Umstellung der öffentlichen Fernmeldenetze und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für die betriebstechnischen Anlagen

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1 Umstellung der öffentlichen Fernmeldenetze und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für die betriebstechnischen Anlagen (Next-Generation-Network - NGN) Der Fernmeldeausschuss des AMEV informiert über die Ablösung der bestehenden öffentlichen Sprachnetze durch das Next-Generation-Network (NGN) und die sich für die betriebstechnischen Einrichtungen in den öffentlichen Verwaltungen daraus ergebenden Konsequenzen. Aufgestellt und herausgegeben vom Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV)

2 Umstellung der öffentlichen Fernmeldenetze und die sich daraus ergebenden Konsequenzen für die betriebstechnischen Anlagen (Next-Generation-Network -NGN) lfd. Nr.: 106 Aufgestellt und herausgegeben vom Arbeitskreis Maschinen- und Elektrotechnik staatlicher und kommunaler Verwaltungen (AMEV) Berlin 2010 Geschäftsstelle des AMEV im: Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS); Referat B12 Krausenstrasse 17-20, Berlin Telefon: (030) Computerfax: (030) Der Inhalt dieser Broschüre darf für eigene Zwecke vervielfältigt werden. Eine Verwendung in nicht vom AMEV herausgegebenen Medien wie z.b. Fachartikeln oder kostenpflichtigen Veröffentlichungen ist vor der Veröffentlichung mit der AMEV-Geschäftsstelle zu vereinbaren. Informationen über Neuerscheinungen erhalten Sie unter oder bei der AMEV-Geschäftsstelle AMEV Next-Generation-Network - 2 -

3 Inhalt 1 Gegenwärtiger Zustand Übergang zum Next-Generation-Network Problematik Betroffene Anwendungen und Dienste Konsequenzen Empfehlungen für weiteres Vorgehen Quellen...10 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter...11 AMEV Next-Generation-Network - 3 -

4 1 Gegenwärtiger Zustand Die öffentlichen Sprachdienste basierten bisher auf leitungsvermittelnden Technologien. Zunächst wurden analoge Anschlüsse (a/b) eingesetzt, die später zu einem großen Teil durch digitale Anschlüsse (ISDN) ersetzt wurden. Charakteristisches Merkmal blieb die leitungsvermittelnde Technologie, bei der während der gesamten Verbindung eine definierte Bandbreite (analog 3,1 khz, digital 64 kbit/s) in Echtzeit transparent zur Verfügung steht. Die Garantie einer definierten Bandbreite führte dazu, dass neben dem eigentlichen Sprachdienst die Verbindungen (insbesondere ISDN) für zahlreiche weitere Anwendungen genutzt wurden, z. B. für Aufzugsnotrufanlagen oder Messdatenübertragung. Neben den leitungsvermittelnden Verbindungen wurden häufig auch Festverbindungen mit der gleichen Übertragungstechnologie eingesetzt, z. B. für Gefahrenmeldungen. Des Weiteren sind Spezialdienste wie X.25 im Einsatz, bei denen zwar Datenpakete übertragen werden, aber als Grundlage eine leitungsvermittelnde Technologie fungiert. Durch die zunehmende Verbreitung des Internet-Protokolls (IP) und den dadurch zunehmenden Einsatz von paketvermittelnden Technologien ist die Garantie einer transparenten Übertragung in Echtzeit und damit eine quasi unterbrechungsfreie Übertragung mit einer definierten Bandbereite nicht mehr möglich. Durch verschiedene Maßnahmen, wie z. B. dem Einsatz von Quality of Service (QoS), wird versucht, möglichst ständig eine ausreichende Bandbreite sicherzustellen. Für den Bereich der öffentlichen Sprachdienste kann davon ausgegangen werden, dass dadurch eine ausreichende Sprachqualität erreicht werden kann. Für verschiedene andere Anwendungen, z. B. die Übertragung von Gefahrenmeldungen und bei Anschlüssen für Fernbetreuung, muss damit gerechnet werden, dass der störungsfreie Weiterbetrieb nicht möglich sein wird und daher alternative Verfahren eingesetzt werden müssen. AMEV Next-Generation-Network - 4 -

