ISDN

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   N T E G R A T E D  E R V I C E S      I G I T A L        E T W O R K


     A U F G E L Ee S T  -  FAeHIGKEITEN UND GRENZEN DES DIGITALEN NETZES
So einfach, wie es eigentlich gedacht war, stellt sich das ISDN dem Anwender zunaechst nicht dar. Die vielen Faehigkeiten des digitalen Netzes, das alle Telekommunikationsdienste zusammenbringen will, sorgen manchmal selbst bei ausgesprochenen Kommunikationskennern fuer Ratlosigkeit. Doch im Zusammenhang betrachtet klaert sich manche Frage wie von selbst.

ES WIRD EMPFOHLEN DIESEN TEXT MEeGLICHTS VON ANFANG BIS ZUM ENDE DURCHZULESEN, DA SONST SEHR LEICHT DER ZUSAMMENHANG VERLOREN GEHEN KEeNNTE !!! [PHANTOM '93] !A U S D R U C K E N IST NATUeRLICH AUCH MEeGLICH UND ZU E M P F E H L E N!

Auszuege aus dem I N H A L T dieses Textes:

I S D N - Diese Abkuerzung steht fuer den weltweit eingefuehrten Begriff:

I n t e g r a t e d S e r v i c e s D i g i t a l N e t w o r k,

zu deutsch: Diensteintegrierendes, digitales Fernmeldenetz.

I wie Integration bedeutet:
Statt fuer jede Kommunikationsform eine eigene Leitung verlegen zu muessen, wird die bestehende Telefonleitung digitalisiert, und alle im ISDN angebotenen Kommunikationsformen gelangen ueber eine Leitung zum Anwender.
S wie Services bedeutet :
Alle im ISDN angebotenen Sprach-, Text-, Daten- und Bilddienste werden ueber ein und dieselbe Leitung geschickt. Die Dienste lassen sich kombinieren und fuer eine Reihe neuer Anwendungen einsetzen. Alles unter einer Rufnummer.
D wie Digital bedeutet :
Alle Informationen werden in digitaler Form uebertragen. Ein Digitalsignal entspricht einer Folge von Null-Eins-Informationen.
N wie Network bedeutet :
Das vorhandene Telefonnetz bleibt bestehen, durch die Digitalisierung laesst es sich aber besser nutzen. Es kann beispielsweise gleichzeitig telefoniert und ein Dokument uebertragen werden.
I S D N - ist ein Netz, in dem digitale Daten uebertragen werden.

Das alte Telefonnetz uebertraegt dagegen analoge (also Ton-)Daten. Damit Du auf dem alten Telefonnetz Daten uebertragen kannst, musst Du also einen Wandler haben, der Deine Bits aus dem Rechner auf Toene moduliert bzw. diese Toene wieder demoduliert. Dein Modem ist ein solcher MOdulator/DEModulator.

Fuer das ISD-Netz ist so ein Geraet nicht mehr notwendig, da Du ja, wie gesagt, digitale Daten einspielen kannst. Dein Rechner muss nur die richtige Schnittstelle fuer den Anschluss an dieses Netz bekommen.

Eine solche Schnittstelle ist zum Beispiel eine S0-Buchse, wie sie auf ISDN- Steckkarten fuer PCs ist. Mit einer solchen Steckkarte kannst Du je nach Modell einen oder beide B-Kanaele Deines ISDN-Hauptanschlusses nutzen, kannst also pro B-Kanal Datenraten von theoretisch maximal 64000 bps erreichen (Ja, es sind 64000 bps und nicht 65536!). Mit einer TCP/IP-Verbindung erreicht man auf so einer Leitung in guten Zeiten einen Durchsatz von ca. 6 KB/s.

Zum Betrieb einer S0-Steckkarte ist eine spezielle Treibersoftware notwendig, die noch nicht fuer alle Betriebssysteme verfuegbar ist. Deswegen und weil es billiger ist, gibt es auch eine Reihe von V.24-Adaptern fuer ISDN. Du steckst also Dein serielles Kabel statt in das Modem in den ISDN-Adapter (es ist kein Modem). Der Adapter geht dann an eine S0-Dose. Mit einem solchen Adapter, der im uebrigen auch AT-Kommandos versteht, kannst Du bis zu 38.400 bps fahren. Im Gegensatz zu einem HST-Modem beispielsweise wird die Datenrate auch bei vorkompremierten Daten erreicht.

