iPhone1

Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Winkler, Hochschule Mittweida (FH), Fachbereich EE

InternetPhone9705

Telefonieren über das InternetVoice over the Net (VON)

Übersicht:

Internetdienste treten partiell in Konkurrenz zu klassischen Diensten wie z.B. Faksimile und Telefonie. Im vorliegenden Beitrag wird die Telefonie im Internet betrachtet.

Einleitend werden kurz der Aufbau, die Standardisierung und die Nutzerentwicklung im Internet skizziert. Dieser Teil soll zeigen, warum das Innovationstempo und die Verbreitung von akzeptierten Produktion so hoch und deshalb für andere Anbieter und Betreiber so „gefährlich“ sind.

Nach einer Übersicht was Internettelefonie ist, wie sie im Prinzip funktioniert, werden Produkte vorgestellt. Anschließend werden das Echtzeit-Datenübertragungsprotokoll RTP (Real Time Protocol) und der integrale Steuerpart RTCP (RTP Control Protocol) besprochen.

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• Ende der 60-er Jahre entstand in den USA das Arpanet .

• Das US-Verteidigungsministerium sponsorte diese Unternehmung. Ziel war, ein unkompliziertes, bezahlbares Netz zu erhalten indem man die besten Technologien des öffentlichen Netzes dann auch für das militärische Netz übernahm.

• Zuerst wurden wissenschaftliche Einrichtungen angeschlossen. Viele Interessierte trieben die Entwicklung voran. Lebendigkeit

• Die technische Regelungen (Request for Comment) sind offen. Informiertheit

• Eine wichtiger Schritt war die Entwicklung von universellen Datentransport-Protokollen (TCP/IP-Suite genannt). Damit wurde eine weltweite Kommunikation zwischen verschieden Rechnerwelten möglich. Offenheit

• Damit einher verlief die Entwicklung und Verbreitung von Anwendungen (FTP, Telnet, E-Mail, WWW, ...) und deren Protokollen.

• Seit 1983 wird die Bezeichnung “Internet” verwendet.

• Die Anzahl der Teilnehmer und Service-Provider steigt sprunghaft.

Entwicklung und Betrieb des Internet /InternetWuD/

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Entwicklung und Betrieb des Internet /InternetWuD/

• Europäer wollten eigenes OSI-Netz aufbauen COSINE

• TCP/IP war schneller, weil unkomplizierter und kleiner (keine Schichten 5 und 6)

• Wer mit Standards Geld verdienen will behindert das Kennenlernen, die Verbreitung, das Entwicklungstempo (ITU, ETSI, ECMA)

• Das Internet hielt auch in Europa Einzug

• Novum im Internet ist die „Gebührenordnung“:– keine Verbindungsgebühren– moderate Zugangsgebühren für Privatnutzer (10-20 DM/Monat)– Zugänge öffentlicher Einrichtungen werden steuerfinanziert

• Ein großer Kostenfaktor sind die Telefongebühren. Eine Stunde surfen kostet1):

– 21.00-05.00 Uhr: 1,80 DM

– 05.00-09.00 Uhr und 18.00- 21.00 Uhr: 2,88 DM

– 09.00-18.00 Uhr: 4,80 DM

1) es wurde angenommen, daß der Server über eine Cityverbindung erreichbar ist

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Entwicklung und Betrieb des Internet /InternetWuD/

• Das Internet ist ein anarchisches Netz, es wird nur reguliert und nicht reglementiert

• Verhaltenskodex: „Netiquette“

• 1992 Gründung der Internet Society (ISOC)

• Innerhalb der ISOC ist das Internet Activity Board (IAB) für die technische Weiterentwicklung zuständig. Im IAB gibt es zwei Gremien:– IETF (Internet Engineering Task Force) für kurzfristige technische Entwicklungen,– IRTF (Internet Research Task Force) für langfristige technische Entwicklungen.

• Technische Festlegungen werden als RFCs (Request for Comment) bezeichnet:– derzeit gibt es ca. 6000,– 50 RFCs sind Internetstandards.

• RFCs sind frei verfügbar. Jeder kann RFC einreichen. Das IAB prüft. – Wenn sinnvoll: Proposed Standard– Liegen mindesten zwei unabhängige Implementierungen vor, die zusammenarbeiten:

Draft Standard– Erfolgt nennenswerte Anwendung: Internetstandard

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LAN

LAN

Hub

Hub Hub

LAN

LAN

Intranet Service

Provider

LAN

Intranet Service

Provider

GW

GW

GW

Internet Backbones

Internet Service

Provider

GWGW

GW

FernsprechnetzFernsprechnetz

Aufbau des Internet

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InternetInternetLAN

permanente Zugänge

LAN

Intranet-Hostdes Providers X

Internet-Hostdes Providers Z

Permanente und temporäre Internetzugänge

PC mit ISDN-Karte

Steckkarte kurz

Steckkarte kurz

Steckkarte kurz

Steckkarte kurz

Internet-Host des Providers B

PC mit Modem

Steckkarte kurz

Steckkarte kurz

Steckkarte kurz

PC mit ISDN-Karte

FernsprechnetzFernsprechnetz

Steckkarte kurz

PC mit Modem

Steckkarte kurz

PC mit ISDN-Karte

temporäre Zugänge

TK-Anlage

Steckkarte kurz

Intranet

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Einige Zahlen zur Entwicklung des Internet /http://www.aw.com/

430

213

80000

290000

376000

727000

1313000

2217000

4852000

9472000

0 2000000 4000000 6000000 8000000 10000000

1969

1981

1990

1992

1994

1996

• Pro Host rechnet man mit 8-10 Nutzern, so daß man Ende 1996 von ca. 70-90 Mio. Nutzern ausgehen kann.

• Aufgrund des hohen Wachstums müssen Internetentwicklungen ernst genommen werden

Anzahl der Hosts weltweit

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Der Unterschied zwischen herkömmlicher und Internettelefonie

PSTN

Übertragen wird ein kontinuierlicher Datenstrom von 64 kbit/s über fest geschaltete Duplexkanäle.

Die Sprache wird PCM-codiert.

Stimmt das?

PCM-Codec

PCM-Codec

11111010 00011010 11111111 01010101 01010101

01001111 11100011 0100010 010101001101111

PCM-CodecPCM-Codec

PCM-CodecPCM-Codec

PCM-CodecPCM-Codec

PCM-CodecPCM-Codec

?

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Der Unterschied zwischen herkömmlicher und Internettelefonie

Übertragen werden Datagramme mit Sprachdaten. Jedes Datagramm wird neu geroutet, hat unter-schiedliche Laufzeit und kann verloren gehen.

Es werden verschiedene Sprachcodierverfahren verwendet, aber nicht PCM!

PC mit Soundkarte zur Sprachkodierung,einem Internettelefonieprogramm und einem Internetzzugang

GG Internet

GG

GG

GG

Stimmt das?

Codec Codec

11111010 00011010 01010101

?

