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Institut für Kommunikationstechnik www.ikt.uni-hannover.de Merkmale und Eigenschaften von Nachrichtennetzen Kapitel 2.1 Netze und Protokolle Dr.-Ing. J. Steuer

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Institut für Kommunikationstechnikwww.ikt.uni-hannover.de

Merkmale und Eigenschaften von Nachrichtennetzen

Kapitel 2.1

Netze und ProtokolleDr.-Ing. J. Steuer

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(2)

Netz

Funktionen:

Verteilnetz: NetzTV

TV

TV

Programm-anbieter

Verbindungsnetz: Netz Netz

Netz

Teilnehmeranschlussnetz:

Topologie der Nachrichtennetze

Nachrichten- und Rechnernetze werden sowohl geographisch als auch logisch in unterschiedliche Strukturen abgebildet. Merke: Die geographische Struktur entspricht nicht immer der logischenDas Teilnehmeranschlussnetz im ISDN ist, wie im analogen POTS, ein Netz mit physikalischer Sternstruktur. Das POTS enthielt nur in Ausnahmefällen automatisierte Schalteinrichtungen im Anschlussnetz. Der Grund war in der Vergangenheit in der niedrigen Ausfallsicherheit der automatisierten Schalteinrichtungen zu suchen. Es gab nahezu keine unbemannt betriebenen Schalteinrichtungen (Vermittlungsstellen). Erst neuere Technologien mit Fernbedienungen und Fernwartungen lassen den kostengünstigen Einsatz unbemannter Stationen zu. Damit werden auch elektronische Einrichtungen im Anschlussnetz möglich. Ein markantes Beispiel hierfür ist das GSM-Mobilfunknetz, in dem wertmäßig mehr elektronische Einrichtungen im Vorfeld der Vermittlungsstellen installiert sind, als in den Vermittlungsstellen selbst. Kennzeichen der Anschlussnetze ist, daß für jeden Teilnehmer ein bidirektionaler Kanal individuell bis zum Netzeingang geschaltet ist. In Fernmeldenetzen (Telefon) sind die Hin- und Rückkanäle mit der gleichen Bitrate (64Kbit/s) durchgeschaltet. In Datennetzen können unterschiedliche Übertragungsraten für Hin- und Rückweg (up- and down-link) geschaltet sein.Im Verteilnetz wird lediglich unidirektional gearbeitet. Ein typischer Vertreter ist das TV-Verteilnetz mittels Satellit oder auch mittels Koaxialleitung (CATV, Cable-TV) . Die Entwicklung des Internets mit seiner Suche nach breitbandigen Anschlussnetzen könnte zukünftig dazu führen, daß das CATV.Netz auch bidirektional betrieben wird und damit seine Verteilstruktur verliert. Es wird sich dann zum logischen Sternnetz entwickeln. Physikalisch kann es durchaus seine Baumstruktur beibehalten.Verbindungsnetze zeichnen sich durch ihre Vermaschung aus. Sie Verbinden Netze miteinander, oder Vermittlungsstellen, auch Cross-Connecte inerhalb eines Netzes.

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Verlauf von Nachrichtenverbindungen stets über einen Netzknoten

Vermittlung der Nachrichtenkanäle

einfache Ressourcenzuweisungdurch die zentrale Vermittlungs-technik, schwieriger zu reali-sierende Ausfallsicherheit

einfache Ressourcenzuweisungdurch die zentrale Vermittlungs-technik, schwieriger zu reali-sierende Ausfallsicherheit

schwierige Ressourcenzuweisungdurch die dezentrale Vermittlungs-technik, leichter zu realisierende Ausfallsicherheit

schwierige Ressourcenzuweisungdurch die dezentrale Vermittlungs-technik, leichter zu realisierende Ausfallsicherheit

zentral gesteuerter Kanalzugriff:

ISDN* Switch

dezentral gesteuerter Kanalzugriff:

Nachrichtenverbindung ohne Benutzung eines Netzknotens möglich

* Auch POTS (Plain Old Telephony Service)

