SIP Trunking / DirectSIP

How Do I Implement SIP Trunking
http://technet.microsoft.com/en-us/library/gg425743.aspx
Services qualified für Microsoft Lync (SipTrunk/E911)
http://technet.microsoft.com/en-us/lync/fp179863

Vor der Zeit von VoIP waren analoge und ISDN-Leitungen die Technik der Wahl. Mit VoIP sparen aber Firmen, Privatkunden aber auch Provider kosten, da sie Infrastrukturen für paketvermittelte Netze (z.B. Internet Router und Backbones) und leitungsvermittelter Netze nun gemeinsam nutzen können.

SIP und VoIP ist schon Realität

Und so ist es gar nicht unwahrscheinlich, dass viele Telefonate zumindest auf Teilstrecken schon über IP übertragen werden, selbst wenn sie zu Hause noch einen klassischen analogen Anschluss haben. Es gibt nämlich jede Menge Umsetzer, der auf der einen Seite analoge oder ISDN-Anschlüsse haben und auf der anderen Seite TCP/IP sprechen. Und umgekehrt. Solche "Boxen" werden sogar schon von Firmen selbst eingesetzt, um klassische TK-Anlagen an unterschiedlichen Standorten über das Internet oder VPN miteinander zu verbinden. Auch die großen Carrier (Telekom, AT&T, QSC etc.) nutzen intern schon TCP/IP als Transportmedium und setzen also klassische Telefonate auf VoIP um, ohne dass Sie als Kunde davon direkt etwas merken.

Selbst innerhalb von Firmen werden oft TK-Anlagen in verschiedenen Standorten untereinander nicht mehr per ISDN-Standleitungen verbunden, sondern einfach per VoIP. Wen die TK-Anlage das selbst nicht kann, gibt es entsprechende Gateways für diese Funktion. Und im Carrier-Umfeld gibt es ebenfalls passende Gateways. (z.B. Audiocodes Mediant 1000, welcher aber quasi das "zweit kleinste" Gateway darstellt und bis zu 120 Kanäle bedienen kann)

Umsetzung kostet Zeit und Qualität

Die Gespräche auf einer analogen Leitung werden gar nicht komprimiert und selbst im ISDN kommt ein relativ einfacher Codec (G.711, PCMAudio 8 khz) zum Einsatz. er kann ja davon ausgehen, das er 64kbit mit kontinuierlicher Laufzeit zur Verfügung hat und muss nicht mit schwankenden Bandbreiten und Laufzeiten einer TCP/IP-Verbindung umgehen können.

Bei VoIP werden aber auch andere Codecs eingesetzt. (z.B. G.722, SIREN) und der Office Communications Server nutzt wieder einen eigenen Codec. Je mehr Gateways und Umsetzungen daher zwischen den Gesprächspartnern liegen, desto schlechter werden ...

• ... Qualität
  Jede Änderung der Komprimierung führt zu Qualitätseinbuße, da eine Kompression immer auf die Reduzierung von "unwichtigen" Inhalten aus ist. Da verschiedene Kompressionsverfahren verschiedene Techniken Anwenden, fehlen am Ende viel mehr Daten und die Sprachqualität ist entsprechend schlecht.
• .. Laufzeit
  Umcodieren kostet dies Zeit. Und das wird wirklich ein Problem, wenn damit verzögert sich die Sprache mehr und mehr, weil jeder Wandlung eben auf das Eintreffen des kompletten Pakets warten muss und manchmal sogar die Reihenfolge wieder in Ordnung bringen muss.
• .. Verbindungsaufbau
  Bei VoIP wird der Verbindungswunsch per SIP signalisiert und es "Klingel" schon beim Empfänger. Erst wenn das Gespräch angenommen wird, wird auch der Datenkanal entsprechend durchgeschaltet. Anders als beim analogen Telefon hören Sie beim Anruf also nicht das Freizeichen der Gegenseite sondern es wird von ihrer Software "simuliert".

