In den Anfängen der Netzwerktechnik war ein Computernetzwerk nur für die Übertragung von Datenverkehr gedacht. Im Laufe der Zeit wurden VOIP- oder Voice-Over-IP-Technologien erfunden, so dass Computernetzwerke auch für die Übertragung von Sprachdaten konzipiert werden mussten. Wenn ein einzelnes Netz sowohl Daten- als auch Sprachverkehr überträgt, spricht man von einem konvergenten Netz.

Sprach- und Datenverkehr

Beim Entwurf eines Netzes ist es wichtig, die Art des Verkehrs zu bestimmen, der das Netz durchqueren wird. Je nach Art des Verkehrs kann das Netz so aufgebaut werden, dass bis zu vier verschiedene Netzmerkmale betont werden:

• Bandbreite – Die maximale Kapazität eines bestimmten Netzes. Gemessen in „Bits pro Sekunde“ (bps, kbps, mbps, gbps, usw.).
• Durchsatz – Die aktuelle Rate des Datenverkehrs, der durch ein Netzwerk geschoben wird. Gemessen in „Bits pro Sekunde“ (bps, kbps, mbps, gbps, etc.).
• Latenz – Die Zeit, die benötigt wird, um von einem Punkt im Netzwerk zu einem anderen zu gelangen. Gemessen in „Millisekunden“ (manchmal auch als Round Trip Time, RTT, bezeichnet).
• Jitter – Die Varianz der Latenz in Ihrem Netz zwischen „geschäftigen Zeiten“ und „langsamen Zeiten“.

Diese vier Attribute können priorisiert werden, um Ihr Netz für die Art des Datenverkehrs zu optimieren, für den es gedacht ist.

Ein Netz, das hauptsächlich Datenverkehr transportiert, wird sich hauptsächlich um die Bandbreite kümmern und nur mäßig um Latenz und Jitter. Wenn Sie 100 gb (100.000.000.000 Bits) Daten mit einer Rate von 10 mbps (10.000.000 Bits pro Sekunde) übertragen, brauchen Sie 10.000 Sekunden (2 Stunden, 45 Minuten) – zusätzliche 1-3 Sekunden aufgrund von Latenz und/oder Jitter bleiben weitgehend unbemerkt.

Ein Netz, das hauptsächlich Sprachverkehr transportiert, kümmert sich hauptsächlich um Latenz und Jitter und nur mäßig um die Bandbreite. Wenn Sie mit jemandem in „Echtzeit“ sprechen, ist die Größe der Sprachpakete nicht besonders groß (d.h., es ist kein hoher Durchsatz erforderlich), aber es ist entscheidend, dass jedes „Wort“ so schnell wie möglich beim anderen Ende ankommt. Stellen Sie sich vor, wie frustrierend ein Telefongespräch wäre, wenn sich jedes Wort um ein paar Sekunden verzögern würde. Der Effekt wäre sehr frustrierend.

Legacy Networks

Um den unterschiedlichen Prioritäten gerecht zu werden, bestand die herkömmliche Lösung darin, zwei unabhängige Netze aufzubauen: eines für den Datenverkehr und eines für den Sprachverkehr:

Dies ermöglichte die Trennung von Sprach- und Datenverkehr, erforderte aber die doppelte Ausrüstung für den Aufbau des Netzes.

Konvergentes Netzwerk

Mit der Weiterentwicklung der Netzwerkausrüstung in Bezug auf Leistung und Funktionalität war die Industrie jedoch in der Lage, sowohl Daten- als auch Sprachverkehr über dieselben Netzwerkgeräte (Router, Switches usw.) abzuwickeln. Dies wurde als konvergentes Netzwerk bezeichnet – eine einzige Netzwerkstruktur, die sowohl Sprach- als auch Datenverkehr übertragen kann:

Natürlich muss die Netzwerkstruktur immer noch unterschiedliche Prioritäten für Sprach- und Datenverkehr setzen, weshalb das Netzwerk in der Lage sein muss, Sprach- und Datenverkehr zu unterscheiden.

Die primäre Methode für die Netzwerkgeräte, verschiedene Arten von Datenverkehr zu identifizieren, ist die Verwendung verschiedener IP-Netzwerke. Den VOIP-Telefonen (Voice Over IP) würde ein bestimmter Satz von IP-Adressen zugewiesen, und den PCs würde ein anderer Satz von IP-Adressen zugewiesen.

Dann würden die Netzwerkgeräte unterschiedliche Prioritäten für den Verkehr auf der Grundlage der IP-Adressen anwenden, von denen er kam, wobei eine Funktion verwendet wird, die als QoS oder Quality of Service bekannt ist.

Konvergentes Netzwerk mit VLANs

Das obige Bild verwendet zwei verschiedene Switches und zwei Schnittstellen auf dem Router für den Daten- und Sprachverkehr, um die verschiedenen IP-Netzwerke visuell darzustellen. Derselbe Effekt kann aber auch mit einem Switch und einer Router-Schnittstelle unter Verwendung von VLANs erzielt werden:

In der obigen Abbildung eines Converged Network sind sowohl VOIP-Telefone als auch PCs an denselben Switch angeschlossen, aber dennoch logisch in verschiedene IP-Netzwerke unter Verwendung von VLANs getrennt: ein Voice VLAN und ein Data VLAN.