Neben der Vermittlungsfunktion wird auf dieser Folie noch eine weitere Netzstruktur dargestellt, nämlich das Liniennetz. Das Liniennetz wird als Spezialnetz bei Verkehrsbetrieben und Energieversorgern für die Sprachkommunikation eingesetzt. Im Rechnerbereich wurde die am weitesten verbreitete LAN-Technologie (Local Area Network), das Ethernet als Liniennetz aufgebaut. Im Zuge der Erhöhung der Rechengeschwindigkeit auf LAN´s wird wieder auf eine Sternstruktur umgestellt (z.B. beim 100Mbit/s-Ethernet). Dennoch hat der dezentrale Zugriff auf gemeinsame Ressourcen weiterhin große Bedeutung, und zwar in den neuen Mobilfunknetzen. Diese Netze arbeiten mit Broadcastkanälen in der Phase der Teilnehmersuche bei ankommenden Gesprächen und für den von der Mobilstation abgehenden Verkehr in der ersten Phase des Verbindungsaufbaues. Dieser Broadcastbetrieb hat vergleichbare Eigenschaften, wie die im Mehrfachzugriff betriebenen LAN´s. Die zentrale Vermittlung hat einen einfachen Medienzugriff, da ein Kanal, auf den geschaltet werden soll immer exklusiv für die Kommunikationsaufgabe zur Verfügung steht. Durch die Konzentration der Vermittlungsfunktion an einer Stelle von bis zu 100000Teilnehmern (Tln) sind gegebenenfalls besondere Vorkehrungen für die Erhöhung der Ausfallsicherheit zu leisten.Die dezentrale Vermittlungstechnik kann mit einer geringeren Ausfallsicherheit arbeiten, da im minimalen Fall nur ein Endgerät an der Vermittlungsfunktion beteiligt ist. Die Schwierigkeit, die hier vorliegt, ist in der Steuerung des Kanalzugriffes zu suchen. Aufgrund der unkoordinierten Verteilung der Vermittlungsfunktion ist der Vermittlungseinrichtung nicht bekannt, ob die Kanäle im Übertragungsmedium frei sind. Vor dem Kanalzugriff muß also festgestellt werden, ob der Kanal frei ist.Die hierfür eingesetzten Protokolle können konfliktfrei oder konfliktbehaftet sein. Wird der Konflikt akzeptiert muß das Protokoll den Konflikt für den Teilnehmer unmerkbar gestalten.

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(4)

principles of connection

fixed transmission rate variable transmission ratesimplicity of switching complexity of switching

circuit multirate cell relay frame packetswitching circuit (ATM) relay , switching,

switching fixed packet variable variablelength packet- packet-

length lengthEWS-D S12, ATM netw. MAN, PABX VK-Netz ATM-LAN WAN Datex-P

circuit switched,connection oriented

packet switched, connectionoriented or connection less

timetime time

Regarding the interconnection of communication channels it is necessary to view theproblem in a number of dimensions. We can differentiate inthe complexity of the switching process,the variation of transmission rates,the type of switching (circuit switched and packet switched),length of the packets,the type of channel access (space-, time,- frequency- and code-division) the type of connection (connection oriented, connection less)the location of switching functions (centralized, decentralized)

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(5)

Demo der Sequenzveränderung in Paketnetzen

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(6)

functions of communication networks

switch

switch

switch

router

router

router

switch

switch

switch

switch

transmittingswitching,

routing

signalling

billing

OAM

user info

Source A

Destination B

Basic functions of the network are:transmitting all types of information (user info, signaling, OAM, billing,...)switching or routing of all types of information (switching and routing are handled as

synonym here). The differences are handled later.

The signaling information is used to control the information flow. Signaling information is e.g. the off/on-hook information of the telephone, the dial information of the destination address, but also the information on the called party number to be displayed at the A-party.The user information is the content which shall be transmitted from source A to destination B.Billing information is created by the switches or routers (in data networks also from Radius Servers at the location of the point of presence, the access point to the internet).OAM-information is provided to operators and generated by operators in so called OAM centers (Operation, Administration and Maintenance)

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Adressierungsverfahren (1)

In Sprachnetzen längenbegrenzte numerische Adressemax.12 (15) stellige Rufnummer international, ohne Verkehrsausscheidungsziffer1 bis 3 stellige Landeskennzahlin Deutschland:

2 bis 5 stellige Ortsnetzkennzahl3 bis 8 stellige Teilnehmernummer

Nebenstellennummer ist in die Teilnehmernummer integriert (Regelrufnummernblock, erweiterter Rufnummernblock)

mit ISDN Erweiterung auf 14 StellenIm Internet als Datennetzrepräsentant:

Adresse numerisch mit konstanter Längemnemonische Adressen mit Domain Name Service zur automatisierten Umsetzung auf die numerische Adresse

