Interlexikon-VoIP Gateway

DIMAWEB-Interlexikon (Fachbegriffe)

VOIP-GATEWAY

Allgemein

Ein VOIP-GATEWAY dient der Umwandlung von Sprachsignalen in IP-Datenpakete, die über ein Datennetz übertragen werden. Es handelt sich dabei um ein elektronisches Vermittlungsgerät, dass zwischen einer Telekommunikationsanlage (TK) auf Teilnehmerseite und dem VoIP-Netz geschaltet wird und dass alle vorhandenen Endgeräte mit dem Sprachnetz verbindet.

Der Gateway verwendet Internet-Protokolle (IP) um die für die Sende- und Empfangs-Sprachkommunikation notwendigen herkömmlichen Sprachsignale auf IP-Datenpakete umzuwandeln. Er kann auch als eine Art Protokollkonverter betrachtet werden. Der Anwender ist somit in der Lage, seine bestehende Telefonanlage auf Basis der VoIP Telefonie zu nutzen, ohne die bereits verfügbare bestehende Technik aufrüsten oder erneuern zu müssen.

Der allgemeine Begriff Gateway stammt aus dem Englischen, ist mehrdeutig und bedeutet „Torweg" bzw. "Einfahrt". Es gibt eine Vielzahl dieser Geräte. Die häufigste Art der Verwendung besteht im Bereich der Telekommunikation.

Der typische VoIP-Gateway kann zb. die ISDN-Schnittstellen einer Telefonanlage in IP-Schnittstellen mit Session Initiation Protocol [SIP] umwandeln. 

Dieser kann so konfiguriert werden, dass es diese Schnittstellen verbindet, wodurch folgende Anbindungen genützt werden können: 

 

  • Die Umwandlung eingehender PSTN-Verbindungen in VoIP/SIP-Anrufe:

 

Der VoIP-Gateway erlaubt die Annahme und Durchführung von Anrufen über das normale Telefonnetz. In vielen Geschäftsbereichen ist es vorteilhafter, auch weiterhin traditionelle Telefonleitungen einzusetzen, da Gesprächsqualität und Verfügbarkeit besser sind.

 

  • Die Anbindung klassischer Telefonanlagen/Telefonsysteme mit dem IP-Netzwerk:

 

Der VoIP-Gateway erlaubt die Durchführung von Anrufen über VoIP. Gespräche können dann über einen VoIP-Service-Provider erfolgen. In diesem Fall werden alle Anrufe über Internetanbindungen geroutet.

Technik und Richtlinien (Codierungen)

VoIP-Gateways sind als externe Geräte oder als PCI-Karten verfügbar. Externe Hardware wird jedoch häufiger verwendet und ist auch oft anzutreffen. VoIP-Gateways besitzen einen Anschluss für das IP-Netzwerk und einen oder mehrere Ports für Telefonleitungen.

Die Weiterleitung verschiedener Netzwerkpakete erfolgt indem jedes einzelne Paket zunächst in einzelne Protokollschichten decodiert und anschließend dem Protokoll des Empfängers entsprechend wieder codiert wird. Der Gateway stellt also einen (virtuellen) Knoten dar, der zu beiden Netzen gehört und den netzübergreifenden Datenverkehr abwickelt.

Gateways nutzen verschiedene Codierungen (Richtlinien) für die Datenübermittlung. G.711 ist eine von vielen Codierungen für die IP-Telefonie (VoIP) und wird bei ISDN eingesetzt. Die Sprachqualität eines VoIP-Telefonats mit G.711 entspricht daher derjenigen von ISDN. In der Einordnung des Mean Opinion Score (MOS) erreicht G.711 einen Wert von 4,4. Der MOS ermittelt das subjektive Empfinden der Sprachqualität eines Benutzers. Damit erreicht G.711 eine höhere subjektive Sprachqualität als die meisten anderen Codecs, wie G.726 und G.729. Diese haben dafür den Vorteil, dass durch Datenkompression eine geringere Datenübertragungsrate benötigt wird.

Für jede Übermittlung von Audiodateien über Internetanbindungen in beiden Richtungen zugleich, muss auch ein VoIP-Gateway, der in der Lage ist, das Senden und Empfangen gleichzeitig durchführen zu können, in Betracht gezogen werden.

Ein Gateway der mehrere Codecs unterstützt, ist gewöhnlich besser in der Lage sich auf diverse Situationen einzustellen, beispielsweise bei einer eingeschränkten Bandbreite.

Mit G.711 als Codec, ist es sogar möglich, ein Faxgerät oder Modem über den Gateway anzusteuern, das funktioniert in der Regel ohne Probleme. Es liegt vor allem daran, das G.711 eine relativ einfache Audio-Stream-Kompression durchführt. Andere Codecs können in der Regel diese Aufgaben nicht übernehmen.

Aufgaben des VoIP-Gateways

Weitere wichtige Aufgaben eines Gateways sind unter anderem die Flusskontrolle und der Ausgleich unterschiedlicher Paketgrößen.

Flusskontrolle bedeutet, dass wenn verschieden schnelle Netze aufeinander treffen, das schnellere Netz gebremst werden muss, um eine Kommunikation zu ermöglichen. Ein ähnliches Problem ergibt sich, wenn die Netze mit unterschiedlichen Paketgrößen arbeiten. In diesem Fall müssen die Pakete entsprechend „umgepackt“ werden.

Ein Gateway kann auch als ein Teil des Sicherheitssystems, der Firewall, eingesetzt werden. In diesem Fall würde der Gateway die einzige Schnittstelle zwischen einem gesicherten und einem ungesicherten Netz darstellen.

Durch entsprechende IP-, Port-, Protokoll- und Paketfilter, werden dann ausschließlich definierte Daten aus dem Internet ins Intranet übertragen und umgekehrt. Die Gateways stellen folglich in dieser Konfiguration auch einen wichtigen Sicherheitsaspekt für LAN dar.

Verschiedene Arten von VoIP-Gateways

Analoge Geräte

Erlauben den Anschluss normaler analoger Telefonleitungen. Sie sind in Ausführungen für 2 bis 24 Leitungen erhältlich.

Digitale Geräte 

Erlauben den Anschluss digitaler Leitungen an eine/mehrere ISDN-BRI-Leitungen (Europa), eine/mehrere PRI/E1-Leitungen (Europa) oder eine/mehrere T1-Leitungen (USA).

Quellenangaben

http://de.mimi.hu/infotech/gateway.html (Begriff Gateway)

Asterisk.org/Aopplication/Gateway (englisch)

Webopedia - VoIP Gateway - Beschreibung, Terminus Gateway (englisch)

http://www.3cx.com/PBX/VOIP-gateway.html (englisch)

Facharbeit Proxyserver und Gateways (E-Book 2001)

Textfreigabe und Weiterverwendung unter freien Lizenzen GNU-Lizenz für freie Dokumentation (GDFL) und CC-BY-SA 3.0 Unported gestattet. (DIMAWEB-Network Solutions e.U.)

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