LITI. LAN / ISDN Tunneling Interface. Systembeschreibung

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1 LITI LAN / ISDN Tunneling Interface Systembeschreibung TAS Telefonbau Arthur Schwabe GmbH & Co.KG Langmaar 25 D Mönchengladbach Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) info@tas.de Web:

2 1. Einleitung Die Telefonie über Datennetze bildet eine neue Alternative zum klassischen Festnetz oder Mobilfunknetz, um Sprache und Daten zwischen zwei Gesprächspartnern zu übertragen. LITI (LAN to ISDN Tunneling Interface) ist ein Adapter, der bis zu 30 Verbindungen auf einer ISDN Primärmultiplex-Schnittstelle über ein Ethernet LAN zu einem anderen LITI überträgt. Innerhalb bestehender Datennetze bietet LITI schnell kostengünstigen Ersatz für bisher verwendete Standleitungen. In LANs und Intranets werden die Daten paketorientiert vermittelt und übertragen, Lastschwankungen werden durch Variation der Laufzeit ausgeglichen. Bei der Telefonie steht dagegen die zeitnahe Übertragung im Vordergrund, auch zu Lasten von Paketverlusten. So hängt die Tonqualität wesentlich vom gewählten Übertragungsverfahren und insbesondere von der momentanen Netzbelastung auf dem gesamten Übertragungsweg ab. Netzknoten löschen u.u. Datenpakete, wenn sie überlastet sind. Die Sprachqualität leidet darunter bis hin zur Unverständlichkeit, eine Datenkommunikation im B-Kanal (z.b. FAX) wird unmöglich. Die Netzlast, die durch die Telefonie im Datennetz generiert wird, lässt sich minimieren, wenn möglichst viele Sprachinformationen in einem Datenpaket verschnürt und übertragen werden. Das heißt aber auf der anderen Seite, dass man lange warten muss, bis das Paket voll ist. Dieses Problem eskaliert zusätzlich bei der Nutzung von Kompressionsverfahren, abgesehen davon, dass die Nutzung von Kompressionsalgorithmen die Modem- oder FAX- Übertragung in den LAN-getunnelten ISDN-Kanälen unmöglich macht. Zu hohe Verzögerung beim Telefongespräch führt zu unangenehmen Echoeffekten und abnehmender Verständigungsqualität. LITI verwendet ein Verfahren, dass eine akzeptable Netzlast bei minimaler Laufzeitverzögerung ermöglicht. Unter Umständen lassen sich die beiden divergierenden Parameter Verzögerung vs. Netzlast netzspezifisch justieren. Bei ausreichender Performance des Datennetzes erreicht LITI annähernd ISDN Qualität. LITI stellt jeweils einen S2M-Port und eine LAN Schnittstelle zur Verfügung. LITI muss als Pärchen in eine S2M-Verbindung zwischen zwei TK-Anlagen eingeschleift werden. Die beiden Geräte innerhalb einer Verbindung verhalten sich zu den beiden S2M Schnittstellen vollkommen transparent. Es gibt somit keine Beeinflussung in den Nutz- und Signalisierungskanälen. LAN S2M LITI LITI S2M ISDN- TK-Anlage ISDN- TK-Anlage Der aktuelle Betriebszustand ist jederzeit über die auf der Front angeordneten Leuchtdioden ablesbar. Systembeschreibung LITI Seite 2 / 8

