Vermittlungstechnik Kommunikationsnetze

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1 Vermittlungstechnik Kommunikationsnetze 9. Breitband-ISDN und Breitband - Anwendungen: Klassifizierung nach ITU-T Interaktive Dienste (Interactive Services) Dialogdienste (Conversational Services) z.b. Bildtelefon, Videokonferenz, interaktiver Dokumentenaustausch Mitteilungsdienst (Messaging Services) z.b. Übertragung von Filmen/Bildern hoher Qualität, multimediale Nachrichten Abrufdienste (Retrieval Services) z.b. Abruf von Filmen, Hochqualitätsbildern, multimedialer Dokumente Verteildienste (Distribution Services) Verteildienste ohne Benutzer-Zugriffssteuerung (... without User Individual Presentation Control (Broadcast Services)) z.b. Übertragung von Fernsehprogrammen Verteildienste mit Benutzer-Zugriffssteuerung (... with User Individual Presentation Control) z.b. Breitband-Videotext Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 325 Grundtechniken: Breitband-Weitverkehr STM Synchronous Transfer Mode Gleichmäßiger (isochroner) Datenstrom mit konstanter Datenrate und Verzögerung Beispiel: Schmalband-ISDN Leitungsvermittelte Kommunikationskanäle Asynchronous Transfer Mode Transporteinheit ist kleines Datenpaket (-Zelle) Datenrate und Verzögerung sind variabel Paketvermittlung (verbindungsorientiert durch virtuelle Kanäle) -Prinzip Einsatz heutzutage vor allem in Backbone-Netzen Statistisches (asynchrones, anforderungsgesteuertes) Zeitmultiplex l (ATDM, STDM) Zellkopf legt die Zugehörigkeit von Zellen zu Verbindungen fest Mischen von unterschiedlichen Zellraten möglich verschiedene Übertragungsgeschwindigkeiten Interessant für variable Datenquellen: garantierte Grundrate burstartige Daten nur, falls vom Netz zugelassen -Zelle: Zellkopf Nutzdaten 5 Oktette 48 Oktette Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 326 Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 327

2 : Multiplexen Kopf einer -Zelle Die geringe, feste Größe von Zellen hat mehrere Vorteile: einfaches Multiplexen verschiedenartiger Bitströme Unterstützung unterschiedlicher Bitraten Realisierung mehrerer Dienste Einfache Verarbeitung ermöglicht Unterstützung hoher Datenraten verlagert Komplexität in Endsysteme ist ein grundlegendes Konzept, auf dem unterschiedliche Netze basieren können. Konstante Bitrate Variable Bitrate 155 Mbit/s GFC (Generische Flusskontrolle): zur Kontrolle des Datenflusses an der Teilnehmer-Netz-Schnittstelle VPI, VCI (s. nächste Folie) PT (Payload Type): Information über den Inhalt der Zelle Nutzdaten (Stau erfahren, kein Stau erfahren), OAM-Zellen (Operation And Maintenance), Zellen zum Ressourcenmanagement CLP (Cell Loss Priority) it zur Kennzeichnung von Prioritäten; bei Stausituationen Verwerfen von niederprioren i Zellen HEC (Header Error Control) GFC VPI Zellkopf Nutzdaten 5 Bytes 48 Bytes VCI VPI VCI VCI PT CLP HEC [Byte] Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 328 Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 329 -Verbindungskonzept VC VC... VC VP VP Übertragungs- g pfad Definition von zwei unterschiedlichen Verbindungstypen: Virtueller Kanal (Virtual Channel, VC): unidirektionale virtuelle Verbindung Virtueller Pfad (Virtual Path, VP): Bündel virtueller Kanäle mit gleichen Endpunkten (Endgeräte, Vermittlungsknoten) Zuordnung über Kennungen im Kopf der -Zelle: Virtuelle Kanalkennung: Virtual Channel Identifier (VCI) Virtuelle Pfadkennung: Virtual Path Identifier (VPI) Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 330 -Verkehrsarten CBR (continuous bit rate): Festlegung einer Spitzenzellrate und einer Toleranz für ABR Verzögerungsschwankungen VBR (variable bit rate): Festlegung einer langfristigen UBR mittleren Zellrate, die kurzfristig stark schwanken kann (typisch z.b. bei MPEG- VBR Strömen) ABR (available bit rate): CBR Festlegung g einer minimalen Rate, Benachrichtigung des Senders über Stausituationen UBR (unspecified bit rate): Keine Garantien, Verwerfen von Zellen bei Überlast Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 331 t

3 - und AAL-Verbindungen Endsystem A AAL diensteabhängige AAL-Verbindungen diensteunabhängige i -Verbindungen Endsystem B AAL physikal. physikal. Schicht Schicht Anwendung -Netz -Schicht: diensteunabhängiger Transport von -Zellen (verbindungsorientiert oder -los), Multiplex- und Demultiplexfunktionen AAL-Schicht: h Adaptation Layer Unterstützung unterschiedlicher Dienste Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 332 -Netze und Breitband-ISDN -Netze stellen Übermittlungsdienste auf der Basis des bereit Unterstützung echtzeitkritische Anwendungen und Anwendungen mit variabler Bitrate B-ISDN = -Netz aber einziges öffentliches -Netz = T-Net- in breitbandigen (hochbitratigen) Datennetzen kann als Infrastruktur in Datennetzen benutzt werden LANE CIP MPOA Standardisierung: ITU-T, -Forum, IETF Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 333 Anpassung der Datenformate von Teledienst und Übermittlungsdienst Unterstützung von Sprach- und Datendiensten über Anwendung (Protokoll 4-7) Services Teledienst packets bitstream packets bitstream Anpassung Datenformat Adaptation Layer Übermittlungsdienst (1-3) cells cells cells cells -Switch subnetwork Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 334 Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 335

