Telekommunikationstechnik

Die Telekommunikationstechnik hat ihre historisch bedeutsamen Anfänge in der Entdeckung der Möglichkeit der Übertragung elektrischer Signale über Distanzen mittels einer Doppeldrahtleitung durch Carl-Friedrich Gauß und Wilhelm Weber in Göttingen. Sie übertrugen 1833 zwischen der Sternwarte und dem Physikalischen Institut in Göttingen die ersten digitalen — genauer: binären — Telegraphiesignale, indem sie die Polarität der Leiter mittels Schaltens einer Gleichspannungsquelle abwechselnd änderten. Am anderen Ende wurde der Strom über eine Spule geleitet, deren sich damit änderndes Magnetfeld eine Kompaßnadel bewegte, und so die Polaritätsänderung (mit einer Lupe) sichtbar gemacht wurde.

Jeder Kommunikationsvorgang läßt sich hierarchisch zerlegen. Oben in dieser Hierarchie ist die Anwendung (Application) zu sehen, ohne die der Kommunikationsvorgang seinen Sinn verliert. Typische Beispiele für eine solche Anwendung sind die erbrachten Dienste, wie der Fernsprechdienst, Fernkopieren (Telefax-Dienst) oder Bildschirmtext (Btx-Dienst; seit 1990 durch Datex-J ersetzt, neuerdings T-Online). Unten ist die Physik anzusiedeln, die durch die Naturgesetze vorgegeben ist und die man dem Anwendungsvorgang dienlich machen muß [BA, EL, GÖ, HE, MO, PO, ST, WA, WE].

Die abstrakt definierten Primitiveprozeduren und Protokollabläufe des vorangegangenen Kapitels über das OSI-Modell müssen für konkrete Realisierungen mit Leben erfüllt werden. Dazu dient SDL. Sein Zweck ist es, eine eindeutige Spezifikation und Beschreibung des Verhaltens von Telekommunikationssystemen zu erlauben [BE1, BE2, BR1, BR3, GE, HO1, IT, YE].

In diesem Kap. wird primär das Schmalband-(S)-ISDNbeschrieben — im folgenden einfach mit ISDN bezeichnet — im Gegensatz zum in Kap. 9 über Asynchronous Transfer Mode = ATM-Technik abgehande1ten Breitband-(B)-ISDN. Sofern es sich jedoch um Sachverhalte handelt, die in S- und B-ISDN einem gemeinsamen Kontext entstammen, finden wir diese auch hier [BO, GI, KA1, KA2, KE, MO, PR, RO, Schu, Ro, AL.7, HO.6].

Die Realisierung des ISDN und anderer Kommunikationssysteme steht und fallt mit der Verfügbarkeit hochintegrierter VLSI-Controllerbausteine für Funktionen, die arbeitsintensiv sind und schnell abgewickelt werden müssen. Dabei kann man davon ausgehen, daß praktisch alle Abläufe μP-gesteuert sind. Ein μP ist jedoch ein Bauelement, das sich für das Abwickeln der niederen Protokollfunktionen wenig eignet. Die stürmische Entwicklung vor allem der CMOS-Technologie in den achtziger Jahren hat die Voraussetzungen zur Realisierung solcher Controller geschaffen, mit [KÜ, MÖ, SE, WE]:

In dem vorangegangenen Kap. 4 über das ISDN wurden primär die D-Kanal-Protokolle vorgestellt, die zum Steuern der Nutzinformationsflüsse in den B-Kanälen benötigt werden. Kap. 5 behandelte die dazugehörigen Controller-Bausteine, für die die Nutzinformation transparent ist. Bevor im folgenden Kap. 7 das ZGS#7 zum Fortsetzen der D-Kanal-Signalisierung in das Netz behandelt wird, sollen hier wichtige Vertreter der Nutz-(ISDN: B-, aber auch H)-Kanalprotokolle ab Schicht 3 vorgestellt werden.

Das in den ITU-T-Q.7xy-Empfehlungen spezifizierte Zentralkanal-Zeichengabesystem #7 (ZGS#7; Signalling System #7 = SS#7) stellt im Gegensatz zu den I-Empfehlungen, die sich primär auf die Zeichengabe (= Signalisierung) an Teilnehmerschnittstellen konzentrieren, ein Zeichengabesystem zur Verfügung, das für das Durchschleusen von Zeichengabe und der zugehörigen Nutzinformation durch hierarchisch aufgebaute Netze optimiert ist. Gedacht ist dabei natürlich primär an das ISDN [BO.4, GE.1, KA1.4, KE.4, Gö1, Gö2, Gö3, Hl].

Der Begriff des Lokalen Netzes wird von IEEE und ECMA definiert als

Datenkommunikationssystem, welches die Kommunikation zwischen mehreren unabhängigen Geräten ermöglicht. Ein LAN unterscheidet sich von anderen Arten von Datennetzen dadurch, daß die Kommunikation üblicherweise auf ein in der Ausdehnung begrenztes geographisches Gebiet, wie ein Bürogebäude, ein Lagerhaus oder ein Campus-Gelände beschränkt ist. Das Netz stützt sich auf einen Kommunikationskanal mittlerer oder hoher Datenrate, welcher eine durchweg niedrige Fehlerrate besitzt. Das Netz befindet sich im Besitz und Gebrauch einer einzelnen Organisation. Dies steht im Gegensatz zu Fernnetzen (Wide Area Networks = WAN oder Metropolitan Area Networks = MAN), die Einrichtungen in verschiedenen Teilen eines Landes miteinander verbinden oder die als öffentliche Kommunikationsmittel benutzt werden.

ATM ist dasjenige Verfahren, von dem zu erwarten ist, daß es auf allen Gebieten die Breitband-Übermittlungstechnik der Zukunft darstellt. ATM stellt das Pflaster der vielzitierten Datenautobahn dar. Das ITU-T hat dazu mit der neuen Normenreihe Q.2xyz (s. Abschn. 9.10) die Grundlage geschaffen und man unterscheidet aus dieser Sicht Breitband-ISDN (B-ISDN) vom Schmalband-ISDN (S-ISDN oder ISDN-64), wie es in Kap. 4 vorgestellt wurde. Auf die in Abschn. 4.1 markierten weiteren B-ISDN- Empfehlungen der I-Serie sei hier ebenfalls hingewiesen. Das im vorangegangenen Kap. über LANs ausführlich vorgestellte lokale und weltweite Vernetzungsbedürfnis hat diese Technik auch auf dem LAN-Sektor eingeführt, so daß man heute sagen kann, daß die treibende Kraft durchaus von dort (ATM-Forum [AT]) kommt, da Lokalsysteme schneller auf den Markt gebracht werden können [AC, CL1, CL2, HÄ, HI, KI, KY, MI, ON, PR, SI, Ba, Ge, Ko].