufnahme
der Internet-Telefonie in ihr Produktportfolio bekannt.
4
Die Firma G
LOBAL
L
INK
setzte 1997 auf den deutschen Internet-Telefoniemarkt
und kündigte Investitionen von etwa 100 Mio. DM für die Einführung eines
Internet-Telefonie-Dienstes an. Wenige Monate später startete die D
EUTSCHE
T
ELEKOM
AG mit der eingekauften I
NTERNET
P
HONE
Software der Firma V
OCAL
-
TEC
das VoIP-Pilotprojekt T-N
ET
C
ALL
mit zunächst etwa 1000 ihrer Kunden.
Die Analyse des Nutzerverhaltens, die Erprobung verschiedener Technologien
und der Vergleich mit Festnetzpreisen stand hierbei im Blickpunkt.
5
Mittler-
weile ist der Probebetrieb von T-N
ET
C
ALL
eingestellt. Ende des Jahres 1997
folgte die Bertelsmann-Tochter M
EDIA
N
ETWORKS
mit ihrem Pilotprojekt
A
VANTI
.
6
29 Softwareprodukte für die Internet-Telefonie auf Basis des
Windows-Betriebssystems wurden 1997 vertrieben.
7
Die D
EUTSCHE
T
ELEKOM
1
Vgl. dazu ausführlich Foth, E., IP-Telefonie, 2001, S.122.
2
Vgl. dazu ausführlich Hitzig, A., VoIP, 2004, S.32.
3
Vgl. Göckel, A., Telefonieren, S. 8f.
4
Vgl. Göckel, A., regulatorisches Umfeld, 1998, S. 250
5
Vgl. dazu ausführlich Zivadinovic, D., Telekom, 1997.
6
Vgl. Verband der Anbieter von Telekommunikations- und Mehrwertdiensten e.V. (Hrsg.), Chronik, 1997.
7
Vgl. Göckel, A., regulatorisches Umfeld, 1998, S. 250.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
7
AG sicherte sich dabei einen Prozentanteil von 21,1 an dem israelischen
Internet-Pionier V
OCALTEC
.
1
Im darauf folgenden Jahr 1998 brachte die ITU die zweite Version des H.323-
Standards heraus, die von vielen Herstellern als Grundlage für die konzipierte
Hardware verwendet wurde.
In den Jahren 1999 und 2000 wurde der Standard weiter entwickelt,
2
da aber die
Internet-Telefonie mit ihren Softclients eher den Anforderungen der PC-
Vielnutzer und Spezialisten entsprach, konnte kein Durchbruch auf dem
Privatmarkt erreicht werden. Fortan richtete sich die Konzentration der
Unternehmen auf den Geschäftskundenmarkt.
Eine Kehrtwende im Durchbruch der neuen Technik ergab sich in China im
Jahr 2000. Dort wurde ein Urteil aufgehoben, das zwei Einzelhändler, welche
Auslands-VoIP-Gespräche zum halben Preis anboten, wegen Verletzung des
Monopols der C
HINA
T
ELEKOM
anklagte. Mit der Aufhebung des Urteils
erkannte das chinesische Ministerium die Chancen von VoIP und beauftragte
den Bau mehrerer Internetnetze.
3
In Deutschland hingegen zeichnete sich ein Durchbruch erst Ende des Jahres
2003
ab. Die QSC AG und B
ROADNET
M
EDIASCAPE
brachten die ersten Privat-
kunden-VoIP-Produkte auf den deutschen Markt. Den Anstoß dazu gaben vor
allem bessere Voraussetzungen bei der Bandbreite 4,4 Millionen DSL-
Anschlüsse
4
und sehr gute Zukunftsperspektiven.
Im Jahr 2004 folgten deutschlandweit große Unternehmen wie etwa die
FREENET
.
DE
AG, WEB.DE oder die U
NITED
I
NTERNET
AG mit der GMX G
MB
H,
welche eigene Produkte auf den Markt brachten (siehe 3.3.1). Auch der größte
deutsche Telekommunikationsanbieter, die D
EUTSCHE
T
ELEKOM
AG mit ihrer
1
Vgl. Verband der Anbieter von Telekommunikations- und Mehrwertdiensten e.V. (Hrsg.),
ChronikII, 1997.
2
Vgl. dazu ausführlich Hitzig, A., VoIP, 2004, S.32.
3
Vgl. Becker, H., IP-Telefonie, o.J.
