Die Entwicklungen der letzten Jahre zeigen, dass die lange bestehende feste Aufteilung auf dem Gebiet der Telekommunikationsbranche schon bald so nicht mehr existieren wird. Netzwerkhersteller erhoffen sich neue Marktanteile auf dem jungen VoIP-Markt und arbeiten energisch an Lösungen zum Thema. So ermöglichen technische Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Sprachcodierung und deren Anwendung auf Hardwarebasis von DSPs revolutionäre Veränderungen in der Sprachübertragung. Weiterentwicklungen in der Netzwerktechnik, wie das Switching, QoS-Mechanismen auf Schicht 2 und 3 sowie das ständige Anwachsen der Übertragungsraten tragen ihren Teil zur Veränderung in der Telekommunikationstechnik bei. Da die IP-Telefonie als eine der Schlüsseltechnologien der Sprachkommunikation gilt, scheint die Auseinandersetzung mit diesem Thema unumgänglich. „Ansatz für eine Migration zu Voice over IP unter Berücksichtigung der Cisco AVVID-Lösung.” Für die Fachhochschule Schmalkalden ist ein Ansatz für eine Migration zu Voice over IP unter Berücksichtigung der Cisco AVVID-Lösung zu entwickeln. AVVID - Architecture for Voice Video and Integrated Data, eine Initiative der Firma Cisco zur Realisierung von Converged Networks in Unternehmen, soll die Grundlage für das zu entwickelnde Migrationskonzept bilden. Migration wird hier als Übergang von einem System auf ein anderes verstanden. Das zu entwickelnde Migrationskonzept ist als Anleitung zur Implementierung eines VoIP-Systems an der Fachhochschule Schmalkalden anzusehen und zielt auf das Ersetzen der bestehenden Sprachkommunikationsstrukturen. Das bestehende Datennetz wird hierzu in der Planung in ein Converged Network überführt. Die Betrachtungen sind dabei eng auf netzwerktechnische Aspekte begrenzt. Für die Entwicklung des Migrationsmodells wird die Cisco AVVID-Architektur herangezogen und generelle Vorschläge zum Netzwerkdesign berücksichtigt. Von Erläuterungen zu allgemeinen Migrationsmodellen wird abgesehen, da sie für das für die FHS zu entwickelnde Modell keine Aussagekraft besitzen. Hierbei beschränkt sich die Arbeit auf die Betrachtung der Modelle der Cisco AVVID-Architektur, da mit der Vorgabe des Herstellers Cisco nur die Cisco-spezifischen Modelle relevant sind.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
2 Grundlagen digitaler Sprachkommunikation
2.1 Sprachdigitalisierung
2.1.1 Signalform-Codierverfahren
2.1.1.1 PCM - Pulsecodemodulation
2.1.1.2 Differenz-Pulsecodemodulation - DPCM
2.1.1.3 Adaptive Pulscodemodulation - APCM
2.1.1.4 Adaptive Differenz-Pulscodemodulation - ADPCM
2.1.2 Transformationscodierverfahren
2.1.3 Vocoder-Verfahren
2.1.4 Hybridcodierverfahren
2.2 Standards der Sprachcodierung
2.2.1 Bewertung der Sprachcodecs
2.3 Sprachdetektion
3 Voice over IP
3.1 Definition
3.2 VoIP-Komponenten
3.2.1 Endgeräte/Terminals
3.2.2 Gateway (GW)
3.2.3 Gatekeeper (GK)
3.2.4 Multipoint Control Unit MCU
3.2.5 Media Gateway Controller - MGC
3.3 Protokolle und Standards
3.3.1 H.323
3.3.1.1 H.323-Protokollsuite
3.3.1.2 RAS-Signalisierung (H.225.0)
3.3.1.3 Anruf-Kontroll-Signalisierung (H.225.0)
3.3.1.4 Medien-Kontrolle H.245
3.3.1.5 Medien-Transport RTP/RTCP
3.3.1.6 H.323-Anrufflüsse
3.3.2 SIP
3.3.2.1 SIP-Komponenten
3.3.2.2 Adressierung
3.3.2.3 SIP-Meldungen
3.3.2.4 Arbeitsweise
3.3.3 Gateway-Kontroll-Protokolle
3.4 Sprachqualität und QoS
3.4.1 Definition Sprachqualität
3.4.1.1 Klangreinheit
3.4.1.2 Ende-zu-Ende-Verzögerung
3.4.1.3 Echo
3.4.2 Messen der Sprachqualität
3.4.3 Quality of Service