3 1.1 Bandbreite Die LITI Software enthält einen Komprimierungsalgorithmus, der eine deutliche Reduzierung der benötigten Übertragungskapazität (Bandbreite) erreicht, insbesondere dann, wenn nur wenige ISDN- Kanäle belegt sind. Dies setzt aber voraus, dass die TK-Anlage auf allen unbelegten Kanälen einen definierten IDLE-Wert sendet. Mit IDLE-Komprimierung (ohne Informationsverlust) kann die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität (Bandbreite) besser ausgelastet werden, da im Prinzip nur die belegten Kanäle übertragen werden, ohne dass eine Protokollauswertung erforderlich ist. Das Verfahren funktioniert auch bei protokollfreien PCM30-Verbindungen. 0,7 Mbit/s Mit Komprimierung werden im Leerlauf (alle Kanäle) etwa 0,7 MBit benötigt 4,4 MBit/s Die max. benötigte Bandbreite bei Volllast mit Kompression beträgt 4,368 MBit/s. Kann die Bandbreite nicht zur Verfügung gestellt werden, leidet die Sprachqualität bzw. führt zum Verbindungsabbau. Berechnungsformel Die Formel hilft den Bedarf der Bandbreite, in Abhängigkeit der benutzten Kanäle, zu berechnen: Bandbreite (in MBit/s) = (15 * n + 81) * 8000 // Bei n ist die Anzahl der benutzten Kanäle einzutragen // Auf die Zusammensetzung der übrigen Formelkomponenten wird hier nicht // näher eingegangen. Systembeschreibung LITI Seite 3 / 8

4 2. Anforderungen an TK-Anlage und LAN 2.1 Anforderung an die TK-Anlagen:!"Konfiguration eines Reroutings auf alternative ISDN-Trunks im Falle eines Ausfalls der LAN- Strecke (Ausfall von LAN / WAN = Ausfall der Anlagenverbindung)!"Wiederkehrende, kurze Unterbrechungen der S2M-Kommunikation (< 3 Sekunden) dürfen nicht zu einer Abschaltung der S2M-Strecke führen. 2.2 Anforderungen an das LAN / WAN Bandbreite Die Last steigert sich linear pro B-Kanal, auf dem Nutzsignalaustausch stattfindet, auf max 4,4 MBit/s bei voller Nutzung der 30 Kanäle. Die benötigte Bandbreite ist nicht von LITI beeinflussbar. Die Nutzung der nicht statisch genutzten Bandbreite (zwischen 0,7 MBit/s und 4,4 MBit/s) ist nur zulässig, wenn entsprechend schnelle dynamische Netzelemente die benötigte Bandbreite innerhalb von maximal 100 ms wieder zur Verfügung stellen. Einige TK-Anlagen liefern kein definiertes Signal auf unbenutzten B-Kanälen. LITI kann derartige unbenutzte Kanäle nicht erkennen und wird dafür im LAN Bandbreite wie bei einem benutzten Kanal reservieren. Falls dies nicht gewährleistet ist, werden nicht nur die weiteren B-Kanäle nicht übermittelt, sondern es erfolgt in der Regel auch der Verlust aller bereits bestehenden Gespräche, inkl. Abschaltung der S2M-Strecke durch die TK-Anlage! Im Installationsmodus belegt LITI permanent 4,4 Mbit/s, sodass die Übertragungsqualität bei Volllast getestet werden kann Netzgüte!"LITI benutzt ausschließlich UDP-Pakete für die Übertragung.!"Die Nutzrate des Netzes muss entsprechend höher sein, so dass das Netz, bezogen auf die UDP-Pakete, eine maximale Verlustrate von unter 5 Promille Datenpaketen hat.!"ab einer Verlustrate von 2 Prozent liegt nach unseren Erfahrungen ein subjektiver Sprachqualitätsverlust vor.!"ab einer Verlustrate von 5 Prozent kann ein bestehendes Gespräch verloren gehen Qualität des Tunneling Überbrückbarer Totalausfall LITI kann einen Komplettausfall der LAN-Verbindung unterhalb von 2 Sekunden gegenüber der S2M- Verbindung überbrücken. Voraussetzung ist, dass die angeschlossenen TK-Anlagen über mindestens 3 Sekunden einen Schnittstellenausfall des S2M -Trunks überbrücken können. Bei mehrfachem Totalausfall (z.b. innerhalb von 24 Stunden) kann es aufgrund kundenindividueller Einstellung (oder Standardfunktionen) der TK-Anlage auch zur Zwangsabschaltung der S2M-Strecke durch die TK-Anlage kommen. Systembeschreibung LITI Seite 4 / 8