PH PH

11111010 00011010 01010101

GG

GG

GG

GGDatagram 1

Datagram 2

Datagram 4 Datagram 3Datagram 5

PH Packet handler

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Drei Basisszenarien für Internet-Telefonie

Internet

Internet PSTN

Phone-Gateway

PSTN Internet PSTN

Phone-Gateway Phone-Gateway

iPhone-to-iPhone

iPhone-to-PSTN-Phone

PSTN-Phone-to-PSTN-Phone

iPhone11

Aufrüsten eines Rechners zum iPhone bzw. iVideoPhone

NTBA

SoundkarteVideokarte (mit ISDN oder Modem)

LAN-Karte

ISDN oder(Modemkarte)

InternetInternet

NTBAFernsprechnetzFernsprechnetz

Permanenter Internetzugang

Temporärer Internetzugang

Temporärer Internetzugang

iPhone12

iPhone-to-iPhone: mögliche Hard-Softwarestruktur

LAN-KarteISDN oder

ModemkarteDSP

Mikroprogramm

DatenPuffer

IP

RTP SessionProtocol

DirectoryProtocol

IRC FTP SMTP

PPP/SLIPPakettreiber

Statusanzeige

Ruhe Call Abbau

Anzeige aktiver Teilnehmerund deren Dienste

Chat FTP Mail

Plug Ins

Filesystem

Codierte Analogsignale

Paketierer/Depaketierer

Ruf-steuerung

Übertragungs-steuerung

UDP TCP

InternetPhoneApplicationInternetPhoneApplication

RTCP

Soundkarte

iPhone13

iPhone-to-iPhone: beteiligte Instanzen und deren Relationen

SessDir VoicePlugInsDirDirSessVoicePlugIns

Anmeldung und Abfrage, wer angemeldet ist

Anmeldung und Abfrage, wer angemeldet ist

Sessionsteuerung (Aufbau, Abbau, Qualität)

Übertragung von Sprachdaten-Paketen

FTP, E-Mail, Chat

InternetInternet

Directory Server

iPhone iPhone

iPhone14

iPhone-to-iPhone: beispielhafter Ablauf einer Session

InternetInternet

Directory Server

iPhone iPhone

Anmeldung (Gruppe(n), Dienste)

Übertragung aktiver Teilnehmer

Verbindungsanforderung für Sprache

Annahme (Ablehnung) der Verbindung

z.B FTP

Kommunikation hx oder dx

Verbindungsanforderung für z.B. FTP oder Chat

Annahme (Ablehnung) der Verbindung

Abbau der Sprachverbindung

Abmeldung

iPhone15

iPhone-to-iPhone: Installation von Internet Phone

3)

5)

4)

iPhone16

iPhone-to-iPhone: Internet Phone von VocalTecLtd.

iPhone17

iPhone-to-iPhone: Internet Phone von VocalTecLtd.

Voice-Mail-Oberfläche

Whiteboard-Oberfläche

Chat-Oberfläche

iPhone18

iPhone-to-iPhone: NetMeeting von Microsoft

iPhone19

iPhone-to-iPhone: NetMeeting von Microsoft

iPhone20

Phone Blaster

iPhone-to-PSTN-Phone: Prinzip eines Internet-Phone-Gateway's

LAN-Karte

oder ISDN- bzw. Modemkarte

Phone Blaster

ISDN-Karte

a/b

S0

TCP/IP-Stack

Packet handlerCode-

WandlungStream handler

Session-Steuerung Call Control Agent

Hardware

Software

iPhone21

iPhone-to-PSTN-Phone: Vereinfachter Ablauf

InternetInternet

Phone-Gatewayeiner Stadt, Region ...iPhone PSTN-Phone

iPhone mit IP-Adresse x+ LOGIN+ PSTN-Rufnummerruft Gateway mit IP-Adresse y

Hörer ab

PSTNPSTN

Hörer abnehmen, Wählzeichen abwarten, 45566321 wählen

B-Tln. Wird gerufen

64 kbit/s-PCM

x kbit/s-y-codiert

11111010 00011010 11111111

01010101 01010101 01010101

Datagram 1

Datagram 2

Datagram 4

Datagram 3

Datagram 5Datagram 2

Datagram 1

Auflegen Auflegen

iPhone22

iPhone-to-PSTN-Phone: Dailer

iPhone23

Das Real Time Transport Protocol - RTP

ApplicationsApplications

Real Time Protocol (RTP)Real Time Protocol (RTP)

RTP Control Protocol (RTCP)

RTP Control Protocol (RTCP)

User Datagram Protocol (UDP)

User Datagram Protocol (UDP)

Internet Protocol(IP)

Internet Protocol(IP)

EthernetEthernet Token Ring/BusToken Ring/Bus

4

3

2

IPX/SPX

(Internet Packet Exchange /Sequenced Packet Exchange)

IPX/SPX

(Internet Packet Exchange /Sequenced Packet Exchange)

ATMATM

AAL5

AAL5: dieser Type ist für burstartigen, verbindungslosen Datenverkehr vorgesehen

other Network protocols

other Network protocols

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Das Real Time Transport Protocol - RTPByte Order, Alignment, Time Format /RFC 1889/

• RTP-Funktionen im Überblick sind:– Anzeige des Pakettypes, d.h. es wird der Nutzlasttyp angezeigt,– Sequenznumerierung (Anfangswert ist Zufallswert, wird in jedem Paket um 1 erhöht),– Zeitstempel (Absolute Zeit: diese kann mit dem Network Time Protocol (NTP) ermittelt werden).

• Der Header hat folgenden Aufbau:

V P X CC M Packet Type Sequence number

Timestamp

Synchronisation source (SSRC) identifier

Contribution source (CSRC) identifiers

Sprach-, Videodaten

0 7 15 23 318 16 24

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Das Real Time Transport Protocol - RTPSample RTP network with endsystems, mixers and translaters /RFC 1889/

E1

E2

E3

E6

E4

E7M1

M2 M3 E5

T1 T2

E1:17

E2:1

E3:64 M2:12(64) E5:45

M3:89(45,64)

E4:47

M1:48(1,17) M1:48(1,17)E4:47

M1:48(1,17)E4:47E6:15M3:89(45,64)

E6:15

E - EndsystemM - MixerT - Translator Notation: <E | M>: SSRC(CSRCs)

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RTP Control Protocol - RTCP Hauptmerkmale /RFC 1889/

• RTCP ermöglicht zyklische Übertragung von Kontrollpaketen zu allen Teilnehmern. • Es werden dafür die gleichen Transportmechanismen wie für RTP-Pakete verwendet.

RTCP-Pakete beginnen mit einem fixen Teil, gefolgt von einem strukturierten Teil variabler Länge, aber immer in 32-Bit-Schritten.

• Mehrere RTCP-Pakete können in einem Paket zusammengefasst werden, wobei aber jeder Teil seine eigene Kennung und Längenangabe hat.

• Der unterlagerte Stack muß RTP- und RTCP-Pakete multiplexen können.• RTCP liefert folgende 4 Funktionen:

– Rückmeldung zur Qualität, – RTCP überträgt einen Namen zur Identifizierung der Sitzungsteilnehmer,– Begrenzung der Menge von RTCP-Paketen,– Optional wird eine einfache Sitzungskontrolle unterstützt.

