Datenkommunikation


Prof. Jürgen Plate

2. Öffentliche und private Datenkommunikationsdienste

Unter dem Oberbegriff Dateldienste stellt die Deutsche Bundespost Wähl- und Mietleitungsnetze zur Verfügung. Bei den Wählnetzen unterscheidet man:

Betrachten wir nun die erwähnten Dienste näher - teils von der Technik (DATEX, ISDN, ADSL), teils vom Diensteangebot (Mailboxen, Online-Dienste). Zuvor aber ein Blick in die Geschichte. Zur Datenfernübertragung nutzen viele Onliner ein Modem - den Modulator/Demodulator. Das Modem ist schon eine betagte Erfindung:

1940 George Robert Stibitz bedient in einer spektakulären Demonstration von New York aus per Teleprinter seinen Computer-Vorläufer New Hampshire. Die Verbindung zwischen den beiden Geräten stellt er über eine Telefonleitung her. Damit ist die DFÜ geboren.
1958 In den Vereinigten Staaten verkauft man bereits erste richtige Modems. Die Geräte kommen von AT&T und schaffen Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 300 Bps. In Deutschland beginnen die Hersteller erst 1985 mit dem Verkauf von Modems.
1982 Akustikkoppter - eigentlich Vorläufer des Modems - kommen auf den deutschen Markt. Die Geräte schaffen ebenfalls Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 300 Bps. Zur Orientierung: Damit überträgt man 30 Zeichen pro Sekunde - die meisten Menschen lesen schneller.
1988 ISDN (Integrated Services Digitat Network) kommt nach der Testphase nun zu den Endanwendern. Damit lassen sich Geschwindigkeiten von bis zu 128 Kbit/s erreichen.
1993 werden die schnellen ISDN-Kanäle erst beliebt und zunehmend als Internet-Leitung genutzt.
1999 Es gibt erste ADSL (Asymmetric Digitat Subscriber Line)-Anschlüsse für Business-Anwender. Vorraussetzung: Der Standort muß im Umkreis von 5 km um den Provider liegen. Nun ist es für jedermann möglich, einen 768 Kbit/s schnellen Datenstream zu nutzen.

2.1 Datex-P und Datex-L

Bei den bisher besprochenen Möglichkeiten der Datenkommunikation hängen die Kosten lediglich von den anfallenden Telefongebühren ab, die bei Fernverbindungen schnell eine beträchtliche Größe erreichen können. Die Telekom bietet zusätzliche Dienste an, bei denen die Gebühren teilweise nach dem Datenvolumen, d. h. nach der Menge der übertragenen Daten berechnet werden. Das ist bei Fernverbindungen wesentlich günstiger.

2.1.1 Datex-P

Basis für diesen Dienst sind die CCITT-Empfehlungen der Serie X.25. Das Prinzip sieht hier die Übertragung der Daten in Blöcken, sogenannten "Paketen" vor. Diese Paket- oder Speichervermittlung stützt sich auf die Bereitstellung von "virtuellen" Verbindungen: Die Teilnehmer sind hier nicht direkt über eine Telefonverbindung miteinander gekoppelt, sondern tauschen ihre Informationen paketweise über das gesamte Netz aus. Dabei kann ein interner Übertragungsweg durchaus von mehreren Benutzern verwendet werden, da die Datenpakete jedem Empfänger eindeutig zugeordnet werden können. Andererseits kann es vorkommen, daß aufeinanderfolgende Pakete eines Benutzers auf unterschiedlichen Wegen zum Ziel gelangen.
Die Datenpakete werden innerhalb des Netzes in jedem Vermittlungsknoten zwischengespeichert, auf Fehler geprüft (dann eventuell nochmals angefordert) und zum nächsten Knoten weitergeleitet. Zwischen den Vermittlungsknoten läuft die Übertragung mit 64000 BPS, also wesentlich schneller als zwischen Modem und der Vermittlungsstelle. Daher erfolgt im Datex-P-Knoten auch eine Protokollanpassung. Das bietet den Vorteil, daß auch Modems unterschiedlicher Bauart miteinander kommunizieren können.

Datex-P bietet asynchrone Übertragung mit 300, 1200 und 2400 BPS und synchrone Übertragung mit 2400, 4800, 9600, 48000 und 64000 BPS. Neben den virtuellen Wahl-Verbindungen sind auch permanente virtuelle Verbindungen möglich, die wie eine Standleitung benutzt werden können. Das folgende Bild zeigt die öglichkeiten zu Datex-P. Datex-P eignet sich besonders für kurze Dialoge (Datenbankabfragen, Buchungsvorgänge, etc.) über weltweit 150 Datennetze in 80 Ländern. Die Gebührenstruktur von Datex-P ist recht kompliziert; die Kosten setzen sich aus Verbindungszeit, Entfernung und übertragener Datenmenge zusammen. In Deutschland sind Vermittlungsstellen in allen größeren Städten.

Bei Datex-P erhält jeder Teilnehmer eine Benutzerkennung, wobei zwischen reinen Informationsanbietern (z. B. Mailboxen) und "normalen" Benutzern unterschieden wird. Der Anbieter erhält einen Datex-P-Hauptanschluß mit einer eigenen Datex-P-Telefonnummer (NUA = Network User Address). Über diesen Hauptanschluß ist nur Datenaustausch möglich. Der Teilnehmer beantragt bei der Telekom eine Benutzerkennung (NUI = Network User Identification), die es dem Vermittlungsrechner gestattet, die Gebühren abzurechnen. Auch R-Gespräche sind möglich, bei denen der Angerufene die Kosten übernimmt. Zur Aufnahme der Verbindung wird der nächstgelegene Vermittlungsknoten angerufen und dann die NUI eingegeben. Danach kann man den gewünschten Partner angeben und die Verbindung herstellen lassen. Dann läuft alles wie mit der Modem-Verbindung über die normale Telefonleitung.

2.1.2 Datex-L

Das "L" steht für "Leitungsvermittlung", d. h. statt der virtuellen Verbindung von Datex-P besteht hier für die gesamte Dauer der Übertragung eine physikalische Verbindung, wie beim Telefonieren. Daher können hier nur Modems mit der gleichen Datenrate miteinander kommunizieren. Datex-L bietet asynchrone Verbindungen mit 300 BPS und synchrone Verbindungen mit 2400, 4800, 9600 und 64000 BPS. Es ist hauptsächlich für den nationalen Gebrauch verwendbar, da bisher nur 9 ausländische Netze angeschlossen sind. Datex-L eignet sich wegen des raschen Verbindungsaufbaus und der hohen Übertragungsgüte besonders für große Datenmengen. Die Gebühren hängen von Verbindungsdauer, Datenrate, Entfernung, Tageszeit und Wochentag ab. Als besondere Features werden automatische Wahl, Kurzwahl, Direktruf, Gebührenübernahme durch den Angerufenen und vieles mehr geboten.

2.2 ISDN

Bisher sind nur analoge Übertragungswege behandelt worden, doch es bietet sich seit etlichen Jahren die Möglichkeit, auch direkt digitale Signale zu übertragen, und zwar im ISDN-Netz. ISDN ist die Abkürzung für "Integrated Services Digital Network", zu deutsch "diensteintegriertes digitales Netz". Ein großer Kostenfaktor bei allen Verbindungen ist das Leitungsnetz. Wenn ein Teilnehmer mehrere Dienste gleichzeitig nutzen möchte, müßten im Prinzip mehrere Anschlüsse gelegt werden. Bei ISDN soll für die Kommunikation immer die gleiche Technik verwendet werden. Es gibt nur noch einen einheitlichen ISDN-Basisanschluß für alle Übertragungseinrichtungen. Dabei läuft die gesamte Datenüber- tragung digital ab. Es wird jedoch trotzdem das vorhandene Telefonleitungsnetz verwendet; für einen ISDN-Anschluß muß also keine neue Leitung gelegt werden.

"I" steht für "Integration"

Datenübertragung, Telefax, Telefon und Telex verwenden derzeit noch unterschiedliche Verfahren der Informationsübertragung. ISDN bedient sich nur einer Signalart zur Übertragung der verschiedenen Informationsarten. ISDN ist ein Netz mit einheitlichen Rufnummern für multifunktionale Endgeräte. Auch das bisher existierende Datex-Netz wird eingegliedert.

"S" steht für "Services"

ISDN erlaubt nicht nur die Übertragung der oben angegebenen Dienste, sondern auch bewegter Bilder oder Fax mit höherer Auflösung und geringerer Übertragungszeit. Weitere Dienste werden hinzukommen.

"D" steht für "Digital"

Da die meisten Dienste an sich digital arbeiten (und nur wegen der Sprechverbindung in analoge Signale umgesetzt werden), erfolgt bei ISDN die Übertragung nicht mehr analog, sondern voll digital. Verglichen mit dem analogen Fernsprechnetz ergeben sich beträchtliche Vorteile: höhere Übertragungsqualität, kürzerer Verbindungsaufbau und bessere Ausnutzung der vorhandenen Leitungen.

"N" steht für "Netz"

Es laufen bei ISDN die verschiedenen Dienste der Telekom nicht nur über denselben Anschluß, sondern auch über das gleiche Netz, und sie können dank der höhenen Übertragungskapazität parallel genutzt werden, z. B. die Übertragung eines Telefax während eines Telefongesprächs.

Beim ISDN-Basisanschluß stehen zwei parallel nutzbare Kanäle mit einer Übertragungsrate von je 64000 BPS zur Verfügung. Für Steuer- und Verwaltungszwecke gibt es einen weiteren Kanal mit 16000 BPS, der jedoch nicht frei verfügbar ist. Diese Teilnehmerschnittstelle S0 ist genormt; es lassen sich bis zu acht Endgeräte anschließen. Für größere Anlagen gibt es einen Multiplexer, der 12 Basis- anschlüsse zeitmultiplex verwaltet. Schließlich kann der ISDN- Konzentrator bis zu 500 Basisanschlüsse mit der Ortsvermittlung koppeln. Derzeit gibt es folgende ISDN-Dienste:

Als Dienstmerkmale bietet ISDN:

Damit die Übertragung trotz der relativ hohen Datenrate störungsfrei verlaufen kann, wird durch eine Adaptionslogik und ein gesteuertes Filter das ISDN-Gerät an die Eigenschaften der Leitung angepaßt, um so Störungen optimal auszufiltern. Das folgende Diagramm zeigt schematisch den Aufbau.

