Die S0-Schnittstelle ist die Teilnehmerschnittstelle für den ISDN-BA; sie verbindet vieradrig den Netzabschluß (NT1) mit den ISDN-Steckdosen (IAE). Hieran werden die Endgeräte (TE oder TA oder NT2) steckbar angeschlossen. Die Brutto-Bitrate der S0-Schnittstelle beträgt für jede Übertragungsrichtung 192 kbit/s und ergibt sich aus: 128 kbit/s für die zwei B-Kanäle zu je 64 kbit/s } Nettobitrate 16 kbit/s für den D-Kanal } = 144 kbit/s + 48 kbit/s für Synchronisation und Steuerzwecke 192 kbit/s Die bandbegrenzten Sprachsignale werden mit 8 khz abgetastet, das ergibt 8 Bit (1 Oktett) pro B-Kanal alle 125 µs. Insgesamt müssen übertragen werden: netto 18 Bit pro 125 µs, sowie brutto 24 Bit pro 125 µs. Als Pulsrahmen für die S0-Schnittstelle wurde eine Rahmendauer von 250 µs mit 48 Bit pro Rahmen gewählt.
Die Funktionen an der S0-Schnittstelle
Am NT1 werden angeschlossen: auf der Netz-Seite die zweiadrige TAL (a/b) und auf der Teilnehmer-Seite die vieradrige S0-Schnittstelle. Die S0-Schnittstelle kennt drei mögliche Konfigurationen: die Punkt-zu-Punkt-Verbindung, auch punktförmiger Bus genannt die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung als passiver Bus die Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindung als verlängerter passiver Bus. Die Punkt-zu-Punkt-Verbindung ermöglicht den Anschluß eines Endgerätes, an einem S0-Bus können max. 8 Endgeräte (TE oder TA) betrieben werden. Je nach Konfiguration lassen sich folgende Entfernungen zwischen NT und TE (bzw. TA) realisieren 1 : beim punktförmigen Bus : beim passiven Bus : beim verlängerten passiven Bus : max. 1.000 m max. 200 m (bei max. 12 IAE 2 -Steckdosen) max. 670 m (bei Entfernungen von max. 33,5 m zwischen zwei IAE 2 -Steckdosen) 1 gemäß Bedingungen der FTZ-Richtlinie 1 TR 5 2 IAE = ISDN-Anschlußeinheit
Die Bus-Konfiguration der S0-Schnittstelle
Die international genormten ISDN-Anschlußeinheiten (IAE) des Euro-ISDN: die achtpoligen ISDN-Steckdosen und ISDN-Stecker 1 1 auch als Western-Stecker, RJ-45 oder ISO8877 bezeichnet
Bits im Pulsrahmen vom TE zum NT, ihre Bedeutung und Position: Abk. Bedeutung Anzahl der Bits Bitposition(en) F Rahmenbit 1 Bit 1 B1 Basiskanal 1 2 x 8 Bit = 16 Bit 3..10, 27..34 D D-Kanal 4 x 1 Bit = 4 Bit 12, 25, 36, 47 FA zusätzliches Rahmenbit 1 Bit 14 (bisher immer 0 ) B2 Basiskanal 2 2 x 8 Bit = 16 Bit 16..23, 38..45 L Gleichspannungs-Ausgleichsbits - für Rahmenbit F 1 Bit 2 - für zusätzliches Rahmenbit FA 1 Bit 15 - für B1 2 x 1 Bit = 2 Bit 11 und 35 - für B2 2 x 1 Bit = 2 Bit 24 und 46 - für jedes D-Kanal-Bit 4 x 1 Bit = 4 Bit 13, 26, 37 und 48 48 Bit
Bits im Pulsrahmen vom NT zum TE, ihre Bedeutung und Position: Abk. Bedeutung Anzahl der Bits Bitposition(en) F Rahmenbit 1 Bit 1 B1 Basiskanal 1 2 x 8 Bit = 16 Bit 3..10, 27..34 D D-Kanal 4 x 1 Bit = 4 Bit 12, 25, 36, 47 FA zusätzliches Rahmenbit 1 Bit 14 (bisher immer 0 ) B2 Basiskanal 2 2 x 8 Bit = 16 Bit 16..23, 38..45 L Gleichspannungs-Ausgleichsbits - für Rahmenbit F 1 Bit 2 - für ein D-Kanal-Bit 1 Bit 48 A Anzeige Synchronzustand 1 Bit 13 N Überrahmen-Bit 1 Bit 15 (bisher immer 1 ) E Echo der D-Kanal-Info von TE 4 x 1 Bit = 4 Bit 11, 24, 35, 46 S1,S2 Leerbits für künftige Anwendungen 2 x 1 Bit = 2 Bit 26, 37 (b. immer 0 ) 48 Bit
Pulsrahmenstruktur an der S0-Schnittstelle
Impulsform und -amplitude Der Leitungscode auf S0 ist ein modifizierter AMI-Code. Die Einzelimpulse beider Polaritäten müssen der nebenstehend abgebildeten Impulsmaske entsprechen. Überschwinger sind innerhalb der schraffierten Fläche zulässig. Nominelle Impulsdauer = 5,21 µs (+ 1,04 µs), d.h. Kehrwert der Bruttobitrate der S0-Schnittstelle von 192 kbit/s. Modifizierter AMI-Code bedeutet: eine binäre 1 wird durch den Signalwert 0 V dargestellt, eine binäre 0 durch wechselnde Polarität +/- 750 mv.