4
Vgl. Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Hrsg.),
Informationsgesellschaft, 2004, S.4.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
8
Tochter T-O
NLINE
, brachte im März diesen Jahres ein VoIP-Produkt auf den
Markt (siehe 3.3.1.2).
1
2.3 Technische Grundlagen
Im öffentlichen Telefonnetz arbeitet die Vermittlungstechnik leitungsorientiert.
Zwischen den beiden Teilnehmern wird eine Verbindung zugewiesen, die wäh-
rend der Dauer des Telefongesprächs für beide Teilnehmer reserviert bleibt und
für die Ressourcen wie etwa die Bandbreite festgelegt sind. Der gesamte Über-
tragungskanal ist somit während der Verbindung blockiert, selbst wenn keine
Informationen übertragen werden. Wirtschaftlich günstiger kapazitätsbezo-
gen ist die Vermittlungstechnik in Datenkommunikationsnetzen. Sie ist
paketorientiert und die Übertragungswege werden nur dann blockiert, wenn
tatsächlich Dateneinheiten ausgetauscht werden. Diese Einheiten werden in
Form von sogenannten P
AKETEN
ausgetauscht.
2
Im Funktionsprinzip der Darstellung 1 wird die Übertragung von Sprachdaten
in einem Datennetz deutlich. Wie in der herkömmlichen Telefonie, wird hier
die Sprache analog über das Mikrofon des Endgerätes aufgenommen. Die
vorliegenden Sprachinformationen werden daraufhin mit Hilfe von C
ODECS
digitalisiert und komprimiert. Um die Daten über das IP-Netz transportieren zu
können, werden Sie in Pakete aufgeteilt und gesendet. Auf der Empfängerseite
werden die Pakete in sogenannten P
UFFERN
zwischengespeichert, bevor sie
vorgespielt werden. Dies erhöht die Gleichmäßigkeit der Sprachwiedergabe
beim Empfänger.
Nachdem die digitalisierten Daten im letzten Schritt entkomprimiert und de-
kodiert wurden, werden Sie über den Lautsprecher ausgegeben.
1
Vgl. Ihlenfeld, J., T-Online, 2005.
2
Vgl. Tschulik, P., Begriffsbestimmung, 2002, S. 35.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
9
Darstellung 1: Funktionsprinzip der Internet-Telefonie
Quelle: Eigene Darstellung
Das Prinzip der Datenübertragung in IP-Netzen ist bei allen Providern und
Endkunden gleich, bisweilen unterscheidet sich jedoch die Technik.
Zum Verständnis der technischen Unterschiede und Grundlagen wird der
Prozess der IP-Telefonie nachstehend dargelegt.
2.3.1 Endgeräte
Betrachtet man die Endgeräte bei Privatanwendern, lassen sich folgende
Lösungen unterscheiden:
· Softclient
Der Personal Computer kann um eine bestimmte Funktionskomponente den
Softclient erweitert werden. Für die IP-Telefonie mittels eines Softclients
benötigt man für die Ein- und Ausgabe der Sprache ein Mikrofon bzw. Laut-
sprecher. Hier hat sich das Headset etabliert (siehe Darstellung 2). Diese
Komponenten werden mit Hilfe einer Audio/Video-Adapterkarte (Soundkarte)
mit dem PC verbunden. Die Sprache wird durch die Adapterkarte digitalisiert
Kodierung und Komprimierung
der Sprache in digitale Daten
[mittels Codecs]
Paketierung
Endgerät
Endgerät
IP-Providernetz
Zwischenspeicherung
der Pakete in Puffern
Dekomprimierung und kodierung
der digitalen Signale in analoge
Sprache [Codecs wie Sender]
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
10
und komprimiert, die vorhandene Software setzt die ankommende Sprache in
IP-Pakete um.
1
Ein Nachteil bei der Verwendung eines Softclients ist der gleichzeitige Betrieb
des Computers. Nur dann können Gespräche geführt oder angenommen
werden.
Gerätenutzung Internettelefonie
5%
95%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
IP-Telefon
Headset
Darstellung 2: Gerätenutzung in der Internet-Telefonie anhand Headset/IP-Telefon
Quelle: Smart Research
2
Wie in der Darstellung zu sehen, benutzen 95% der Anwender ein Headset zur
VoIP-Kommunikation, wohingegen das nun folgend beschriebene IP-T
ELEFON
nur zu 5% genutzt wird.