Adaptionslogik und Filter sorgen dafür, daß dem Mischverstärker ein Signal zugeführt wird, das dann dem Störsignal genau entgegengesetzt wirkt. So wird die Störung am Empfänger ausgelöscht.
Beim Telefonieren zeigt sich aber ein Problem: man muß die Sprache digitalisieren, digital übertragen und dann beim Empfänger wieder in ein analoges Signal zurückwandeln. Die Digitalisierung erfolgt mit einer Abtastrate von 8 kHz; jeder Wert wird als 8-Bit-Zahl aufgenommen (8 kHz * 8 bit = 64 kBit/s). Über den zweiten Kanal kann noch das Bild der Teilnehmer übertragen werden, fertig ist das Bildtelefon.

ISDN begann 1987 mit zwei Pilotprojekten in Mannheim und Stuttgart. Mittlerweile sollte überall in Deutschland ein ISDN- Basisanschluß zu erhalten sein. Das Problem ist derzeit, daß es außer Telefonnebenstellenanlagen bisher kaum ISDN-fähige Geräte gibt. Über einen sogenannten "Terminaladapter" (TA) lassen sich jedoch die bisher verwendeten analogen Endgeräte (Telefax, Telefon, Modem) an das ISDN-Netz anschließen.

Eine besondere Eigenschaft von ISDN macht dieses System auch für die Verbindung von Computernetzen interessant. Der Verbindungsaufbau erfolgt im Sekundenbereich. Man kann also die ISDN-Verbindung durch geeignete Hard- und Software nach "außen" hin so erscheinen lassen wie eine Standleitung. So fallen nur dann Gebühren an, wenn wirklich Daten übertragen werden.
Die Datenkommunikation über ISDN kann entweder per ISDN-Schnittstellen (ISDN-Modem oder ISDN-Steckkarte) in den Rechnern zweier Teilnehmer erfolgen (64000 BPS), es gibt jedoch auch Übergänge zu anderen analogen und digitalen Diensten (z. B. Datex-P). Hier hängt die Übertragungsgeschwindigkeit vom Partner ab (Datex-P bis 9600 BPS). Über Terminaladapter mit V.24-Schnittstelle sind Raten bis zu 56000 BPS möglich. Um der Software die Kommunikation mit dem ISDN-Interface zu ermöglichen, existieren zwei Standard-Softwareschnittstellen: CAPI (Common Application Programming Interface) bietet eine genormte Schnittstelle für ISDN-Karten und -Schnittstellen. Der entsprechende Treiber wird vom Hardwarehersteller geliefert. CFOS ist ein FOSSIL-Treiber, der den Befehlssatz analoger Modems emuliert. Er setzt auf dem CAPI-Treiber auf und erlaubt die Ansteuerung der Schnittstelle mit herkömmlichen Kommunikationsprogrammen.

Seit Anfang 1994 steht neben dem nationalen ISDN (nach FTZ 1TR6) ein für ganz Europa einheitliches System, Euro-ISDN (DSS1 = Digital Subscriber Signalling System 1), zur Verfügung. Es unterscheidet sich in einigen Dienstmerkmalen und dem Steuerprotokoll auf dem D-Kanal. Euro-ISDN hat inzwischen das nationale ISDN abgelöst.

In den USA werden abweichende D-Kanal-Protokolle verwendet, der nationale Standard ISDN-1 und das von AT&T eingeführte 5ESS-Verfahren. Bedingt durch eine andere Codierung im B-Kanal werden damit bei der Datenübertragung nur 56 kBit/s erreicht. Je nach Anschluß steht ferner teilweise nur ein einziger B-Kanal zur Verfügung.

Die Technik ist ganz einfach: An die zwei Drähte Ihres bisherigen Telefonanschlusses wird ein Netzabschlußgerät (NT), die Anschlußeinrichtung mit zwei ISDN- Steckdosen (IAE), angeschaltet.
Damit stehen zwei Nutzkanäle (B-Kanäle) für die Datenübertragung mit einer Leistung von 64 KBit/s und ein D-Kanal an Ihrem ISDN-Basisanschluß zur Verfügung. Über den D-Kanal wird der Versand der Daten gesteuert.

Informationen aus Teilnehmersicht:

Quelle: BTX, Seiten *200003551411# ff.

Die Merkmale des Euro-ISDN-Basisanschlusses

Der Basisanschluß wird als Mehrgeräte- und als Anlagenanschluß angeboten. Dem Kunden stehen damit zwei Nutzkanäle (B-Kanäle je 64 kbit/s) und ein Datenkanal (D-Kanal mit 16 kbit/s) zur Verfügung. Mit dem einen Nutzkanal kann z.B. ein Telefongespräch nach Ziel X geführt werden, gleichzeitig ist es möglich, z.B. Daten über den zweiten Nutzkanal zum Ziel Y zu übertragen. Als Netzabschluß stellt Telekom die sogenannte S0-Schnittstelle zur Verfügung, die oben genannte Möglichkeiten bietet. Für einen ISDN-Anschluß können die vorhandenen Kupferkabel des analogen Netzes genutzt werden, es muß lediglich ein neuer Netzabschluß im Haus installiert werden. Der Teilnehmer erhält bis zu 10 Telefonnummern, die bei ISDN MSN (Multiple Subscriber Number) heißen und jedem ISDN-Gerät frei zugeteilt wrerden können.

Der Euro-ISDN-Basisanschluß als Mehrgeräteanschluß.

Der für daheim übliche ISDN-Anschluss, der zehn MSNs und acht Geräte zulässt, heißt Mehrgeräte-Anschluss. Schon für kleine Firmen reicht die geringe Zahl an Telefonen und Nummern oft nicht aus. Als Alternative bieten die Telefonfirmen den "Anlagen-Anschluss" an. Er erhält keine feste Zahl von MSNs, sondern eine Grundrufnummer und eine Anzahl von Ziffern für Durchwahlen. So stellt die Telekom alle Anrufe durch, deren Rufnummer aus der Vorwahl, der Rufnummer und einer dreistelligen Durchwahl besteht. Die Telefonanlage im Hause, für die die Telekom nicht zuständig ist, muss diese dann je nach Durchwahl an den richtigen internen Anschluss durchstellen. Eine besondere Form des Anlagenanschlusses ist der Primärmultiplexanschluss, der bis zu 32 B-Kanäle mit einem D-Kanal kombiniert. Beim Mehrgeräteanschluss kommunizieren alle Geräte direkt mit dem ISDN-Netz, das sie über ihre MSN direkt anspricht.

An einen Mehrgeräteanschluß können insgesamt 12 ISDN-Steckdosen angeschlossen werden, wobei die Anzahl der angeschlossenen Endgeräte grundsätzlich auf 8 Geräte beschränkt ist (+ 4 Daten-Endeinrichtungen). Es dürfen max. 4 ISDN-Telefone betrieben werden, da sonst die Spannungsversorgung des NT (Netzabschluß) nicht ausreicht. Wenn die Telefone ihre eigene Stromversorgung besitzen, gilt diese Beschränkung natürlich nicht. Die ISDN-Steckdosen (IAE) werden dabei parallel geschaltet.
Vom Netzknoten der Telekom bis zum Netzabschluß beim Kunden reicht eine Kupferdoppelader aus, um einen ISDN-Anschluß zu realisieren. Vom Netzabschluß (NT), der eine 230-Volt-Versorgung braucht, werden die einzelnen Endgeräte im Bussystem vieradrig verdrahtet. Das heißt, es kann in der Regel das vorhandene analoge Leitungsnetz zur Einrichtung eines ISDN-Anschlusses genutzt werden.

Der Euro-ISDN-Basisanschluß als Anlagenanschluß

Für einen Anlagenanschluss verlangen die meisten Telefongesellschaften einen höheren monatlichen Grundpreis als für einen Mehrgeräteanschluss. Zusätzlich entstehen dem Kunden Kosten für die zwingend erforderliche Telefonanlage. Dafür kann er aber wesentlich mehr Rufnummern nutzen und diese hängen durch das Schema aus Grundrufnummer und Durchwahl zusammen. Beim Anlagenanschluss vermittelt die Telefonanlage alle Verbindungen. Jedes Gerät hat eine Durchwahl statt einer MSN.

Auch bei einem Mehrgeräte-Anschluss kann übrigens eine Telefonanlage mehrere (meist auch analoge) Geräte versorgen, doch erhöht sich dadurch die Anzahl der verfügbaren Rufnummern nicht, denn zu diesem Anschlusstyp gehören ja maximal zehn MSNs. Gespräche innerhalb der Telefonanlage kosten keine Gebühren, während ein Telefonat zwischen den direkt am S0-Bus angeschlossenen Telefonen eines Mehrgeräteanschlusses dasselbe kostet wie ein Ortsgespräch zu einem ganz anderen Teilnehmer.

Anlagen- und Mehrgeräteanschluss verwenden zwar dasselbe D-Kanal-Protokoll, übertragen jedoch auf Grund der unterschiedlichen Anforderungen nicht die gleichen Daten. Ein ISDN-Gerät muss daher nicht nur zum D-Kanal-Protokoll, sondern auch zum Anschlusstyp passen. Die meisten lassen sich umschalten, viele merken auch automatisch, an welchem Anschlusstyp sie stecken. Ähnliches gilt beim Anlagenanschluss für ISDN-Geräte, die innerhalb der Telefonanlage eingesetzt werden sollen. Viele dieser Anlagen verwenden intern den Bus-Typ UP0 der zum herkömmlichen S0-Bus inkompatibel und in manchen Punkten herstellerspezifisch ist. In der Regel kann man daher beispielsweise eine ISDN-Karte nur an einer Telefonanlage benutzen, wenn diese auch über einen internen S0-Bus verfügt.