5 Gesamtverzögerungszeit!"Die Gesamtverzögerungszeit durch LITI (ohne Router / Switches) beträgt weniger als 60 ms. Somit tritt keine subjektiv störende Verzögerung im Gesprächsfluss auf. Die Gesamtverzögerungszeit berechnet sich aus ca. 10 ms Verarbeitungszeit plus der eingestellten Bufferzeit. Die Bufferzeit ist technisch im Bereich zwischen 10 und 200 ms einstellbar. Je kürzer die Bufferzeit desto eher tritt bei schwankender Netzgüte ein akustisches Knacken auf (Kritisch für die Datenübertragung, unkritisch für die Sprachkommunikation). Je größer die Bufferzeit ist, desto zeitversetzter tritt das akustische Echo auf (Unkritisch für die Datenübertragung, störend für die Sprachkommunikation). Standardmäßig soll Bufferzeit = 20 ms bei qualitativ guten Netzwerken und Bufferzeit = 50 ms bei qualitativ schlechteren Netzwerken eingestellt werden.!"die Gesamtverzögerung durch zwischengeschaltetes Equipment und Leitungen kann nicht von LITI beeinflusst werden.!"die Gesamtverzögerung darf auch bei Volllast 200 ms nicht überschreiten. Sicherungsprotokolle in externem Equipment Bei der Nutzung von ISDN-Verbindungen für Datendienste (Video, PPP-Sessions, File-Transfer (CIP 2,...)) muss seitens des Betreibers sichergestellt sein, dass die Endgeräte entsprechende Wiederholprozeduren für Datenpakete selbst unterstützen. Priorisierung Auf der Gesamtübertragungsstrecke muss entweder LITI der alleinige Nutzer sein oder die UDP- Pakete von LITI müssen von allen betroffenen Netzelementen priorisiert übertragen werden. 2.3 Anforderung an Datenendgeräte des Kunden Keep-Alive-Funktionalität Durch Verzögerungen im LAN/WAN Bereich können Datenpakete verloren gehen. Das Gerät versucht dies durch Verzögerung für den Nutzer zu glätten. Bei Telefongesprächen wird dies oft gelingen, bzw. unbemerkt bleiben. Bei Datenkommunikation müssen die am ISDN angeschlossenen Endgeräte diese Fehler in ihrem Protokoll korrigieren (Datentransfer mit gesichertem Protokoll). Systembeschreibung LITI Seite 5 / 8

6 3. Gerätefunktionalität Es können alle ISDN-Protokolle getunnelt werden, die folgende Voraussetzungen erfüllen:!"elektrische Eigenschaften gemäß E1 (Frequenz, Taktung etc.)!"d-kanal (der immer übertragen wird) in Kanal 16!"Protokoll gemäß ISDN, Q931 Koppelfeld Es werden je nach Bedarf zwischen 0 und 30 Gespräche gleichzeitig getunnelt. Eine Parametrisierung (nur x Gespräche tunneln) ist nicht möglich. 4. Sicherheitsmerkmale 1. Verschiedene Passwortlevel ermöglichen einen gesicherten Zugang zum Gerät. 2. History Speicher zur Überwachung der Gesamtfunktionalität (nicht akku-gepuffert) 3. Download Recovery, sodass eine bisheriges Firmware solange gespeichert wird, bis eine neue, gültige Firmware erfolgreich gespeichert wurde. Das Recovery ist sowohl bei Verbindungsabbruch auf der seriellen Schnittstelle als auch bei Spannungsschwankungen wirksam. 4. Ein direkter Zugang auf das LAN vom ISDN-Netz aus ist konstruktionsbedingt nicht möglich. Das LAN wird lediglich, vom ISDN-Netz aus unsichtbar, als transparentes Transportmedium genutzt. 5. Zugangsarten 5.1 Lokaler Zugang Der lokale Zugang für Trace, Geräteabfrage sowie Update von Firmware und Konfiguration erfolgt über die Konfigurationsschnittstelle und ist durch Passwortlevel geschützt. 5.2 Verbindung Remote Zugang über ISDN Ein direkter Remote-Zugriff über ISDN ist aufgrund der gewünschten vollständigen Protokoll- Transparenz (Verhalten wie auf einer Standard-Festverbindung) nicht möglich Remote Zugang über LAN Es ist immer zeitgleich maximal ein Gerätezugriff (Lokal oder LAN) möglich, lokaler Zugriff hat Priorität. Der Zugang kann gesperrt werden. Störmeldungen und Betriebsdaten können automatisch per an einen vordefinierten Empfänger versendet werden. Mit Zusatzequipment ist die zentrale Verwaltung aller innerhalb eines Netzes eingesetzten LITI s möglich. Systembeschreibung LITI Seite 6 / 8