Rahmensynchronisierung an der S0-Schnittstelle Um die Verfügbarkeit der Kanäle zwischen NT und TE zu garantieren, müssen ihre Empfänger den Rahmenanfang sicher erkennen. Bei der Rahmensynchronisierung an der S0-Schnittstelle wird zu diesem Zweck die AMI-Codierregel zweimal bewußt verletzt: 1. Code-Verletzung beim Übergang von zwei Rahmen, 2. Code-Verletzung: in der Richtung TE -> NT: immer zwischen dem ersten L- und FA-Bit, und in der Richtung NT -> TE: immer zwischen dem ersten L- und N-Bit.
Fernspeisung, Normal- und Notbetrieb Wie das Bild Die Bus-Konfiguration der S0-Schnittstelle zeigt, verfügt der NT über eine lokale Stromversorgung. Sie sorgt mit Hilfe des Prinzips der Phantomspeisung dafür, daß die Endgeräte TE1.. TEn über die S0- Schnittstelle ferngespeist werden. Der S0-Bus dient sowohl dem Signalaustausch zwischen dem NT und den TE, als auch der Stromversorgung der am Bus angeschlossenen TE. Die vom NT gelieferte Versorgungsleistung beträgt im Normalbetrieb etwa 4,5 W, (ca. 40 V - und max. 150 ma). Dies reicht zur gleichzeitigen Versorgung von maximal vier Endgeräten (Entnahme etwa 1 W pro Endgerät). Doch auch im Notbetrieb - d.h. beim Ausfall der Netzspannung - bleibt ein (werksmäßig voreingestelltes) Endgerät des ISDN-BA betriebsfähig. Das ausgewählte Endgerät erkennt den Notbetrieb daran, daß die Versorgungsspannung vom NT umgepolt wird. Im Notbetrieb liefert der NT noch max. 15 ma, sie werden vom NT aus der Speisung der TAL von der VSt gewonnen und reichen für die Telefon-Grundfunktionen (Einweg-Gleichrichtung in TE).
Aktivierung und Deaktivierung der S0-Schnittstelle Im Ruhezustand sind die Endgeräte zusammen mit dem gesamten Teilnehmeranschluß in einem Zustand mit geringem Stomverbrauch ( power-down ). Unter Aktivierung wird die Prozedur verstanden, mit der die S0-Schnittstelle vom Ruhezustand in den Betriebszustand übergeht. Die Aktivierung kann sowohl vom TE, als auch vom NT (veranlaßt von der VSt) eingeleitet werden. Der Wechsel vom Betriebszustand in den Ruhezustand wird als Deaktivierung bezeichnet. Die Deaktivierung kann nur vom NT eingeleitet werden. Zur Aktivierung und Deaktivierung werden festgelegte Signalelemente verwendet, die als INFO S0.. S4 bezeichnet werden (s.n.s). Jedes Signalelement wird bei der Aktivierung solange gesendet, bis es von der Gegenseite beantwortet wird (Zeitüberwachung). Anschließend wird ein neues Signalelement gesendet.
Aktivierung/Deaktivierung mit den Signalelementen INFO S0.. S4
Zugriffssteuerung auf den D-Kanal Nach der Aktivierung der S0-Schnittstelle steht der D-Kanal für den Zeichengabe- Austausch zur Verfügung. Weil am S0-Bus mehrere Endgeräte angeschlossen sein können, von denen einige (oder alle) konkurrierend auf den einen D-Kanal zugreifen wollen, bedarf es eines D-Kanal-Zugriffsprotokolls in allen TE (und TA). Der NT nimmt hierbei über den Echo-Kanal nur passive Aufgaben wahr. Um zu vermeiden, daß ein Endgerät unbefugt sendet, beobachtet es die Aktivitäten der anderen Endgeräte am S0-Bus. Dazu dient der Echo-Kanal in Richtung NT -> TE ( E -Bit). In diesem Kanal werden die vom NT empfangenen D-Kanal-Informationen an die Endgeräte zurückgesendet. Pro Pulsrahmen stehen in Richtung NT-> TE je vier E-Bit und D-Kanal-Bit zur Verfügung. Ein Endgerät, das im E-Kanal nicht sein Sende-Signal auf dem D-Kanal vom NT zurück erhält, zieht sich zur Kollisionsvermeidung vorübergehend zurück. Das D-Kanal-Zugriffsprotokoll ist in der Lage einen freien D-Kanal zu erkennen, ihn zu belegen und nach einer erfolgreichen Übertragung wieder freizugeben, um anderen sendewilligen TE eine Zugriffsmöglichkeit auf den D-Kanal zu geben.