Der Euro-ISDN-Primärmultiplexanschluß (PMxAs)

Der PMxAs dient zur Anschaltung mittlerer bis großer TK-Anlagen (Telekommunikationsanlagen) oder DV-Anlagen mit S0-Schnittstelle (z.B. S0-PC-Karte). Er besitzt 30 Nutzkanäle (B-Kanäle) mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von je 64 kbit/s und einem Steuerkanal (D-Kanal) mit ebenfalls 64 kbit/s Übertragungsgeschwindigkeit. Als Übertragungsmedium werden zwei Kupferdoppeladern oder zwei Glasfasern verwendet.

Allgemeines zu den Leistungsmerkmalen im Euro-ISDN (Auszüge)

Für den ISDN-Anschluß bietet Telekom eine ganze Palette interessanter Leistungsmerkmale. In den von Telekom vermarkteten Paketen (Standard- und Komfortpaket) sind bereits eine Reihe von Leistungsmerkmalen im Grundpreis enthalten, die individuell ergänzt werden können. Einige Leistungsmerkmale lassen sich nur am Mehrgeräteanschluß realisieren, andere wiederum nur am Anlagenanschluß.

Leistungsmerkmale am Basisanschluß als Mehrgeräteanschluß

LeistungsmerkmaleStandardKomfort
Halten einer Verbindung * *
Umstecken am Bus * *
Mehrfachrufnummer (3 Rufnummern) * *
Übermittlung der Rufnummer des Anrufers * *
Übermittlung der Verbindungsentgelte am Ende der Verbindung - *
Anrufweiterschaltung - *
Anklopfen - *
* = Leistung im Grundpreis enthalten
- = Leistung nicht im Grundpreis enthalten

Leistungsmerkmale am Basisanschluß als Anlagenanschluß

LeistungsmerkmaleStandardKomfort
Durchwahl inklusive Rufnummernblock * *
Dauerüberwachung der Funktionsfähigkeit des Anschlusses * *
Übermittlung der Rufnummer des Anrufers * *
Übermittlung der Verbindungsentgelte am Ende der Verbindung - *
Anrufweiterschaltung - *
* = Leistung im Grundpreis enthalten - = Leistung nicht im Grundpreis enthalten

Leistungsmerkmale am Primärmultiplexanschluß als Anlagenanschluß

LeistungsmerkmaleStandardKomfort
Durchwahl inklusive Rufnummernblock * *
Dauerüberwachung der Funktionsfähigkeit des Anschlusses * *
Übermittlung der Rufnummer des Anrufers * *
Übermittlung der Verbindungsentgelte am Ende einer Verbindung - *
Anrufweiterschaltung - *
* = Leistung im Grundpreis enthalten - = Leistung nicht im Grundpreis enthalten

Leistungsmerkmale im Standardpaket

Halten einer Verbindung (nur bei Mehrgeräteanschlüssen)

Erhalten Sie während einer bestehenden Verbindung einen zweiten Anruf an Ihrem ISDN-Telefon, so haben Sie die Möglichkeit, das 1. Gespräch in den Haltezustand zu bringen, um das 2. Gespräch abfragen zu können. Nach Beendigung des 2. Gesprächs läßt sich die 1. Verbindung wieder aktivieren und Sie können Ihr Gespräch fortsetzen. (Das Leistungsmerkmal "Halten einer Verbindung" ist Voraussetzung für andere Leistungsmerkmale wie z. B. Makeln, Dreierkonferenz.)

Umstecken am Bus (nur bei Mehrgeräteanschlüssen)

Während einer bestehenden Verbindung haben Sie die Möglichkeit, ein Endgerät vom Bus zu trennen und an einer anderen ISDN-Dose wieder einzustecken. Die Verbindung wird in der Vermittlungsstelle max. 3 Minuten gehalten. Dieser Vorgang wird dem Kommunikationspartner mitgeteilt.

Durchwahl zu Nebenstellen in TK-Anlagen (nur bei Anlagenanschlüssen)

Bei Beschaltung Ihrer Telekommunikationsanlage mit einem Basisanschluß haben Ihre Kunden die Möglichkeit, direkt zu einer bestimmten Nebenstelle Ihres Hauses durchzuwählen.

Mehrfachrufnummer (nur bei Mehrgeräteanschlüssen)

Beim Standard- wie auch beim Komfortanschluß sind bereits 3 Mehrfachrufnummern enthalten. Diese können von Ihnen frei den einzelnen Endgeräten am Mehrgeräteanschluß zugeordnet werden. Es können darüber hinaus 7 weitere Rufnummern des Rufnummernvolumens der VSt für den Mehrgeräteanschluß vergeben werden. Dabei besteht die Möglichkeit, mehrere Mehrfachrufnummern auf ein Endgerät zu programmieren. Dienste und Leistungsmerkmale können je Anschluß oder je Mehrfachrufnummer eingerichtet werden.

Übermittlung der Rufnummer des Anrufers zum Angerufenen

Bereits während der Rufphase bekommen Sie als Angerufener die Rufnummer Ihres Kommunikationspartners im Display Ihres ISDN-Telefons angezeigt. Die Übertragung beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Telefonie. Für die Datenübertragung ist das Leistungsmerkmal ebenfalls von Bedeutung, denn die übertragene Rufnummer kann zur Identifizierung und für die Zugriffsberechtigung ausgewertet werden.

Leistungsmerkmale im Komfortpaket

Zusätzlich zu den im Standardpaket vorhandenen Leistungsmerkmalen bietet das Komfortpaket die folgenden Leistungsmerkmale.

Übermittlung der Verbindungsentgelte am Ende der Verbindung

Von der Vermittlungsstelle werden bei abgehenden Verbindungen die Tarifinformationen dem verursachenden Endgerät übermittelt. Dieses kann die Informationen auswerten und zur Anzeige bringen.

Anrufweiterschaltung

Bei der Anrufweiterschaltung hat der Kunde die Möglichkeit, Wählverbindungen, die normalerweise an einem bestimmten Endgerät ankommen, zu einem anderen Ziel weiterzuleiten. Die Anrufweiterschaltung im Euro-ISDN kann zu jedem Tel.-Anschluß weltweit (auch Mobiltelefon C-Netz, D-Netz u.s.w.) erfolgen. Sie können folgende Anrufweiterschaltungsvarianten nutzen:
  1. Direkte Anrufweiterschaltung
    Ankommende Gespräche werden direkt zum vorher programmierten Ziel weitergeleitet.

  2. Anrufweiterschaltung bei Nichtmelden innerhalb von 15 Sek.
    Ankommende Gespräche können innerhalb von 15 s am ISDN-Telefon, von dem aus die Anrufweiterschaltung eingeleitet wird, abgefragt werden. Nach dieser Zeit geht der Ruf zum einprogrammierten Ziel.

  3. Anrufweiterschaltung bei Besetzt

    Ankommende Gespräche auf ein besetztes Endgerät werden zu einem vorher programmierten Ziel weitergeschaltet.

Tarifierung der Anrufweiterschaltung

Für weiterführende Verbindungen gelten besondere Tarife. Sie werden demjenigen in Rechnung gestellt, der die Anrufweiterschaltung veranlaßt hat. Dabei wird der Verbindungsabschnitt vom ursprünglichen zum neuen Ziel berechnet.

Anklopfen

Während einer bestehenden Telefonverbindung wählt ein Dritter Ihren ISDN-Apparat an. Je nach Endgerät wird Ihnen dieser weitere Verbindungswunsch optisch oder akustisch signalisiert.

Zusätzliche Leistungsmerkmale im Euro-ISDN

Geschlossene Benutzergruppe

Mit diesem Leistungsmerkmal ist die Kommunikation auf eine festgelegte Gruppe beschränkt (max. 100 pro Anschluß, max. 20 pro Dienst). Die Einrichtung ist je Mehrfachrufnummer möglich und kann für einen, mehrere oder alle Dienste eingerichtet werden. Notrufnummern sind immer erreichbar.

Dreierkonferenz

Während einer bestehenden Verbindung kann ein Dritter in das Gespräch mit eingebunden werden.

Aufteilung der Verbindungspreise

Aufteilung der Verbindungspreise in einer Rechnung auf die einzelnen Mehrfachrufnummern eines Euro-ISDN-Anschlusses, an den einfache Endeinrichtungen angeschlossen sind. Für den Basisanschluß in Mehrgerätekonfiguration, an dessen Bus z.B. ein Telefon geschäftlich genutzt wird, ein anderes ausschließlich privat, bietet Telekom die Möglichkeit, die Verbindungspreise je Mehrfachrufnummer (im Beispiel Telefon) zu berechnen.

Übermitteln von Informationen über die Rufnummer des Angerufenen

Im Euro-ISDN haben Sie als Anrufer die Möglichkeit, sich die Rufnummer des gerufenen Anschlusses von der Vermittlungsstelle überprüfen und rückübermitteln zu lassen. Dieses Leistungsmerkmal bietet Ihnen insbesondere bei Datenanwendungen eine weitere Sicherheit.

Unterdrückung der Übermittlung von Informationen über die Rufnummer an den Anrufer

Der Anrufende kann sich auf besonderen Wunsch die Rufnummer des gerufenen Anschlusses übermitteln lassen. Sie in der Position des Angerufenen haben die Möglichkeit, diese Rückübermittlung ständig oder fallweise zu unterdrücken.

Subadressierung

Während des Verbindungsaufbaus haben Sie die Möglichkeit, eine individuelle Information zum gerufenen Endgerät zu übertragen. Die Nachrichtenlänge ist hierbei auf 20 Oktett (Zeichen) beschränkt. Hiermit schaffen Sie sich beispielsweise eine zusätzliche Adressierungskapazität. Die Übertragung dieser zusätzlichen Information erfolgt, ohne daß Verbindungskosten anfallen.

Teilnehmer- zu Teilnehmer-Zeichengabe (inzwischen gesperrt)

Während des Verbindungsauf- und -abbaus werden zwischen den Endgeräten Nachrichten (max. 32 Oktett) ausgetauscht, ohne daß Verbindungskosten anfallen.