Die maximale Länge von Rufnummern wird in der ITU-T Empfehlung E.164 festgelegt. Seit dem 31.12.96 ist die Rufnummer auf 12 Ziffern beschränkt. Danach sind längere Rufnummern mit 15 Ziffern zulässig.Deutschland hat die Landeskennzahl 49, so daß zukünftig noch 13 Ziffern für die nationale Nummernvergabe verbleiben. Da die Ziffer 3 eventuell als Europa-kennzahl erwogen wird, wären dann nur 12 Ziffern verfügbar.Voraussichtlich werden sich zukünftig Dienstekennzahlen zum de facto Standard entwickeln:700 Personal Numbering800 Frephone Dienste900 Premium-rate Dienste

In der BRD ist in den Festnetzen auf Nummernportabilität innerhalb einer Region zwischen mehrernNetzbetreibern zu achten. Gedanken zu Rufnummernlängen:einheitliche Rufnummernlängen

einfache Rufnummernumwertungenunbelegte Rufnummern

unbegrenzte Länge der Adresse real nicht vorhanden, jedoch große Variabilität in Datennetzenin Fernsprechnetzen wird virtuell unbeschränkte Adresse möglich, wenn die end-to-end Signalisierung eingeführt ist

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Adressierungsverfahren (2)

offene NummerierungDer Teilnehmer muß wissen, wo er ist, um zu entscheiden, ob er über Netzwechsel sein Ziel erreicht. Beispiele: Ortsnetzkennzahlen, Landeskennzahlen, TK-Anlagennummern, Mobilfunknetzkennzahlen

verdeckte Nummerierungder Teilnehmer wählt immer dieselbe Teilnehmerrufnummer, um seinen Partner zu erreichen, u.z. unabhängig von seinem Aufenthaltsort. Beispiele: TK-Anlagennetze, Deutsche Teilnehmer aus einem deutschen Mobilfunknetz

universal numberweltweit einheitliche Rufnummer, unabhängig von der Netzanschaltung (Universal Personal Telecommunication UPT)

Die Uni hängt z.B. an der Vermittlungsstelle mit der Kennzahl 76. Unabhängig, davon, ob ich mich beim Anruf in die Uni selbst in der Vermittlungsstelle 76 befinde oder in Langenhagen mit der Vermittlungsstellennummer 78, ich wähle immer die Rufnummer 762-0 für die Uni. Die Rufnummer ist also verdeckt, der Anrufer kümmert sich nicht um seinen Standort.Die Fernwahl wird immer als Beispiel für eine offene Numerierung herangezogen. Anm.: Heute ist in den digitalen Netzen möglich vorhanden auch Teilnehmer im selben Ortsnetz mit Vorwahl zu adressieren und dabei dennoch nur den Citytarif zu bezahlen.Diese Situation, dass mit einer offenen oder verdeckten Numerierung gearbeitet wird, taucht in Corporate Networks wieder auf. Ein bundesweites Netz kann mit einer einheitlichen, z.B. 5-stelligen Nummer adressieren werden. Das Netz hat eine verdeckte Numerierung. Bin ich gezwungen, aus Gründen unterschiedlich großer Anlagen (Rufnummernblock), oder weil die Anlagen des neu zusammengeschalteten CN eine Historie mit eignen Rufnummerplänen in die Ehe bringen, dann kann ich offen numerieren. Die Bündel erhalten dann eigene Nummern, die den Teilnehmerrufnummern vorzuwählen sind.Mit der Forderung, der Witte-Kommision, daß ein Teilnehmer beim Betreiberwechsel seine Rufnummer mitnehmern könnn soll, werden wir gezwungen, alle Rufnummern einer IN-Auswertung zuzuführen. Damit fällt dann - in einigen Jahren - die offene Numerierung.Def. Der Witte-Kommision für offene Numerierung:Numerierungssystematik, bei der die Bereichskennzahl und die Teilnehmerrufnummer klar voneinander getrennt sind. Zur Erreichung eines Anschlusses innerhalb des eigenen Bereichs muß nur die Teilnehmerrufnummer gewählt werden. Soll ein Anschluss eines anderen Bereichs erreicht werden, ist das Prefix (0) und die jeweilige Bereichskennzahl der Teilnehmerrufnummer voranzustellen. Deutschland hat ein offenes Numerierungssystem (Fernebene), so daß bie einem Ortsgespräch die Wahl der Teilnehmerrufnummer hinreichend ist und nur bei einem Ferngspräch die Ortsnetzkennzahl mitgewähltwerden muß.