· IP-Telefone
IP-Telefone sind spezielle Telefonapparate, die an das IP-Netzwerk ange-
schlossen werden.
3
Sie unterscheiden sich von klassischen Telefonen durch eine
andere Schnittstelle und andere Protokolle, auch die Sprachkompression wird
teilweise von IP-Telefonen realisiert.
4
Inzwischen sind auch schnurlose IP-Telefone auf dem Markt erhältlich. Ferner
kann ein Headset an das IP-Telefon angeschlossen werden. Der große Vorteil
1
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 8.
2
Vgl. Smart Research Online Markt- und Meinungsforschungs GmbH (Hrsg.), Internet-Telefonie, 2004,
S.4.
3
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 8.
4
Vgl. dazu ausführlich Swyx Communications AG (Hrsg.), IP-Telefonie, 2000, S.15.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
11
bei Nutzung eines IP-Telefons ist die Unabhängigkeit von der Nutzung des
PCs.
· Analog Telephone Adapter (ATA)
Der A
NALOG
T
ELEPHONE
A
DAPTER
stellt die Schnittstelle zwischen analogen
End-geräten und VoIP-Systemen dar, durch den ein herkömmliches analoges
Telefon angeschlossen werden kann. Teilweise bieten auf dem Markt erhältliche
Adapter auch die Anschlussmöglichkeit für ein Faxgerät.
1
· VoIP-Handys
Seit jüngster Zeit existieren auch Mobiltelefone mit VoIP-Unterstützung. Via
B
LUETOOTH
- oder WLAN-T
ECHNOLOGIE
wird die Einwahl ins Internet und das
Telefonieren über den eigenen VoIP-Anbieter ermöglicht.
· USB-Telefone
Auch der Einsatz von USB-Telefonen, die direkt per USB-Kabel an den Rechner
angeschlossen werden ist möglich, wobei sich hier, wie im Falle des Softclients,
das Problem der Notwendigkeit des gleichzeitigen Betriebs eines PC`s stellt.
2.3.2 Sprachkodierung und komprimierung
Als analoges Signal muss das gesprochene Wort für die Übermittlung der IP-
Pakete in ein digitales Signal umgewandelt werden, vor Ankunft beim Empfän-
ger wird das Signal wieder vom digitalen in ein analoges Signal gewandelt.
Dieser Vorgang der Sprachkodierung und dekodierung geschieht mit Hilfe
von standardisierten Kodierungen (Codecs), die sich in Sprachqualität und
Bandbreite unterscheiden.
2
1
Vgl. Nölle, J., VoIP, 2005, S. 13.
2
Vgl. dazu ausführlich Badach, A., VoIP, 2004, S. 131, 145.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
12
Um die Datenmenge für die Übertragung zu reduzieren wird in den Codecs
zusätzlich ein Komprimierungsverfahren eingesetzt, das unter anderem
Informationen filtert, die nicht zur Verständlichkeit beitragen. Die Sprach-
qualität nimmt dabei bei zunehmender Komprimierung ab.
1
Auf Sende- und Empfängerseite sollten dieselben Codecs angewendet werden,
da sonst durch Umkodierung der Sprachdaten Zeitverzögerungen und gege-
benenfalls Sprachverschlechterungen auftreten könnten.
2
2.3.3 Protokolle und Standards
Die Kommunikation zwischen Rechnern läuft nach bestimmten Regeln, den
P
ROTOKOLLEN
, ab. Für die Nutzung einer VoIP-Applikation wird nach B
ADACH
zwischen drei Klassen von Protokollen unterschieden:
3
· Protokolle für die S
PRACHÜBERMITTLUNG
, welche die Echtzeit-
Übermittlung der Sprache ermöglichen
· S
IGNALISIERUNGSPROTOKOLLE
, die Auf- und Abbau der Verbindung
steuern
· Protokolle für die S
TEUERUNG
von V
O
IP-G
ATEWAYS
Für die Entwicklung solcher einheitlicher Verfahren in der VoIP-Umgebung
sind maßgeblich die Organisationen Internet Engineering Task Force IETF und
die International Telecommunication Union ITU zuständig.
4
Die IETF ist eine internationale Gemeinschaft von Experten, deren Fokus auf
der Evolution der Internet-Architektur und deren Verbesserung liegt. Als
1
Vgl. dazu ausführlich Nölle, J., VoIP, 2005, S. 12.
2
Vgl. dazu ausführlich Nölle, J., VoIP, 2005, S. 33, 34.