2.3 ADSL

Die Bandbreite für Modems ist selbst bei gutem Signal/Rausch-Abstand auf analogen Telefonleitungen ausgereitzt. Jedoch stellen die geringen Übertragungsraten kein Problem der Kupferadern des Telefonanschlußes bis zur Vermittlungsstelle dar. Das Problem liegt im Zusammenspiel aller beteiligten Komponenten des Netzes: Der Weg vom Anschluß zur Vermittlungsstelle, die Übertragungstechnik der Vermittlungsstellen untereinander und der Weg zu dem Anschluß der angewählt wurde. Ende der 80er Jahre hat man SDSL (Single Line Digital Subscriber Line) und HDSL (High Data Rate Digital Subscriber Line) entwickelt. So war es nun endlich möglich kostengünstige 2-MBit-Systeme anzubieten. HDSL hat einige Vorteile gegenüber SDSL: Drei- bis vierfache Leitungslänge ohne Regeneratoren durch Verwendugn eines andern Leitungsprotokolls und einer leistungsstarken Echokompensation. Außerdem verursacht HDSL relativ geringe Störungen der benachbarten Adern, diese können bei SDSL wegen der starken Einstrahlung kaum für andere Anwendungen (Telefonie) verwendet werden.
ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) und VDSL (Very High Data Rate Digital Subscriber Line) wurden ebenfalls Anfang der 90er Jahre entwickelt, hierdurch wird noch mehr Bandbreite zur Verfügung gestellt.

Überblick xDSL

BezeichungADSLSDSLHDSLVDSL
Bitrate in Senderichtung
(Nutzer zum Netz)
16 bis 768 kBit/s1,544 MBit/s bzw. 2,048 MBit/s1,544 MBit/s bzw. 2,048 MBit/s1,5 bis 2,3 MBit/s
Bitrate in Empfangsrichtung
(Netz zum Nutzer)
1,5 bis 9MBit/s1,544 MBit/s bzw. 2,048 MBit/s1,544 MBit/s bzw. 2,048 MBit/s13 bis 52 MBit/s
überbrückbare Leitungslänge2,7 bis 5,5 km2 bis 3 km3 bis 4 km0,3 bis 1,5 km
benötigte Adernpaare112 bei 1,544 MBit/s,
3 bei 2,048 Mbit/s
1
Verfügbarkeitseit Mitte 90er Jahreseit Anfang 90er JahreSeit Anfang 90er Jahreab Ende 90er Jahre
benutzte Bandbreite bis ca. 1MHzca. 240 kHzca. 240 kHzbis ca. 30 MHz
POTS im Basisbandjaneinneinja
ISDN im Basisbandneinneinneinja

POTS: Plain Old Telephone Service: Das herkömliche Analogtelefon.

Bleiben wir bei ADSL, das für den privaten Verbraucher am interessantesten ist. Ob man per ADSL angeschlossen werden kann, hängt in erster Linie von der Beschaffenheit des Ortsnetzes ab. Führen die Kupferdrähte des Telefonanschlusses direkt in die Vermittlungsstelle, dann gibt es normalerweise kaum Probleme. Anders dagegen, wenn die Leitungen schon vor der Vermittlungsstelle zusammengefaßt werden. Diese "Digital Loop Carrier" (DLC) fassen den Daten- und Sprachverkehr von mehreren Telefonleitungen zusammen und übertragen den resultierenden Datenstrom über Breitbandleitungen oder per Glasfaser an die Vermittlungsstelle. Bei ADSL müssen beide Modems direkt mit dem Kupferkabel verbunden sein, DLCs verhindern die Datenübertragung per ADSL.

Die Telekom sieht wegen der hervorragend ausgebauten Ortsnetze beim ADSL-Regelbetrieb keinerlei Probleme: Nahezu alle Teilnehmer sin direkt angebunden und 70 bis 80 Prozent der Anschlußleitungen sind kürzer als 1,7 Kilometer. In der Vermittlungsstelle endet die Telefonleitung im sogenannten DSL Access Multiplexer (DSL-AM). Er leitet den Telefonverkehr an den Telefonnetz-Switch weiter; der Datenverkehr wird direkt dem Datennetz des Betreibers zugeführt.

ADSL - Die Technik

ADSL ist ein asymmetrisches Datenübertragungsverfahren für Kupferdoppeladern. Im Vergleich zu herkömmlichen Modemtechnologien gibt es deutliche Unterschiede: Die von einem herkömmlichen Modem ausgesandten Signale müssen das gesamte Telekommunikationsnetzwerk eines Anbieters - inclusive Digitalisierung in den Vermittlungsstellen - unbeschadet durchqueren. Daher steht den Analogmodems nur der Sprachbereich zwischen 0 und 3,5 kHz zur Verfügung. Zwischen zwei ADSL- Modems befindet sich dagegen nur die Kupferleitung, die gesendeten Signale müssen also keine Rücksicht auf sonstiges Equipment nehmen. ADSL nimmt das Frequenzspektrum bis etwa 1,1 MHz in Anspruch. Der Bereich zwischen 0 und 4 kHz wird für den normalen Telefoniebetrieb (Plain Old Telephone Service - POTS) freigehalten. Die Trennung zwischen dem Sprachband und dem Bereich für die Datenübertragung besorgt ein spezieller Filter, POTS-Splitter genannt.
Ab etwa 30 kHz beginnt ADSL mit der breitbandigen Datenübermittlung. Für die Trennung zwischen Up- und Downstream gibt es zwei Möglichkeiten. Die Echokompensation ist von der konventionellen Modemtechnologie gut bekannt: Up- und Downstream teilen sich den Frequenzbereich zwischen 30 kHz und 1,1 MHz. Das gesendete Signal stört zwar das ankommende, doch da der Transceiver genau weiß, welche Signale seine Sendestufe aussendet, kann er sie recht genau aus dem Empfangssignal herausrechnen. Die zweite Variante - Frequency Division Multiplexig (FDM) - teilt die Frequenzen oberhalb 30 kHz nochmals in zwei Bereiche auf.
Zwischen 30 und etwa 130 kHz findet die Übertragung des Upstream statt, die darüberliegenden Frequenzen werden für den Downstream benutzt. Welches Modulationsverfahren für ADSL eingesetzt werden soll, ist in der Industrie noch umstritten. Drei Leitungscodes stehen zur Auswahl: die Quadraturamplituden (QAM), die damit eng verwandte Carrierless Amplituden/Phasenmodulation CAP und die für bereits mehrere Standards ausschlaggebende Diskrete Multiton-Verfahren DMT. DMT teilt den für die Datenkommunikation verfügbaren Frequenzbereich in über 250 schmale Frequenzbänder auf, die jeweils etwa 4 kHz umfassen. Die Mittenfrequenzen dieser Bänder sind die Träger, auf die die zu übertragenden Daten mittels QAM aufmoduliert werden. Die Standardisierungsgremien ANSI und ETSI legen in ihren ADSL-Standards fest, daß jede Trägerfrequenz maximal 15 Bit pro Signalwechsel transportiert. Diese Anzahl muß nicht für jede Frequenz gleich sein. Die beiden an der Übertragung beteiligten Modems testen die zwischen ihnen liegende Kabelstrecke und erstellen eine Bitzuweisungstabelle (Bit loading table), die für jede Trägerfrequenz die optimale Modulation festlegt. Sie hängt in erster Linie vom Dämpfungsverhalten der Leitung und von den vorhandenen Störeinflüssen auf der Übertragungsstrecke ab. Diese Bitzuweisungstabelle erlaubt es dem ADSL-Anbieter, die maximal verfügbare Bandbreite vorab einzustellen. So kann er die angebotenen Datendienste differenzieren und zu unterschiedlichen Preisen anbieten - alles auf Grundlage einer einheitlichen Hardware.

Wie groß die maximale Datenrate bei einem ADSL-Anschluß ist, hängt vom Zustand und vor allem von der Länge der Leitungen ab. Je länger die Leitung ist, umso größer ist die Dämpfung, die die Signale erfahren - vor allem die im oberen Frequenzbereich. Entfernungen bis zu drei Kilometer erlauben Datenraten zwischen 6 und 8 Mbit/s. Je weiter der Teilnehmer von der Ortsvermittlung entfernt ist, umso kleiner ist die maximal erreichbare Datengeschwindigkeit.

Wer ADSL anbietet, muß dafür sorgen, daß beim Kunden ein POTS-Splitter installiert wird. An und für sich keine große Sache, im Prinzip genau das gleiche Vorgehen, das wir vom NTBA für den ISDN-Anschluß gewohnt sind. Doch die Marktführer Compaq, Intel und Microsoft sehen darin offensichtlich ein größeres Problem, daß ihrer Meinung nach die schnelle Verbreitung von ADSL-Anschlüssen verhindern oder zumindest verlangsamen könnte. Aus diesem Grund soll mal wieder ein Süppchen am Rande der weltweiten Standardisierung gekocht werden, die sogenannte Universal ADSL Working Group UAWG. Neben den meisten großen nordamerikanischen Netzbetreibern wie AT&T oder MCI und der japanischen NTT, sind seit kurzem auch die wichtigsten europäischen Telekommunikationsunternehmen der UAWG beigetreten - auch die Deutsche Telekom. Erklärtes Ziel der UAWG ist es, eine einfache ADSL-Variante zu entwickeln. Dieses Universal-ADSL, auch als UDSL bezeichnet, soll ohne POTS-Splitter auskommen, so daß der Anbieter keinerlei Installationsarbeiten beim Kunden ausführen muß. Zudem sollen weitere technische Vereinfachungen dafür sorgen, daß ADSL-Modems billiger hergestellt und verkauft werden können. So muß ein UDSL-Modem zum Beispiel statt der vom ANSI und ETSI festgelegten 15 lediglich 8 Bit pro Zustandswechsel auf die Trägerfrequenzen aufmodulieren können. Der Preis: UDSL erzielt Datenraten von max. 1,5 MBit/s im Downstream und 512 kBit/s im Upstream. Die Telekom will in der UAWG dafür Sorge tragen, daß bei der Spezifikation des Universal-ADSL auf ISDN Rücksicht genommen wird. Sie ist mit der splitterlosen Lösung nicht glücklich und präferiert eine saubere Trennung zwischen den Verantwortungsbereichen "Kunde" und "Netzbetreiber" - ähnlich wie beim ISDN-NTBA. Ob sich die UAWG letztendlich durchsetzen kann, ist fraglich. Die in der UAWG vertretenen Unternehmen wollen ihre Ergebnisse der Studiengruppe 15 der International Telecommunication Union ITU vorlegen, die sich mit der Standardisierung von ADSL befaßt. Die UAWG-Vorschläge bilden somit die Grundlage für den ITU-Standard G.Lite.