• Insgesamt wurden für RTCP 5 Pakettypen definiert:– SR (Sender report), Senderberichtspaket,– RR (Receiver report), Empfangsberichtspaket, – SDES (Source Descriptions), zur Beschreibung der Quelle von Echtzeitdaten,– BYE, zur „Abmeldung“ aus einer Konferenz, – APP (Application), applikationsspezifische PDU

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RTP Control Protocol - RTCP Der Senderbericht - SR /RFC 1889/

V P Packet Type = 200 Length

NTP timestamp, most signification word

RC

Synchronisation source (SSRC) identifier

NTP timestamp, least signification word

RTP timestamp

Sender’s packet count

Sender’s octett count

SSRC_1 (SSRC of first source)

Fraction lost

Interarrival jitter

Last SR (LSR)

Delay since last SR (DLSR)

Header

Sender Info

Cumulative number of packets lost

Extended highest sequence number received

SSRC_2 (SSRC of second source)

...............

Report

Block 1

Report

Block 2

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Literatur

/InternetWuD/ Scheller, Boden, Geenen, Kampermann: Internet - Werkzeuge und Dienste, Springer-Verlag, 1994/Pulver.com/ Pulver: http://www.pulver.com/TelefonPerINet/ Knetsch, Mörsdorf: Telefonieren per Internet - Raubzug oder Bereicherung?, ntz 6/1197, S. 48-

50

/TelefonieÜberIP/ Schilder: Zwischen Gimmick und Größenwahn, Gateway Juli 97, S.40-44/PCBasedPhoneSystems/ Pacific Telephony Design: A Comparative Analysis of PC Based Phone Systems,

http://www.phonezone.co/ctmag/comparative-analysis.html/BuildInternetPBX/ Pacific Telephony Design: How to Build an Internet PBX, http://www.phonezone.co/ip-

phone.html/MultimediaArchitecture/ Internet Engineering Task Force: The Internet Multimedia Conferencing Architecture, Internet-

Draft-ietf-mmusic-confarch-00 /RealTimeTransportProtocol /: Armin Schieber: RealTimeTransportProtocol,

http://www.uni-mannheim.de/~whd/seminar-ss96//RFC1889/ Internet Engineering Task Force: "Real Time Transport Protocol - RTP"/RFC1890/ Internet Engineering Task Force: "Real Time Transport Control Protocol - RTCP"

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Begriffe

ACTA America’s Carriers Telecommunication Association

FCC Federal Communications Commission (Fernmeldeaufsicht in USA)

ISP Internet Service Provider

IETF Internet Engineering Task Force

ITIC Internet Telephony Interoperability Consortium

RTP payload: Daten (z.B. Sprache, komprimiertes Video) in einem RTP-Paket. Das Format und die Interpretation der Zuladung werden in 1889 nichtbetrachtet.

RTP packet Ein Datenpaket bestehend aus einem festen Kopf, einer möglichen Liste von Beitragsquellen und den Payload -Daten. Unterlagerte Protokollekönnen mehrere RTP-Pakete kapseln. In der Regel sollte aber jedes RTP-Paket ein Paket des unterlagerten Protokolls ausmachen.

RTCP packet Paket, welches einen festen Header besitzt, ähnlich dem des RTP-Paketes, gefolgt von Daten, deren Aufbau vom Typ des Steuerpaketesabhängig ist.

Port Unterscheidung von Zugangspunkten zum TCP/IP-Stack. In OSI wird TSEL (Transportselector) verwendet. Ports werden durch positiveIntegerwerte addressiert.

Transport address Kombination von IP-Adresse und Portnummer. Pakete werden übertragen von Source zu Destination

RTP Session Beziehung zwischen Teilnehmern, die über RTP kommunizieren. Die Session für jeden einzelnen Teilnehmer ist definiert durch eineDestination-Transport-Address (Netzadresse + Paar von Ports für RTP und RTCP). Die Destination Transport Address Pair kann identischfür alle Teilnehmer sein (multicast) oder individuell (unicast). In einer Multimedia-Session, wird jedes Medium über eine eigene RTP-Sessionmit eigenen RTCP-Paketen abgewickelt. Mehrfach-RTP-Sessions werden durch unterschiedliche Portnummern und/oder unterschiedlicheMulticast-Adressen gekennzeichnet.

Synchronization source(SSRC)

Die Quelle einen Stroms von RTP-Paketen wir durch eine 32-Bit-Identifier gekennzeichnet, die in jedem RTP-Rahmen gesendet wird. AllePakete die von einer Quelle zur gleichen Zeit erzeugt werden, erhalten den gleichen Zeit- und Sequenznummernraum. Damit kann auf derEmpfangsseite z.B. Lippensynchronität hergestellt werden. Eine SSRC kann die Codierung eines Stromes innerhalb einer Session ändern.Der SSRC-Identifier wird zufällig ermittelt und ist global einmalig innerhalb einer RTP-Session. Wenn ein Teilnehmer Ströme von mehrerenVideokameras überträgt, hat jeder Strom seinen eigenen ID.

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Begriffe [RFC 1889]

RTP payload: Daten (z.B. Sprache, komprimiertes Video) in einem RTP-Paket. Das Format und die Interpretation der Zuladung werden in 1889 nichtbetrachtet.

RTP packet Ein Datenpaket bestehend aus einem festen Kopf, einer möglichen Liste von Beitragsquellen und den Payload -Daten. Unterlagerte Protokollekönnen mehrere RTP-Pakete kapseln. In der Regel sollte aber jedes RTP-Paket ein Paket des unterlagerten Protokolls ausmachen.

RTCP packet Paket, welches einen festen Header besitzt, ähnlich dem des RTP-Paketes, gefolgt von Daten, deren Aufbau vom Typ des Steuerpaketesabhängig ist.

Port Unterscheidung von Zugangspunkten zum TCP/IP-Stack. In OSI wird TSEL (Transportselector) verwendet. Ports werden durch positiveIntegerwerte addressiert.

Transport address Kombination von IP-Adresse und Portnummer. Pakete werden übertragen von Source zu Destination

RTP Session Beziehung zwischen Teilnehmern, die über RTP kommunizieren. Die Session für jeden einzelnen Teilnehmer ist definiert durch eineDestination-Transport-Address (Netzadresse + Paar von Ports für RTP und RTCP). Die Destination Transport Address Pair kann identischfür alle Teilnehmer sein (multicast) oder individuell (unicast). In einer Multimedia-Session, wird jedes Medium über eine eigene RTP-Sessionmit eigenen RTCP-Paketen abgewickelt. Mehrfach-RTP-Sessions werden durch unterschiedliche Portnummern und/oder unterschiedlicheMulticast-Adressen gekennzeichnet.

Synchronization source(SSRC)

Die Quelle einen Stroms von RTP-Paketen wir durch eine 32-Bit-Identifier gekennzeichnet, die in jedem RTP-Rahmen gesendet wird. AllePakete die von einer Quelle zur gleichen Zeit erzeugt werden, erhalten den gleichen Zeit- und Sequenznummernraum. Damit kann auf derEmpfangsseite z.B. Lippensynchronität hergestellt werden. Eine SSRC kann die Codierung eines Stromes innerhalb einer Session ändern.Der SSRC-Identifier wird zufällig ermittelt und ist global einmalig innerhalb einer RTP-Session. Wenn ein Teilnehmer Ströme von mehrerenVideokameras überträgt, hat jeder Strom seinen eigenen ID.

