Digitale Sprach- und Datenkommunikation

Transkript

1 Jochen Seitz Maik Debes Michael Heubach Ralf Tosse Digitale Sprach- und Datenkommunikation Netze - Protokolle - Vermittlung mit 168 Bildern, 24 Tabellen und 97 Aufgaben Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung in die Vermittlungstechnik Entwicklung der Kommunikationsnetze Bedeutung der Vermittlungstechnik Aufbau dieses Buches 18 2 Grundlagen Klärung der wichtigsten Begriffe Kommunikationsdienst Dienstzugangspunkt Kommunikationsprotokoll Protokollmechanismen Kapselung Längenanpassung Verbindungsmanagement Geordneter Datentransfer Lastkontrolle Fehlererkennung und -behebung Quittungsverfahren Adressierung und Wegewahl Multiplexen und Bündeln Medienzugang Synchronisation Informationsübertragung Geschichtete Kommunikationssysteme Notwendigkeit der Schichtung Das ISO/OSI-Basisreferenzmodell Die Bitübertragungsschicht Die Sicherungsschicht Die Vermittlungsschicht Die Transportschicht Die Komrnunikationssteuerungsschicht Die Darstellungsschicht Die Anwendungsschicht Andere Schichtenmodelle Modellierung von Kommunikationsvorgängen Schichtenmodelle Message Sequence Chart 49

3 8 Inhaltsverzeichnis Basic MSC High-Level-MSC Specification and Description Language Beschreibung der Systemstruktur und der Kommunikation Beschreibung durch endliche erweiterte Automaten Objektorientierung in SDL Universal Modelling Language Diagrammtypen in UML UML-Meta modeil-architektur Statische Beschreibung Nachrichtentechnische Grundlagen Digitalisierung von Signalen Redundanz digitaler Informationsübertragung Multiplexübertragung Duplexübertragung Vermittlungstechniken Leitungsvermittlung Leitungsvermittlung mit Raum multiplex Leitungsvermittlung mit Zeitmultiplex Signalisierung Speichervermittlung Nachrichtenvermittlung Paketvermittlung Gegenüberstellung der Vermittlungstechniken Kommunikationsnetze und Komponenten Netztopologien und ihre spezifischen Eigenschaften Komponenten der OSI-Bitübertragungsschicht Komponenten der OSI-Sicherungsschicht Buszugriffsverfahren Informationsweiterleitung in der Sicherungsschicht Übermittlung in der Vermittlungsschicht Routing - Switching Wegewahl Sitzungsbasierte und datagrammbasierte Wegewahl Unicast-, Multicast- und Broadcast-Wegewahl Quellengesteuerte, tabellenbasierte und anforderungsgesteuerte Wegewahl Statische und adaptive Wegewahl Zentralisierte und dezentralisierte Wegewahl Isolierte und kooperative Wegewahl Verschiedene Wegewahlalgorithmen Fluten Statische tabellenbasierte Wegewahl Zentralisierte Wegewahl mit Routing Control Center Delta Routing 99

4 Inhal tsverzeichnis Backward Learning Distance Vector Routing Link State Routing Hierarchische Wegewahl Einordnung der vorgestellten Verfahren Übungsaufgaben zu Kapitel Kriterien für den Vergleich der behandelten Kommunikationsnetze Aufbau des Netzes Adressierung Wegewahl Kommunikationsdienstgüte - Quality of Service Leitungsvermittelte drahtgebundene Netze Integrated Services Digital Network - ISDN Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo des ISDN Entwicklung vom Fernsprechnetz zum ISDN Dienste des ISDN Status quo des ISDN Teilnehmerzugang im ISDN Anschlusstypen und Referenzkonfiguration Teilnehmersignalisierung Adressierung und Wegewahl bei ISDN Dienstgüte (Quality of Service) im ISDN Signalübertragung zwischen Netzknoten des ISDN Plesiochrone Digitale Hierarchie (PDH) Synchrone Digitale Hierarchie (SDH) Übertragungsmedien Intelligent Network - IN Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo des Intelligenten Netzes Ziele des IN zur Bereitstellung von Mehrwertdiensten im ISDN Geschichte und Entwicklung des IN Struktur und Arbeitsweise des IN Die Komponenten des IN IN-Architekturkonzept Zusammenarbeit von Dienststeuerung und Verbindungssteuerung Beispiele für IN-Dienste und deren Erstellung Klassische IN-Dienste Klassifizierung von IN-Diensten Übungsaufgaben zu Kapitel 4 143