Probleme mit ISDN

Standard-ADSL verträgt sich nicht mit ISDN. ADSL hält den Frequenzbereich zwischen 0 und etwa 30 kHz für normale Telefondienste (Plain Old Telephone Service - POTS) frei. Fast überall in der Welt belegt ISDN aber den Frequenzbereich bis etwa 80 kHz, in Deutschland benötigt ISDN aufgrund des speziellen Leitungscodes 4B3T sogar 120 kHz. Beim ADSL-Pilotprojekt versorgt die Telekom die Teilnehmer mit speziellen ADSL-Modems, die ADSL auch am ISDN-Anschluß bereitstellen. Normalerweise verwendet man für die ISDN-Übertragung den sogenannten 2B1Q-Leitungscode, der zwei zweiwertige (binäre) Informationen in ein vierstufiges (quaternäres) Symbol umsetzt. Der Bandbreitenbedarf für die Übertragung von 160 kbit/s beträgt somit 80 kHz. Die Deutsche Telekomgeht bei ISDN aber einen Sonderweg: Nicht 2B1Q wird eingesetzt, sondern 4B3T: Hier werden vier binäre Symbole auf drei dreiwertige (ternäre) Symbole abgebildet. Dies hat zur Folge, daß man für eine Datenmenge von 160 kbit/s das Spektrum bis 120 kHz belegt. Es gibt zwei Wege, ISDN und ADSL miteinander zu kombinieren. Bei der Inband-Methode werden die ISDN-Daten in den ADSL-Datenstrom integriert, in der Vermittlungsstelle wieder aussortiert und in das Telefonnetzwerk eingespeist. Diese Methode kann ohne Änderung des ADSL-Standards angewandt werden, hat aber den Nachteil, daß die gesamte Kommunikation über das ADSL-Modem läuft. Fällt es einmal aus, ist auch keine Telefonie oder schmalbandige Datenübertragung mehr möglich. Zudem entsteht durch die Integration der ISDN-Daten in den ADSL-Datenstrom eine Verzögerung von 2 ms - ISDN läßt nur 1,25 ms zu. Die Out-of-Band-Methode dagegen ist schwieriger zu implementieren. Es genügt nicht, den POTS-Splitter auf eine höhere Trennfrequenz einzustellen und mit diesem "ISDN-Splitter" dafür zu sorgen, daß DASL die Frequenzen bis 120 kHz nicht nutzt. Laut ADSL-Standard findet im unteren Frequenzbereich der Austausch von Handshake- und anderen Signalen statt, die für die Kontaktaufnahme und Aufrechterhaltung zwischen zwei ADSL-Modems notwendig sind. Diese Signale müssen wegen ISDN in den höheren Bereich verlegt werden. Die Deutsche Telekom, die verhindern will, daß ihre ISDN-Kunden beim Thema ADSL benachteiligt sind, trat Anfang Mai der UAWG bei. Sie will dafür sorgen, daß in der UAWG auch genügend Rücksicht auf die Besonderheiten der europäischen Telekommunikationsnetze, wie zum Beispiel eben ISDN, genommen wird.

Die häufigsten Fragen zu T-DSL

Quelle: Deutsche Telekom AG
Unter dem Oberbegriff T-DSL führt die Deutsche Telekom als erster Anbieter die neue ADSL-Zugangstechnik Zug um Zug in ihren Netzen ein. Immer wieder erreichen uns dazu Fragen von interessierten Kunden und Technik-Freaks:

2.4 Datenübertragung per Funk mit Modacom

Das Datenfunknetz "Modacom" erlaubt die Datenübertragung zwischen mobilen und stationären Funkmodems und Datex-P-Anschlüssen mit 9600 BPS. Das Konzept eignet sich insbesondere für die regelmäßige Übertragung relativ kleiner Datenmengen. Bezahlt wird nur die gesendete Datenmenge, nicht die Verbindungszeit. Der Nachteil ist, daß die Verbindung zu Modacom nur über das Datex-Netz (oder zwischen Modacom-Modems) möglich ist. Modacom-Geräte senden ihre Daten paketweise (max. 512 Byte/Paket) nach dem offenen RD-LAP-Standard. Sind die Daten länger, müssen sie gegebenenfalls in mehrere Pakete aufgeteit werden. Für den Message-Transfer ist jedem Paket eine Adressierungsinformation voranzustellen. Jedes Datenpaket wird mit einer CRC-Prüfinformation gesichert. Die Nutzinformation in einem Datenpaket kommt daher auf maximal 490 Byte. Eine 1200-Byte-Datei besteht daher z. B. aus drei Paketen:

AdressierungDatenblock 1CRC

AdressierungDatenblock 2CRC

AdressierungDatenblock 3CRC

Die Modems senden bei etwa 417 MHz und empfangen auf ca. 427 MHz. Es stehen je 32 Kanäle im 12,5-kHz-Raster zur Verfügung. Die Modulation erfolgt mit einem vierstufiges FSK-Verfahren mit Trellis-Codierung. Fehlerhafte Pakete werden wiederholt. Das Verfahren entspricht weitgehend dem X.25-Standard. Mehrere Funkmodems teilen sich eine Frequenz durch zeitlich verschachtelte Aussendung der Datenpakete. Je nach Netzbelastung ist die Nettodatenrate geringer als 9600 BPS, typischerweise kann man mit 2000...5000 BPS rechnen. Die Infrastruktur des Netzes ist in Zellen aufgebaut, ähnlich wie die Sprach-Mobilnetze C und D. Die Basistationen stehen in 10 ... 30 km Abstand. Ein Funkmodem bucht sich bein Einschalten automatisch bei der Basisstation, die es mit der größten Feldstärke empfängt. Während der Fahrt erfolgt ein automatisches Weiterreichen ur nächsten Basisstation.

Jedes Modacom-Modem hat eine feste Terminalnummer, über die es im Netz adressiert und identifiziert wird. Um Daten an ein Modem zu senden, muß man nur dessen Nummer, nicht aber seinen Aufenthaltsort zu kennen. Ist ein Modem nicht erreichbar, speichert das Modacom-Netz Daten bis zu 45 KByte (bzw. 100 Datenpakete) über mehr als 24 Stunden. Auch die Modems selbst haben einen Zwischenspeicher (10 ... 64 KByte), der die Daten aufnimmt, wenn der angeschlossene Computer abgeschaltet ist. Das Modacom-Netz ermöglicht drei unterschiedliche Verbindungsarten, die auch Auswirkung auf die anfallenden Gebühren haben:

2.5 Datenübertragung per Funk mit Packet-Radio

Als Beispiel für eine zweite Form der Funk-Datenübertragung soll hier das Packet-Radio-Verfahren der Funkamatuere beschrieben werden. Die Schwierigkeit hierbei liegt darin, daß es keine Netzknoten gibt, die eine eindeutige Verbindung zu einem bestimmten Modem aufnehmen, sondern daß mitunter mehrere Sender auf derselben Frequenz gleichzeitig senden. Es müssen also ähnliche Verfahren verwendet werden, wie wir sie in Kapitel 4 bei einem Busnetz vorfinden werden. Bei Packet-Radio wird ein X.25-ähnliches Verfahren verwendet. Auch hier werden die Daten in Blöcken (= Paketen) gesendet. Abhängig von der Sendefrequenz beträgt die Datenrate 300, 1200 oder 9600 BPS. Es hat seine Basis im ersten Funk-Datennetz in Hawaii, das "ALOHA" genannt wurde.

Neben terrestrischen Verbindungen sind auch Weitverbindungen über Satellit möglich. Die Terminalstation (Terminal-Node-Controller, TNC, meist ein Computer) zerlegt die zu sendenden Daten in einzelne Pakete und fügt Adressierungs- und Prüfinformation hinzu. Die Datenblöcke entsprechen dem HDLC-Format. Wie bei Modacom werden fehlerhaft empfangene Blöcke automatisch wiederholt. Ein Datenpaket ist folgendermaßen aufgebaut:

AnfangsflagAdreßfeldSteuerfeldDatanblockCRCEndeflag

Die Station steuert nach Verbindungsaufbau auch automatisch die Sende-/Empfangsumschaltung. Sie kann auch als Relaisstation dienen und die Datenpakete an eine andere Station weiterleiten. Durch das zeitlich verschachtelte Senden und die eindeutige Adressierung der Pakete kann zudem eine Frequenz von mehreren Stationen gleichzeitig genutzt werden. Dazu beobachtet der TNC die Arbeitsfrequenz und schickt erst dann ein Paket, wenn der Kanal frei ist. Senden zufällig mehrere Stationen gleichzeitig, kommt es zu einer Kollision. Jede sendewillige Station wartet dann eine bestimmte Zeit, bevor sie wieder sendet. Die Zeitdauer wird zufallsgesteuert.

2.6 GSM-Datenübertragung

Das digitale Netz (GSM) für Mobiltelefone bietet eigentlich ideale Voraussetzungen für die Datenübertragung, denn die gesamte Kommunikation findet auf rein digitaler Ebene statt. Aufgrund des GSM-Netz-Protokolls ist jedoch direkte DFÜ nicht möglich, da bei der Sprachübertragung nicht nur Datenreduzierungsalgorithmen verwendet werden (Filterung hoher Frequenzen, die für die Sprachverständlichkeit nicht nötig sind, Kompression im Dynamikbereich, etc.), sondern die Informationsübertragung im Multiplexbetrieb stattfindet, ist der Anschluß eines "normalen" Modems an ein Mobil-Telefon nicht möglich. Inzwischen gibt es eine zweite Betriebsart, bei der ein Datenkanal bereitgestellt wird. Dazu sind nicht nur Erweiterungen im Mobil-Telefon, spezielle Modems, sondern auch in den Vermittlungseinrichtungen notwendig geworden. Beim D1-Netz (Telekom) ist derzeit eine Übertragungrate von 2400 BPS möglich, bei D2 (Mannesmann) werden sogar 9600 BPS geboten. Abgehende Verbindungen vom Mobiltelefonen sind problemlos möglich, beim Anruf wird jedoch derzeit der Datenkanal nicht automatisch aktiviert. Abhilfe schaffen bei D1 zwei unterschiedliche Telefonnummern für Sprach- und Datenkanal, die zum selben Mobiltelefon gehören.