3
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 67, 86.
4
Vgl. Nölle, J., VoIP, 2005, S. 56.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
13
offene Vereinigung beschäftigt sie sich vorrangig mit der Standardisierung von
Protokollen im Internet.
1
Die ITU ist die wichtigste Organisation im Bereich der Telekommunikation und
daher von großer Bedeutung für den VoIP-Bereich. Als zwischenstaatliches
Gremium veröffentlicht sie Empfehlungen, entwickelt und führt weltweit
gültige Standards ein.
2
Ein Protokoll kann gleichwohl als Standard herausgegeben werden, während
Standards auch mehrere Protokolle oder ganze Protokollfamilien enthalten
oder referenzieren können.
Das Führen eines Telefongesprächs erfordert den Auf- sowie Abbau der
Telefonverbindung. Zu diesem Zweck werden Steuerungsinformationen
benötigt, die zwischen den Endgeräten oder Komponenten des Netzwerks
ausgetauscht werden. Die Steuerung oder Signalisierung muss nach einem
weltweit einheitlichen Verfahren, dem S
IGNALISIERUNGSVERFAHREN
, verlaufen,
um die Interoperabilität zu gewährleisten.
3
Die in der VoIP-Umgebung verbreiteten Signalisierungsverfahren sind der
H.323-Standard sowie das SIP-Protokoll, die im Folgenden erläutert werden.
2.3.3.1 Der H.323-Standard
Der H.323-Standard trägt den Titel P
ACKED BASED MULTIMEDIA COMMUNICATION
,
wurde 1996 von der ITU herausgebracht und existiert seit Juli 2003 in der
Version 5; Er ist aus dem H.320 M
ULTIMEDIA
-S
TANDARD FÜR
ISDN abgeleitet.
4
Wie bereits in 2.3.3 erwähnt stellt der Standard einen D
ACHSTANDARD
(auch
Umbrella-Standard) dar, der auf weitere Standards Bezug nimmt und diese
1
Vgl. Nölle, J., VoIP, 2005, S. 57; Dirscherl, A./Korényi, C., VoIP-Lösungen, 2003, S. 21.
2
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S.39.
3
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 46ff.
4
Vgl. Siemens AG, Lexikon, 2005.
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14
integriert.
1
Er legt die technischen Voraussetzungen für die Audio-, Daten- und
Videokommunikation über paketbasierte Netze ohne garantierte Dienstgüte
(Quality of Service siehe 2.3.5) fest. Diese sind die Beschreibung der für die
Kommunikation erforderlichen Netzwerkkomponenten, das Verbindungs-
management, die Verarbeitung der Multimediaströme sowie die Zusammen-
arbeit zwischen verschiedenen Netzwerken.
2
Da der H.323-Standard die Grundlage für die VoIP-Technologie gelegt hat,
wird er an dieser Stelle kurz beschrieben.
Ausgehend von der Netzwerkarchitektur definiert der Standard vier
Komponenten (siehe Darstellung 3): T
ERMINALS
, G
ATEKEEPER
, G
ATEWAYS
sowie
M
ULTIPOINT
C
ONTROL
U
NITS
(MCUs).
T
ERMINALS
stellen die Endgeräte der Kommunikationskette dar, wie etwa ein
PC oder ein anderes Gerät, auf dem die im Standard definierten Protokolle und
eine Multimedia-Anwendung laufen.
3
Mehrere Terminals werden optional von einem G
ATEKEEPER
überwacht. Diese
Gruppierung, mitsamt den Gateways und MCUs, die der Gatekeeper
überwacht, wird H.323-Z
ONE
kurz Z
ONE
genannt.
4
Der Gatekeeper
autorisiert den Netzwerkzugang eines Terminals, kontrolliert die
Bandbreitenverteilung und muss die Daten innerhalb einer Zone dem richtigen
Terminal zuweisen. Er verwaltet die IP-Adressen seiner Zone und ordnet diese
zu,
5
so daß eine bessere Kontrolle und Lastenverteilung gewährleistet wird.
6
Nimmt ein Endgerät die Kommunikation mit einem anderen Netzwerk auf,
kommt das G
ATEWAY
zum Einsatz. Es dient dabei als Schnittstelle zwischen den
1
Vgl. dazu ausführlich Nölle, J., VoIP, 2005, S. 59.
2
Vgl. dazu ausführlich Moos, R., H.323-Standard, 2002, S. 227.