Contribution Source(CSRC)

Werden mehrere Ströme durch einen Mixer vereinigt, fungiert er selber als Synchronisationsquelle. Innerhalb des RTP-Headers wird eineListe der momentan beteiligten Quellen mitgeschickt. Beispielsweise werden in eienr Telefonkonferenz nur die Teilnehmer in die Listeaufgenommen, die gerade sprechen. Der Empfänger kann daraus den aktuellen Sprecher ermitteln.

End system Eine Applikation die den Inhalt erzeugt, der in RTP-Pakten gesendet wird oder aus empfangenen RTP-Paketen Inhalt herstellt. EinEndsystem kann in einer bestimmten Session eine oder mehrere Synchronisationsquellen handhaben, üblicherweise aber nur eine.

Mixer Ein Zwischensystem, welches RTP-Pakete von einem oder mehreren Systemen empfängt, ev. das Format ändert, den Strom neu formiert undmittels RTP-Paketen weiter schickt. Der Mixer erzeugen einen neuen Strom. Da die verschiedenen Eingangsströme oft nicht synchron sind,wird dies im Multiplexer gemacht. Lücken im eingehenden Datenstrom hinterlassen Lücken im Ausgangsstrom

Translator Ein Zwischensystem welches einen ankommenden Strom in ein anderes Format übersetzt und dann weiter schickt. Mögliche Anwendungenwerden zur Überwindung von Firewalls gesehen, für Kopien von Multi zu Unicast.

Monitor Eine Anwendung, die RTCP-Pakete empfängt, die von Teilnehmern einer RTP-Session gesendet werden. Daraus werden die aktuelleQualität, Fehlerdiagnosen und Langzeitstatistiken ermittelt. Der Monitor kann in die Anwendung integriert aber auch seperat ausgeführtsein. Wenn ein Monitor nur RTCP-Pakete und keine RTP-Pakete empfängt, nennt man ihn „Third Party Monitor“

Non-RTP means Protokolle und Mittel die zur vernünftigen Bereitstellung eines Dienstes erforderlich sein. Beispielsweise für Multimedia- Konferenzen wirdeine Konferenzsteuerungs-Instnz benötigt, die Multicast-Adressen oder Schlüssel verteilt. Die Spezifikation solcher Protokolle ist außerhalbdieses Standards zu machen.

RTSP Realtime Streaming Protocol – RTSP

RSVP Resorce Reservation Protocol

iPhone31

Implementierungsstrategien für eine Internet-PBX

InternetInternet

InternetInternet

PSTNPSTN

PhoneCardPhoneCard

DSP-

basierte

Codec

Tru

nk-P

ortsTrunks

a/b

Trunks

PBX

iPhoneGate

iPhoneGate

iPhone32

ACL-basiertes iPhoneGate

InternetInternet

PhoneCardPhoneCard

a/b

PSTNPSTNTrunksPBX

iPhoneGate

ACL

iPhone33

Kommender und gehender iPhone-Call

aclVerbinde(A, B)iCall(IP-AdresseA, IP-Adresse B)

PhoneCard

Ruf an A

A wird aktivPhoneCard

Ruf an B

B wird aktiv aclVerbunden(A, B)

Codec, PAD Sprachdatenpakete

B wird passivaclClearCall(A, B)

iCallEnd

A aktiv, wählt TDD

A wählt IP-Adresse

aclVerbinde(A, B)iCall(IP-AdresseA, IP-Adresse B)

Codec, PAD Sprachdatenpakete

iCallOK

iCallOK

iPhone34

aclVerbinde(A, PSTN-Adr)

PhoneCard

Ruf an A

AgentX passiv

Codec, PAD

Auswahl einer Dienstleistung (PSTN-Adresse|IP-Adresse)

B wird passivaclClearCall(A, B)

iCallEnd

iUser geht auf Homepage der Fa. X. Über Applet „wählt“

er z.B. Support|Service

aclMonitor(AgentX)

AgentX frei

A aktiv Rufe PSTN-Teilnehmer

iPhone35

Weiteres Vorgehen

• Implementierungsszenarien für ein ACL-basiertes iPhoneGate:– Funktionsverteilung (ev. mit TINA-Ansatz),– MSCs für die wichtigsten Abläufe,– Beschreibung möglicher Anwendungsszenarien im Internet bzw. Intranet.

• Weitere Untersuchung von Protokollen für Echtzeitanwendungen:– RTP/RTCP,– Protokollmethoden zur Verbesserung der Skalierbarkeit, der Qualitätssicherung, der

Überlaststeuerung (Congestion Control), wie z.B das RSVP (Ressource Reservation Protocol),

– Datensicherheit.• Internetaktivitäten in Richtung MBONE (Multicast Backbone), dem virtuellen

Netz innerhalb des Internet für audio-visuelle Echtzeitkommunikation.• H.323

iPhone36

Implementierungsstrategien Internet-PBX /www.phonezone.com/ip-phone.html/

Implementation Vorteile Nachteile Typische Anwendungen AnbieterreineSoftwarelösung

einfach zu implementieren niedrige

Entwicklungskosten arbeitet mit existierenden

TAPI-Modems und Sound-Karten

Nur sehr bedingterweiterbar

Windows’95 oderNT sinderforderlich

Internet-Gateway für wenige Zugänge Internet-Zugang für

gewöhnliche Nutzer

VoiceNet von Queste Inc’s mitCreative Labs Phone Blasteroder anderes TAPI-Modem mitdx voice capability ($395 ,single port)

DSP basierteKarte mit OnBoard Software

Erweiterbar, wenn richtigdesigned

Kann unabhängig vomBetriebssystem sein

verbesserte CoDec undEchokompensation durchDSP

schwerer zuimplementieren

höhereEntwicklungs-kosten undMarkteinführungszeit

Erfordert einen PCoder PBX alsKartenwirt

Internet-Gateway für wenigebis viele Zugänge

Quicknet Technologies „InternetPhone JACK“:Single Port DSP Card emulierteine POTS line, arbeitet mitMicrosofts „NetMeeting,Vacaltec Internet Phone undIDT’s Net2Phone ($200 proport)

Micom’s IP gateway Produkt isteine Multiport-Internet/-WAN-Telefonie-Karte.

Stand-alone Gerät Komplett unabhängig voneinem Telefonsystem

erfordert keinen PC

Komplexität wiedie der DSP-Karte

die Wahrung derKompatibilität mitder aktuellenInternet-Softwareist schwer

Gateway zur Verbindung vonTelefonsystemen mit WAN’salso mit anderenVermittlungen

Falls H.323-Kompatibilitätbesteht, kann es auch als dial-in line verwendet werden

InterTel: Internet telephonygatewaywird amk Ende des Jahresausgeliefert und ist einunabhängiges System

PBX-integrierterModul

Die Integration in eineVermittlung erlaubt einehohe Scalierbarkeit

Komplexität wiedie der DSP-Karte

Integration in PBXrelativ aufwendig

anwendbar inOrtsvermittlungen oderprivaten Netzen

in den nächsten 2 Jahren sindnoch keine Produkte in Sicht

iPhone37

Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Implementierungsstrategien: reine Softwarelösung

• Von allen diskutierten Methoden ist die reine Softwarelösung am einfachsten zu implementieren.