5 2 Übergang zum Next-Generation-Network Die Telekommunikationsbranche in Deutschland hat angekündigt, alle leitungsvermittelnden Dienste nur noch bis 2014 anzubieten. Dies betrifft nicht nur den Marktführer (Deutsche Telekom AG), sondern die gesamte Branche. Als Ersatz soll ein neues IP-basierendes Netz (also ein reines Paketübertragungsnetz), auf Basis der vorhandenen Leitungswege, unter der Bezeichnung Next-Generation-Network (NGN) aufgebaut werden. Dieses Netz wird parallel zum Internet aufgebaut. Die Netzbetreiber können dadurch in einem gewissen Umfang die Übertragungsqualität und Verfügbarkeit beeinflussen. Die übrigen leitungsvermittelnden Dienste werden, wie aus dem nachfolgenden Zeitplan zu entnehmen, schrittweise abgebaut. Folgender Zeitplan liegt derzeit vor: Analoge Standard-Festverbindung (asfv) Verträge wurden bereits zum gekündigt. Betrieb war noch bis zum möglich. Digitale Standard-Festverbindungen mit Bandbreiten kleiner 2Mbit/s (dsfv) Verträge wurden bereits zum gekündigt. Betroffen hiervon sind z. B. dsfv digital S02, TS01, TS02, 64S, 64S2. ISDN-Netz Steht nur noch bis 2014 flächendeckend zur Verfügung, danach erfolgt ein Rückbau, dessen Details noch nicht bekannt sind. Analoganschlüsse Werden in der gegenwärtigen Form nur noch bis 2014 angeboten. X.25 Wird nur noch bis 2010 betrieben. X.31 Wird über ISDN noch bis 2014 angeboten. Neben den hier betrachteten Diensten sollen weitere Anwendungen, wie z. B. Videodienste (Kabelfernsehen), in das NGN integriert werden. Da diese Dienste für öffentliche Auftraggeber von untergeordneter Bedeutung sind, wird darauf im Weiteren nicht eingegangen. Zu beachten ist, dass auch die gesamte Übertragungstechnik der Mobilfunkdienste, soweit noch nicht geschehen, in das NGN integriert werden soll. Damit ist die Verfügbarkeit der Mobilfunkdienste von derjenigen des NGN abhängig und nur noch so hoch wie das NGN. Dies bedeutet, dass eine lokale Störung im NGN zum gleichzeitigen Ausfall der Festnetz- und Mobilfunkdienste führen kann. AMEV Next-Generation-Network - 5 -

6 3 Problematik Durch die veränderten Übertragungstechnologien (primär Paketvermittlung statt Leitungsvermittlung) sind prinzipbedingt Auswirkungen auf die, in den bisherigen Netzen betrieben Anwendungen (siehe Abschnitt 4), abzusehen: Die Übertragungsverhältnisse im NGN führen u. a. zu: o längeren Signallaufzeiten (Verzögerung) o Schwankungen bei den Signallaufzeiten (Jitter) o verlorenen Datenpaketen (Verlust). Die von den derzeitigen Anwendungen und Geräten verwendeten Protokolle sind meist nicht für den Einsatz im NGN ausgelegt. Modemtöne sind für die IP-Codecs eher wegzufilternde Störgeräusche, denn sinnvolle Daten. Aus IP-Sicht macht es keinen Sinn mehr Daten in Audiosignale zu verwandeln, um diese dann als Sprachpaket verpackt über ein Datennetz zu versenden. Daher sind verschiedene Probleme absehbar. Die bisherige Verfügbarkeit wird nach dem jetzigen Erkenntnisstand nicht mehr gewährleistet werden können. Die zeitliche Synchronität zwischen verteilten Anwendungen kann ohne weitere Maßnahmen nicht gewährleistet werden. Die bisherige Energieversorgung von Geräten über die Anschlussleitung (z. B. Endgeräte an anlogen oder ISDN-Anschlüssen) wird nicht mehr möglich sein. Dies wird insbesondere problematisch, wenn die Funktion der Geräte auch bei einem Stromausfall sichergestellt werden muss. Es können zusätzliche Maßnahmen zur Datensicherheit nötig werden, z. B.: o Einrichtung von Virtual Private Network (VPN), o Einsatz von Verschlüsselungssystemen. AMEV Next-Generation-Network - 6 -