Eine zweite Lösungen bieten spezielle GSM-Modems, die mit einem speziellen Modulationsverfahren die Eigenheiten des Sprachsignals nachahmen und auch die im Netz auftretenden Zeitverzögerungen berücksichtigen. Durch dieses Verfahren sind aber nur Datenraten bis 1000 BPS zu erreichen. Das TKL-GSM-Modem kann Daten wahlweise über den Sprachkanal (1000 BPS) oder den Datenkanal (9600 BPS) übertragen.

Für die Übertragung auf der Luftschnittstelle benötigt man Kanäle, um die Verbindung herstellen zu können. Dazu unterscheidet man in logische und physische Kanäle. Die logischen Kanäle werden aufgeteilt in Verkehrskanäle und in Signalisierungskanäle. Die Verkehrskanäle dienen der Übertragung von Nutzdaten, wie z.B. Sprache in leitungs- oder paketvermittelter Form. Die Signalisierungskanäle dienen der Übertragung von Daten, die für die Zuweisung von Kanälen oder der Lokalisierung der Mobilstation benötigt werden. Diese logischen Kanälen werden von den physikalischen übertragen. Für den GSM-Betrieb sind zwei Frequenzbänder mit 45 MHz Bandabstand reserviert. Der Frequenzbereich zwischen 935 und 960 MHz wird von den Feststationen (downlink) benutzt, der zwischen 890 MHz und 915 MHz dient als Sendebereich der Mobilstation (uplink). Insgesamt ist ein Trägerabstand von 200 kHz definiert und ein Grenzabstand von 100 kHz jeweils an den Grenzen des Frequenzbereiches, so das insgesamt 124 Kanäle zur Verfügung stehen. Diese Kanäle werden bei der TDMA-Technik durch ein Zeitmultiduplexverfahren in 8 Timeslots (Zeitschlitze) aufgeteilt, von jeweils 0,577 ms Länge. Die 8 Timeslots dieses Kanals werden zu einem TDMA-Rahmen zusammengefaßt. Die Timeslots werden durchnummeriert von 0 bis 7. Dieselben Timeslots in aufeinanderfolgenden Rahmen ergeben einen physikalischen Kanal. Eine Mobilstation verwendet im Uplink und Downlink dieselben Timeslots. Damit sie nicht gleichzeitig empfangen und senden muß, werden die TDMA-Rahmen des Uplinks mit drei Timeslots Verzögerung zum TDMA-Rahmen des Downlinks gesendet. Beim Verbindungsaufbau wird der zu einem Sprachkanal gehörende Timeslot über den Signalisierungskanal an die Mobilstation übermittelt. Die Nettodatenrate eines Timeslots der Luftschnittstelle beträgt im full-rate Verfahren 13 kb/s. Da die Luftschnittstelle verglichen mit leitungsgebundenen Übertragungswegen aber sehr fehleranfällig ist (Bitfehlerraten schlechter als 10-3 sind keine Seltenheit), reduziert die aufwendige Fehlersicherung die effektiv nutzbare Datenrate auf 9,6 kb/s.

Jeweils ein Funkkanal-Paar kann also im Zeitmultiplex-Verfahren für bis zu acht Sprach- oder Datenverbindungen gleichzeitig genutzt werden. Die Gesamt-Rohdatenrate auf einem Funkkanal beträgt 270,83 kBit/s, wovon ein erheblicher Teil allerdings der Fehlererkennung und -korrektur dient.

  HLR
Home
Location
Register

 
AC
  Authenti-
cation
Center

 
       
  VLR
Visitor
Location
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EIR
Equipment
Ident.
Register
      BTS
Base
Transceiver
Station
    |       |
ISDN  
_________
 
MSC
Mobile
Switching
Center
 
______
 
BSC         
Base
Station
Controller
_____ BTS
Base
Transceiver
Station
            |
            BTS
Base
Transceiver
Station
Aufbau eines GSM-Funknetzes

Beim Einschalten des GSM-Telefons wird anhand der Chipkarte in der AC-Datei geprüft, ob und bei welchem Netzbetreiber das Gerät registriert ist. In der Gerätedatei EIR können die Daten z.B. von gestohlenen Telefonen gespeichert werden, damit sie nicht mehr benutzt werden können. Wenn man den eigenen Heim-Bereich verläßt, wird eine Kopie der Gerätedaten von der HLR-Datei des Heim-MSC in die VLR-Datei des neuen regionalen MSC kopiert. Die Vermittlungszentralen (MSC) sorgen für den Übergang ins öffentliche ISDN und betreuen jeweils mehrere Basisstations-Zentralen BSC, von denen wiederum jede mehrere Basisstationen BTS steuern kann. Während der Fahrt erfolgt innerhalb weniger Millisekunden ein automatisches Handover zur nächsten Basisstation, ohne daß die Verbindung dadurch unterbrochen wird. Wenn man ins Ausland fährt, kann man sich dank Roaming in das Netz eines dortigen Providers einbuchen. Prinzipiell stellt der GSM-Standard die bei ISDN verfügbaren Dienstmerkmale wie z.B. Makeln (Wechsel zwischen zwei gehaltenen Gesprächen) zur Verfügung. Bei der Sprachübertragung arbeiten GSM-Telefone mit einem aufwendigen Kompressions-Verfahren (LPC, linear predictive coding, lineare Vorhersage-Codierung), um trotz der im Vergleich zu ISDN relativ geringen Datenrate eine halbwegs brauchbare Verständlichkeit zu erzielen. (Daß das noch keineswegs das Ende der Fahnenstange ist, beweist die nochmals halbierte Datenrate bei den Inmarsat-Phone-Geräten!)

GSM-Datenübertragung

Da ein Teil der Datenbits für Fehlerkorrektur-Zwecke benötigt wird, um die bei Funkübertragungen unvermeidlichen Bitfehler auszubügeln, ist die bei der konventionellen GSM-Technik erreichbare Netto-Datenrate geringer als die Funk-Bitrate, nämlich 9600 Bit/s. Seit 1999 ist mit HSCSD -Dienst (High-Speed Circuit-Switched Data) ein Standard für 14400 Bit/s je Kanal definiert; durch Zusammenfassen mehrerer Zeitschlitze könnte die Datenrate sogar (herstellerabhängig) auf bis zu 64 kBit/s erhöht werden. Allerdings steht HSCSD bisher in keinem deutschen GSM-Netz zur Verfügung, und es ist abzusehen, daß statt dessen GPRS realisiert wird. Am verbreitetsten ist die "herkömmliche" GSM-Datenübertragung, die einer normalen Modem-Verbindung entspricht: Sie können mit einem datenfähigen GSM-Gerät ein am Telefon-Festnetz angeschlossenes Modem anrufen und Daten mit bis zu 9600 Bit/s austauschen. (Erfahrungsgemäß muß für eine stabile Übertragung eine bessere Versorgung als für ein Sprach-Telefonat gewährleistet sein.) Eine weitere Möglichkeit ist, eine ISDN-Gegenstelle anzurufen, die auf das V.110-Protokoll mit 9600 Bit/s eingestellt ist. Dabei entfällt die oft recht lange Modem-Verbindungsaufbauzeit, und man spart so deutlich Gebühren. Allerdings beherrschen nicht alle GSM-Adapter den V.110-Modus. Bei den Endgeräten zur GSM-Datenübertragung gibt es im wesentlichen folgende Möglichkeiten:
  1. Mobiltelefon mit Infrarot-Übertragung, im PC ist ein IRDA-Adapter sowie ein spezieller Treiber erforderlich.
  2. Mobiltelefon mit speziellem V.24-Kabel; die GSM-Rohdaten-Decodierung erfolgt hierbei durch einen speziellen Windows-Treiber, das Kabel allein nützt also nichts, und dieses System ist nur unter Windows benutzbar!
  3. Herkömmliches Mobiltelefon mit externem GSM-PCMCIA-Datenadapter für Laptops.
  4. Reines Datenmodul (GSM-Transceiver mit V.24-, Antennen- und 12-V-Anschluß in der Größe einer Zigarettenpackung), z.B. Siemens-M1.
  5. In PCMCIA-Karte eingebauter GSM-Transceiver, z.B. von Motorola.

2.7 GPRS

Internet mit dem PC über das Telefonnetz der Telekom ist nichts Neues mehr. Mit dem Laptop von unterwegs ins Internet zu kommen geht heutzutage auch, aber langsam. Heute schon können Sie mit Ihrem Laptop und einem GSM-Handy mit einer Geschwindigkeit von 9,6 Kbit/s im Internet "surfen". Die Kosten für die Verbindung berechnet der GSM-Netzbetreiber entsprechend seinen Tarifen, so daß hier für längere Online-Sessions ein enormer Betrag am Monatsende auf der Rechnung stehen kann.

GPRS steht für "General Packet Radio Services" und hat die paketvermittelte Datenübertragung über die GSM-Luftschnittstelle zum Inhalt. GPRS unterstützt beinahe alle Datenübertragungsprotokolle, inklusive X.25 und IP. Damit kann der Benutzer mit jeder Datenquelle, wie z. B. dem Internet oder dem Intranet seines Unternehmens, verbunden sein. Der Benutzer zahlt bei GPRS das übertragene Datenvolumen und kann mit der Datenquelle ständig verbunden sein! E-Mails erreichen somit sofort seinen Empfänger und nicht erst nach Einwahl und Abfrage des Kontos beim ISP. Weiterhin sind bei GPRS höhere Datenübertragungsraten als bei "normalem" GSM möglich.