Tja, und zum Schluss noch die schlechteste aller vorgestellten Loesungen. Du kannst versuchen, Dir einen ISDN-Adapter a/b zu besorgen. An diesem Adapter kann man ein analoges Telefon mit a/b-Anschluss weiter betreiben, also kannst Du auch versuchen, dort Dein Modem anzuschliessen. Damit wuerdest Du eine deutliche Kostensteigerung, aber keine Geschwindigkeitssteigerung erreichen, der Anschluss ist also weitgehend sinnlos. Ausserdem gibt es Geruechte, dass es mit dem Anschluss von Modems an a/b-Adapter Probleme gaebe, weil das Signal mehr als einmal digitalisiert/zurueckgewandelt wird. Die Verbindung soll unzuverlaessig sein. Da ich damit keine Erfahrungen habe, kann ich zu diesen Geruechten nichts sagen.

E I N L E I T U N G

ISDN bietet die unterschiedlichsten Kommunikationsdienste in einem Netz an. Weltweit ist es im Grunde genommen ein Ansatz der Fernmeldeverwaltungen, um mittel- beziehungsweise langfristig die kostentreibenden dienstespezifischen Einzelnetze durch ein einheitliches, auch fuer zukuenftige Telekommunikationsdienste offenes Netz zu ersetzen. Das hat auch Vorteile fuer den Anwender, da er nicht nur in den Genuss neuer Leistungen kommt, sondern moeglicherweise auch gleichzeitig seinen gesamten vorhandenen Endgeraetepark durch einen einzigen ISDN-faehigen PC ersetzen kann.

Eigentlich sollte Telekommunikation etwas Einfaches sein. Geht es doch lediglich darum, eine Nachricht von einem Teilnehmer A zu einem Teilnehmer B zu transportieren. Zur Loesung dieses an sich recht simplen Problems gibt es mittlerweile eine Vielzahl, fuer den Laien kaum noch zu ueberschauende Zahl von Alternativen. Die bekanntesten sind sicher das Fernsprechen, die Datenuebertragung in paket- und leitungsvermittelter Form sowie die Textdienste Telex, Teletex, Telefax und Bildschirmtext (Datex-J).

Die Mehrzahl dieser und anderer Dienste ist jeweils in einem Netz realisiert - mit eigenen Schnittstellen, Protokollen, Endgeraeten und Tarifen. Zusaetzlich dienen bereits bestehende Netze durch den Einsatz von Anpassungseinrichtungen als Plattform fuer weitere Telekommunikationsformen: zum Beispiel das Fernsprechnetz bei der Datenuebertragung per Modem. Die Vielfalt wirkt bei den Betreibern der Netze kostensteigernd, aber auch bei den Nutzern steigt die Zahl der zum Teil nur schlecht ausgenutzten Endgeraete und Anschluesse.

Anwender, die zum Beispiel wegen ihrer Geschaeftsbeziehungen unterschiedliche Kommunikationsdienste nutzen, kaempfen nicht nur mit den diversen Rufnummern, Inkompatibilitaeten und Platzproblemen bei der Unterbringung der Endgeraete, sondern muessen auch noch umfangreiches Know-how fuer die Bedienung ansammeln. Wer zum Beispiel jemals eine Kombination aus Modem, PC und DFUe-Software zum Laufen gebracht hat, kann dies sicher bestaetigen.

Die Antwort auf die skizzierten Probleme ist das ISDN, das 'Integrated Services Digital Network'. Ein Netz, das durchgehend digitale Ende-zu-Ende-Verbindungen bereitstellt, dessen Leistungsmerkmale in hohem Masse nur von der eingesetzten Betriebssoftware abhaengen und das damit auch offen fuer zukuenftige neue Dienste ist.