7 4 Betroffene Anwendungen und Dienste Die Anzahl der Anwendungen und Dienste, die heute über die bestehenden Sprachdienste betrieben werden, ist unübersehbar. Bis auf den Sprach- und Fax-Dienst unterliegen diese Anwendungen nicht der Regulierung und sind damit keine Pflichtleistungen der Telekommunikationsanbieter. Die nachfolgende beispielhafte Aufzählung soll einen Eindruck von den wichtigsten bekannten Anwendungen und Diensten bieten: Regulierte Dienste: Sprachdienst o analog o ISDN Fax-Dienst Nicht regulierte Dienste: Datenübertragung über Modem Nicht regulierte Anwendungen: Gefahrenmeldungen über Automatische Wählgeräte (AWAG / AWUG), z. B. bei Brand, Einbruch, Überfall Portoaufladung bei Frankiermaschinen Kopierer (Zählerstandsabfrage bzw. Fernadministration) interaktive Aktionen mit Tonwahlsignalen (Steuerung über den Tastwahlblock) Aufzugnotruf Übertragung von Alarmmeldungen aus Gefahrenmeldeanlagen EC- und Kreditkarteninkasso Fernanzeige Zählerab-/-auslesung Fernadministration/ Fernbetreuung von betriebstechnischen Anlagen und Großgeräten Pegelstandsübermittlung Personen-Notrufsysteme Zeiterfassungssysteme Übertragung von Daten aus Großküchengeräten z. B. via Modem AMEV Next-Generation-Network - 7 -

8 5 Konsequenzen Probleme sind in erster Linie bei den nicht regulierten Anwendungen zu erwarten, bei denen die Sicherheit oder die Übertragungseigenschaften einer IP-Verbindung nicht ausreichen (z. B. Gefahrenmeldeanlagen) und bei Anwendungen, die eher im verborgenen betrieben werden, ohne dass sie großartig im Blickpunkt der Anwender stehen (z. B. Frankiermaschinen). Hier besteht die Gefahr, dass, obwohl die Übertragung der Daten in der vorgeschriebenen Qualität erfolgt, die Anwendung mangels Echtzeitübertragung nicht mehr sicher funktioniert. Eine Beurteilung ist derzeit nur im Einzelfall mittels einer rechtzeitigen Überprüfung durch den Hersteller oder Lieferanten/Installateur möglich. Übertragung von Alarmmeldungen aus Gefahrenmeldeanlagen Nach dem Wegfall der klassischen analogen und digitalen Festverbindungen stehen bald nur noch IP-Dienste für Alarmmeldungen aus Gefahrenmeldeanlagen zur Verfügung. Diese sind jedoch, wie bereits ausgeführt, nicht so sicher wie die klassische Technik. In den einschlägigen Normen (DIN EN 50136, DIN 14675) ist daher in diesen Fällen die Einrichtung eines 2. Übertragungsweges vorgesehen. Nach dem aktuellen Stand kommt hierfür in Zukunft nur eine GSM- oder UMTS-Schnittstelle in Frage. Jede Gefahrenmeldeanlage muss quasi mit einem Handy ergänzt werden. Wenn auch noch die Funktelefonie (GSM, UMTS) in das NGN integriert wird, ist es fraglich, ob der 2. Übertragungsweg dann noch die Anforderungen erfüllt, die erwartet werden. Zumindest muss immer von 2 kostenpflichtigen Anschlüssen ausgegangen werden. Nutzung von DSL-Anschlüssen Der Einsatz von DSL wird in einigen Bereichen für verschiedene Anwendungen getestet. Bei diesem Einsatz produzieren die Anwendungen jedoch einen permanenten Datenstrom. Dieser Datenstrom muss darüber hinaus teilweise noch verschlüsselt werden. Um die Kosten kalkulierbar zu halten, sollten diese Anschlüsse immer mit einer Flatrate betrieben werden. Sprachübertragung Für die reine Sprachübertragung ist abzusehen, dass eine ausreichende Sprachqualität erreicht wird, wenn auch mit einer verminderten Verfügbarkeit. Als Tendenz ist ein Absinken der Verfügbarkeit auf die garantierten Mindestwerte, die die Regulierungsbehörde fordert (von 99,5 % d. h. 1,5 Tage /a.), zu erwarten. Diese Anwendung haben alle Anbieter im Blick. Es werden Lösungen bereitgestellt werden, die den Weiterbetrieb vorhandener Infrastrukturen erlauben, um gegenwärtige Telefonanlagen auch weiterhin am NGN betreiben zu können. Der Betrieb über ein allgemeines IP-Netz (NGN) dürfte daher kein unlösbares Problem sein. AMEV Next-Generation-Network - 8 -

