Was ist ein VoIP-Gateway?VoIP Gateway

Was ist es?

Ein VoIP Gateway ist ein so genannter Medienwandler, welcher auf der einen Seite VoIP-Signale und auf der anderen Seite ISDN-, Analog-, DECT- oder GSM-Signale verarbeitet. Es schafft also einen Übergang zwischen alter Telefonie-Welt und neuer VoIP-Welt.

Sinn und Zweck ist es, ein modernes VoIP-System zu koppeln mit traditionellen Telefonanschlüssen. Um z.B. mit einem GSM-Gateway Gesprächskosten ins Mobilfunknetz zu sparen.

Auch der umgekehrte Weg ist üblich. Dabei wird eine alte ISDN-Telefonanlage mit einem VoIP-Gate an einen modernen VoIP-Telefonanschluss angeschlossen. Die alte Telefonanlage wird so nach extern VoIP-fähig für VoIP-Telefonanschlüsse gemacht.

Wann wurde es erfunden?

Die ersten uns bekannten VoIP Gateways wurden vom amerikanischen Hersteller Sipura hergestellt. Es handelte sich um sehr robuste ATA Boxen (Analog Telefon Adapter). Die ersten Geräte kamen um das Jahr 2003 herum auf den Markt. 1 Jahr, bevor VoIP den Massenmarkt erreichte.

Die analogen VoIP-Gateways von Sipura waren wie gesagt sehr zuverlässig und genossen grosse Beliebtheit. Der Hersteller wurde anschliessend mehrfach aufgekauft. Zuerst von der Firma Linksys. Später vom Unternehmen Cisco. So existieren die Geräte im Kern mit einigen Software-Erweiterungen bis heute. Z.B. das Cisco SPA 112 

Ein weiterer sehr beliebter und früher Hersteller von VoIP-Gateways ist die Firma Patton Inalp. Patton wurde bereits 1984 gegründet und hat diverse Telefonie-Gateways entwickelt. Dabei aber nicht nur die modernen SIP-Gateways mit integrierten ISDN- und Analog-Wandlern, sondern auch Geräte für den alten VoIP-Standard H.323. Aber auch Gateways für reine Analog-, ISDN- und DSL-Umgebungen gehörten schon dazu.

Patton VoIP-Gateways sind insbesondere im Bereich SIP zu ISDN und SIP zu Analog besonders stark. Die Konfiguration der Geräte ist sehr robust und einmal konfigurierte Geräte können über Jahre ohne irgendwelche Änderungen stabil betrieben werden. Bei den Analog-Gateways sind insbesondere Geräte mit vielen Analog-Ports beliebt, mit denen z.B. grosse Analog-Telefon-Infrastrukturen betrieben werden können, wie sie beispielsweise in Hotels bei den Zimmertelefonen vorkommen.

Funktionsprinzip

Das Prinzip eines VoIP-Gateways ist die Umwandlung eines digitalen VoIP-Signals auf der einen Seite in ein analoges Sprachsignal auf der anderen Seite und umgekehrt.

Neben analogen Signalen gibt es auch Gateways für digitale ISDN-Anschlüsse, für DECT-Funkanschlüsse und für GSM-Mobilfunkanschlüsse.

Das Prinzip ist immer das gleiche. Es handelt sich um eine Blackbox mit einem Eingang (VoIP) und einem Ausgang (Analog, ISDN, DECT, GSM).

Ein digitaler Prozessor rechnet die Signale entsprechend um und “übersetzt” in die Sprache der anderen Technologie. Ein SIP-Gateway kümmert sich um sämtlichen VoIP-Verkehr und beispielsweiser ein Analog-Prozessort kümmert sich um die Verarbeitung der analogen Sprachsignale.

Wo in einem VoIP-System kommt es zum Einsatz?

Es gibt 2 Standorte innerhalb einer VoIP-Infrastruktur, an denen VoIP-Gateways zum Einsatz kommen. Zum Einen an der externen Anbindung zum externen Telefonanschuss. An dieser Stelle kann ein ISDN-VoIP-Gateway beispielsweise eine alte ISDN-Telefonanlage an einen modernen VoIP-Telefonanschluss anbinden.

Zum Anderen direkt an den internen Endgeräten. Hier ist das häufigste Beispiel ein Analog-VoIP-Gateway. Dieses kann z.B. ein analoges Fax-Gerät VoIP-fähig machen. Der analoge Telefonanschluss des Faxgerätes wird an den Analog-Anschluss des Gateways angeschlossen. Auf der anderen Seite wird der Netzwerk-Anschluss der ATA-Box an das interne Firmennetzwerk angeschlossen.