A U S B A U S T R A T E G I E

ISDN entsteht durch die Digitalisierung des bekannten analogen Fernsprech- netzes. Fernmeldetechnisch gesehen ist die Bundesrepublik in zirka 6200 Anschlussbereiche aufgeteilt. In jedem befindet sich eine Vermittlungsstelle, an die Fernsprechteilnehmer angeschaltet sind. Groessere Orte haben natuerlich mehrere Anschlussbereiche, so dass insgesamt nur ca. 4000 Ortsnetze existieren.

Alle Ortsvermittlungsstellen sind mit dem Fernnetz verbunden, das den Verkehr zwischen den verschiedenen Ortsnetzen transportiert und verteilt. Dabei uebernehmen weitere rund 600 Vermittlungsstellen im Fernnetz unter anderem die Verkehrslenkung.

Die Arbeitsteilung zwischen Orts- und Fernnetz hat rein wirtschaftliche Gruende, denn die Alternative waere die nicht zu finanzierende direkte Verbindung aller Ortsnetze untereinander. Die gesamte Kapazitaet des Fernsprechnetzes orientiert sich uebrigens ebenfalls aus wirtschaftlichen Gruenden am tatsaechlichen Verkehrsaufkommen und nicht am theoretisch moeglichen Wert auf der Basis aller angeschlossenen Teilnehmer. Daher kann es natuerlich zu Engpaessen kommen, wenn zu viele Teilnehmer entgegen ihrem 'statistischen Verhalten' zum Hoerer greifen und eine Verbindung aufbauen wollen.

Die Digitalisierung des analogen Fernsprechnetzes laeuft bereits seit Mitte der 70er Jahre. Zunaechst ersetzte die Post die analoge Uebertragungstechnik durch digitale PCM-Systeme, spaeter tauschte sie die analogen Vermittlungsstellen gegen digitale, softwaregesteuerte Prozessrechner aus.

L A N G E V O R B E R E I T U N G E N

Seit Mitte der 80er Jahre digitalisiert die Post auch die Ortsvermittlungsstellen. Da dieser Prozess in einem in Betrieb befindlichen Netz ablaeuft, gibt es natuerlich bei jeder Vermittlungsstelle zum Teil mehrjaehrige Umstellungsphasen, in denen die analoge Technik neben den neuen Systemen weiterlebt. Wegen der oben erlaeuterten Dimensionen des analogen Fernsprechnetzes wird die vollstaendige Digitalisierung erst im Jahr 2020 endgueltig abgeschlossen sein.

Der Teilnehmer merkt von dem Umstellungsprozess zunaechst einmal nicht sehr viel. Er kann natuerlich nach wie vor seine alten Endgeraete weiterbenutzen, die Anpassung an die neue Technik uebernimmt die digitale Vermittlungsstelle. Erst wenn auch die Verbindung bis zu ihm, die sogenannte Anschlussleitung, ebenfalls digitalisiert ist, hat er einen ISDN-Anschluss.

Zum Glueck muessen Sie darauf nicht bis zum Jahr 2020 warten. Um eine fruehzeitige flaechendeckende Versorgung mit ISDN zu erreichen, baut die Telekom bis Ende 1993 in allen Anschlussbereichen ISDN-Zugangsmodule auf. Diese haben natuerlich bei weitem nicht die Kapazitaet einer digitalisierten Vermittlungsstelle, bieten aber vollwertige ISDN-Anschluesse und decken somit den ersten Bedarf ab.

Zum Einsatz kommen hier zum einen Basisanschlusskonzentratoren (BAKT) und zum anderen 'Abgesetzte Periphere Einheiten' ‡(APE). Waehrend die ersteren lediglich den ISDN-Verkehr eines Anschlussbereiches vorkonzentrieren und weiterleiten, sind die APE im Grunde ausgelagerte Teile einer schon digitalisierten Vermittlungsstelle. Im Unterschied zu den Anfaengen von ISDN bekommen auch die ueber die Zugangsmodule angeschlossenen Teilnehmer heutzutage von Anfang an ihre endgueltige Rufnummer zugeteilt.

Zusaetzlich gibt es fuer noch nicht versorgte Anschlussbereiche die Sonderanschaltung in zwei Varianten. Bei der Variante A wird der Teilnehemr an eine 'nicht zustaendige' Vermittlungsstelle im eigenen Ortsnetz angeschaltet, bei der Variante B erfolgt die Anschaltung sogar an eine Vermittlungsstelle in einem anderen Ortsnetzbereich. Wer genau wissen will, wie weit der Ausbau fortgeschritten ist und ob sein Anschlussbereich schon versorgt ist, erhaelt im Btx (Datex-J) ab Seite *150014# die gewuenschten Informationen.