3.5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
3.6 Vorteile/Nachteile VoIP
4 Migrationskonzept für die Fachhochschule Schmalkalden
4.1 Analyse
4.1.1 Ziele und Rahmenbedingungen der Migration
4.1.2 Betrachtung der einzusetzenden AVVID-Architektur
4.1.2.1 AVVID
4.1.2.2 Allgemeine Designmodelle
4.1.2.2.1 Modell mit einem einzigen Standort
4.1.2.2.2 Mehrere Standorte mit unabhängiger Anrufverarbeitung
4.1.2.2.3 Multisite-IP-WAN mit verteilter Anrufverarbeitung
4.1.2.2.4 Multisite-IP-WAN mit zentraler Anrufverarbeitung
4.1.2.3 Allgemeine Migrationsmodelle
4.1.2.4 Anforderungen für ein Converged Network
4.1.3 Analyse der bestehenden Infrastrukturen (Gegebenheiten)
4.1.3.1 Allgemeine Organisationsstruktur
4.1.3.2 Bestehendes Datennetz
4.1.3.2.1 Passiv-Strukturen (Verkabelung)
4.1.3.2.2 Aktiv-Komponenten
4.1.3.2.3 Auslastung des Datennetzes
4.1.3.2.4 Routing
4.1.3.2.5 IP-Adressen
4.1.3.3 Bestehendes Telefonnetz
4.1.3.3.1 Netzstruktur
4.1.3.3.2 Hardware
4.1.3.3.3 Leistungsmerkmale
4.1.3.3.4 Nummernplan
4.1.3.3.5 Quantitative Betrachtungen
4.1.4 Auswertung der Analyse
4.2 Design
4.2.1 Wahl des Designmodells
4.2.2 Netzwerkinfrastruktur
4.2.3 Endgeräte
4.2.4 Inline Power
4.2.5 Adressierung
4.2.6 QoS
4.2.7 Cisco CallManager Cluster
4.2.8 Gateways
4.2.9 Wählplan
4.2.10 VoIP-Billing
4.2.11 Voice Messaging
4.2.12 Netzwerkmanagement
4.2.13 Pilotphase
4.2.14 Integration in bestehende TK-Strukturen
4.2.15 Sukzessive Erweiterungen
4.2.16 Ersetzen der TK-Strukturen
4.3 Implementierung
4.3.1 Ziel der Implementierung
4.3.2 Vorgehensweise
4.3.3 Probleme und Lösungen
4.3.4 Ergebnis, Bewertung
5 Zusammenfassung
A Grundlagen digitaler Sprachkommunikation
A.1 PCM
A.2 Standards der Sprachcodierung
A.3 Sprachdetektion
B Voice over IP
B.1 VoIP-Komponenten
B.2 Standards und Protokolle
C Migrationskonzept für die Fachhochschule Schmalkalden
C.1 AVVID
C.1.1 Leistungsmerkmale des CallManagers
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Migrationskonzepts für die Fachhochschule Schmalkalden zur Umstellung der vorhandenen Sprachkommunikationsinfrastruktur auf ein integriertes Voice over IP (VoIP)-System, basierend auf der Cisco AVVID-Architektur, um eine effiziente, zukunftssichere und konvergente Netzwerkinfrastruktur zu schaffen.
- Analyse der bestehenden Daten- und Telefonnetzstrukturen der Fachhochschule.
- Einsatz der Cisco AVVID-Architektur zur Realisierung von Converged Networks.
- Entwicklung eines gestuften Migrationsmodells ("sanfte Migration").
- Implementierung technischer Vorgaben für Qualität (QoS) und Netzwerkdesign.
- Bewertung von Sprachcodierverfahren und VoIP-Protokollen (H.323, SIP).
Auszug aus dem Buch
1.1 Problemstellung
„Ansatz für eine Migration zu Voice over IP unter Berücksichtigung der Cisco AVVID-Lösung.” Für die Fachhochschule Schmalkalden ist ein Ansatz für eine Migration zu Voice over IP unter Berücksichtigung der Cisco AVVID-Lösung zu entwickeln. AVVID - Architecture for Voice Video and Integrated Data, eine Initiative der Firma Cisco zur Realisierung von Converged Networks in Unternehmen, soll die Grundlage für das zu entwickelnde Migrationskonzept bilden.
Migration wird hier als Übergang von einem System auf ein anderes verstanden. Das zu entwickelnde Migrationskonzept ist als Anleitung zur Implementierung eines VoIP-Systems an der Fachhochschule Schmalkalden anzusehen und zielt auf das Ersetzen der bestehenden Sprachkommunikationsstrukturen. Das bestehende Datennetz wird hierzu in der Planung in ein Converged Network überführt.