Neben Faxgeräten können so z.B. auch dutzende Zimmertelefone in einem Hotel an das VoIP-Netz angeschlossen werden.

Vorteile von VoIP Gateways

VoIP-Gateways sind in modernen VoIP-Installationen eigentlich ein unverzichtbarer Bestandteil. Es gibt einfach traditionelle Technologien, welche so etabliert sind und so gut funktionieren, dass es keinen 100%-igen VoIP-Ersatz dafür gibt.

Zu nennen sind hier Faxgeräte, bei denen es sich nicht lohnt, neue VoIP-Faxgeräte zu erfinden. Ein anderer sehr verbreiteter Anwendungsfall sind so genannte DECT-Installationen. DECT bezeichnet den Funkstandard, mit dem Funktelefone kommunizieren. DECT hat sich als so robust und alltagstauglich erwiesen, dass sich reine WLAN-VoIP-Telefone als Alternative bis heute nicht durchsetzen konnten. DECT hat beispielsweise eine wesentlich höhere Sendeleistung, so dass der Empfang auf den Funktelefonen besser sind. Ausserdem ist der so genannte Handover – der Wechsel zwischen mehrere Funkzellen während einem Telefonat – im DECT-Netz einfach perfekt umgesetzt.

VoIP-Gateways verbinden also das Beste aus allen Welten. Dort wo es eine bessere, traditionelle Technologie gibt, wird diese weiterverwendet und mittels Gateway VoIP-fähig gemacht.

Arten von VoIP Gateways

Analog VoIP Gateways

Skype for Business - PSTN CallingAnaloge VoIP-Gateways, häufig auch ATA-Boxen (Analog Telefon Adapter) genannt, sind die verbreitetste Art von VoIP-Gateways. Sie sind für den Anschluss von alten Analog-Telefonen und besonders häufig von Faxgeräten gedacht. Aber auch Lift-Telefone oder alte Türsprechanlagen, welche noch nicht IP-fähig sind, werden über ATA-Boxen angebunden.

Grundsätzlich gibt es noch 2 Unterarten von analogen VoIP-Gateways. FXS-Gateways bezeichnet ein Gateways, welches genutzt wird, um ein analoges Telefon anzuschliessen.

FXO-Gateways bezeichnet ein Gateway, welches genutzt wird, um eine VoIP-Telefonanlage an einen alten analogen Telefonanschluss anzuschliessen. Diese Betriebsart ist in der Praxis aber praktisch gar nicht mehr anzutreffen.

 

ISDN VoIP Gateways

ISDN-VoIP-Gateways kommen besonders häufig zum Einsatz, wenn eine alte ISDN-Telefonanlage an einen modernen VoIP-Telefonanschluss angebunden werden soll.

Ein solches ISDN-SIP-Gateway hat grosse Kostenvorteile. Besonders, wenn die ISDN-Telefonanlage noch nicht besonders alt ist, aber vom Telefonanbieter vorgegeben wird, dass der alte ISDN-Anschluss abgeschaltet wird. Oder aber wenn man über einen VoIP-Telefonanschluss ganz einfach Kosten sparen möchte. Grundgebühren und Gesprächsgebühren entsprechen nämlich einem Bruchteil von denen eines ISDN-Anschlusses.

Ebenfalls möglich wäre es, alte ISDN-Standard-Telefone über ein ISDN-to-VoIP-Gateway an eine VoIP-Telefonanlage anzubinden. Dies macht aber wirtschaftlich kaum Sinn und all die neuen VoIP-Funktionen würden trotzdem nicht zur Verfügung stehen.

DECT VoIP Gateways

spectralink 7532DECT-VoIP-Gateways bilden die Schnittstelle, um DECT-Funktelefone in einem modernen VoIP-System nutzen zu können.

Dabei wird die Funkstrecke bis zur so genannten Basisstation wie in alten Zeiten über den DECT-Standard abgewickelt. Die Basisstation wiederum verfügt über einen Netzwerk-Anschluss und kümmert sich um die Transformation ins VoIP-Signal.

Es gibt zwei Arten von DECT-VoIP-Gateways. So genannte Singlecell-Stationen und so genannte Multicell-Stationen. Singlecell-Stationen haben eine einzige Basisstation, welche in Bürogebäuden einen Radius von ca. 25m mit Funk versorgt. Innerhalb dieses Radius kann telefoniert werden.