S C H N I T T S T E L L E N U N D S 0 - B U S

Der letzte Schritt zum ISDN ist die Digitalisierung der Anschlussleitung. Das bedeutet, dass sowohl in der Vermittlungstelle als auch beim Teilnehmer eine digitale Uebertragungseinrichtung aufgebaut wird. Die dazwischen liegende Kupferdoppelader bleibt unveraendert. Im Unterschied zum Anschluss an das analoge Fernsprechnetz erhaelt der Nutzer also einen aktiven Netzabschluss, den Network Terminator (NT). Dieser erhaelt den Strom fuer den Eigenbedarf aus der Vermittlungsstelle. Zur Speisung der angeschlossenen Endgeraete benoetigt er jedoch eine 220-Volt-Wechselstromversorgung. Sollte diese ausfallen, so reicht die Versorgung aus der Vermittlungsstelle fuer den Betrieb eines Telefons. Der NT ist der uebertragungstechnische Abschluss der Anschlussleitung, neben einer definierten Schnittstelle zum Anschluss der Endgeraete schuetzt er diese auch vor Einwirkungen aus der Leitung und dient daneben zur Fehlerdiagnose und Stoerungseingrenzung. Netzseitig bietet der NT die Schnittstelle Uk0 und teilnehmerseitig die Schnittstelle S0.

Uk0 ist eine Zweidrahtschnittstelle, die maximal acht Kilometer Entfernung ueberbruecken kann. Durch den Einsatz von Regeneratoren auf der Leitung laesst sich die Entfernung auf 20 Kilometer steigern. Die Telekom hat sich fuer diese netzseitige Schnittstelle entschieden, da die meisten Anschlussleitungen kuerzer als acht km sind und somit ISDN-Anschluesse in der Regel ohne kostensteigernde Aenderungen an den vorhandenen Kabeln zu realisieren sind. Sende- und Empfangseinrichtungen werden im selben Frequenzband uebertragen, die Richtungstrennung erfolgt auf beiden Seiten durch ein technisch aufwendiges Verfahren namens Echokempensation. Die Bruttobitrate betraegt uebrigens 192 kBit/s - in Anbetracht der zu ueberbrueckenden Strecken ein fuer einfaches Kupferkabel durchaus respektabler Wert.

N E B E N S T E L L E N - S C H N I T T S T E L L E U P 0

Davon zu unterscheiden ist die in der ISDN-Welt haeufig anzutreffende Schnittstelle Up0, die ebenfalls fuer die Zweidrahtuebertragung geeignet ist. Auch bei Up0 liegen Sende- und Empfangsrichtung im selben Frequenzband, die Richtungstrennung erfolgt allerdings technisch einfacher durch Zeitgetrenntlage. Das heisst, die Informationen tauschen Vermittlungsstelle und Teilnehmer auf der Leitung im zeitlichen Wechsel aus.

Die Bruttobitrate betraegt hier 'nur' 152 kBit/s, wegen der einfacheren Technik betraegt die maximale Reichweite lediglich vier Kilometer. Da diese Werte im Endstellenbereich in der Regel ausreichen und die Up0 kostenguenstiger zu realisieren ist, findet man sie haeufig in ISDN-Nebenstellenanlagen. Die Telekom setzt sie im oeffentlichen Netz nicht ein.

S0 ist eine Vierdrahtschnittstelle, bei der Sende- und Empfangsrichtung getrennt auf jeweils einer Kupferdoppelader laufen. Zum Anschluss von Endgeraeten laesst sich an dieser Schnittstelle ein passiver Bus in Punkt-zu-Punkt- oder in Punkt-zu-Mehrpunkt-Konfiguration betreiben. Im ersten Fall wird an den NT nur ein einziges Endgeraet beziehungsweise eine kleine bis mittlere TK-Anlage angeschaltet. Die Reichweite betraegt dabei je nach Aderndurchmesser der Kupferkabel bis zu 1000 Meter.

