Netzwerk-Grundlagen: Verbindungsorientierte Kommunikationsdienste

Die Kommunikationsprotokolle H.323 und SIP im Detail

18.12.2008 | Autor / Redakteur: Gerhard Kafka / Andreas Donner

Ähnlich den Bahnsemaphoren regeln Signalisierungsprotokolle den Informationsfluss in Telekommunikationsnetzen; Quelle: pixelio
Ähnlich den Bahnsemaphoren regeln Signalisierungsprotokolle den Informationsfluss in Telekommunikationsnetzen; Quelle: pixelio

Mit der Digitalisierung der Telekommunikationsdienste hat sich auch die Art der Signalisierung verändert und der Wandel von analoger zu digitaler Kommunikation legte den Grundstein für die heutige IP-Kommunikation. Basis hierfür sind die Protokolle H.323 und SIP, die in diesem Beitrag näher betrachtet werden.

Die Einführung von ISDN veränderte die bis dato recht einfache Signalisierung zu einem vielstufigen Verfahren auf mehreren Ebenen. Die physikalische Schicht wird durch Aktivierung und Deaktivierung gesteuert. Die Schicht zwei wird mit Hilfe des Protokolls HDLC LAP-D (High Level Data Link Control Link Access Protocol D) gesteuert. Der darauf folgende Verbindungsauf- und -abbau sowie die Übermittlung von Leistungsmerkmalen erfolgt über den Basisanschluss (S0-Schnittstelle) mit dem Signalisierungsprotokoll Q.931. Die gesamte Intelligenz in einem ISDN-Netz basiert auf dem mächtigen SS7-Protokoll (Signalisierungs-System Nr. 7), das übrigens auch in den Mobilfunknetzen der zweiten (GSM) und dritten (UMTS) Generation eingesetzt wird.

Signalisierung in IP-Netzen

Die Migration der bisher verwendeten analogen und digitalen Telefonnetze auf eine einheitliche Multiservice-fähige Plattform (NGN = Next Generation Network) basierend auf der IP-Protokollfamilie erfordert für die Bereitstellung von verbindungsorientierten Diensten ebenfalls eine entsprechende Signalisierung. Für das verbindungslose IP-Protokoll musste deshalb ein Zusatzprotokoll entwickelt werden. Das geschah bei ITU-T bereits 1996 mit der Verabschiedung von H.323. Der Titel „Visual Telephone Systems and Equipment for Local Area Networks which Provide a Non-Guaranteed Quality of Service” ist typisch für die klassische Telekommunikationswelt.

H.323 ist nicht nur ein Standard sondern umfasst eine gesamte Protokollfamilie (Bild 4). Deren Spezifikationen definieren die Komponenten und Protokolle, die zum Aufbau und Betrieb eines VoIP-Netzes erforderlich sind. Zu den wichtigen Komponenten zählen:

  • VoIP Terminal: Ein beliebiges Gerät, das die H.323 Spezifikation unterstützt. Praktisch ist dies ein Ethernet IP-Telefon oder ein PC mit Software zur Realisierung von VoIP-Eigenschaften
  • VoIP Gateway: Das Gateway hat die Aufgabe unterschiedliche Netzwerktypen miteinander zu verbinden. Ein im LAN initiierter Anruf kann damit in ein öffentliches Netzwerk weitergeleitet werden, wobei eine Anpassung der Codec-Typen und Signalisierung durchgeführt wird
  • Multipoint Control Unit: Mit Hilfe einer MCU lassen sich Konferenzen mit mehreren Terminals durchführen. Die MCU steuert alle angeschlossenen Terminals und verwaltet auch sämtliche Verbindungsparameter
  • VoIP Gatekeeper: Der Gatekeeper steuert eine VoIP-Zone, die sich aus mehreren Gateways, Terminals und MCUs zusammensetzen kann. Als weitere Funktionen können beispielsweise Abrechnung und Verwaltung integriert sein.

Als Alternative zum komplexen H.323 Protokoll wurde bei IETF SIP (Session Initiation Protocol) entwickelt und mit RFC 3261 dokumentiert. Im Gegensatz zu H.323 besteht SIP nur aus einem einzigen Modul. Als eine der vielen Funktionen sei hier die Beschreibung von Telefonnummern als URLs erwähnt. Weil SIP einfacher zu implementieren und besonders flexibel ist, kommt bei neuen Entwicklungen nur mehr diese Version eines Signalisierungsprotokolls zum Einsatz. Mit Hilfe eines Gateways können H.323 Systeme mit SIP Systemen problemlos kommunizieren.

Tabelle 1 zeigt einen Vergleich der Eigenschaften von H.323 und SIP. In den Bildern 6 und 7 sind die Verfahren für den Verbindungsauf- und -abbau dargestellt.

weiter mit: Konvergenz erfordert weitere Signalisierungsprotokolle

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