Digitale Netze für Sprach-, Text-, Daten-, Video- und Multimediakommunikation

Transkript

1 Peter Bocker ISDN Digitale Netze für Sprach-, Text-, Daten-, Video- und Multimediakommunikation Vierte, erweiterte Auflage In Zusammenarbeit mit G. Arndt, V. Frantzen, L. Hagenhaus, M. Huber, G. Mägerl, H.J. Rothamel, L. Schweizer Mit 120 Abbildungen und 30 Tabellen

2 Inhaltsverzeichnis 1 Die Aufgabe der Kommunikationsnetze Kommunikationsanwendungen, -dienste und -netze Die Entwicklung der Kommunikationsnetze Herkömmliche Kommunikationsnetze Integration der Dienste Flexibilität und Netzintelligenz Netze mit höheren Bitraten Konzept des diensteintegrierenden digitalen Kommunikationsnetzes ISDN kbit/s-ISDN Breitband-ISDN Datenschutz im ISDN Die Bedeutung der Standardisierung 10 2 Kommunikationsdienste Definition der Dienste Struktur der Kommunikationsprotokolle Dienstegruppen Multimediadienste Definition der Dienstmerkmale Dienste im 64-kbit/s-ISDN ISDN-Dienste mit 64 kbit/s und n x 64 kbit/s über B-Kanäle Dialogdienste als Übermittlungsdienste Dialogdienste als Teledienste Speicherdienste (Teledienste) Abrufdienste (Teledienste) Verteildienste ISDN-Dienste über den D-Kanal Dialogdienste als Übermittlungsdienste mit niedrigem Durchsatz Dialogdienste als Teledienste Bestehende Dienste aus dem Fernsprechnetz im ISDN Dienste im Zusammenhang mit Endeinrichtungen aus eigenständigen Text- und Datennetzen Dienste im Breitband-ISDN 33

3 VIII Inhaltsverzeichnis Interaktive Breitband-Datenkommunikationsanwendungen und -dienste Interaktive Breitband-Dokumentenkommunikationsanwendungen und -dienste Interaktive Breitband-Bewegtbildkommunikationsanwendungen und -dienste Breitband-Verteilkommunikation Dienstmerkmale Allgemeine Anschlußmerkmale des ISDN Ergänzende Dienstmerkmale Dienstspezifische Anschlußmerkmale Verbindungsdienstmerkmale Informationsdienstmerkmale Dienstübergänge 44 3 Aufbau der Kommunikationsnetze Netzgliederung Netzkomponenten Anschlußleitungen für das 64-kbit/s ISDN und das B-ISDN Vermittlungsstellen Vermittlungsstellen mit Leitungsvermittlung Vermittlungsstellen mit Paketvermittlung ATM-Vermittlungsstellen Crossconnectoren Signalisierung zwischen ISDN-Vermittlungsstellen Verbindungsleitungen Netzaufbau Netztopologien Netzaufbau des 64-kbit/s-ISDN Netzaufbau des B-ISDN auf ATM-Basis Netzübergänge kbit/s-ISDN und das Telefonnetz kbit/s-ISDN und öffentliche Datennetze Anschluß von privaten Netzen Anschluß von Mobilfunknetzen Zusammenarbeit zwischen 64-kbit/s-ISDN und B-ISDN Netzdimensionierung Grundlagen Einflüsse der Diensteintegration Verkehrslenkung Verbindungsannahme und Parameterüberwachung im B-ISDN Numerierung Einführungsstrategien 73

4 Inhaltsverzeichnis IX Overlaynetz und Insellösung Pragmatische Einführungsstrategie 75 4 Teilnehmeranschluß Aufbau der Benutzerstation Referenzkonfigurationen Funktionseinheiten Netzabschlußeinheit 1 (NT1) Netzabschlußeinheit 2 (NT2) Endeinrichtungen (TE) Realisierungsmöglichkeiten Anschluß von privaten Netzen Benutzer-Netz-Schnittstellen für das 64-kbit/s-ISDN Vorbemerkungen Kanaltypen Anschlußarten Schnittstellenstrukturen Betrieb allgemeiner Kanäle Benutzer-Netz-Schnittstelle beim Basisanschluß Modellkonfigurationen Elektrische Charakteristika für die Informationsübertragung Zugang der Endeinrichtungen zum D-Kanal Rahmenstruktur Aktivierung und Deaktivierung Elektrische Charakteristika für die Speisung Benutzer-Netz-Schnittstelle beim Primärratenanschluß Benutzer-Netz-Schnittstellen für B-ISDN Allgemeine Aspekte Transfer Mode Protokollreferenzmodell Schnittstellenarten Physikalische Schicht Anpassung der Zellen an die Übertragung Übertragungsmedien ATM-Schicht Struktur einer Zelle Zellkopf Verbindungsarten ATM-Anpassungsschicht Funktionale Beschreibung Protokolle Betrieb und Wartung Allgemeines 113