7 6. Abfragemöglichkeiten Alle Abfragen sind nur lokal möglich. 6.1 History Kurze Gerätehistory bezüglich des LAN-Ports und des ISDN-Ports. Beides lokal abfragbar. Näheres Infos siehe Handbuch 6.2 Trace-Funktionalität Das Gerät kann lokal in den Trace-Modus geschaltet werden. Aufgrund der direkten Umsetzung der Layer 1 ist nur ein LAN Status bezüglich der aktuellen Auslastung (Sekunde-Statistik) möglich (Angabe der gesendeten / empfangenen Pakete in der Sekunde). Der LAN-Trace wird an die Anforderungen zur Gerätekontrolle angepasst. 7. Grundaufbau 7.1 Anschlüsse!"Stromversorgung 12V DC!"Konfigurationsschnittstelle (RJ11). (zum Anschluss eines Laptops ist ein Adapter erforderlich)!"s2m - Schnittstelle (RJ45) zur Anschaltung einer TK-Anlage!"LAN Anschluss 100 Base TX / 10 Base T autosense 7.2 Abmessungen Metallgehäuse: Platine (IPX3): B=440/483 x H=43 x T=170 mm (19 / 1 HE), Gewicht: 2,4 kg B=233 x H=20 x T=160 mm (Doppel-Euro) 7.3 Anzeigeelemente!"mehrfarbige LED-Statusanzeige für die ISDN-Schnittstelle!"mehrfarbige LED-Statusanzeigen für die LAN-Schnittstelle!"mehrfarbige Geräte-Statusanzeige Systembeschreibung LITI Seite 7 / 8

8 7.4 Zulassung Entspricht bei bestimmungsgemäßer Verwendung den grundlegenden Anforderungen des 3 und den übrigen einschlägigen Bestimmungen des FTEG ( Artikel 3 der R&TTE ): Gesundheit und Sicherheit gemäß 3 (1) 1. des FTEG / Artikel 3 (1) a) der R&TTE Angewendete harmonisierte Norm: EN 60950: 1992+A1+A2+A3+A4+A11 Schutzanforderungen in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit ( EMV ) gemäß 3 (1) 2. des FTEG / Artikel 3 (1) b) der R&TTE: Angewendete harmonisierte Normen: 7.5 Software Lokal updatefähige Firmware. Konfiguration über Terminalemulation oder Telnet-Session. 7.6 LAN- Ein- / Ausgang EN 55022: 1998 Klasse B EN 55024: 1998 EN A14 EN RJ45 Anschluss für Ethernet 10 Base T oder Fast Ethernet 100 Base TX (CAT5)!"selbsterkennend 10 Base T / 100 Base TX autosense!"keine Firewallfunktion, kein Zugang zu den ISDN-B-Kanälen!"feste IP-Zuordnung zwischen zwei gleichartigen Geräten 7.7 Stromversorgung Die Stromversorgung erfolgt über einen Steckanschluss Leistungsaufnahme 12V= (+ 10%), 0,5 A Anschluss an das 230V-Netz über Schaltregler im Euro-Stecker. Optional: Stromversorgung über 48V=, um die direkte Anbindung an die Stromversorgung der TK-Anlage zu ermöglichen Systembeschreibung LITI Seite 8 / 8