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(9)

DwNrDwNrONKZONKZ

ONKZ OrtsnetzkennzahlDwNr DurchwahlnummerEGtNr Endgeräte NummerRNBI RegelnummernblockENBl Erweiterter Nummernblock

EGtNrEGtNr

DwNrDwNrONKZONKZ RNBlRNBl ENBlENBl

zur Zeit kostenfreiENBlENBl ENBlENBl

int. Rufnummernlänge

nat. Rufnummernlängemit Kosten verbunden

DwNrDwNrONKZONKZ RNBlRNBl

DwNrDwNrONKZONKZ RNBlRNBl ENBlENBl

Rufnummernblöcke bei der DTAG

DTAG Deutsche Telekom AGI.d.R. werden aus zukünftigen Erweiterungsgründen weitere Nummern im Block freigehalten.

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Nummerierung

Zukünftig müssen die Netzbetreiber lokale Rufnummernportabilität gewährleisten (Der Teilnehmer behält seine Rufnummer beim Wechsel des Netzbetreibers).Der Kunde kann per Vorwahl den Netzbetreiber auswählen (bald auch im Ortsnetz) oderüber den voreingestellten Netzbetreiber "telefonieren".Die Auswahl von Diensten wird möglich.

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alte Nutzung Vorwahlen neue NutzungAusland OO AuslandDienste O1

Handvermittlung O1O NetzauswahlSonderdienste, Ansagen O11 zukünftig ins Ortsnetz verlagert

Service 130 O13O zukünftig im Service 800O15 Netzbetreiber mit geschlossener Benutzergruppe

Mobilfunk O16 MobilfunkC-Netz O161 C-Netz

Mobilfunk O17 MobilfunkD1 O171 D1D2 O172 D2E1 O177 E1

Service 180 O18O zukünftig O9OOService 190 O190 zukünftig O9OO

Ortsnetzkennzahl O2 Geografische Netze mit ONKz-StrukturOrtsnetzkennzahl O3 Geografische Netze mit ONKz-StrukturOrtsnetzkennzahl O4 Geografische Netze mit ONKz-StrukturOrtsnetzkennzahl O5 Geografische Netze mit ONKz-Struktur

O5OO neue DiensteO5O1 neue Dienste

Ortsnetzkennzahl O6 Geografische Netze mit ONKz-StrukturO6OO neue DiensteO6O1 neue Dienste

Ortsnetzkennzahl O7 Geografische Netze mit ONKz-StrukturO7OO persönliche RufnummernO7O1 persönliche Rufnummern

Ortsnetzkennzahl O8 Geografische Netze mit ONKz-StrukturO8OO Freephone (alt Service 130)O8O1 Freephone (alt Service 130)

Ortsnetzkennzahl O9 Geografische Netze mit ONKz-StrukturO9OO Mehrwertdienste, alt Service 180, 190O9O1 Mehrwertdienste, alt Service 180, 190

Nationaler Rufnummernplan

Quelle: Neue Nummern braucht das Land (2), Anruf, DeTeWe, Heft 1, 1998

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Rufnummern für innovative Dienste

Teilnehmer-zahl

1200 1219 10.000.00012200 12299 1.000.000123000 123999 100.0001240 1299 Reserve

Rufnummernblock

Teilnehmerrufnummer

(mindestens 5,6 bzw. 7

Stellen)

Prefix 0

Nationale Rufnummer, mindestens 11 Stellen

Ziffernfolge 12

Dienstean- bieter-

Kennung 2-4 Stellen

Quelle: RegTP Mitteilung 285/2001, AB10/2001

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Telefongesellschaft Netzkennzahl Sitz

ACC Telekommunikation GmbH 01049 DüsseldorfAT&T-Unisource Communication Services (Deutschland) GmbH 01097 FrankfurtCityKom Münster 01025 MünsterCityCom Wuppertal Multimedia GmbH 01042 WuppertalCityLine Telefondienste GmbH 01019Colt Telecom GmbH 01028 FrankfurtCommunikationsnetze Süd-West GmbH & Co KG 01023 Stuttgartdebitel Kommunikationstechnik GmbH & Co KG 01018 DeTeMobil Deutsche Telekom MobilNet GmbH 01071 BonnDeutsche Telekom AG 01033 Bonn3U Telekommunikation GmbH i. Gr. 01078 LöbauE-Plus Mobilfunk GmbH 01077 DüsseldorfEsprit Telecom Deutschland GmbH 01055 DüsseldorfEWE TEL GmbH 01014 OldenburgHanseNet Telekommunikation GmbH 01041...

Netzzugangsnummern (Bsp.)

