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So funktioniert die VoIP-Technologie
Voice over IP ist eine Technologie, bei der digitalisierte Sprache in Form von Datenpaketen mit Hilfe des Internet Protokolls übertragen wird.
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Die VoIP-Technologie unterscheidet sich grundlegend von der digitalen Festnetztelefonie (ISDN), wo digitalisierte Sprache kontinuierlich mit einer festen Bandbreite über eine reservierte Leitungsverbindung zwischen den Gesprächspartnern übertragen wird: Hier muss die Leitung für die ganze Dauer des Gesprächs exklusiv zur Verfügung stehen.
Sprache wird in Daten-Pakete aufgeteilt (Kodierung) ...
Die VoIP-Datenpakete können sich auf unterschiedlichen Wegen durch das Netzwerk bewegen und stehen in Konkurrenz mit Paketen anderer Datenanwendungen (z.B. Video-Dienste, e-Mail), weshalb in der Regel eine bevorzugte Weiterleitung von Sprachdaten für eine gute Sprachqualität notwendig ist. Hierbei ist es aus Effizienzgründen sehr wesentlich, dass nicht genutzte Bandbreite
für andere Anwendungen als Sprache zur Verfügung steht und die Leitung für die Dauer des Gesprächs nicht blockiert bleibt wie bei der leitungsgebundenen Telefonie.
... und aus den beim Empfänger ankommenden Paketen wieder rekonstruiert (Dekodierung)
Ein kontinuierlicher Datenstrom auf Senderseite wird in einzelne Pakete aufgeteilt, die auf Empfangsseite wieder zusammengesetzt werden. Damit bei unvorhergesehenen Verzögerungen einzelner Pakete der Datenstrom auf Empfangsseite nicht abreißt und zu Tonstörungen führt, wird dort ein Pufferspeicher eingesetzt, der mehrere Datenpakete auf Vorrat für den Decoder bereithält. Für
die Dekodierung und Wiedergabe werden die Pakete nacheinander aus dem Pufferspeicher entnommen. Auf diese Weise können zeitliche Schwankungen bei der Paketübertragung bis zu einer einstellbaren Länge ausgeglichen werden.
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Zeitliche Schwankungen werden minimiert
Wenn zeitliche Schwankungen die als Zeitdauer definierte Länge des Empfangspuffers übersteigt, kommt es unmittelbar zur Störung der Sprachwiedergabe. Bei unkomprimierter Sprachübertragung wirkt sich dies durch Knacken bzw. Aussetzer aus, bei Einsatz von Sprachkompression wird das Sprachsignal verzerrt. Dieser bekannte Effekt tritt in analoger Weise auch bei
einer schlechten Mobilfunkverbindung auf, da auch bei GSM die Sprache komprimiert wird.
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Bei der Komprimierung wird das Sprachsignal durch mathematische Verfahren umgeformt, so dass bei Übertragungsfehlern oder Aussetzern der Decoder auf Empfangsseite mit einer Verfälschung des Ausgabesignals antwortet.
Sprachdaten mit höherer Priorität
Damit die Sprachqualität gesichert werden kann, werden Sprachdaten mit Hilfe von Priorisierungsmaßnahmen bevorzugt transportiert. Zu diesem Zweck gibt es auf IP-Ebene verschiedene in der Praxis einsetzbare Priorisierungsverfahren. Auf Ethernet-Ebene gibt es mit dem Standard IEEE 802.1p/Q eine alternative Möglichkeit. Die Verfahren funktionieren alle auf dieselbe Art
und Weise: Der Datenverkehr wird in unterschiedliche Prioritätsklassen eingeteilt und dann entsprechend behandelt: Zu Zeiten hoher Auslastung eines Netzwerkknotens müssen Pakete niedrigerer Priorität auf Empfangsseite in Pufferspeichern warten bis sie an der Reihe sind, während bevorzugter Datenverkehr sofort weitergeleitet wird. Im Überlastungsfall laufen Warteschlangen über, so dass Pakete verworfen werden müssen. Dieser Zustand tritt jedoch zunächst in den unteren
Prioritätsklassen auf. Echtzeitdaten werden erst dann verworfen, wenn deren Datenverkehr selbst das Netz überlastet.
Weitere Informationen zur Anwendung von VoIP:
► Zurück zur Übersicht VoIP: Mit dem Internet-Telefon Geld sparen
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