• Der Entwickler kann auf der Hardware existierender Telephony cards aufsetzen. Beispielsweise:– PhoneBlaster (Creative Lab)– D/41E-SC card (Dialogic)

• Diese Lösung ist deshalb einfacher, weil die Codecs, die Echo-Kompensation und die Call Control als Software auf dem PC laufen

• Die bringt natürlich Performanceprobleme mit sich. Die Anzahl der Ports ist sehr begrenzt. Aber die Lösung ist sehr kostengünstig.

• Die meisten auf dem Markt befindlichen PC-Lösungen nutzen diese Variante:– NetMeeting (Microsoft)– Internet Phone (Vacaltec)– Voicenet.

•

iPhone38

Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Übersicht und Einführung

• Internet-Telephony (iPhone) ist derzeit ein viel diskutiertes Problem. Die Bandbreite geht von sehr schlecht bis gut.

• Fakt ist, das iPhone spottbillig gegenüber den normalen Fernverbindungen ist und das dies gehörigen Druck auf die Preise machen wird.

• Einführung:– Basisidee: Erweiterung einer PBX oder Key System um Internet Trunks.– Internet trunks verhalten sich so, wie einfache analoge Trunks:

• sie liefern eine Rufspannung, wenn ein Call ankommt• sie liefern DTMF-Töne für DDI bei kommenden Calls• sie präsentieren dem Switch Call progress tones (Rufzeichen, Besetzt)

– Der Unterschied ist: Sprache wird komprimiert über ein TCP/IP-Interface übertragen.– Die Nutzung eines Internet-Trunk beim Herstellen eines Calls, ist genauso einfach wie mit

dem herkömmlichen Telefon:• der I-Trunk wird beispielsweise durch Wahl der Ziffer 7 ausgewählt,• ist dieser frei, ertönt das Wählzeichen.• Dann gibt man die Ziel IP-Adresse an, gefolgt von einer optionalen Erweiterungsnummer• auf der Empfängerseite wird eine Person oder voice mail unit gerufen• wenn sich diese meldet, kann man kostenlos ein Ferngespräch führen.

iPhone39

Was ist America’s Carriers Telecommunication Association (ACTA)?Wer koordiniert die Arbeiten für Internet Phone?

• IPh wird bisher nicht so reguliert, wie die meisten Internet-Dienste. Die ACTA schrieb eine Petition an die Federal Communications Commission (FCC), damit diese nicht die IPh-Software verbietet. Der Chairman der FCC entäußerte sich dergestalt, daß man IPhone duldet.

• Das Telephony Interoperability Consortium (ITIC) koordiniert die Arbeiten zu IPh:– itel@rpcp.mit.edu, – http://rpcp.mit.edu/~itel

• Viele Leute denken, daß das Internet Telephony Interoperability Consortium (ITIC) für Internet Telephony dasgleiche ist, wie das World Wide Web Consortium für das Web. Das ist nicht real. Das W3 consortium macht mehr, als nur ein Gerüst von Standards zu schaffen.

• ITIC ist nur ein Gremium zur Leitung von Forschungsarbeiten und zur Beseitigung von Barrieren bei der Nutzung des Internet für Telefonie und Echtzeit-Multimedia.

• Das schließt Studien zu Kernproblemen ein, wie z.B.:– Sicherung der Kompatibilität zwischen Applikationen,– Sicherung einer Mindestgüte des Dienstes usw.

iPhone40

Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Implementierungsstrategien: DSP basierte Karte

• Die Implementation dieser Lösung ist schwieriger, aber besser. Die Vorteile sind höhere Verfügbarkeit und Skalierbarkeit

• Real-time Audio-Kompression/Dekompression und Echo-Kompensation sind sehrv rechenaufwendige Prozesse

• Die DSP-Karte nimmt diese Last von der Host-CPU weg• Einer der Marktführer ist Quicknet Technologies (www.quicknet.net). Sie haben eine PC-Karte entwickelt,

die Internet PhoneJACK heißt und folgende Merkmale hat:– Single Port– duplex voice card – arbeitet gut mit existierenden Internet Phone Applications zusammen, beispielsweise NetMeeting, Internet Phone.– bis zu 4 Karten können in einem PC untergebracht werden– die Karte unterstützt H.323-Kompressions/Dekompressionsalgorhythmen und adaptive Echokompensaion.

• Wenn die Softwareentwickler die DSP-basierten Algorhythmen nutzen, wird dies weitere Fortschritte bringen

• Micom (www.micom.com) ist ein weiterer Hersteller. Die entwickelte Karte ist für Corporate Networks:– Multiportkarte zur Anbindung einer PBX an ein WAN– V/IP (voice over IP networks) läuft unter verschiedenen Betriebssystemen– unterstützt analoge und digitale Trunks– verwendet G.729-Kompression zur Bereitstellung einer Qualität, die im öffentlichen Telefonnetz üblich ist

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Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Implementierungsstrategien: Stand-alone

• Eine Internet dial-tone box soll einfach in bestehende PBX integrierbar sein, entweder:– indem es analoge Trunks emuliert – oder indem es als Karte in die PBX geschoben wird.

DSP-basierter Codec und TCP/IP-SignalgabeDSP-basierter Codec und TCP/IP-Signalgabe

Flash RAM for DSP-Code

Flash RAM for DSP-Code

RAM for Buffering Data

RAM for Buffering Data

D/A-Converter - DTMF Decoder - Loop Current/Ring Voltage Generator

D/A-Converter - DTMF Decoder - Loop Current/Ring Voltage Generator

10B-T Rx/Tx-Module

10B-T Rx/Tx-Module

Analog lines

TCP/IP-

Net

Internet Dial-Tone

Box

PBXPBXInternet or Intranet

Switched CO Trunks

Internet Dial-Tone

Box

Internet Dial-Tone

Box

Szenario

Prinzip

das sollten Trunk Ports sein und keine Station Ports

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Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Technische Herausforderungen: Interoperabilität

• Interoperabilität:– Niemand wird diese Technologie nutzen, wenn die Boxes verschiedener Hersteller nicht kompatibel

sind– Glücklicherweise gibt es einen Internetstandard H.323, erarbeitet unter Führung von Microsoft und

Intel, der festlegt:• Prozeduren für Call Setup• den Datentransport• die Kompression

– H.232 wird von den meisten Herstellern von Internet Telephony Soft- und Hardware berücksichtigt. Dieser Standard definiert

• einen Satz von Codecs (Kopressions-/Dekompressionsalgorhythmen), • Call Setup und Call Aushandlungsprozeduren• grundlegende Transportmethoden

– Das Resultat ist ein gemeinsames Protokoll, was für Internet Telephony das tut, was SMTP (simple mail transfer protocol) für E-Mail tut.

– Viele Hersteller planen die Einhaltung dieses Standards– Schlüsselprobleme mit H.232 resultieren mehr aus finazieller weniger aus technischen Problemen.

Derzeit kostet eine Lizenz für die H.232 Codec-Algorhythmen $100.000. – Viele schrecken vor diesen hohen Kosten zurück und bevorzugen einfachere Codierverfahren

– Ich denke mal, daß mit dem Standard H.232 Schindluder getrieben wird. Dieser von der ITU herausgegebene Standard beinhaltet nur Codevorschriften und nicht die erwähnten Protokolle für die Übertragung. !!!Überprüfung!!!