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Adressierung im Internet

Mnemonische Adressierung:„[email protected]„@ant.uni-hannover.de“ Umsetzung mit Domain NameService (DNS) in numerische Adresse „130.75.73.49“

Kennzeichen: flache HierarchieNummerierung ist eindeutig, wie die E.164 NummerierungAus der Nummer kann nicht auf die geografische oder logische Lage geschlossen werden

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Übung

Ermitteln Sie unter Zuhilfenahme des Internets, was sich hinter dem Begriff „ENUM“ verbirgt

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Verkehrslenkungsverfahren (1)

Aufgaben:Bereitstellen des optimalen Weges bei gegebenem Belegungszustand des NetzesOptimal in Bezug auf

KostenLeitungslänge ÜbertragungseigenschaftenVerlust

finden des letzten möglichen Weges"Aufwicklungen" vermeiden

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Verkehrslenkungsverfahren (2)

Realisierung:Netzübergreifende Verfahren

Wegesuche im zentralen oder teilzentralen Netzabbild (beschränkt auf kleine Netze)Wiederholte Aussendung der Zielinfo auf allen sinnvollen Wegen, speichern aller ausgesandten Suchmeldungen, rückwärtiger Verbindungsaufbau auf dem Weg der ersten eintreffenden Meldung

Lokale VerfahrenVerkehrslenkungstabellen mit alternativen Wegen

statische Tabellen im ISDN mit Mehrwegesuchedynamische Tabellen im Internet, beschränkt auf einen aktuellen Weg pro Quellen/Senken-Paar

Speichern des bereits durchlaufenen Weges im Protokoll

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Eine OVST

OVST

Fernverkehr

Nummerierung: 3 bis 4 stelligOrtsnetzkennzahl: 4 bis 5 stelligErsatz durch Konzentrator

Struktur von Ortsnetzen im ISDN (1)

Mux

Konzentrator

AbgesetzteVSt

kommend

gehend

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OVSTEVST

OVST

OVST

Fernverkehr, El-gFernverkehrEl-k

volle Vermaschung

Struktur von Ortsnetzen im ISDN (2)

El Endvermittlungsleitung (g-gehend; k-kommend)EVST Endvermittlungsstelle

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OVSTEVST

OVST

OVSTDurchgang

Fernverkehr, El-gFernverkehrEl-k

teilweise Vermaschung

Struktur von Ortsnetzen im ISDN (3)

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Merkmale (1)

Kleinste geographische Einheit des Fernsprech-Netzes in Deutschland

mindestens eine OVSTKleinste Verzonungseinheit (Orts- und Nahbereich ("Citytarif"), 25km-Radius)eine Ortsnetzkennzahl verdeckte Nummerierung

Abgrenzung nach wirtschaftlichen und strukturellen Gesichtspunkten (historisch)

Die Struktur der Orstnetze ist historisch gewachsen. Daher müssen diese Strukturen z.B. von neuen Netzbetreibern nicht übernommen werden, da diese auch mit sehr wenigen Vermittlungsstellen eventuell auskommen. Die mittler Anschlusslänge wird dann allerdings sehr lang.Auch die Dt. Telekom Ag versucht die Anzahl der Vermittlungsstellen zu reduzieren.

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Merkmale (2)

in großen Ortsnetzen mehrere AnschlussbereicheGröße bestimmt durch:

Länge der Teilnehmeranschlussleitung < 20 kmZahl der maximalen Teilnehmer pro Vst (600000)BHC (busy hour call attempts) [4.500.000]Verhältnis intern/extern-Verkehr (Verkehr in Erlang [Erl])

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Merkmale (3)

verdeckte Nummerierungunabhängig von der Lage des abgehenden Anschlusses wird der ankommende Teilnehmer immer unter der gleichen Rufnummer erreicht >> Rufnummern sind eindeutigAusnahme: Teilnehmer innerhalb von Nebenstellenanlagen (eigene Nummerierungspläne, intern/extern Verkehr)

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Aufgaben der OVst (1)

Herstellen von Verbindungenzwischen Teilnehmern (1,2,n),

0,03 Erl; 1,2 BHCA (Wenigsprecher)0,17 ERL; 6,8 BHCA (Vielsprecher)

zwischen Teilnehmern und Leitungenzwischen Teilnehmern und Sondereinrichtungenzwischen Leitungen (Durchgang)

Erzeugen und Speichern der Daten für die GesprächsabrechnungAbbuchen von Gesprächsgebühren beim Münzer

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Aufgaben der OVst (2)

Verkehrslenkung TeilnehmerspeisungSignalisierungsaufnahme und -abgabeTeilnehmer- und LeitungsüberwachungUnunterbrochene BetriebsbereitschaftDurchschaltung von NotrufenTöne und Hinweise anschalten

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Anschlussleitungen (1)

Leitungen zum Heranführen der Endeinrichtungen(Telefone, Faxgeräte, Modems, Bife's, TK-Anlagen, Rechner..) an die OVST'n