Multicell-Stationen lassen sich zu sehr grossen Gesamtnetzen zusammenschalten. Ich kann von einer Funkzelle in eine andere laufen, ohne dass mein Gespräch unterbrochen wird. Selbst die Vernetzung von mehreren Stockwerken und Gebäuden ist realisierbar. 

GSM VoIP Gateways

GSM-Antenne GSM-VoIP-GatewaysGSM-VoIP-Gateways sind in erster Linie gedacht, um bei externen Telefonaten ins Mobilfunknetz Kosten zu sparen. Oft bieten die Mobilfunk-Provider spezielle Tarife, welche Gespräche zwischen allen Mobiltelefonen einer Firma gratis machen. Ich kann nun eine solche SIM-Karte in das Gateway stecken und somit alle Telefonate zu Firmen-Handys gratis führen.

Das Ganze ist aber mit Vorsicht zu geniessen. Ich muss auf manche Servicemerkmale verzichten. Es wird z.B. nicht die Rufnummer des Anrufers im Display angezeigt sondern immer nur die Rufnummer der SIM-Karte vom Gateway. Manche Mobilfunkprovider verbieten auch den Einsatz solcher Gateways.

 

Spezialfall Analog-GSM-Gateways

Analog-GSM-Gateways sind keine VoIP-Gateways im eigentlichen Sinne, da sie keine VoIP-Schnittstelle anbieten. Trotzdem kommen sie in VoIP-Netzwerken häufiger zum Einsatz. Es handelt sich um Geräte, welche auf der einen Seite einen analogen Telefonanschluss anbieten und diesen auf der anderen Seite mit dem GSM-Mobilfunknetz verbinden.

Zum Einsatz kommen diese Geräte bei besonders sicherheitskritischen Anwendungen. Z.B. Alaramanlagen, Brandmeldeanlagen oder auch Notfall-Telefonen im Lift. Es wird durch ein solches Gateway gewährleistet, dass das Notfalltelefon auch bei einem kompletten Ausfall der IT-Infrastruktur noch funktioniert.

Unterstützte Protokolle

Es hat vor einiger Zeit sehr wohl noch VoIP-Gateways mit alten VoIP-Protokollen, wie H.323 gegeben. Seit sich das so genannte SIP-Protokoll (Session Initiation Protocol) als Standard der VoIP-Telefonie durchgesetzt hat, basieren auch sämtliche VoIP-Gateways auf dem SIP-Standard.

Unterstützte Codecs

Als Codecs werden in erster Linie G.711 alaw, G.711 ulaw und GSM unterstützt. Andere Protokolle wie der G.722 HD-Codec machen nicht viel Sinn, weil Analog- und ISDN-Geräte z.B. gar keine HD-Telefonate unterstützen. Ausnahme sind VoIP-DECT-Gateways für Funktelefone. Hier gibt es erste Geräte, welche auch HD-Telefonie unterstützen.

VoIP Gateway Konfiguration

Web-Interface

Eine der einfachsten Arten ein VoIP-Gateway zu konfigurieren, ist die, über ein Web-Interface. Die meisten Gateways bieten ein solches Web-Interface an, über welches ich die VoIP-Zugangsdaten, aber auch komplexe Parameter wie Spannungen analoger Leitungen usw. konfigurieren kann.

Konfigurations-Dateien

Einige Gateways bieten leider kein benutzerfreundliches Web-Interface, sondern man muss die gesamte Konfiguration des Gerätes in Form einer Konfigurationsdatei in Text-Form auf das Gerät laden. Beispielsweise werden die VoIP-Gateways des Herstellers Patton in erster Linie über Konfigurationsdateien konfiguriert.

Die Web-Interfaces bieten meist nur eine sehr abgespeckte Version der eigentlich sehr vielen Möglichkeiten. Die Konfigurationsdatei enthält verschiedene Befehle und es ist im Prinzip ein spezieller Programmierer notwendig, um diese Geräte zu konfigurieren. Der Vorteil ist, dass diese Geräte erfahrungsgemäss äusserst robust sind, wurden sie einmal konfiguriert. Man kann sie meist über Jahre betreiben, ohne sie je wieder anfassen zu müssen.