9 6 Empfehlungen für weiteres Vorgehen Folgende Vorgehensweise wird empfohlen, um unerwartete Probleme nach einer Umstellung auf das NGN zu vermeiden: Betroffene Anwendungen/Geräte frühzeitig identifizieren. Feststellen der betriebs- und sicherheitstechnischen Relevanz der betroffenen Anwendungen/Geräte. Informationen beim Hersteller/Lieferant/Installateur über die zukünftige Verwendungsmöglichkeit einholen. Ggf. rechtzeitiger Austausch der Geräte bzw. Umstellung des Verfahrens. AMEV Next-Generation-Network - 9 -

10 7 Quellen SIP-Trunking ersetzt ISDN Funkschau Sonderpublikation Voic+IP Germany ISDN bald ade? - VoIP soll das ISDN-Telefonnetz ablösen de 15 16/2009 Seite 70/71 Anwendungsbeispiele Netzwerktechnik Alarmübertragung BHE 08/2009 Drastische Veränderungen bei der Alarmübertragung geplant BHE September 2008 Clever umsteigen Funkschau 13/2009 Seite 36f Ersatzweg de 13 14/2009 Seite 3 Verbindung unterbrochen BS Baurecht 2/2009 Seite 18 AMEV Next-Generation-Network

11 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter Friedrich Braumann Stadtverwaltung Nürnberg, FB Sicherheits- und Kommunikationstechnik; Nürnberg Wolfgang Brumme Roland Frangen Ulrich Fülle Ronald Gockel Jürgen Haß Michael Huber-Mall Jürgen Kroll Volker Maurer Wilfried Müller, Obmann Christian Ocker Oberfinanzdirektion Chemnitz; Chemnitz Fachstelle der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes für Verkehrstechniken; Koblenz Amt für Informationsmanagement und Informationstechnik der Bundeswehr; Dresden Ministerium der Finanzen, Rheinland-Pfalz; Mainz Finanzministerium Schleswig-Holstein, Amt für Bundesbau; Kiel Vermögen und Bau Baden-Württemberg; Stuttgart Ministerium für Wirtschaft, Energie, Bauen, Wohnen und Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen Düsseldorf Landesamt für zentrale Dienste, Amt für Bau und Liegenschaften; Saarbrücken Oberfinanzdirektion Niedersachsen; Hannover Oberste Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern; München AMEV Next-Generation-Network