Wenn aber nun eh schon an vielen Stellen VoIP mit z.B. einem G.711 Codec eingesetzt wird, dann liegt der Wunsch nahe, diese Verbindung möglichst lange aufrecht zu erhalten und eben durch wenige Gateways zu schieben. Eine normale Anbindung von OCS erfolgt in der Regel über ein Gateway, welche über ISDN an der Telefonanlage oder direkt am Carrier angeschlossen ist. Weitere Möglichkeiten der Anbindung finden Sie auf der Seite OCS an PBX.

Sie erkennen natürlich dass hier ein Gespräch durch den Codec auf dem Client über die Transkodierung auf dem Mediation Server auch auf dem Gateway auf ISDN umcodiert wird. Und es ist anzunehmen, dass auch der Carrier die Daten wieder auf VoIP intern umsetzt und beim Privat-Anschluss wieder auf ISDN umcodiert oder ein VoIP-Provider diese Daten an ihre FRITZ! Box sendet, die diese dann wieder auf das interne analog oder ISDN-Telefon umsetzt.

Direkte SIP-Anbindung

Durch einen direkten SIP-Trunk wird man sicher nicht alle Codierungsstufen entfernen, aber es entfällt zumindest das Gateway und die Codierung beim Carrier. Nebenbei entfällt natürlich auch Hardware für das Gateway und die komplette Telefonanlage.

Natürlich muss es auch hier Antworten auf Fragen wie Faxgeräte, Anrufbeantworter, Meldeanlagen (Alarme), Fahrstuhltelefone, Notruftelefone etc. geben. Der Mediation-Server wird weiter benötigt, da die meisten SIP-Trunks weiterhin mit dem G.711 Codec arbeiten. Aber es ist durchaus denkbar, dass zukünftig auch diese Hürde genommen wird, wenn die OCS-Codex-Unterstützung auch bei Carriern dazu kommt oder OCS auch andere Codecs unterstützt.

Natürlich müssen auch die Carrier dieses "SIP-Trunking" unterstützen. Der Mediation-Server ist ja nicht mit einem PC zu verwechseln, der einfach nur mal schnell für jeden OCS-Benutzer einen entsprechenden SIP-Teilnehmer simuliert. Und beim Carrier wird niemand die gleichen Benutzer noch einmal pflegen wollen. Hier sind also die gleichen Fragen zu lösen, die beim TDM schon als "Anlagenanschluss" gelöst wurden.

Lync 2010 CU2 ändert die Überwachung der Funktion. Der Lync Mediation Server sendet immer wieder ein "OPTIONS" an die Gegenstelle. Wird diese Anfrage nicht bestätigt sondern z.B. mit einem 503-Fehler gemeldet, dann setzt seit CU2 der Lync-Server diesen Trunk auf "DOWN". Vorher war der Trunk zwar auch Down, aber Lync hat trotzdem für eine ausgehende Verbindung ein "INVITE". Seit CU2 wird ein anderer gültiger Weg gesucht. Gibt es den nicht, dann kommt keine Verbindung zustande.

• SIP Trunking 101 with Lync Server 2013
  http://blog.insidelync.com/2013/04/sip-trunking-101-with-lync-server-2013/

SIP zu SIP

Es gibt heute schon Firmen, die SIP-Trunks kommerziell anbieten, aber leider noch keine Unterstützung für den Office Communication Server bereit stellen. Zwei Gründe verhindern hier eine direkte Anbindung:

• SIP Inkompatibilität
  SIP ist nicht gleich SIP. OCS ist zwar nicht besonders anspruchsvoll aber viele SIP-Trunks nutzen z.B. eine SIP-Anmeldung per Benutzername/Kennwort, welches OCS nicht unterstützt. OCS nutzt zur Authentifizierung einfach die "Feste" IP-Adresse der Gegenstelle bzw. erwartet einfach, dass die Anfragen von seiner "offiziellen IP-Adresse" als vertrauenswürdig akzeptiert werden. Optional ist eine Identifizierung per Zertifikate möglich (SIP/TLS).
• Nicht "Zertifiziert"
  Verständlicherweise legt Microsoft in seinen Supportvereinbarungen Wert auf zertifizierte und damit unterstützte Anbindungen. Der Zertifizierungsprozess ist aber nicht ganz einfach und kostet sowohl eine Gebühr als auch Arbeitsaufwand beim Anbieter.