Struktur:elektrisch sternförmiggeographisch baumförmig

Übertragungsmedium:paarige Kabel (1 Paar pro Anschluss) (64Kbit/s...8Mbit/s), ISDN,xDSLGlasfaser ab 2Mbit/s für Primärmultiplexanschlüsse PMXA(30 Kanäle für ISDN zu TK-Anlagen)

Bife's Bildfernsprechgeräte

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HVtOVSt

Nahbereich

HK

Vzk

KVZ EVZ

NLT oder Repeater

Anschlussleitungen (2)

Anschlussleitungsnetz bei paarigen Kabeln

NLT: Negativ Line Transmitter

OVSt OrtsvermittlungsstelleVzk VerzweigungskabelHVt HauptverteilerKVZ KabelverzweigerEVZ EndverzweigerNLT "Negative Leitung mit Transistoren" NF-Verstärker, der einem Vierpol aus negativen Impedanzen entspricht. (Durchlässig für gleich und Wechselstrom)In bei sehr alten Leitungen sind noch PUPIN-Leitungen vorhanden (Entdämpfung mit Spulen).

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Bestandteile des Ortsnetzes

Ortsvermittlungsstellen (Teilnehmer und Durchgang)Ortsverbindungsleitungen (Kabel, Multiplexer, Leitungendeinrichtungen)Anschlussleitungen mit Verzweigernoptische AnschlussleitungenEndstellen oder NetzabschlüsseVorfeldeinrichtungen (Konzentratoren,..)NLT-Verstärker bei analogen LeitungenNebenstellenanlagenPrüf- und Verwaltungseinrichtungen

NLT Negative Leitung mit Transistoren

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Ortsverbindungsleitungen

Leitungen zwischen OVSt'nteilweise oder volle Vermaschunggemeinsame Führung von OVL'n in Ortsverbindungskabeln (OVK)DruckluftüberwachungMehrfachausnutzung im Zeitvielfach (2Mbit/s, 8 Mbit/s,34 Mbit/s, 140/155 Mbit/s)

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(30)

Aufgaben des ISDN- Fernnetzes

Verbinden von Leitungen0,7Erl/Leitung ; 20 BHCA

VerkehrslenkungSignalisierung

SS No.7, R2 .. Signalisierungsanpassung

alte Netzteile mit E&M oder IKZ50Systeme anderer Länder

AuslandsverkehrVerkehr zu anderen Netzen

MobilfunkDienstnetz

Services130, 180, 190, IN (bzw. 0700, 0800, 0900)

R2 Kanal-assoziiertes Zeichengabesystem zwischen analogen Vermittlungsstellen

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OVSt

BVSt

WVSt WVSt

ON

LetztwegQuerweg von BVSt

Anzahl:23

<469BVSt´n

<1700

voll vermascht

Regionalnetzebene

BVSt

A-Tln B-Tln

Weitnetzebene

Ortsnetzebene

Struktur des digitalen Weitverkehrsnetzesin Deutschland

Kennzahlenwege:Verbindung über alle Stufen der HierarchieebenenKennzeichnung auf dem absteigenden Weg durch Teile der OrtsnetzkennzahlAuf dem aufsteigenden Weg automatische WegewahlSternnetz in den unteren NetzebenenMaschennetz in den oberen NetzebenenDimensionierung mit niedrigem Verlust

Querwege:direkte Verbindungen im Netz auf der Basis vom Verkehr, ohne Rücksicht auf die Hierarchieverkehrsmäßig hoch ausgelastetDimensionierung mit hohem Verlust

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Querverbindungs-leitung

5

11

Kennzahlen-weg für 0511

Kennzahlen-weg für 0511

0

Ortsebene zur Vereinfachungfortgelassen

Kennzahlenwege, Querverbindungsleitungen (Prinzipien)

5

Wird der Kennzahlenweg verwendet, entscheidet die Ziffern der Vorwahl, in welchem Knoten der Teilnehmer jeweils mit der nächsten Ziffer landet (z.B. früheres analoges Fernsprechnetz)Zunächst werden die Querwege verwendet, bei Überlauf wird der Kennzahlenweg in die höheren Netzebenen verwendet.