Bei einem GSM-Telefonat wird die Sprache in digitaler Form in Zeitschlitzen im System des Netzbetreibers übertragen. Hierbei teilen sich bis zu 7 Teilnehmer eine Sende-/Empfangsfrequenz. Ein weiterer Zeitschlitz wird zusätzlich für die Signallisierung benötigt. Die Wiederholrate dieser Zeitschlitze ist so hoch, das wir beim Telefonieren gar nicht merken, das die Sprache nicht kontinuierlich übertragen wird. Bei einer herkömmlichen Datenübertragung über das Handy wird also eine Leitung permanent für die Dauer der Verbindung aufrecht erhalten. Dies ist auch dann der Fall, wenn auf seiten des Anwenders gar keine Daten übertragen werden sollen, da er mit der Aufnahme von Informationen beschäftigt ist. Das ist für beide Seiten nachteilig: Der Netzbetreiber kann sein Netz nicht effizient ausnutzen, der Anwender muß ein teures Verbindungsentgelt bezahlen, obwohl er effektiv seine Verbindung nur einige wenige Minuten genutzt hat. Anders die Datenübertragung in lokalen Netzwerken (LAN) oder dem Internet. Diese Medien sind paketorientiert, das heißt die zu übertragenen Daten werden in kleine Pakete unterteilt und auf die Reise geschickt. Ist die Übertragung abgeschlossen, steht das Netz wieder für andere Anfragen zur Verfügung. Netzwerkkapazität wird also nur dann in Anspruch genommen, wenn sie benötigt wird, ist aber sofort wieder freigegeben, wenn keine Daten mehr übertragen werden müssen. GPRS basiert genau auf dieser paketvermittelten Technologie.

Bei paketvermittelten Diensten kann generell zwischen verbindungsorientierten und verbindungslosen Diensten unterschieden werden. Bei verbindungslosen Diensten (Datagrammdiensten) wird in jedem Paket die vollständige Adresse des Empfängers und Absenders abgelegt und unabhängig von den anderen Paketen durch das Netz geschleust. Pakete zwischen zwei Kommunikationspartnern im Netz gehen möglicherweise unterschiedliche Wege und können sich sogar überholen. Bei verbindungsorientierten Diensten ist der Übertragungsweg für die Dauer der logischen Verbindung fest vorgegeben. Verbindungsorientierung hat den Nachteil, daß für den Auf- und Abbau einer logischen Verbindung ein gewisser Verwaltungsaufwand entsteht und die Verbindung Ressourcen in den Vermittlungsstellen belegt. Sie bietet allerdings den Vorteil, daß die Reihenfolge der übertragenen Pakete gesichert ist und dem Anwender die Möglichkeit geboten wird, die Dienstqualität (quality of service, QOS) beim Verbindungsaufbau zu bestimmen. Die zur Verfügung stehende Übertragungskapazität wird bei GPRS von allen Teilnehmern in einer Funkzelle geteilt, d. h. ein Teilnehmer belegt die Funkstrecke nur, wenn wirklich Pakete übertragen werden. Es existieren Protokolle, die den fairen Zugriff auf die Funkstrecke gewährleisten. Desweiteren unterstützt GPRS den Übergang in öffentliche Paketnetze. Durch die Paketvermittlung kann einiger Overhead vermieden werden, wie er bei Leitungsvermittlung entsteht.So ergibt sich eine höhere Nettobitrate pro Zeitschlitz von 14 Kbit/s. Bei der maximalen Nutzung von acht Zeitschlitzen ergibt sich somit eine maximal erreichbare Nettobitrate von 110 Kbit/s. In GSM-Phase 2+ ist für GPRS eine Datenübertragungsrate bis knapp unter 100 Kbit/s vorgesehen.

GPRS unterstützt die Übertragung von Daten zwischen einem Sender und einem oder mehreren Empfängern. Sender bzw. Empfänger können mobile Geräte oder einfache Datenendeinrichtungen sein. Die Datenendeinrichtung ist entweder direkt an das GPRS-Netz oder an externe Datennetze angeschlossen, während mobile Geräte über die Basisstation an das GPRS-Netz angeschlossen sind. Die Realisierung von GPRS erfordert größere Änderungen in der Netzarchitektur von GSM, um die von GPRS unterstützte Paketvermittlung zu ermöglichen. Die wichtigste Änderung ergibt sich aus der Einführung der GPRS Support Nodes (GSN), die die Paketvermittlung übernehmen und als Gateway zu den Paketnetzen dienen. Die GSN sinf auch für das Mobilitätsmanagement (Roaming) der Teilnehmer verantwortlich. Hieraus ergeben sich die zwei Hauptfunktionen des GSN: die Gateway- und die Roamingfunktion. Für die Erfüllung dieser Funktionen sind zwei unterschiedliche Subsysteme vorgesehen. Die Gatewayfunktion wird vom Gateway GPRS Support Node (GGSN) wahrgenommen, während der Serving GPRS Support Node (SGSN) für das Roaming zuständig ist. Durch die Zuordnung einer temporären, dynamischen Adresse zur Mobilstation wird es dem SGSN möglich, beim Roaming eine Identifizierung der Mobilstation vorzunehmen. Aus der Sicht des Teilnehmers erfolgt die Adressierung wie gewohnt über seine IP-Adresse.

Um das reibungslose Nebeneinander von durchschaltevermittelten Kanälen (GSM) und paketvermittelten Kanälen im selben Netz gewährleisten zu können, muß auf der Luftschnittstelle eine dynamische Ressourcenverwaltung vorgenommen werden. Hierbei wird den durchgeschalteten Kanälen eine höhere Priorität zugeordnet, indem in der Aufbauphase einer GSM-Verbindung der betroffene Kanal für GPRS-Pakete gesperrt wird. Innerhalb eines Trägers können die verfügbaren Zeitschlitze nebeneinander von GSM und GPRS genutzt werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kann so ein Teil der Zeitschlitze durch GSM genutzt werden, während ein anderer Teil der Zeitschlitze von GPRS-Diensten belegt ist.

Bei den von GPRS unterstützten Diensten wird unterschieden zwischen Point-to-Point-Diensten (PTP) und Point-to-Multipoint-Diensten (PTM):

Ericsson informiert auf seinen Seiten über den GPRS Standard www.ericsson.com. Einige nützliche Infos sind auch bei Nokia erhältlich www.nokia.com. Wer sich über das Wireless Application Protocol (WAP) informieren möchte, sollte vorbeischauen bei: www.wapforum.org.

2.8 UMTS

Die Übertragung von Musik- oder Videodaten (Bildtelefon) sowie der High-speed-Internet-Zugriff fordern jedoch eine höhere Datenübertragungsrate als die 9,6 kbit/s, die derzeit im GSM-Mobilfunksystem möglich sind. Und so wird seit längerem schon nach Lösungen gesucht, wie die derzeit weltweit verbreiteten Mobilfunknetze (der zweiten Generation) eine Erweiterung - vor allem im Hinblick noch höherer Übertragungsraten - erfahren können. Deshalb wird als Nachfolger der heute installierten Mobilfunksysteme der zweiten Generation das UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) endgültig standardisiert und soweit technisch vorangebracht, daß es in Europa und wahrscheinlich global im oder ab dem Jahre 2002 eingeführt werden kann. Der Begriff UMTS wurde übrigens vom Europäischen Standardisierungs-Institut ETSI (European Telecommunications Standards Institute) festgelegt; die ITU (International Telecommunications Union) verwendet dafür den Begriff IMT-2000. In den USA sind ähnliche Bemühungen im Gange, allerdings unter einem anderen Namen, und zwar "cdma2000". In den USA und im fernöstlichen Raum laufen derartige Entwicklungen unter dem Überbegriff UWC-136. Doch welche Bezeichnung auch immer in den verschiedenen Regionen gewählt wird: Eine weltweite Harmonisierung für die dritte Generation der Mobilfunksysteme wird angestrebt, deshalb schlossen sich auch die Standardisierungsgremien aus Europa, Amerika, Korea und Japan zusammen, um ein wirklich weltweit nutzbares Konzept zustandezubringen. Und trotz der unterschiedlichen Namensgebungen für die dritte Mobilfunkgeneration wird weltweit an der Übernahme des UMTS-Standards gearbeitet.

Weil man sich jedoch noch nicht über die exakte Festlegung der Netzwerk-Architekturen einigen konnte, wird man in den Anfangstagen, also etwa ab dem Jahr 2002 (in Japan will man schon 2001 beginnen) noch die bestehenden Netz-Infrastrukturen benutzen. Man wird übrigens wegen der bestehenden Abwärtskompatibilität hier bei uns die jetzt in Betrieb befindlichen GSM-Handys weiter benutzen können.

1998 wurde ein Rahmenstandard ausgearbeitet. Darin enthalten sind sowohl die angestrebten Ziele bei der Verwirklichung des Projektes als auch ein Zeitplan bis zur Einführung des Systems.

  1. Höhere Kapazität und Bandbreite:
  2. Dienste: Das UMTS soll ein breites Spektrum von Sprach-, Video- und sowohl leitungs- als auch paketvermittelten Datendiensten für Multimedia-Anwendungen und Internet-basierte Dienste über die Funkschnittstelle erlauben. Als Beispiele sind hier neben den gewohnten Sprach-, Paging-, und E-Mail-Diensten dann auch Multimedia-Dienste für Video-Mails, Musik- und Fernsehübertragung, Bildtelefonie und Datenbankabfragen als Implementation denkbar.
  3. Universelle Funkschnittstelle: Eine einheitliche Luftschnittstelle (UMTS Terrestrial Radio Access, UTRA) für die schnurlose Telefonie, Satellitenfunk, den Mobilfunk und den drahtlosen Ortsanschluß (DECT) soll die Konvergenz der Netze fördern.
  4. Interoperabilität: Innerhalb der Netze soll der Dual-Mode/Dual-Band-Betrieb von GSM und UMTS, sowie das Roaming zwischen GSM- und UMTS-Netzen unterschiedlicher Betreiber gewährleistet sein.
  5. Dienstportabilität: Es soll ein nahtloser Diensteübergang zwischen unterschiedlichen Netzen möglich sein und dem einzelnen Nutzer in jedem Netz seine Virtual Home Environment zur Verfügung stehen.
  6. Migrationsfähigkeit: Den Netzbetreibern soll ein "sanfter" Übergang von GSM- zu UMTS-Netzen ermöglicht werden.