Provisioning

Beim so genannten Provisioning wird Ihr VoIP-Gateway zuerst mit Ihrer VoIP-Telefonanlage gekoppelt. Anschliessend übernimmt die VoIP-Telefonanlage vollautomatisch die Konfiguration Ihres Gateways. Dabei wird auf der Telefonanlage z.B. angegeben, welche Telefonnummer auf dem Gateway laufen soll. Anschliessend generiert die Telefonanlage eine spezielle Konfigurationsdatei und schickt diese an das VoIP-Gateway. Diese Art der Konfiguration ist besonders komfortabel.

Die häufigsten VoIP-Gateway Hersteller

Sipura/Linksys/Cisco

VoIP-Adapter Analog - Cisco SPA 112Sipura war einer der ersten Hersteller von ATA-Boxen (Analog-Telefon-Adapter) überhaupt. Die Sparte der VoIP-Gateways wurde mehrfach aufgekauft. Zuerst von Linksys und später dann von Cisco. Cisco stellt die sehr guten Gateways bis heute her. Wir vertrauen in unseren Projekten, wo einzelne Analog-Geräte ans VoIP-Netz angeschlossen werden sollen ebenfalls auf Cisco.

Patton

Patton hat bereits in der 80er Jahren Gateways hergestellt. Dort allerdings noch im Bereich Analog/ISDN/DSL. Die VoIP-Sparte kam erst später dazu. Dafür baut Patton gerade im Bereich VoIP-ISDN-Gateways hervorragende Geräte mit unterschiedlichsten Grössenordnungen.

Es gibt ISDN-VoIP-Adapter mit nur einem Anschluss und welche mit 8 ISDN-Anschlüssen oder mehr. Auch wenn es darum geht eine grosse Anzahl Analog-Telefone an eine einzige VoIP-PBX anzuschliessen, ist Patton eine hervorragende Wahl. Der Anbieter ist also speziell stark, wenn es darum geht viele Telefonanschlüsse in einem Gateway unterzubringen. Die hohe Stabilität der Geräte macht Sie besonders für Business-VoIP interessant.

Grandstream

Grandstream Analog VoIP Gateway
Grandstream stellt in erster Linie kleinere VoIP-Analog-Gateways her. Von der Grösse her ähnlich zu den Cisco-Gateways. Grandstream ist dabei eher im Niedrigpreissegment tätig. Wir selbst haben diese Geräte in der Praxis noch nicht eingesetzt.

Spectralink

Spectralink IP-DECT RepeaterSpectralink ist in erster Linie Hersteller von hochprofessionellen DECT-Funktelefon-Systemen. Es gibt von Spectralink hochrobuste DECT-Funktelefone für sämtliche Einsatzbereiche: Büro, Maschinenraum, Räume mit Explosionsgefahr, Spital-Umgebungen mit vielen Desinfektionsschutzmitteln usw.

Neben den Funktelefonen stellt Spectralink auch sehr gute DECT-VoIP-Gateways her. Es handelt sich um Basisstationen, welche das Funksignal auf der einen Seite empfangen und auf der anderen Seite als VoIP-Signal über das Netzwerk weitergeben. Wir haben viele Spectralink-Systeme im Einsatz und sind von der Qualität der Geräte begeistert.

Gigaset

Gigaset PRO IP basis station N720 IP DECTGigaset ist ein weiterer Hersteller, der sich auf DECT-Funktelefone im VoIP-Umfeld spezialisiert hat. Gigaset hat schon zu Analog-Zeiten sehr viele Funktelefone hergestellt. Mittlerweile gibt es sowohl kleine Einzellen-Funksysteme mit nur einer Basisstation (z.B. für das Home-Office) als auch Mehrzellen-Funksysteme, bei denen viele DECT-VoIP-Gateways zusammengeschaltet werden, um eine grosse Funkzelle zu bilden.

beroNet

VoIP-Adapter GSM - BeronetberoNet ist ein kleinerer deutscher Hersteller von VoIP-Gateway-Hardware. Angefangen hat alles mit ISDN-Karten für die Anbindung moderner VoIP-Telefonieserver an das alte ISDN-Netz, solange dies von den Kunden noch gewünscht war. Heute gibt es die Produkte zunehmend in Form von Gateways.

Speziell zu erwähnen sind die GSM-VoIP-Gateways von beroNet, mit denen eine VoIP-Telefonanlage kostengünstige Telefonate ins GSM-Mobilfunknetz führen kann. Es gibt aber auch nach wie vor ISDN- und Analog-Gateways. Konfiguriert werden können die Geräte über ein Web-Interface oder über eine Cloud-Lösung.

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