3
Vgl. Hitzig, A., VoIP, 2004, S.32.
4
Vgl. Hitzig, A., VoIP, 2004, S.32.
5
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 196, 214.
6
Vgl. Hitzig, A., VoIP, 2004, S.32.
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
15
Netzwerken und sendet die ankommenden Daten konvertiert in das jeweils
andere Netz (etwa PSTN).
1
Die Kontaktaufnahme zwischen mindestens drei Terminals wird über die
M
ULTIPOINT
C
ONTROL
U
NIT
(MCU) realisiert. Die MCU bestehen aus einem
verbindlichen Multipoint Controller und einem optionalen Multipoint
Processor und steuern die Konferenz sowie die Verarbeitung der Audio-,
Video- und Datenströme.
2
Darstellung 3: Schematischer Aufbau eines H.323-Netzes anhand zweier H.323-Zonen
Quelle: Eigene Darstellung
Die Echtzeitübertragung der Sprache zwischen zwei Terminals wird im H.323-
Standard durch die Protokolle H.225 (Anrufsignalisierung) und H.245
(Anrufkontrolle) realisiert.
3
Zur Kommunikation zwischen zwei Gesprächs-
partnern müssen dann vor der Übertragung der H.225-N
ACHRICHTEN
mehrere
Kanäle aufgebaut werden, die unter anderem die Verbindung steuern.
Übermittelt werden die Nachrichten mit Hilfe des verbindungslosen UDP-
P
ROTOKOLLS
(U
SER
D
ATAGRAM
P
ROTOCOL
) über sogenannte RTP-S
ESSIONS
. Das
1
Vgl. Nölle, J., VoIP, 2005, S. 62f.
2
Vgl. Moos, Roland, H.323-Standard, 2002, S. 234.
3
Vgl. Dirscherl, A./Korényi, C., VoIP-Lösungen, 2003, S. 22.
H.323-Terminals
Gatekeeper
MCU
Gateway
H.323-Terminals
Gatekeeper
MCU
H.323-Gateway
H.323-Zone
IP-Netz
PSTN
H.323-Zone
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16
UDP-Protokoll sorgt für eine schnellere, aber unsichere Übermittlung.
1
Für die
QoS-Unterstützung kann im H.323-Standard das R
ESSOURCE
R
ESERVATION
P
ROTOCOL
(RSVP) eingesetzt werden.
Mit Hilfe eines weiteren Standards (H.450) lassen sich im H.323-Standard auch
Leistungsmerkmale der Telefonie wie z.B. Anrufweiterleitung, Anklopfen o.ä.
realisieren.
2
Aufgrund der Komplexität des Rahmenwerks und dem zunehmenden Anklang
des SIP-P
ROTOKOLLS
wird hier auf eine ausführlichere Behandlung des H.323-
Standards verzichtet.
2.3.3.2 Das Session Initiation Protocol (SIP)
Parallel zum H.323-Standard gewann das S
IGNALISIERUNGSPROTOKOLL
SIP für
VoIP an Bedeutung. Zwar wurde das Protokoll erst 1999 von der IETF ver-
öffentlich, aufgrund seiner Nähe zum Internet und seines einfachen Aufbaus
wurde es jedoch zunehmend beliebter. Hersteller und Netzbetreiber orientieren
sich mittlerweile zunehmend am SIP-Protokoll. Es hat sich zum Quasistandard
entwickelt.
3
Vor allem auch, weil SIP einfacher konzipiert ist und die
Benutzermobilität unterstützt.
4
Das SIP-Protokoll spezifiziert keinen Dachstandard, sondern nur ein
Signalisierungsprotokoll auf der Applikationsebene, das Echtzeit Audio-,
Daten- und Videokommunikation in IP-Netzen festlegt. Dass die Verwendung
weiterer Protokolle (wie beim H.323-Standard) nicht definiert ist stellt einen
weiteren Vorteil dar.
5
Technisch gesehen sind mit dem H.323-Standard und
dem SIP-Protokoll fast die gleichen Probleme lösbar, die Ansätze beider
1
Vgl. dazu ausführlich Badach, A., VoIP, 2004, S. 199, 201.
2
Vgl. dazu ausführlich Badach, A., VoIP, 2004, S. 230f.
3
Vgl. Hitzig, A., VoIP-Tutorial, 2004, S.32.
4
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 247, 254.
5
Vgl. Nölle, J., VoIP, 2005, S. 70f.
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17
Protokolle differieren jedoch.