Aber auch wenn ihr bevorzugter SIP-Trunk-Anbieter noch keine OCS-zertifizierte Lösung anbieten kann, so müssen Sie die Flinte nicht gleich ins Korn werfen. vielleicht hilft ihnen ja ein Gateway weiter, welches SIP zu SIP übersetzt.

Ein Beispiel hierfür ist z.B. der Audiocodes Mediant 1000, welcher nicht nur Gateway zwischen ISDN/Analog und SIP, sondern auch als Vermittler von SIP zu SIP dienen kann. So könnten Sie auf einer Seite eine "zertifizierte" Verbindung zum Mediation Server aufbauen und in die externe Richtung dann doch wieder den "SIP-Dialekt" sprechen, mit dem ihr Provider zurecht kommt.

Tipp:
Auch wenn ein Anbieter OCS-kompatible SIP-Trunks anbietet, kann der Einsatz eines Gateways durchaus sinnvoll sein. So kann ein Mediant z.B. auch Rufnummern und SIP-Signalisierungen "umschreiben", was teilweise Einschränkungen von OCS umgeht aber noch wichtiger ist die Option, z.B. S0-Module einzubauen, um klassische Geräte direkt an der Außenanbindung anzuschließen, z.B. Telefone in Aufzügen, DECT-Stationen Brandmeldeanlagen oder Telefone für einen Notbetrieb, wenn OCS nicht erreichbar sein sollte. Sie können so einen Anschluss auch immer mal als Backup mit einem ISDN-S0-Anschluss nutzen. Ich kenne viele Firmen, die irgendwo noch einen klassischen NTBA mit aufgeschaltetem Privatkunden-DSL haben, um z.B. eine Einwahl von Außen zu testen oder auch einfach nur einen parallelen Internetzugang für Externe bereit stellen.

Ohne ein Gateway in der Art sollten Sie ihren SIP-Anbieter fragen, welche Optionen sie für die Erreichbarkeit bei einer Störung haben, z.B: indem Sie Rufe auf Mobilfunknummern umleiten lassen.

Aussichten (Carrier und Federation)

Auch wenn SIP-Trunking für die Anbindung von Firmen an einen Carrier heute noch eine kleine Rolle spielt, so ist es doch abzusehen, dass die Amtsanschlüsse mehr zukünftig damit ersetzt werden. Es ist einfach viel billiger eine IP-Verbindung zwischen Firma und Carrier aufzusetzen (Standard, Redundanz, Kosten, Mehrwerte) als viele primärmultiplexanschlüsse zu konfigurieren. Die erforderlichen Anschlussboards seitens des Carrier aber auch in der Kunden-TK-Anlage sind Kostenfaktoren.

Über eine Anbindung an das Telefonnetz müssen natürlich nur die Verbindungen geroutet werden, welche nicht direkt zwischen den OCS-Edge-Servern ausgetauscht werden können. Über eine Federation zwischen verschiedenen Firmen mit OCS-Server können diese Kommunikationsteilnehmer natürlich ohne weiteres direkt miteinander kommunizieren. Es wäre allerdings vermessen, wenn nun zukünftig alle Firmen nur noch mit OCS arbeiten würden. Aber stellen Sie sich mal vor, Microsoft würde jedem MSN, Hotmail, Live-Messenger einen OCS-Account hinzufügen. Die Sprache würde sowieso dann immer von Endsystem zu Endsystem gehen. Schöne Aussichten ?

SIP-Trunking mit OCS und Lync

Der SIP-Trunk kann sowohl zu einem offiziellen Carrier als auch zur eine IP-tauglichen internen IP-Vermittlung aufgebaut werden. Genaugenommen ist natürlich auch ein Gateway eine Art "SIP-Trunk". Hier sollen nach und nach die Firmen aufgeführt werden, die in Europe und speziell in Deutschland eine OCS-Anbindung per SIP-Trunk bereit stellen. Aktuell sind mir aber noch keine Anbieter bekannt. Ich habe "gehört" dass natürlich sowohl die Telekom, Arcor als auch QSC entsprechende Angebote vorbereiten. Auf der Microsoft Kompatibilitätsliste erscheinen sie aber nicht.

