Kommunikationsnetze. 7. Der Aufbau des digitalen Telefonnetzes

Transkript

1 Kommunikationsnetze 7. Der Aufbau des digitalen Telefonnetzes Synchrone und Plesiochrone Digitale Hierarchie Netzinterne Signalisierung Das Intelligente Netz Aktive Netze

2 Übertragung der Informationen im Netzinneren Zeitmultiplex für Nutzdaten und für Signalisierung Zusammenfassung mehrerer digitaler Nutzkanäle in eine übergeordnete Struktur Digitale Hierarchie Zwei Verfahren: Plesiochrone Digitale Hierarchie PDH Synchrone Digitale Hierarchie SDH 247

3 Plesiochrone Digitale Hierarchie PDH International standardisierte Technik zum Multiplexen digitaler Datenströme über Weitverkehrsstrecken (Nur) annähernd synchrone Datenströme (plesio=fast) Zum Ausgleich der Unterschiede: Stopfverfahren 248

4 Bitraten der PDH in kbit/s Hierarchiestufe Nordamerika Europa Japan Transatlantik DS E1 (PCM30) DS E2 (PCM120) DS E3 (PCM480) DS E4 (PCM1920) E5 (PCM7680)

5 Digitale Multiplex-Hierarchie PCM30 PCM30 PCM30 PCM30 2,048 2,048 2,048 2,048 8,448 34, ,264 PCM120 PCM480 PCM1920 PCM PCM30 PCM30 PCM30 PCM30 2,048 2,048 2,048 2,048 PCM120 PCM480 PCM

6 Aufbau eines E1- bzw. PCM30-Rahmens Kanal für Rahmenkennungswort/ Meldewort Fernsprechkanal 1 Fernsprechkanal 2... kanal kanal Fernsprech- Fernsprechkanal Signalisierungs- Fernsprechkanal 30 ca. 3,9µs t 32 x 8 bit = 256 bit 125µs 251

7 Stopfverfahren Bitrate der niedrigen Hierarchiestufen im Rahmen festgelegter Toleranzen unterschiedlich Angepasstes Schreiben / Lesen des Pufferspeichers in den Digitalmultiplexern Positiv-Stopfverfahren Negativ-Stopfverfahren Positiv-Null-Negativ-Stopfverfahren 252

8 Aufbau eines E3- bzw. PCM480-Rahmens Identifikation des Rahmenbeginns RAI Res. Bits C1 C1 C1 C1 C2 C2 C2 C2 C3 C3 C3 C3 St St St St Bits Bits Bits Rahmenlänge 4 * 384 bit = bit RAI = Remote Alarm Indication Res = Reserviert für nationale Verwendung Ci = Anpassungs-Steuerungsbits (Justification Bits) St = Stopfbit 253

9 Nachteile der PDH Demultiplexen liefert nur die nächste darunter liegende Ebene. Um aus einem E4-Rahmen einen B-Kanal herauszulösen, müssen alle Stufen E3, E2 und E1 vollständig demultiplext werden. Dasselbe gilt für das Hinzufügen eines B- Kanals in einen Rahmen: Ein B-Kanal muss zunächst in einen PCM-30- Rahmen eingebettet werden Dann erst kann diese in die nächste Stufe gemultiplext werden, usw. 254

10 Synchrone Digitale Hierarchie SDH Synchrone Zeitmultiplextechnik, die das Zusammenfassen von niederratigen Datenströmen zu einem hochratigen Datenstrom erlaubt. Transparenter Transport aller interessierender Nutzklassen. Takte der einzelnen Übertragungsstrecken strikt synchron. Basis: Glasfaser und Richtfunk Abgeleitet von SONET (Synchronous Optical Network) Bellcore / AT&T seit 1985 Interoperabilität 255

11 SDH - Hierarchiestufen Hierarchiestufe SDH Bitrate [] Hierarchiestufe SONET -- 51,84 STS-1 OC-1 STM-1 155,52 STS-3 OC-3 STM-2 207,36 STM-3 466,56 STS-9 OC-9 STM-4 622,08 STS-12 OC-12 STM-6 933,12 STS-18 OC-18 STM ,16 STS-24 OC ,24 STS-36 OC-36 STM ,32 STS-48 OC-48 STM ,64 STS-96 OC-96 Signalbezeichnung SONET STM ,28 STS-192 OC

12 9 Zeilen Aufbau eines STM1-Rahmens byte 1 3 Repeater Section Overhead (RSOH) 4 5 AU Pointer Multiplex Section Overhead (MSOH) Nutzlast (Payload) 261 * 9 Byte pro Rahmen (150,336 ) 9 257

13 Multiplex-Schema für SDH nach ITU-T G.709 STM-1 AUG 1 AU-4 VC-4 C4 3 3 AU-3 TUG-3 1 TU-3 VC-3 7 VC-3 C / 34 7 TUG-2 1 TU-2 VC-2 C-2 6 n Byteweises Multiplexen von n Signalen Aligning (Anpassung, Container + Pointer) Mapping (Daten + Path Overhead) 3 4 TU-12 VC-12 C-12 TU-11 VC-11 C11 TU = VC + Pointer VC = Nutzdaten + POH 2 1,5 258