5 10 Inhaltsverzeichnis 5 Datenkommunikation im Internet Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo Referenzmodell des Internets Adressierung im Internet Adressierung auf der Netzzugangsschicht Adressierung auf der Internet-Schicht Adressierung in IPv Adressierung in IPv Adressierung auf der Transportschicht Adressierung auf der Anwendungsschicht Abbildung der Adressen URN-Resolver Das Domain Name System Das Address Resolution Protocol Wegewahl und Vermittlung - Das Internet-Protokoll IP Die Version 4 des Internet Protocols Das Internet Control Message Protocol der Version Die Version 6 des Internet Protocols Das Internet Control Message Protocol der Version Die Internet-Routingtabelle Routingprotokolle im Internet Routing innerhalb eines autonomen Systems Routing zwischen autonomen Systemen Dienstgüte im Internet Dienstgüte und IPv Dienstgüte und IPv Multiprotocol Label Switching Der Integrated Services-Ansatz Der Differentiated Services-Ansatz Vergleich von Integrated und Differentiated Services Evolution des Internets Übungsaufgaben zu Kapitel Breitbandige Kommunikation in öffentlichen Netzen Asynchroner Transfermodus Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo Wegewahl und Vermittlungstechnik in ATM Das Wesen von ATM Funktionsweise von ATM ATM-Verbindungen Aufbau und Arbeitsweise von ATM-Switches Signalisierung und Adressierung im ATM Referenzmodelle und Schnittstellen in ATM Der ATM-Referenzwürfel Teilnehmerzugang Interner Aufbau von ATM-Netzen 197

6 Inha Itsverzeichnis Dienstgüte (Quaiity of Service) in ATM ATM und Internet TCPoverATM IPoverATM LAN-Emulation QoS in ATM-LANs ATM-Beispiele xdsl Techniken der Digital Subscriber Line Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo von ADSL ADSL-Referenzkonfiguration am Teilnehmerzugang Protokolle und Architektur von ADSL Bitübertragung und ATM-Schicht Architekturen des Netzzugangs ADSL mit PPPoE Dienstgüte (Quality of Service) Übungsaufgaben zu Kapitel Generationen von Mobilkommunikationsnetzen Infrastrukturnetze GSM - Global System for Mobile Communications Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo Aufbau des GSM-Netzes Wegewahl und Vermittlung in einem GSM-Netz Dienstgüte in einem GSM-Netz Drahtlose lokale Infrastrukturnetze Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo Aufbau eines WLAN-Infrastrukturnetzes Adressierung bei IEEE Wegewahl und Vermittlung in einem WLANinfrastrukturnetz Dienstgüte in einem WLAN-Infrastrukturnetz Ad-hoc-Netze Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo Eigenschaften von Ad-hoc-Netzen Technische Realisierung Adressierung Wegewahl und Vermittlung Einordnung und Besonderheiten Anforderungen Übersicht über aktuelle Routingverfahren Dienstgüte in Ad-hoc-Netzen Beispiele von Ad-hoc-Netzen Einsatzkräfte Verkehrsleitsysteme Kontextsensitive Dienste 259

7 12 Inhaltsverzeichnis 7.3 Übungsaufgaben zu Kapitel Satellitenkommunikation Einsatzgebiete, Geschichte und Status quo Aufbau eines Satellitennetzes - Satellitenorbits Beschreibung der Satellitenbahn Unterscheidung der Satellitenorbits Adressierung und Zugriffsverfahren in Satellitennetzen Statisches Zeitmultiplex Bedarfsgesteuertes Zeitmultiplex Wegewahl und Vermittlung in Satellitennetzen Dienstgüte in Satellitennetzen Beispiele von Satellitensystemen Rundfunk und Fernsehen via Satellit Positionsbestimmung mittels Satelliten Telekommunikation über Satelliten Übungsauf gaben zu Kapitel Gegenüberstellung und Entwicklungstrends Änderung des Einsatzbereichs Datenübermittlung über Sprachnetze Übermittlung von Multimediaströmen über das Internet Real-time Transport Protocol RTP RTP Control Protocol (RTCP) Real Time Streaming Protocol (RTSP) VoiceoverIP Individualkommunikation über Satellit Mobilität im Internet Auswirkungen der Mobilität auf die Wegewahl Mobile IP Drahtlose Netze und TCP Vertikaler Handover Neue Anwendungsfelder für die Telekommunikation Ubiquitärer Rechnereinsatz Kontextsensitive Diensterbringung Kontextinformation Kontextsensitive Dienste und Informationen Beispiel eines kontextsensitiven Systems Netze am Körper - Body Area Networks Intelligente Gebäude und Umgebungen 330 Abkürzungsverzeichnis 333 Literaturverzeichnis 339 Sachwortverzeichnis 355