5 X Inhaltsverzeichnis OAM für die physikalische Schicht OAM für die ATM-Schicht Benutzersignalisierung im ISDN Protokollarchitektur Verbindungsarten Besonderheiten bei der ISDN-Signalisierung Angaben für den Verbindungsaufbau Buskonfigurationen Simultane Signalisierungsaktivitäten Sicherungsprotokoll im D-Kanal Leistungsmerkmale der Sicherungsschicht Übermittlungsverfahren Vergabe eindeutiger Endeinrichtungs-Identitäten Signalisierung für leitungsvermittelte Verbindungen Einfacher Verbindungsaufbau Einfacher Verbindungsabbau Verfeinerter Verbindungsaufbau und Verbindungsabbau Steuerung von ergänzenden Dienstmerkmalen Benutzer-Benutzer-Signalisierung Funktionales Protokoll (functional protocol) und Anreizprotokoll (Stimulus protocol) Benutzersignalisierung im B-ISDN Vorbemerkungen Einführungskonzept Signalisierungskonfigurationen Metasignalisierung ATM-Anpassungsschicht für Signalisierung Schicht-3-Protokoll für B-ISDN Protokoll für Capability Set Anforderungen für Capability Set Anschluß von Endeinrichtungen mit herkömmlichen Schnittstellen an das 64-kbit/s ISDN Integrierte Lösung und Netzübergangslösung Anschluß von X.21-Endeinrichtungen mit Einphasenwahl Endeinrichtungen des Fernsprechnetzes: Anpassung der analogen a/b-schnittstelle und von Schnittstellen der V.-Serie Anschluß von Endeinrichtungen mit X.25-Schnittstelle an das ISDN Grundlegende Merkmale Punkt-zu-Mehrpunkt-Signalisierung für ankommende virtuelle Rufe Anschluß und Kommunikationsbeziehungen von herkömmlichen Endeinrichtungen am B-ISDN 152

6 Inhaltsverzeichnis XI Frame Relaying und B-ISDN Verbindungslose (connectionless) Kommunikation über ATM Funktionen für die Connectionless-Übermittlung im B-ISDN Connectionless-Übermittlungsprotokolle Endeinrichtungen Endgeräte Vorbemerkungen Anschaltung von Endgeräten an den ISDN-Basisanschluß Anschaltung von Endgeräten an die Breitbandschnittstelle Endgeräte für das 64-kbit/s-ISDN Das ISDN-Telefon Das ISDN-Bildtelefon Der ISDN-Fernkopierer Der Personal Computer Endgeräte für das Breitband-ISDN Das Fernsehtelefon Breitband-Endgeräte für besondere Anwendungen Multimedia-Endgeräte Private Telekommunikationsanlagen TK-Anlagen am 64-kbit/s-ISDN Prinzipielle Lösungen Struktur und Merkmale einer TK-Anlage am 64-kbit/s-ISDN Local Area Networks Breitband-TK-Anlagen Vermittlungstechnik im ISDN Vorbemerkungen Neue Anforderungen an die Vermittlungstechnik durch die Diensteintegration im ISDN und die Einführung von Breitbanddiensten Anforderungen an die Vermittlungstechnik durch die Diensteintegration im 64-kbit/s-ISDN Anforderungen an die Vermittlungstechnik durch die Einführung von Breitbanddiensten Benutzeranschluß Zwischenamtsanschluß Digitale Zeitmultiplex-Vermittlungstechnik ATM-Vermittlungstechnik Vermittlung von ATM-Zellen ATM-Crossconnect und ATM-Vermittlungsstelle 208

7 XII Inhaltsverzeichnis Benutzersignalisierung Zentrale Steuerung Zwischenamtssignalisierung Betrieb und Wartung Takterzeugung und Netzsynchronisierung Die Zwischenamtssignalisierung im ISDN Grundmerkmale der Zwischenamtssignalisierung mit dem ITU-T-Signalisierungssystem Nr Der Nachrichtentransferteil MTP Signalisierungsbeziehungen zwischen ISDN- Vermittlungsstellen Protokoll-Architektur der 1SDN- Zwischenamtssignalisierung Transaktionsverkehr im Rahmen des ITU-T- Signalisierungssystems Nr Zwischenamtssignalisierung im Breitband-ISDN Message Transfer Part auf Basis von ATM Broadband ISDN User Part Realisierung der lsdn-zwischenamtssignalisierung in der Vermittlungsstelle Übertragungstechnik im ISDN Vorbemerkungen Die Hierarchie der digitalen Übertragungskanäle Die Basis: 64 kbit/s Primär-Multiplexsignale Signale mit höheren Bitraten; Digitalsignal-Hierarchien Übertragungsmedien Leiter in Kabeln Richtfunk und Satellitenfunk Einrichtungen zur Übertragung von Digitalsignalen über Kabelund Richtfunkstrecken Allgemeines Übertragung auf Kabeln im Bereich der Verbindungsleitungen Übertragung mit Richtfunk Übertragung auf Teilnehmeranschlußleitungen Anschlußnetze Multiplexsignale und Multiplexeinrichtungen Signale mit 2048 kbit/s Digitalsignal-Multiplexer Netzsynchronisierung Erfordernis der Netzsynchronisierung Realisierung der Netzsynchronisierung 250

8 Inhaltsverzeichnis XIII Anforderungen an die Taktversorgung Störwirkungen und Übertragungsqualität Störwirkung von Bitfehlern Störwirkung von Slip-Vorgängen bei 64-kbit/s-Diensten Einfluß der Signallaufzeit Einfluß von Phasenjitter und Phasenwandern Netzmanagement im ISDN Vorbemerkungen Anforderungen der Netzbetreiber Das Telecommunications Management Network (TMN) nach ITU-T Die funktionale Architektur des TMN Das Schichtenmodell für die Operations Systems Functions des TMN Informationaustausch im TMN Die physikalische Architektur des TMN TMN und IN: Management von Diensten Ausblicke Mobilkommunikation Mobilfunkkommunikation und ihre Einbindung in das ISDN Zellularfunk Technik und Anwendungen Realisierungen Zusammenarbeit mit dem ISDN Funkruf Technik und Anwendungen Realisierungen Zusammenarbeit mit dem ISDN Das schnurlose Telefon Technik und Anwendungen Realisierungen Zusammenarbeit mit dem ISDN Zukünftige Entwicklungen bei der Mobilfunkkommunikation Mobile Kommunikation im leitungsgebundenen Netz Netzübergreifende Mobilkommunikation durch UPT 276 Anhang: ISDN-Standards 279 Literatur 305 Stichwortverzeichnis 323