• Services qualified für Microsoft Lync (SipTrunk/E911)
  http://technet.microsoft.com/en-us/lync/fp179863
• Direct SIP: PSTN Gateways and IP-PBXs Qualified für Lync Server
  http://technet.microsoft.com/en-us/lync/gg131938#tab=1
• SIP Trunking Services qualified für Lync Server 2010
  http://technet.microsoft.com/en-us/lync/gg131938#tab=4
• SIP Trunking Services Qualified für Microsoft Office Communications Server 2007 R2
  http://technet.microsoft.com/en-us/office/ocs/bb735838.aspx#trunking
  http://technet.microsoft.com/de-de/bb735838(en-us).aspx#trunking
• Communications Server "14" SIP Trunking with the Acme Packet Net-Net Session Director
  http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?displaylang=en&FamilyID=3ec8a7cb-488c-4ea3-bba1-c00d59295f9c
• To UDP, or not to UDP, that is the question…
  http://communicationsserverteam.com/archive/2008/05/23/196.aspx

Es wäre aber doch so einfach. Der Anbieter könnte in der ersten Stufe ja einfach ein OCS-zertifiziertes Gateway bei sich aufstellen und den Link darüber anbieten. Kosten könnte er hier also heute schon sparen und viele Gateways können ja mehrere Mediation Server parallel bedienen. Das könnte natürlich auch für Stadtwerke interessant sein, die heute schon ihre Kunden mit Internet versorgen und so auch die Telefonie-Funktion beim Wechsel auf OCS als Mehrwert mit anbieten könnten.

TK-Anlagen mit direkter SIP-Verbindung

Infrastructure qualified für Microsoft Lync
http://technet.microsoft.com/en-us/lync/gg131938

Wenn ihre TK-Anlage selbst schon VoIP nutzt oder zumindest einen Ethernet-Anschluss hat, dann könnte eine direkte Verbindung ohne ISDN-Umweg zu Lync möglich sein. Microsoft zertifiziert entsprechende Anbindungen. Dann können Sie auch sicher sein, dass diese auch funktionieren.

SIP-Trunks von Providern

Services qualified für Microsoft Lync
http://technet.microsoft.com/en-us/lync/fp179863.aspx

Wer komplett auf die "alte" TK-Anlage verzichten will, kann mit verschiedenen Providern sogar einen "direkten Trunk" zwischen dem Lync Mediation Server und einer Gegenstelle bei einem Provider einrichten. Einige SIP-Trunk-Provider stellen aber in der Regel noch einen SBC (Session Border Controller) auf, um die SIP und RTP-Pakete zwischen dem privaten Kundennetz und dem Transfernetz umzusetzen.

Gerade in den USA gibt es wohl schon einige Anbieter, die SIP-Trunks anbieten und das allgemein zugängliche Internet nutzen. Über die Eignung, Qualität o.ä. kann ich nichts sagen aber ich möchte zumindest die Links aufführen:

• www.voip-unlimited.net
  "fully approved on Technet in the uK für SIP trunks on native Lync platforms. We also provide the tail circuits to deliver the sip packets, keeping services "on net" and single point of support and billing."
• http://www.voiceflex.com/
  "provide native SIP Trunks direct into Lync, not all SIP providers will be able to provide the connectivity. Most telephony equipment uses UDP, MS Lync uses TCPIP. Connectivity can be over any format depending on the amount of SIP Trunks required from simple ADSL2 to inter connectivity within a data center; we are more than happy to supply"
• www.lynctrunk.com und http://www.ietherspeak.com/microsoft-sip/
  "EtherSpeak offers native SIP Trunking für the Microsoft Lync and OCS R2 Unified Communication Platforms. As one of just a few Providers offering native connectivity, no extra hardware or equipment is required on the customer Premises."
• Und sicher gibt es noch andere Anbieter.

SBC - Session Border Controller

Infrastructure qualified für Microsoft Lync
http://technet.microsoft.com/en-us/lync/gg131938

Zur Umsetzung der SIP und RTP-Verbindungen können Sie entweder einen Lync Mediation Server mit z.B. zwei Netzwerkkarten oder einen Session Border Controller einsetzen. Auch hier gibt es von Microsoft ein Zertifizierungsprogramm, um die reibungslose Funktion zu gewährleisten. 