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Die H.320-Standard-Familie

• Gateway 7/97, S.40:– H.320: Verbindungsauf- und -abbau– H.323: Echtzeit- bzw. Videokonferenzen in LANs, dieser wird von Netscape

Microsoft/Picturtel (Netmeeting) verwendet und ist damit Quasistandard– H.324: Videokommunikation mit analogen Verbindungen– Weitere Unterstandards zu H.323 sind:

• H.245: Öffnet und schließt logische Kanäle• G.711: PCM• G.722: 7-kHz-Sprache• G.723.1: Standardsprachübertragung für H.323-Konferenzen • G.728: Sprachübertragung mit 16 kbit/s• G.729: Sprachübertragung mit 16 kbit/s

– Für Sprachübertragung haben sich durchgesetzt:• der GSM-Coder von Microsoft• der ITU-T-Standard G.723.1• der Decoder von Voxware

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Wie ist die Sprachqualität, die Verzögerung?Was ist dx- bzw. hx-Mode, Multicasting?

• Wenn man einen guten Internetzugang hat, ist die Sprachqualität mit der im Telefonnetz vergleichbar

• Die Qualität hängt weniger von der Übertragungsrate im Internet ab, sondern vielmehr von der Leistungsfähigkeit der Codierung (welche Codierung, ausreichende PC-Power)

• Im Fernsprechnetz beträgt die max. Verzögerung 0,05 sec. Viele Internetprogramme liefern die gleiche Verzögerung, aber unter Umständen auch beträchtlich mehr.

• dx-Mode: beide Teilnehmer können gleichzeitig sprechen und hören den Partner.• hx-Mode: die Teilnehmer können nur wechselseitig sprechen.• Ob dx- oder hx-Mode möglich ist, hängt entscheident von der Soundkarte ab, d.h. ob

diese in der Lage sind, gleichzeitig zu Codieren bzw. zu Decodieren.• Die meisten Programme unterstützen beide Modi.• Multicasting ist eine Betriebsart, wo ein Nutzer Audio-Pakete an mehrere Nutzer

gleichzeitig versendet.• Das M-Bone überlagert das Internet und erlaubt:

– Radiosendungen,– Videosendungen usw.

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Einige Produkte (Teilnehmerhard- und-software) Gateway-Hard- und -software

• Wichtige Produkte und ihre iAdressen nennen /5/• Basismerkmale /5/

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Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Technische Herausforderungen: Unzuverlässige Internernet Performance

• Im Gegensatz zum Telefonnetz kann das Internet einen Mindestdatendurchsatz nicht garantieren. Es gibt bisher keine Strategien diesen Engpass zu beseitigen. Man verläßt sich auf die Annahme, daß derzeit die Übertagungsrate fast täglich wächst und das sie dann vielleicht irgendwann ausreicht.Man argumentiert, Multimedia-Anwendungen brauchen eine viel höhere Übertragungsrate als InternetPhon. Wenn man also Multimedia bringen will, muß Internet-Telefonie erst recht gehen.

• Übertragungskapazität ist sehr teuer. Aus der Tabelle geht hervor, daß die Kosten pro kbit/s mit höherer Übertragungsrate enorm fallen. Die Übertragung über eine 45 Mbps-Leitung ist 30 mal billiger, als über eine gewählte Fernsprechverbindung. Voraussetung ist natürlich, daß die Verwaltung die Kosten nicht hochsetzt, z.B dadurch, daß auf schmutzige Worte gefiltert werden muß.

• Zusammenfassend: der übertragene Sprachverkehr über das Internet wird kein großer Deal, wenn die Gesamtübertragungsrate wächst, um Multimedia-Anwendungen zu ermöglichen.

Übertragungsrate monatl. Kosten in $ Kosten per kbps in $28,8 kbps, Standleitung 225 7.8164 kbps ISDN, Standleitung 250 3.90128 kbps ISDN, Standleitung 350 2.73256 kbps Flex-T1 700 2.73512 kbps Flex-T1 900 1.751544 kbps T1 1000 0.6410 Mbps SMDS 4000 0.4045 Mbps SMDS 12000 0.26

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Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Technische Herausforderungen: Unzuverlässige Internernet Performance

• Unzuverlässige Internernet Performance– Das größte Problem ist der nicht garantierbare Durchsatz im Internet. Priorisierung von

Paketen mit Sprache hilft wenig, weil es dann alle machen.– Man kann wählen zwischen guter Sprachqualität und hoher Verzögerung oder weniger

Sprachqualität und geringe Verzögerung. In vielen Programmen ist dies einstellbar.– Bei einer linearen Codierung kann man die wichtigen Bits (z.B. Bits 4,5,6,7) mit einer

hohen Priorität senden und die dazugehörigen niederwertigen Bits mit einem normalen Paket. Treffen die niederwertigen Bits rechtzeitig ein, werden sie mit verwendet. Ist dies nicht der Fall, wird aus den höherwertigen Bits das Signal abgeschätzt.

• Begrenzung der Übertragungsrate (Bandwidth Limitations)– Viele private Nutzer werden auf ein Modem mit 14,4 oder besser/schlechter auskommen

müssen.– Im kommerziellen Bereich sollte man sich aber mindestens einen ISDN-Zugang, der

Kanalbündelung zuläßt, leisten. Der Flaschenhals ist oft die letzte Meile.– Desweiteren sind die Kostenunterschiede zwischen einer analogen Standleitung zum

ISDN-Zugang nicht erheblich.– Die Vorteile beim Internet-Phone ergeben sich ohnehinn nur bei Weitverkehr.– Die meisten Codecs liefern beim Internet-Phone eine Übertragungsrate von 5,5 kbps bis 12

kbps in jede Richtung. Über einen ISDN-Zugang (128 kbps) könnten theoretisch 10 bis 20 gleichzeitige Telefonate geführt werden.

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Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Bewertung

• Es gibt zwei Möglichkeiten eine Internetphonebox zu bilden:– Stand-alone mit einem Ethernetanschluß und einem Telefonanschluß– PC-basierte Lösung z.B. basierend auf einer Ethernetkarte und Soundkarte.

• Der Autor hält die Stand-alone-Lösung als beste Lösung, da die PC-basierte eine Menge zusätzlicher Kosten (den PC) verursacht. Des weiteren sind PC-basierte Systeme schwer konfigurierbar, was viele Nutzer abschreckt.

• Psychologie ist der größte Feind beim Verkauf PC-basierter Telefonsysteme. Die Leute wollen keine komplizierten Systeme. Plug&Play ist das Ziel.

• Für größere Anwendungen, z.B. 48 Internet-Links zwischen zwei PABX, ist die Erweiterung eines PC’s eine mögliche Lösung. Für die unzähligen kleinen Firmen, sollte man eine Stand-alone Box anbieten, mit einem Preis unter $1000,-.

• PBX-Anbieter sind gut beraten, ihre Systeme mit IPhone-Fähigkeiten auszustatten.

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Wie konstruiert man eine Internet-PBX (www.phonezone.com/ip-phone.html)Aktuelle IPhone-Produkte

• Micom: V/IP (voice over IP) www.micom.com:– Verbindung von PBX über ein Intranet oder das Internet über analoge oder digitale

Leitungen. Ist geeignet für größere Systeme, die Karte ist ein Multiportprodukt, lauffähig unter verschiedenen Betriebssystemen, DSP-basiert, entlastet die Host-CPU weitgehend.