InternationalVerkehrsausscheidungsziffer: 00, 09, 01, ..Landeskennziffer: 1 USA, 49 D, 44 UK

NationalVerkehrsausscheidungsziffer: 0, 9, ..511 Hannover, Ortsnetz am Sitz einer ZVST421 Bremen, Ortsnetz am Sitz einer HVST30 Berlin9126 Eckentals. AB 9 S.5

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kontinentale Transit-VST(CT2)

internationale Kopfvermittlungsstellen (CT3)

ZVST/HVST bzw. WVST

KVST

interkontinentale Transit VST (CT1)

Ebenen

Internationale Regionen:1 Nordamerika2 Afrika3 Europa4 Europa5 Mittel und Südamerika6 Australien und Ozeanien7 ehem. UDSSR8 Mittel und Ostasien9 Südasien und mittlerer Osten0 Reserve (China)

Netzgestaltung: Hierarchisches Netz 4 Ebenen in D (einschließlich Ortsebene)5 Ebenen in USA+3 Ebenen international

Ebenen:WVST, voll vermaschtKVST, teilweise vermascht

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Ziele der Hierarchiebildung in Telekommunikationsnetzen

Argumente contra Hierarchiengleichberechtigte Knoten in hierarchiefreien Netzen (hierarchiefreie Verkehrslenkung)gleichartige Knoten in hierarchiefreien Netzen (gleiche Aufgaben)

Argumente pro Hierarchienwirtschaftliche Kanalbündelungen führen zu Hierarchien, Berücksichtigung regionaler GegebenheitenBegrenzte Rechnerleistungen und Speichergrößen erzwingen die Subnetzbildung (Hierarchie)

Öffentliche Fernmeldenetze sind häufig in mehrere Hierarchiestufen gegliedert. Beispielhaft kann das ISDN betrachtet werden. Ein Gegenbeispiel stellen die Mobilfunknetze dar. In den GSM-Netzen gibt es innerhalb des Netzes nur eine Klasse von Mobile Switching Centres (MSC), die voll miteinandervermascht sind. (Die Ausnahme der Gateway-MSC zu anderen Netzen wird im Kapitel 13 NVT1 behandelt.) Daraus leitet sich die Frage ab, aus welchen Gründen der Planungsingenieur eine Hierarchie einführt.Aus Sicht des wirtschaftlichen Netzbetriebes ist ein hierarchiefreies Netz vorzuziehen. Ein hierarchiefreies Netz kann von einer zentralen Stelle aus gesteuert werden, da alle knoten gleiche Funktionen aufweisen. Das Personal für die Administration, Operation und Maintenance (OAM) Aufgaben läßt sich durch Konzentration wirtschaftlicher planen und einsetzen. Nachteilig ist der Verlust des Wissens über lokale Besonderheiten bei dem zentralisierten Personal. Abhilfe kann mit wissensbasierten Systemen geschaffen werden.Aus Sicht der Wegesuche ist ebenfalls ein hierarchiefreies Netz vorzuziehen, da die Aufgabe der Suche nach dem letzten möglichen Weg in einer hierarchiefreien Umgebung prinzipiell einfacher zu gestalten ist. Dem entgegen stehen die verfügbaren Rechnerleistungen, Speichergrößen und Wartungsaufwendungen für die Netzabbilder.Ein weiteres positives Argument für die Hierarchiefreiheit ist die Einheitlichkeit der verwendetenRessourcen. Jede Ressource muß über die selben Eigenschaften verfügen, damit ist die Logistik zur Bereitstellung vereinfacht.Die Erfahrung zeigt jedoch, daß sehr große Netze sich nicht immer hierarchiefrei aufbauen lassen. Lange Zeit war der Rechen- und Speicheraufwand für die Verkehrslenkung ein Grund zur Hierarchiebildung. Heute werden große Anstrengungen unternommen auch in großen Netzen zu hierarchiefreien Verkehrslenkungen zu kommen. Technische Grenzen sind nicht der einzige Grund für die Einführung von Hierarchien, auch die intellektuellen Grenzen der Mitarbeiter zwingen oft zur Aufgabenteilung und damit oft zur Hierarchiebildung.Ein sehr gewichtiges Argument für hierarchische Netze sind die Bündelgewinne, die sich aus der Zusammenfassung von kleinen Verkehrsströmen zu großen Verkehrsströmen erzielen lassen.

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(35)

Tarifierung (1)

Steuerung der TeilnehmerzahlenSteuerung der VerkehrsströmeGewinnung von Kunden (Wettbewerbsvorteil)Innerhalb eines Netzes richtungsunabhängigzeitabhängigvolumenabhängigabhängig von der Art der KommunikationFixbeträge

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(36)

Strukturen von lokalen Netzen – strukturierte Verkabelung in der Datenkommunikation

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Strukturen von Daten-Netzen – Internet, Wissenschaftsnetz

Die Struktur des Internets ist nicht, wie bei ISDN, GSM oderanderen öffentlichen Netzen, definiert. Es existieren lediglich feste Strukturenzur Adress- und Namensauflösung.