1
Außerdem ist das SIP-Protokoll nicht auf IP-
Telefonie und Multimediaverbindungen beschränkt.
2
Architektonisch werden von SIP lediglich zwei Netzwerkkomponenten
genutzt: U
SER
A
GENTS
und N
ETZWERKSERVER
(siehe Darstellung 4).
Der User Agent wird auf der Anwenderseite ausgeführt und enthält den
P
ROTOKOLL
C
LIENT
(User Agent Client - UAC), der Anrufe initiiert und einen
P
ROTOKOLL
-S
ERVER
(User Agent Server - UAS), der ankommende Anrufe
beantwortet.
3
Als Netzwerkserver dienen in der SIP-Umgebung der P
ROXY
-S
ERVER
, der die
Protokollelemente weiterleitet, der R
EDIRECT
-S
ERVER
, der den Anrufenden über
die aktuell anzusteuernde IP-Adresse informiert und der L
OCATION
S
ERVER
(Registrar), der für die Lokalisierung der Teilnehmer zuständig ist(siehe
Darstellung 4).
4
Darstellung 4: Netzwerkkomponenten bei Einsatz des SIP-Protokolls im IP-Umfeld
Quelle: Eigene Darstellung
1
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 247.
2
Vgl. dazu ausführlich Köhler, R.-D., H.323 oder SIP, 2002, S. 245.
3
Vgl. dazu ausführlich Köhler, R.-D., H.323 oder SIP, 2002, S. 247.
4
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 252f.
SIP-Gateway
SIP-Gateway
IP-Netz
PSTN
SIP User Agents
SIP-Server
(Proxy/Redirect)
Location
Server
SIP-Netz
Innovationsmarkt Voice over IP Analyse und Chancen
18
Das SIP-Protokoll ist nach einer offenen, internetbasierenden Struktur
aufgebaut. Die Adressierung der Teilnehmer in einem VoIP-System erfolgt
ähnlich wie bei Web-Anwendungen über SIP U
NIFORM
R
ESSOURCE
L
OCATOR
(URL). Eine SIP-URL oder SIP-Adresse kann so mit Hilfe des DNS (Domain
Name System) in eine IP-Adresse umgewandelt werden. Mit Hilfe der text-
basierten SIP-Nachrichten können so A
NFRAGEN
(R
EQUEST
) und A
NTWORTEN
(R
ESPONSE
) für ein Telefonat gesendet werden.
1
Für den Nachrichtentransport
verwendet SIP meist das unzuverlässige und verbindungslose UDP, da SIP
über eigene Fehlerkontrollmechanismen verfügt.
2
Die digitalisierte Sprache
wird nach dem RTP-P
ROTOKOLL
in IP-Paketen transportiert. Daher heißt die
aufgebaute Session zwischen zwei Endgeräten RTP-Session.
3
Der Einsatz des SIP-Protokolls ermöglicht ferner folgende Dienstmerkmale: Die
Anrufweiterleitung (z.B. zum Voice-Mail-System), die Anrufverzweigung
(Weiterleitung eines Anrufs an mehrere Endgeräte), Konferenzschaltung sowie
die weltweite Lokalisation des Nutzers.
4
Die Signalübermittlung zu anderen Netzen, beispielsweise zum PSTN, wird bei
SIP durch das SIP-G
ATEWAY
(siehe Darstellung 4) realisiert. Ebenso ist die
Kommunikation zwischen H.323 und SIP möglich. Hier fungieren H.323
Gatekeeper und SIP-Proxy Server als H.323/SIP Translator.
5
2.3.4 Qualitätskriterien
Die Qualität der Sprachübertragung kann sowohl im Netz selbst als auch in
Verbindung mit ausreichend hohen Bandbreiten erhöht werden. Netzbetreiber
1
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 248, 262, 266.
2
Der Einsatz des zuverlässigen TCP-Protokolls ist auch möglich, das UDP-Protokoll wird
jedoch bevorzugt, da es schneller und effizienter ist. Vgl. dazu Badach, A., VoIP, 2004, S. 248.
3
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 248, 262, 266.
4
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S. 275.
5
Vgl. Badach, A., VoIP, 2004, S.284f, 287.
Ende der Leseprobe aus 119 Seiten
- nach oben
Details
- Arbeit zitieren
- , 2005, Innovationsmarkt Voice over IP - Analyse und Chancen, Hamburg, Bedey Media GmbH, https://www.diplom.de/document/224190
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