• Quicknet: InternetPhoneJACHtm www.quicknet.net:– diese InternetPhoneCard kostet $200,-, ist ein Renner, emuliert eine POTS-Leitung

einschließlich Rufspannung, Wählton usw., und arbeitet mit einem Dutzend von existierenden Applikationen zusammen.

• Queste Inc.: VoiceNet:– Ist eine einfache Softwarelösung zur Verbindung von PBX’s über das Internet. Diese Lösung ist für

Firmen geeignet, die in verschiedenen Städten Niederlassungen haben. Diese Softwarelösung arbeitet mit Duplex-Telephony-Cards zusammen, beispielsweise dem PhoneBlaster von Creative Labs und der InternetPhoneJACK-Karte.

• Vocaltec: Internet Phone Gateway:– Dialogic und Vocaltec haben gemeinsam eine Hardware/Softwarelösung herausgebracht.

Diese kann als Gateway zwischen Internet-Nutzern und öffentlichen Telefonnetzen eingesetzt werden.

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Resource Reservation Protocol - RSVP

• Literatur: www.isi.edu./div7/rsvp/overview.html

• Ein Host nutzt RSVP, um einen bestimmten QoS (Quality of Service) vom Netz zu erhalten.

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Realtime Streaming Protocol - RTSP

• Literatur: www.realaudio.com:80/prognet/overview.html• Entwicklung der Firmen Progressive Networks und Netscape Communications • z.Zt in Bearbeitung beim IETF

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Das Real Time Transport Protocol - RTP

• RTP wurde von der AVT WG (Audio-Video Transport Working Group) im Auftrag der IETF (Internet Engineering Task Force) entwickelt.

• RTP wird standardisiert durch Draft RFC 1889 und 1890.• RTP wurde für die Übertragung von Echtzeitdaten (Voice, Video) entwickelt.• Folgende Hauptmerkmale hat das Protokoll:

– es unterstützt Unicast- und Multicast-Kommunikation,– keine Flußsteuerung und Fehlerkontrolle– benutzt typischerweise UDP (User Datagram Protocol, verbindungsloses

Transportprotokoll)– kann aber auch direkt auf unter UDP liegende Protokolle aufsetzen– die DÜ mit RTP wird durch RTCP (RTP Control Protocol) überwacht– RTCP gestattet insbesondere Empfängern, an den Sender QOS-Parameter zu senden. Dies

gestattet dem Sender, Codierung und Compression an die Netzbedingungen anzupassen.• Die Echtzeitdatenübertragung im Internet hat zwei Feinde:

– die Unterschreitung einer Mindestübertragungsrate– die Überschreitung der zulässigen Verzögerungszeit von Paketen

• Übertragungsfehler in Sprach- und Bewegtbilder-Frames sind zwar nicht schön, aber in Grenzen tolerierbar. Fehler bis 5% scheinen akzeptabel zu sein.

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Das Real Time Transport Protocol - RTPEin Überblick [RFC 1889]

• Aus dem Protokollstack erkennt man, daß zwei Konzepte verwendet werden:– RTP für die Datenübertragung– RTCP für die Überwachung von QOS-Parametern sowie zum Austausch von Informationen bezüglich der Teilnahme

an einer RTP-Session.• RTP ist unabhängig von den unterlagerten Protokollschichten. Wird UDP verwendet, wird für den

Datenstrom eine gerade Portnummer und für RTCP die nächsthöhere Portnummer (ungerade Zahl) verwendet. Wird für RTP eine ungerade Portnummer verwendet, sollte für RTCP die nächst niedere (ungerade) Portnummer verwendet werden

• RTP-Pakete enthalten keine Längenangabe, dies sollten die darunter liegenden Protokolle liefern.• Einfaches Beispiel einer Multicast-Audiokonferenz:

– Für die Konferenz seien die Adresse und die Portnummer allen Teilnehmern bekannt.– Die Audio-Anwendung sende Audio-Daten in 20ms-Blöcken.– Vor jeder Audio-Dateneinheit steht ein RTP-Header mit z.B. dem Codierverfahren (PCM, ADPCM, LPC). Das hat

den Vorteil, daß das Codierverfahren während der Übertragung geändert werden kann.Header und Daten werden in ein UDP-Paket verpackt

– Aus dem RTP-Header geht der Erzeugerzeitpunkt des Sprachcodes und die Sequenznummer hervor.– Mittels des Timestamps können mehrere Datenströme synchronisiert werden. Aus der Sequenznummer erkennt man

die Anzahl verloren gegangener Rahmen.– Durch die Empfangsberichte, die alle Empfänger periodisch an den Sender über RTCP senden, kann man die

Teilnehmer und die momentane Qualität ermitteln.– Ein Teilnehmer verabschiedet sich mittels eines BYE-Paketes.

• Audio and Video Conference– Werden Audio und Video gleichzeitig in einer Konferenz genutzt, geschieht das über unterschiedliche RTP-

Sessions. D.h. für jedes Medium wird wird ein anderes UDP-Port verwendet und/oder eine Multicastadresse. – Nutzer, die beide Datenströme empfangen, sollten in ihren RTCP-Messages den gleichen (canonical) Namen

verwenden.

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Das Real Time Transport Protocol - RTPMixer, Übersetzer, Synchronisationsquellen [RFC 1889]

• Mixers and Translators– Mixer und Translator sind RTP-Zwischensysteme, die Datenströme von Quellen vereinigen oder umsetzen.– Die Quelle eines Datenstromes bezeichnet man als Synchronisationsquelle. Quellen sind beispielsweise Mikrofon,

Kamera.. RTP weist jeder dieser Quellen eine zufällig gewählte, eindeutige Kennung zu (SSRC - Synchronisation Source).

– Ein Empfänger kann anhand dieser Kennung die Zeit- und Reihenfolgebedingungen herstellen.• Übersetzer

– Übersetzer empfangen Datenpakete in einem bestimmeten Format, und senden diese in einem anderen Format weiter, ohne die SSRC zu ändern. Wenn mehrere Datenpakete in ein neues Datenpaket codiert werden, muß aber eine neue Sequenznummer eingeführt werden. Lücken im Eingangsstrom werden auf den Ausgang abgebildet.

– Übersetzer könnten z.B. zur “Überwindung” von Firewalls verwendet werden.

Internet Trans-lator

Trans-lator

IntranetFirewall

sichere Verbindung

restriktive Aussendung z.B. über Multicast-Pakete zu einer Multicast group• Mixer:

– können aus mehreren Datenströmen einen neuen Datenstrom erzeugen. Die ankommenden Datenströme werden synchronisiert. Mixer sind Synchronisationsquellen, d.h. sie verwenden eine eigene SSRC-Kennung. Damit Empfänger die ursprünglichen Quellen ermitteln kann, trägt der Mixer diese in die CSRC-Liste (CSRC - Contribution, Beitragsquellen) ein. Diese Liste wird an den fixen RTP-Header angehangen.