"Andere" Gegenstellen

Neben den "offiziellen" Verbindungen gibt es immer wieder Leute, die Lync und OCS per SIP an andere VoIP-Systeme angebunden haben. Offiziell "supportet" ist dies nicht aber häufig funktionieren sogar einfacher Anrufszenarien, so dass ein Anruf mit einem einfachen SIP-Client schon möglich sein wird. Es bleiben aber immer Fragen zu Stabilität, gerade auch bei Updates und die komplette Unterstützung erforderlicher Funktionen.

Ich bin für Links, Hinweise und Informationen in der Richtung dankbar. Einfach eine kurze Mail an

Natürlich können Sie auch andere Gegenstellen einbinden bzw. es versuchen. Nur mit zertifizierten Gegenstellen ist ihnen aber Hilfe bei Problemen durch Microsoft sicher. Vielleicht mal ein paar Punkte, die ihnen die Komplexität aufzeigen:

• media bypass
• comfort noise generation
• REFER
• call hold/transfer may not work in all situations
• DNS load balancing
• failover to secondary mediation server
• RTCP protocol
• early media
• ringback tone
• SIP Options

Und einige mehr. Allein einmal erfolgreich ein "klingeln" erreicht zu haben, ist kein Garant für eine stabile Funktion mit allen Features. Allerdings steht es ihnen ja immer frei, einen SBC zwischen die Systeme zu schalten.

E164 mit SIP-Trunk

Nicht alle SIP-Systeme können mit dem "+" etwas anfangen. Daher werden bei einer Anbindung von OCS an eine Telefonanlage mit einem Gateway diese E164-Nummern in eine TK-Anlagen´-taugliche Formatierung überführt. Wenn Sie jedoch OCs per Siptrunk direkt an eine IP-Vermittlung anbinden, dann müssen Sie noch eine Einstellung ändern.

Office Communications Server 2007 Mediation Server nutzt intern immer ein Plus-Zeichen (+) vor einer  E.164 Nummer im "Request uniform Resource Identifier (URI)" für ausgehende Rufe, was laut RFC 3966 auch unterstützt werden muss. Wenn ihr SIP-Trunk dies nicht unterstützt, dann können Sie OCS und OCS R2 so einstellen, dass er "non-RFC 3966-compliant" arbeitet. Sie müssen dazu die Einstellung "RemovePlusFromRequestURI" setzen.

Bei Lync 2010 ist das sogar noch einfacher. Da geht es per PowerShell

• set-cstrunkconfiguration
  http://technet.microsoft.com/en-us/library/gg398238.aspx

set-cstrunkconfiguration -identity <trunkname> -RemovePlusFromUri $true

Dann wird ausgehend das "Plus" bei der gerufenen Nummer entfernt. Eingehend sollten Sie über einen Dialplan, den Sie auch an den Trunk bzw. das Gateway binden können, die Rufnummern richtig normalisieren.

• RemovePlusFromRequestURI (or how to make OCS non-RFC 3966-compliant)
  http://blogs.technet.com/ucspotting/archive/2009/02/28/removeplusfromrequesturi-or-how-to-make-ocs-non-rfc-3966-compliant.aspx
• 952785 Calls from Communications Server 2007 Mediation Server may not be handled correctly when Mediation Server interacts with non-RFC 3966-compliant PBXs
• 952780 Description of the Update package für Communications Server 2007 Mediation Server: August 2008

SIP Trunk Checkliste

Ehe Sie nun begeistert ihren ISDN-Anschluss kündigen und über die bestehende Internetverbindung ihren OCS-Server anbinden, sollten Sie doch noch mal verschiedene Funktionen prüfen. Es reicht bei weitem nicht, wenn ein eingehender Ruf signalisiert wird und sie in beide Richtungen telefonieren können. Hier mal ein paar Checks, die aber bei weitem nicht vollständig sind:

Und das ist nur eine erste einfache Liste der Punkte, die sie beim einer Anbindung per SIP-Trunk testen sollten.