Natuerlich lassen sich an die TK-Anlage weitere Endgeraete anschliessen. Bei der Punkt-zu-Mehrpunkt-Konfiguration werden die Endgeraete direkt auf den 4-Draht-Bus geschaltet. Die Reichweite liegt hierbei je nach Zahl der Endgeraete zwischen 150 und 600 Metern. Bei der Installation des Busses koennen bis zu 12 Dosen (Anschaltemoeglichkeiten) vorgesehen werden. Die Entfernung der einzelnen Endgeraetes von der Dose sollte allerdings zehn Meter nicht ueberschreiten.

An dieser Stelle sei nochmals betont, dass bei der gesamten Hauptinstallation handelsuebliche Kupferkabel zum Einsatz kommen. Es sind weder Glasfaser- noch Kupferkoaxialkabel erforderlich.

A L L E S A N E I N E M B U S

Der Bus versorgt die unterschiedlichsten Endgeraete - vom Telefon bis zum PC mit ISDN-Karte. Wegen des in der S0-Schnittstelle arbeitenden (D-Kanal-) Protokolls, ist die Anzahl der gleichzeitig anschliessbaren Endgeraete auf acht begrenzt. Da alle Endgeraete ueber den gleichem Stecker verfuegen, ist die Zuordnung der Geraete zu einer Dose und damit der Standort der Geraete frei waehlbar und kann auch jederzeit vom Nutzer veraendert werden.

Die S0-Schnittstelle bietet drei verschiedene, gleichzeitig aktive Informationskanaele an. Dem Nutzer stehen davon der B1- und B2-Kanal mit jeweils 64 kBit/s transparent zur Verfuegung. Neben Waehlverbindungen koennen ueber die B-Kanaele auch Festverbindungen (in der Telekom-Terminologie auch als vorbestellte Dauerwaehlverbindungen bezeichnet) realisiert werden.

Der dritte, der D16-Kanal mit 16 kBit/s, dient im wesentlichen zum Transport von Steuerinformationen und ist dem Teilnehmer nur eingeschraenkt zugaenglich. Die Trennung von Nutz- und Steuerinformationen und die Einfuehrung eines neuen Zeichengabesystems auf der Anschlussleitung, dem D-Kanal-Protokoll, sind neben der schon erwaehnten Ende-zu-Ende-Digitalisierung die Grundlage fuer die Leistungsstaerke von ISDN.

G E T R E N N T W Ae H L E N

Kommunikationsnetze benoetigen Zeichengabesysteme, um Steuerinformationen zwischen den Vermittlungsstellen untereinander und zum Teilnehmer hin auszutauschen. Hierzu gehoeren zum Beispiel die Verkehrslenkung anhand der Zielrufnummer, die Netzsteuerung bei Besetztfaellen oder Verbindungsabbruechen, die Signalisierung zum Teilnehmer hin und anderes mehr. Im analogen Fernsprechnetz arbeitet das Zeichengabesystem 'in-Band', das heisst, der Nutzkanal uebertraegt die Steuerinformationen vor und nach der eigentlichen Verbindung. Bestes Beispiel sind die Wahlimpulse, die waehrend des Verbindungsaufbaus zu hoeren sind.

Durch die Trennung von Nutzinformationen und Zeichengabe realisiert das ISDN im Vergleich zum analogen Netz nicht nur eine Vielzahl neuer Leistungen, sondern das System ist auch relativ einfach erweiterbar und daher auch fuer zukuenftige Entwicklungen offen.

Am Basisanschluss koennen bis zu acht Endgeraete angeschlossen werden, zwei davon koennen wegen der beiden B-Kanaele gleichzeitig arbeiten. Eingeschaltete ISDN-Endgeraete identifizieren sich am S0-Bus mit einer Dienstekennung. Das D-Kanal-Protokoll sorgt dann dafuer, dass ein Anruf immer an das zum jeweiligen Dienst gehoerende Geraet weitergeleitet wird. Im Sprachdienst klingelt also das Telefon, bei Faksimile meldet sich das Telefax, und die Teletex-Nachricht landet natuerlich ebenfalls im passenden Endgeraet.