Um die Übertragungsgeschwindigkeit bei UMTS auf die oben genannten Werte steigern zu können, bedarf es noch einigen Aufwands in der Übertragungstechnik. In der Special Mobile Group (SMG) der ETSI hatte sich die Entscheidung auf zwei konkurrierende Systeme zugespitzt, die zum Einsatz kommen sollen. Auf der einen Seite das von einer Allianz von Alcatel, Bosch, Italtel, Motorola, Nortel, Siemens und Sony favorisierte TD-CDMA-Zugriffsverfahren, das sich eng an das TDMA-Zugriffsverfahren (Time Division Multiple Access) von GSM anlehnt und auf der anderen das von Ericsson und Nokia propagierte WCDMA-System, das eine breitbandige Weiterentwicklung des CDMA-Verfahrens (Code Division Multiple Access) darstellt.

Bei der ETSI hat man sich entschieden, für die Luft-Schnittstelle (also fr die Übertragungs-/Modulationsart per Hochfrequenz) eine Kombination aus Mehrfachzugriff im Breitband-Code-Multiplex (Wideband Code Division Multiple Access, WCDMA) und im Zeitmultiplex-Zugriff (Time Division Multiple Access, TD/CDMA) einzusetzen. WCDMA wird zur Versorgung größerer Gebiete und TD/CDMA für lokale Anwendungen genutzt werden. Insgesamt verspricht das CDMA-Verfahren eine hühere Kanalkapazität und niedrigeren Leistungsverbrauch im Handy bei GSM-ähnlicher Sprachqualität. Gearbeitet werden wird übrigens in Europa in zwei Frequenzbändern bei 1950 und 2150 MHz.

TD-CMDA
Entlang der Zeitachse, pro Trägerfrequenz, verwendet das TD-CMDA dieselbe Grundstruktur wie das GSM-System. Die Bandbreite eines Trägers ist bei TD-CMDA jedoch mit 1,6 MHz achtmal größer als die eines 200-kHz-GSM-Trägers. Dies erlaubt es, jedem Timeslot wiederum mit bis zu acht "Kode-Schlitzen" zu füllen, von denen wiederum jeder einen zusätzlichen Verkehrskanal definiert. Dabei wird das Sendesignal mit einer Chiprate von 2,167 Mchips/s über die gesamte Breite des Trägers von 1,6 MHz gespreitzt. Der Vielfachzugriff auf die Funkschnittstelle besteht demnach in der Zuordnung eines Trägers, eines Timeslots im Rahmensignal und eines zugehörigen Codes zu einem Verkehrskanal. Insgesamt ergeben sich so 64 Sprachkanäle pro Träger. Mit diesen 64 Kanälen kann man nun flexibel die verschiedenen Datenraten von 9,6 kbps bis 2 Mpbs einstellen, indem man die Kanäle kombiniert.

Die identische Rahmenstruktur und Taktung vereinfacht das Zusammenwirken mit den herkömmlichen GSM-Systemen beträchtlich. Die Handover-Prozeduren beim Wechsel von einer Funkzelle in die Nächste sind weitgehend die gleichen wie im bestehenden GSM-System und die Dual-Mode-Endgeräte lassen sich mit wenig Aufwand realisieren. Weiterhin läßt sich die GSM-Technik so schrittweise erweitern und das Risiko eines Systembruchs vermeiden. Durch eine paketvermittelte Datenübertragung würde der Nutzer den Übertragungskanal nur dann in Anspruch nehmen, wenn tatsächlich Datenpakete übertragen werden. So kann die gesamte Bandbreite des Übertragungsweges als Pool allen Anwendern zur Verfügung gestellt werden und somit effizienter als bei den leitungsvermittelten Übertragungsverfahren des jetzigen GSM-Systems genutzt werden.

WCMDA
Bei diesem System sind GSM und WCMDA zwei unabhängige Systeme. Zwar stützt sich das WCMDA-Netz in seiner Architektur auf die selben Komponenten wie die GSM-Netze, doch das Verfahren, mit dem der Zugriff auf die Luftschnittstelle erfolgt, ist grundlegend anders. WCMA trennt die verschiedenen Kanäle ausschließlich durch nutzerspezifische hochbitratige Codes, sogenannten Spreizcodes, mit denen das Sendesignal multipliziert und damit in ein über den gesamten Frequenzbereich verteiltes Rauschen transformiert wird, aus dem nur ein synchron mit dem selben Code operierenden Empfänger es wieder herausfiltern kann. Die Träger werden hierbei auf 5 MHz verbreitert, was eine bessere Steuerung der Sendeleistung der Mobilstation zulässt.

Das Verfahren erlaubt sowohl paket- als auch leitungsvermittelte Dienste mit mehrfachen Verbindungen gleichzeitig pro Sitzung. Beim Verbindungsaufbau muss nicht erst ein freier Timeslot oder eine freie Frequenz gesucht werden und der Wechsel der Nutzerbitrate gestaltet sich verhältnismäßig einfach. Auch müssen keine Frequenzpläne erstellt werden: Dieselben Frequenzen können in benachbarten Zellen erneut verwendet werden. Beim GSM-System darf wegen dem nötigen Störabstand erst in jeder 9. Zelle dieselbe Frequenz wiederverwendet werden, bei TD-CMDA wenigstens noch in jeder dritten.

Bei diesem Verfahren muß eine kompliziertere Handover-Prozedur verwendet werden, dadurch werden die Ressourcen von zwei Basisstationen gleichzeitig beansprucht. Zudem reagiert das System sehr sensibel auf Schwankungen des Signalpegels, was eine aufwendige Fast Power Control Prozedur zum Anpassen der Sendeleistung verlangt. Zudem würden die Abmessungen eines WCMDA-Handys größer ausfallen, weil zu dem WCMDA-Modul zusätzlich ein GSM-Modul und ein DECT-Sende- und Empfangsteil integriert werden müßte.

Da sich bisher keiner dieser beiden Vorschläge durchsetzen konnte, einigte man sich auf einen Kompromiss, der auf ein TD/WCMDA-System hinzielt. Danach soll dort, wo die UMTS-Schnittstelle mit Kanalpaaren im Frequenz Division Duplex für den Up- und Downlink-Channel arbeitet, die WCMDA-Technik zum Zuge kommen; beim FDMA-Betrieb im Time Division Duplex mit nur einem Träger für den Hin- und Rückkanal hingegen TD-CMDA. Das Wideband-CMDA wird damit stärker an die Zeitstruktur des GSM-Systems angepasst, und TD-CMDA kann die Aufgaben der Schnurlostelefonie und des asymetrischen Datenverkehrs übernehmen. Ob damit das Ziel eines einheitlichen Air Interface nur noch formal aufrecht erhalten wird oder ob es gelingt, die Stärken beider Systeme zu vereinen, bleibt abzuwarten. Weitere Infos und Möglichkeiten zum Gedankenaustausch bietet das UMTS-Forum:

http://www.umts-forum.org

2.9 Mailboxen und Online-Dienste

Online-Dienste wie Compuserve, T-Online oder AOL und andere sind Mailboxsysteme. Was ist ein Mailboxsystem bzw. eine 'Mailbox'?

Mailboxen sind Computer, die man per Telefon und Modem oder über ISDN erreichen kann, und die bestimmte Dienstleistungen anbieten. Der Mailbox-Computer wird per Modem/ISDN-Adapter angerufen und bietet dem Benutzer die unterschiedlichsten Nutzungsmöglichkeiten: Datenaustausch mit anderen Benutzern (Nachrichten und Dateien), sogenannte 'Foren' oder 'schwarze Bretter', die den Newsgruppen entsprechen, Programmbibliotheken, aus denen die Benutzer Programme abrufen und im eigenen Computer speichern können, Unterhaltung mit anderen Benutzern (Chat) und Spiele, die man mit anderen Benutzer der Mailbox spielt. Die Leistungen der Mailbox sind aber alle zunächst auf einen einzigen Rechner beschränkt, also eine relativ kleine Gruppe von Personen.

Aus dieser Isolation heraus entstanden dann einerseits Mailboxdienste wie Compuserve, die weltweit Rechner unterhalten (Einwählpunkte, 'Points of Presence'). Die Daten laufen aber in einer Zentrale zusammen. Einen anderen Weg, die lokale Begrenzung zu überwinden, sind die Mailboxnetze wie z. B. das Fidonetz. Hier tauschen die Mailboxrechner nachts oder sogar stündlich die neuen Mitteilungen vollautomatisch untereinander aus. Beim Fidonetz geht das beispielsweise hierarchisch zu. Übergeordnete Knotenrechner tauschen die Informatioenen mit der darunterliegenden Hierarchistufe aus. Dort wird dann genauso verfahren, bis die Info am Ende der Kette (dem sogenannten 'Point') angelangt ist. Ein weiterer Unterschied vieler Mailboxnetze ist die Form der Datenweitergabe von Einträgen in 'schwarzen Brettern' und E-Mail. Beim Fidonetz werden die Daten grundsätzlich nach dem gleichen Verfahren transportiert, es wird hier in 'personal mail' (entpricht E-Mail) und 'netmail' (entspricht News) unterschieden. Inzwischen wird bei fast allen größeren Mailboxen neben den lokalen Informationen auch ein Zugang zum Internet in Form von News und E-Mail geboten. Außerdem gibt es Übergänge (Gateways) zwischen den Netzen.

Die verschiedenen Online-Dienste zeichnen sich durch teilweise sehr unterschiedliche Angebote aus. Die beiden größten in Deutschland sind AOL und T-Online. Sie bieten alle ein großes Angebot an Tagesinformationen (Agenturnachrichten, Börseninformationen etc.), Computerinformationen und elektronischen Treffpunkten (Diskussionsforen und Konferenzen).

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