Weitere Links

• OCS an PBX
  So verbinde ich OCS mit einer Telefonanlage
• Federation
  Verbindung zwischen OCS zu öffentlichen Diensten (MSN, AOL, Yahoo) und anderen OCS-Systemen
• SIP Trunking in Lync Networks - The Simple Way Out (PDF, 1.8MB) Release Date: Mar 24, 14
  http://www.audiocodes.com/filehandler.ashx?fileid=4083947
• Services qualified für Microsoft Lync
  http://technet.microsoft.com/en-us/lync/fp179863.aspx
• SIP Trunking 101 with Lync Server 2013
  http://blog.insidelync.com/2013/04/sip-trunking-101-with-lync-server-2013/
• Communications Server "14" SIP Trunking with the Acme Packet Net-Net Session Director
  http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?displaylang=en&FamilyID=3ec8a7cb-488c-4ea3-bba1-c00d59295f9c
• Communications Server 2007 R2 SIP Trunking Documentation Roundup
  http://technet.microsoft.com/en-us/library/ee862411.aspx
• SIP Trunking Services Qualified für Microsoft Office Communications Server 2007 R2
  http://technet.microsoft.com/en-us/office/ocs/bb735838.aspx#trunking
• Supported IP-PBXs für Microsoft Office Communications Server
  http://technet.microsoft.com/en-us/office/ocs/bb735838.aspx#supported3
• Direct SIP with IP-PBX in Office Communications Server 2007
  http://communicationsserverteam.com/archive/2008/09/26/270.aspx
• Hosted Gateway/SIP Trunk with OCS
  http://evangelyze.net/cs/blogs/mike/archive/2008/06/16/hosted-gateway-sip-trunk-with-ocs.aspx
• SIP Trunking' in Office Communications Server
  http://communicationsserverteam.com/archive/2008/05/20/168.aspx
• Configure a ThinkTel SIP Trunk
  http://blogs.technet.com/b/drrez/archive/2010/03/09/configure-a-thinktel-sip-trunk.aspx
• SIP Trunk services
  http://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=178632
• How Do I Implement SIP Trunking
  http://technet.microsoft.com/en-us/library/gg425743.aspx
• Communications Server 2007 R2 SIP Trunking Documentation Roundup
  http://technet.microsoft.com/en-us/ee862411.aspx
• IP PBX / Service Provider Interoperability
  http://www.sipforum.org/component/option,com_docman/task,doc_download/gid,83/Itemid,75/
• SIP-Trunking im Test ISDN-Anlagenanschluss bald überflüssig?
  http://www.netigator.de/netigator/live/show.php3?id=47&aid=31024920
• What is the interoperability problem between Microsoft OCS and IP/PBX or why do I need a mediation server and/or a gateway if I want enterprise telephony ?
  http://blog.unifiedcommunications.eu/03/interoperability-between-ocs-r2-and-sippstn-gateways-ip-pbxs-and-sip-trunking-services/
• SIPconnect 1.1 Draft Documents
  http://www.sipforum.org/component/option,com_docman/task,cat_view/gid,68/Itemid,75/
• Enabling Any SIP Phone & Any SIP Trunking Service Provider with OCS 2007 R2 !
  http://blog.unifiedcommunications.eu/08/using-asterisk-to-pass-and-receive-sip-calls-from-microsoft-ocs-to-a-sip-trunk-in-udp/
• Direct SIP: Cisco Unified Communications Manager 6.
  http://technet.microsoft.com/en-us/library/ee862409.aspx
• Direct SIP: Configuring Mediation Server
  http://technet.microsoft.com/en-us/library/ee862410.aspx
• An Introduction to NETs SmartSIP
  http://ocsguy.com/2010/06/30/smartsip/
• Lync 2010 VOIP Media Bypass and External PSTN SIP Trunk Provider
  http://www.agileit.com/Blog/Lists/Posts/Post.aspx?ID=793
• Full FreePBX 6.12.65 Integration Guide with Lync 2013
  http://www.moh10ly.com/blog/VoIP/freepbx-6-12-65-integration-with-lync-2013