Visualization of Internet traffic and structure is a critical capability in the global evolution of the net. Policy makers and technology specialists need to see what the Internet looks like and what it's doing in order to ensure its continued operation and sustained growth.Mapnet, a Java-based tool developed by the Cooperative Association for Internet Data Analysis (CAIDA), will, for the first time, enable visualization of the IP-level topology and bandwidth the many networks that create the global Internet. The tool also provides information about which networks exchange data (or "peer") at which hubs. Previous efforts to visualize network traffic and structure were confined to the NSFNET backbone (now decommissioned), which was only one of the many networks that made up the global Internet. The currently running beta version of Mapnet analyzes and presents information initially acquired from federally funded backbones and from third-party sources such as Boardwatch Magazine. Current information from primary sources is vital to the accuracy of the visualization, so an associated template allows internet service providers to verify, correct or update the information available to Mapnet. SinceMapnet's beta release in early September, CAIDA staff have been contacted by administrators of commercial networks and of research and education networks offering to contribute data or suggesting improvements for the next release of the tool.Mapnet currently operates with some limitations. The veracity of some of the initial information is questionable. Some information (traffic levels, peering details, actual physical links and lines) that would be invaluable for research is not available because Internet providers consider the data proprietary -- or in some cases, restricted -- for reasons of national security. In addition, it is difficult to measure traffic exchanges at ATM notes because of the way asynchronous transfer mode works.

http://www.caida.org/ letzter Zugriff: 6.11.00

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(38)

Integration von Sprach- und Datennetzen

Hier wird eine Firmenlösung vorgestellt, die sich auf Voice over IP im Intranet beschränkt. Dies ist aufgrund der mangelnden QoS (Quality of Service) -Parameter im allgemeinen Internet Stand der Technik. Im Intranet kann per Dimensionierung dafür gesorgt werden, dass die Mittelwerte und Varianzen der Verzögerungen des Netzes unterhalb zulässiger Grenzwerte bleiben.

Gateways stellen die Verbindung ins ISDN her. Gatekeeper liefern die Funktionalität von TK-Analgen und sorgen für Adressauflösungen (die Adressen im Internet und im ISDN sind unterschiedlich).

Admission Server für die Zugangskontrolle von SprachteilnehmernClient: hier EndgerätH.323: ITU recommendation für Endgeräte und Dienste aus dem Bereich der Sprach-, Bild und

Datenintegration auf AnwendungsebeneIP: InternetprotokollLeast Cost Routing: Suche nach dem kostengünstigsten WegPOP: Point of Presence, Einwahlpunkt für DatenteilnehmerPSTN: Public Switched Telephone NetworkRADIUS Server für Zugangskontrollen und Gebühren für Datenteilnehmern aus Fremdnetzen Router: DatenvermittlungsstelleServer: Rechner mit Dienstleistungsfunktion

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Institut für Kommunikationstechnikwww.ikt.uni-hannover.de

Zusatzinfo/GrundwissenAnaloges Telefon

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Endgerät

AufgabenWandeln von akustischen in elektrische Signale und umgekehrtSignalisierung zum Netz und zum Benutzer

Wecker, Töne, Wahlziffernelektrische Anpassung an die Leitung

AufbauFernhörer und MikrofonWählorganWeckerÜbertrager und Dämpfungsschaltung

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Grundschaltung des Telefons

Nach Siegmund, Bild 2-3GU: GabelumschalterGGs: Gehörschutz-Gleichrichtera, b: Adern der AnschlussleitungW: Anschluss eines externen WeckersM: MikrofonF: FernhörerÜ: Übertragernsa: Nummernschalterabschaltekontaktnsi: NummernschalterimpulskontaktR2,C2: Leitungsnachbildung für die Gabelschaltung

S. Siegmund, S. 97-104oder Jansen; Rötter, Telekommunikationstechnik Fachbildung, S. 178-186

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Richtungstrennung im Telefon, Gabelschaltung

Nach Siegmund, Bild 2-4

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Wahlimpulserzeugung

Aus Siegmund, Bild 2-6

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Mehrfrequenzwahl

Wahlziffern werden durch zwei Frequenzen kodiert

Erste Zeile und Spalte: Frequenzen in Hzrestliche Felder: kodiertes Zeichen

1209 1336 1477 1633

697 1 2 3 A770 4 5 6 B852 7 8 9 C941 * 0 # D

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Blockschaltbild elektronisches Telefon

Nach Siegmund, Bild 2-13