– M. werden z.B. auch zur Anpassung zwischen breitbandigen und schmalbandigen Netzbereichen verwendet. Breitbandige Quellen werden durch den Mixer resynchronisiert und dann neu (schmalbandig) codiert und ausgesendet

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• Einfaches Beispiel einer Multicast-Audiokonferenz:– Für die Konferenz seien die Adresse und die Portnummer allen Teilnehmern bekannt.– Die Audio-Anwendung sende Audio-Daten in 20ms-Blöcken.– Vor jeder Audio-Dateneinheit steht ein RTP-Header mit z.B. dem Codierverfahren (PCM,

ADPCM, LPC). Das hat den Vorteil, daß das Codierverfahren während der Übertragung geändert werden kann.Header und Daten werden in ein UDP-Paket verpackt

– Aus dem RTP-Header geht der Erzeugerzeitpunkt des Sprachcodes und die Sequenznummer hervor.

– Mittels des Timestamps können mehrere Datenströme synchronisiert werden. Aus der Sequenznummer erkennt man die Anzahl verloren gegangener Rahmen.

– Durch die Empfangsberichte, die alle Empfänger periodisch an den Sender über RTCP senden, kann man die Teilnehmer und die momentane Qualität ermitteln.

– Ein Teilnehmer verabschiedet sich mittels eines BYE-Paketes.• Audio and Video Conference

– Werden Audio und Video gleichzeitig in einer Konferenz genutzt, geschieht das über unterschiedliche RTP-Sessions. D.h. für jedes Medium wird wird ein anderes UDP-Port verwendet und/oder eine Multicastadresse.

– Nutzer, die beide Datenströme empfangen, sollten in ihren RTCP-Messages den gleichen (canonical) Namen verwenden.

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Das Real Time Transport Protocol - RTPRTP Fixed Header Fields [RFC 1889]

Feld Bits BedeutungVersion 2 Versionsnummer, derzeit 2Padding 1 Wenn dieses Bit gesetzt ist, enthalt das Paket am Ende Füllbytes. Die genaue Anzahl steht im

letzten Byte des Paketes.eXtension 1 Falls das Bit gesetzt ist, folgt dem Header ein ErweiterungsheaderCSRCcount (CC)

4 Zähler, der die Anzahl der CSRC-Kennungen angibt, die dem fixen Header folgen

Marker 1 Die Benutzung dieses Bits wird durch die Profile geregelt. M zeigt beispielsweise das letztePaket an. /RFC 1890/, Abschnitt 4.1

Payloadtype

7 Dieses Feld verweist auf die Art der Nutzlast. Ein Profil spezifiziert die Nutzlasttypen undderen Eigenschaften. /RFC 1890/, Tabelle 2

Sequencenumber

16 Die Sequenznummer erhöht sich für jedes gesendete Paket um 1. Aus dieser Nummer kann manverlorene Pakete ermitteln. Der Anfangswert wird zufällig ermittelt, damit der Anfangswertetwas verschleiert wird.

Timestamp 32 Abtastzeitpunkt der ersten Probe, die dann codiert im Paket gesendet wird. Die Auflösung derUhr muß der Anwendung angemessen sein, damit z.B. die Synchronisation hinreichend genauist und Jitter gemessen werden können. Ein Zeitquant pro Videorahmen ist beispielsweise nichtausreichend (65,536 Hz = 0,0152587890625 s). Der Initialwert kann zufällig ermittelt werden,so wie die Sequenznummer. Aufeinander folgenden Pakete, wenn sie z.B. zum gleichenVideorahmen gehören, haben den gleichen Zeitstempel. Aufeinanderfolgende Pakete könnenaber auch sehr verschiedene Zeitstempel haben.

SSRC 32 Innerhalb einer RTP-Sitzung eindeutige Kennung der Synchronisationsquelle. Wird auchzufällig ermittelt

CSRC-list 0..15a 32

Durch einen Mixer erzeugte Liste, aller beteiligter Synchronisationsquellen. Die Liste enthältaber nur die Quellen, deren Proben in dem aktuellen RTP-Frame mitgeschickt werden. DieEmpfänger können so z. B. in einer Audiokonferenz den aktuellen Sprecher ermitteln.

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Das Real Time Transport Protocol - RTPMultiplexing RTP Sessions [RFC 1889]

• Im Interesse eines effektiven Protokollablaufes sollte die Anzahl der Multiplexer minimal sein.

• Multiplexing wird realisiert durch die RTP Destination Address (network address + port number).

• In einer Telekonferenz mit Audio und Video, sollte jeder Strom in einer eigenen RTP Session mit eigener Zieladresse übertragen werden. Ein Multiplexer sollte nicht Audio und Video zu einer gemeinsamen Session zusammen fassen. Das ist kein Ziel.

• Pakete mit verschiedenen Payloadtypen bringen eine Reihe von Problemen mit sich:– Wenn ein Payloadtype sich ändert, weiß man nicht wer sich geändert hat (alter Wert, neuer

Wert).– Jeder Strom hat seine eigenen Zeit und Sequenz. Die Vereinigung bringt bezüglich beider

Werte große Probleme. Was macht man beispielsweise, wenn ein Strom teilweise ausfällt?– In den RTCP-Sender- bzw. Empfängerreports ist nur Platz für eine Sequenznummer und

einen Zeitstempel

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Was wird benötigt?Wer ist mit wem kompatibel?

• Ein PC (nicht zu lahm) mit Soundkarte+Mikrofon+Lautsprecher• Ein Internetzugang per Modem mit mindestens 14,4 kbit/s, besser ist ein Zugang mit

28,8 kbit/s oder ein ISDN-Zugang (64 kbit/s). Die meisten Programme liefern erst ab einem Zugang mit 28,8 kbit/s eine befriedigende Qualität.

• Audio Conferencing Programs setzen auf Winsocket auf, basierend auf einer SLIP- oder PPP-Verbindung.

• Programme, die eine Sprachcodierung nach GSM unterstützen, sind in der Regel kompatibel. Beide Teilnehmer können verschiedene Programme benutzen, da der Codestandard und das Transferprotokoll identisch sind.

• Programme mit proprietären Sprachkodierungen erfordern Paarigkeit, d.h. auf beiden Seiten muß das gleiche Programm verwendet werden.

• Derzeit bestimmen drei Firmen:– Microsoft– Netscape– VocalTec.

• Netscape und Microsoft verwenden RTP und GSM aber unterschiedliche Directory Schemes (Verzeichnisdienste!)

• VocalTec nutzt priprietäre Codierungen und Protokolle

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Kann ich von meinem Computer mit einem Telefonteilnehmer sprechen?Warum ist der Preis so niedrig?

• Mit Anschlüssen des regulären Telefonnetzes kann man nur über eine sogenanntes “phone gateway” in Verbindung treten. Das Projekt wird “Free World Dialup” genannt.

• Über folgende URL’s erreicht man Gateways, worüber man in wichtige US-Städte einwählen und für 10 cents/minute telefonieren kann:– http://www.pulver.com/fwd/– http://www.net2phone.com/– Hannover-Zugang

• Eine andere Firma, bekannt als Global Exchange Carrier, bietet einen ähnlichen Service an:– http://www.gxc.com/

• Viele denken, daß der Preis der Internet-Telefonie deshalb so niedrig ist, weil er nicht reguliert ist. Aus der Nichtregulierung resultieren zwar Einsparungen, aber nicht der Hauptteil.

• In den USA kostet ein Telefongespräch im Durchschnitt $.23/min. Das Internet-Telefonat kostet soviel, wie der Zugang zum Provider, derzeit etwa $.02-03/min. Das ergibt eine Einsparung von etwa $.15/min