14 Der Begriff Signalisierung Die Signalisierung (Signalling, Zeichengabe) dient dem Auf- und Abbau sowie der Unterhaltung (Steuerung) von vermittelten Nutzverbindungen oder zugeordneten Merkmalen dieser Verbindung (Dienst- oder Leistungsmerkmale oder Prüf- und Wartungsaufgaben) Dargestellt werden Signalisierungsinformationen Durch codierte Zeichen (bestimmte Potentialzustände oder bestimmte Frequenzkombinationen) Durch Signalisierungsnachrichten, die komplexe Signalisierungsinhalte übermitteln Signalisierungsinformationen werden ausgetauscht Zwischen Endeinrichtungen und Netzelementen Zwischen den Netzelementen Arten der Signalisierung Outband Signalling Inband Signalling 259

15 ISDN - Zeichengabe im Netzinnern Basis: Common Channel Signalling (CCS) Einführung im Jahr 1976 im amerikanischen Telefonnetz Zwischen den rechnergestützten Vermittlungsstellen wurde ein spezielles Netzwerk für das Zeichengabeverfahren (Common Channel Signalling, CCS) eingerichtet. Die Zeichengabe wird unabhängig vom eigentlichen Fernsprechkanal ermöglicht. Out-Of-Band-Zeichengabe 260 CCS bietet Möglichkeiten Zur Allokation von Übertragungsressourcen Zum Testen der Übertragungsressourcen Zur Freigabe von Übertragungsressourcen

16 Anbindung anderer Netze am Beispiel der DTAG Dienststeuerung des Intelligenten Netzes 0800, 018x 0190, , 0171, 0175, 0160, 0151 Mobilnetz D1 Internationales Netz 00xx Netz der Deutschen Telekom 0172, 0173, 0174, 0162, , 0178, 0157 Mobilnetz D2 Mobilnetz E1 0176, 0179, Mobilnetz E2

17 Common Channel Signalling: Vorteile Schneller Verbindungsaufbau Geringere Dauer bei Wahlwiederholung Effizientere Wegewahl Effizientere Ausnutzung der Bandbreite Geringere Kosten durch Multiplexen über Zeichengabekanal Zusätzliche Dienste möglich (siehe Intelligentes Netz ) 262

18 Zeichengabekanäle und Nutzdatenkanäle DIVO B-Kanal 64 kbit/s B-Kanal 64 kbit/s DIVF B-Kanal 64 kbit/s DIVO B-Kanal 64 kbit/s D-Kanal 16 kbit/s ZZK 64 kbit/s ZZK 64 kbit/s D-Kanal 16 kbit/s Steuerung Steuerung Steuerung 263

19 Übergang zum Intelligenten Netz (IN) 264 Intelligenz in Netzen: Flexibilität bzgl. Übertragungsgeschwindigkeit Übertragungsqualität Diensteangebot personenorientierte Kommunikation Speicherdienste offener Netzzugang Ausgangspunkt: Getrennte Nutzkanal- und Zeichengabeverbindung Separate Steuerung des Nutzkanalauf- und -abbaus durch ein oder mehrere zentrale Datenverarbeitungssysteme Erweiterung zum Intelligenten Netz Zeichengabenetz SP SP STP SP STP SP SMS SCP SSP IP SSP IP STP SP STP SMS - Service Management System SCP - Service Control Point SSP - Service Switching Point IP - Intelligent Peripheral (z.b. für Ansagen) SP

20 Beispielhafte IN-Dienste Service 0130/0800 (Freephone) kostenloses Telefonieren, z.b. Produkt- oder Firmenwerbung Service 0137 (Televotum, Teledialog) Meinungsumfragen, Abstimmungen, z.b. bei Fernsehsendungen Service 0180 (Bundeseinheitliche Rufnummer) eine Nummer für evtl. unterschiedliche regionale Filialen einer Firma, z.b. Kundendienst Service 0181 (Virtuelle Private Netze, VPN) privates Firmennetz, transparent über das öffentliche Netz Service 0190 (Tele-Info-Service, Premium Rate Service PRS) Informationsanbieter der unterschiedlichsten Art; hohe Gebühren, von denen die Firmen einen wesentlichen Anteil bekommen Service 0700 (Persönliche Rufnummer) Beantragung bei der Nummernverwaltung der Regulierungsbehörde für Telekommunikation und Post (RegTP, 265

21 IN-Dienst Service 0800 Fernsprechnetz SSP SSP SSP Rufumleitung Agentur Stuttgart 8 00 Uhr bis Uhr SSP = Service Switching Point SCP = Service Control Point SMS = Service Management System SCP Agentur Frankfurt Uhr bis Uhr Bedienterminal SMS Agentur Düsseldorf Uhr bis 8 00 Uhr 266

22 Ablauf bei Service TN1 wählt ( ) 2. SSP erkennt virtuelle Nummer und leitet den Anrufwunsch an SCP weiter (Filterfunktion) 3. SCP übersetzt virtuelle Nummer in physikalische Nummer (081-51) und übergibt die physikalische Nummer an den SSP 4. SSP leitet den Ruf gemäß der physikalischen Nummer zu TN2 weiter ( ) (081-51) SCP (081-51) TN1 Netz SSP Netz TN2 267

23 Literatur SIEGMUND, G. (Hrsg.): Intelligente Netze, 2. neu bearbeitete und erweiterte Auflage, Heidelberg: Hüthig, ISBN SIEGMUND, G.: Technik der Netze, 4. neubearbeitete und erweiterte Auflage, Heidelberg: Hüthig, ISBN STEIN, E.: Taschenbuch Rechnernetze und Internet. 2. Auflage, München, Wien: Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, ISBN