Die Betrachtungen sind dabei eng auf netzwerktechnische Aspekte begrenzt. Für die Entwicklung des Migrationsmodells wird die Cisco AVVID-Architektur herangezogen und generelle Vorschläge zum Netzwerkdesign berücksichtigt. Von Erläuterungen zu allgemeinen Migrationsmodellen wird abgesehen, da sie für das für die FHS zu entwickelnde Modell keine Aussagekraft besitzen. Hierbei beschränkt sich die Arbeit auf die Betrachtung der Modelle der Cisco AVVID-Architektur, da mit der Vorgabe des Herstellers Cisco nur die Cisco-spezifischen Modelle relevant sind.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung beschreibt die Motivation zur Umstellung auf VoIP und definiert das Ziel der Entwicklung eines Migrationskonzepts für die Fachhochschule Schmalkalden mittels der Cisco AVVID-Architektur.
2 Grundlagen digitaler Sprachkommunikation: Das Kapitel erläutert die technischen Prinzipien der Digitalisierung von Sprache, verschiedene Codierverfahren (PCM, DPCM, ADPCM, CELP) sowie die Grundlagen der Sprachdetektion.
3 Voice over IP: Hier werden die Komponenten von VoIP-Systemen definiert, relevante Protokolle und Standards wie H.323 und SIP detailliert behandelt sowie Aspekte der Sprachqualität und Quality of Service (QoS) erörtert.
4 Migrationskonzept für die Fachhochschule Schmalkalden: Dieser Hauptteil analysiert die bestehende Infrastruktur der FHS, leitet ein Designmodell ab, beschreibt die Implementierungsphasen (Pilotphase bis Vollersetzung) und bewertet die technische Umsetzung.
5 Zusammenfassung: Das Kapitel reflektiert die Ergebnisse der Untersuchung und bestätigt, dass eine sanfte Migration auf Basis von Cisco AVVID technisch sinnvoll und möglich ist.
Schlüsselwörter
Voice over IP, VoIP, Cisco AVVID, Migrationskonzept, Fachhochschule Schmalkalden, Sprachcodierung, Netzwerkinfrastruktur, H.323, SIP, Quality of Service, QoS, Converged Network, Netzwerkdesign, Telefonanlage.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Migrationskonzepts zur Überführung der bestehenden analogen Telefonanlage der Fachhochschule Schmalkalden in eine moderne, IP-basierte Sprachkommunikationslösung (VoIP).
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Schwerpunkte liegen auf den Grundlagen der Sprachdigitalisierung, den Protokollen H.323 und SIP, dem Entwurf eines konvergenten Netzwerks basierend auf der Cisco AVVID-Architektur sowie der praktischen Migrationsplanung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Erstellung einer konkreten Anleitung zur schrittweisen Ersetzung der veralteten TK-Infrastruktur durch ein leistungsfähiges, IP-basiertes System ("Converged Network"), das die spezifischen Anforderungen der FHS erfüllt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt einen analytischen Ansatz, bei dem zunächst der Ist-Zustand der Infrastruktur erfasst, Anforderungen definiert und anschließend unter Anwendung der Cisco AVVID-Designrichtlinien ein passendes Migrationsmodell entwickelt und teilweise in einer Teststellung evaluiert wird.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine detaillierte Bestandsaufnahme der Netzwerkhardware an der FHS, das Design der Zielarchitektur, die strategische Planung der schrittweisen Migration und die Dokumentation einer Implementierungs-Teststellung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie VoIP, Cisco AVVID, Converged Network, Migrationskonzept, Sprachcodierung, QoS und Netzwerkmanagement charakterisiert.
Warum wird für die FHS die AVVID-Architektur gewählt?
Die Wahl fiel auf AVVID, da diese Architektur eine standardisierte, robuste und vom Hersteller Cisco spezifisch unterstützte Lösung für die Integration von Daten, Sprache und Video bietet, die zudem gut in die bereits vorhandene Cisco-Netzwerkinfrastruktur der Hochschule integrierbar ist.
Was ist das Ergebnis der Implementierung der Teststellung?
Die Teststellung zeigte, dass das System in einer reinen Switching-Umgebung gute Sprachqualität lieferte, jedoch in komplexeren, gerouteten Umgebungen Konfigurationsprobleme auftraten, was die Bedeutung korrekter QoS-Einstellungen unterstreicht.
- Quote paper
- Chris Jung (Author), 2002, Ansatz für eine Migration zu Voice over IP (VoIP). Cisco Systems AVVID (R)-Lösung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/92336