4 Protokollreferenzmodell des B- ISDN (I) Protokollreferenzmodell des B- ISDN (II) 3-dimensionales Referenzmodell Drei vertikale Ebenen (Säulen) Benutzerebene Kontrollebene Managementebene Drei hierarchische Schichten Physikalische Schicht -Schicht -Adaptionsschicht Adaptionsschicht Schichten Kontrollinformation wird getrennt von Benutzerdaten übertragen (Out-of-Band-Zeichengabe) Höhere Schichten EManagementebene Kontrollebene Benutzerebene -Adaptionsschicht -Schicht Physikalische h Schicht ht Ebenen Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 336 Schichte enmanage ement Ebenenma anagemen nt Higher layers adaptation layer Control plane Signaling A Management plane B User plane C Signaling AAL3/4 AAL1 AAL2 AAL or AAL5 layer Physical layer D Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 337 Adaptation Layer AAL Unterschiedliche AAL für verschiedene Diensttypen AAL0 : leere AAL, keine Anpassungsschicht ht Aufteilung in mehrere Unterschichten Segmentation and Reassembly Sublayer (SAR-Sublayer) Convergence Sublayer (CS) Common Part Convergence Sublayer (CPCS) Service Specific Convergence Sublayer (SSCS) Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 338 PDUs des unstrukturierten Datentransfermodus von AAL1 Higher layers CS PDU SAR PDU header cell SN = Sequence Number (5 bytes) SNP = Sequence Number Protection SN SNP (4 bits) (4 bits) user bitstream user (47 bytes) payload (47 bytes) information field (48 bytes) Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 339

5 Strukturierte Nutzdatenübertragung durch AAL1 Mögliches AAL2 - Format Non-P format CS PDU user (47 bytes) SN IT SAR-SDUSDU LI CRC P format CS PDU pointer user (8 bits) (46 bytes) SN = Sequence Number IT = Information Type LI = Length Indicator CRC= Cyclic Redundancy Check Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 340 Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 341 Higher layers PDUs in AAL3/4 ( bytes) CPI = Common Part Indicator BTag = Beginning Tag BAsize = Buffer Allocation Size PAD = Padding AL = Ausgleichsbits ETag = End Tag ST = Segmenttyp SN = Sequence Number MID = Multiplex Identificiation LI = Length Indicator CRC = Cyclic Redundancy Check PDUs in AAL5 Higher layers ( bytes) (1 byte) CPCS PDU CPI BTag BAsize information PAD AL ETag Length (1 byte) (1 byte) (2 byte) ( bytes) (0-3bytes) (1 byte) (1 byte)(2 bytes) CP PDU UU CPI Length CRC-32 PAD ( bytes) (1 byte) (1 byte)(2 bytes) (4 bytes) SAR PDU ST (2 bits) SN MID (4 bits) (10 bits) payload (44 bytes) LI CRC (6 bits) (10 bits) cell header information field (5 bytes) (48 bytes) cell header (5 bytes) information field (48 bytes) Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 342 PAD = Padding UU = User-to-User Daten CPI = Common Part Indicator CRC-32 = Cyclic Redundancy Check Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 343

6 Teilnehmeranschluss am B-ISDN B-ISDN-Referenzkonfiguration LAN Daten- verarbeitungsanlage Lichtwellenleiter TA NT2 NT1 B-ISDN T TA S 0 T B B-TE1 TE2 oder B-TE2 R B-TA T B U B V B B-NT2 B-NT1 B-LT B-ET Funktionsgruppen: B-ET B-ISDN Exchange Termination B-LT B-ISDN Line Termination B-NT1,2B-ISDN Network Termination B-TA B-ISDN Terminal Adaptor B-TE1 B-ISDN Terminal B-TE2 Breitband-Datenendeinrichtung oder Netz TE2 ISDN-Terminal oder -Datenendeinrichtung Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 344 Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 345 Beispiel einer verteilten NT2- Struktur Literatur W W MA MA MA T B B-NT1 B-TE1 B-TE1 B-TE1 MA = Medium Adapter Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 346 HASSLINGER, G. ; KLEIN, T.: Breitband-ISDN und - Netze. Stuttgart; Leipzig; Wiesbaden : B.G. Teubner GmbH, 1999 (Informationstechnik). ISBN PRYCKER, M. de: Asynchronous Transfer Mode: Solution for Broadband ISDN. Englewood Cliffs, NJ : Prentice Hall, ISBN RATHGEB, E. ; WALLMEIER, E.: Infrastruktur für die Hochleistungskommunikation. Berlin; Heidelberg; New York : Springer-Verlag, ISBN SIEGMUND, G.: Die Technik (Grundlagen, Netze, Schnittstellen, Protokolle), 4. völlig neu bearbeitete Auflage, Heidelberg : Hüthig, ISBN SIEGMUND, G.: Technik der Netze, 4. neu bearbeitete und erweiterte t Auflage, Heidelberg : Hüthig, ISBN Vermittlungstechnik - 9. Breitband-ISDN und 347