:: wikimiki.org ::

Internetworking

Internetworking

Mit dem englischstammigen Begriff Internetworking ist die Verbindung räumlich getrennter Netzwerke miteinander (Internet) und die Kommunikation miteinander über diese Netze (working) gemeint. (Interpretationsversuch)

Problemstellung

- Wie wird zwischen verschiedenen LAN- und WAN-Technologien vermittelt?
- Wie findet ein Paket im komplexen Netzwerk sein Ziel?
- Wie kommt der Paketvermittler (Router) zu seiner Routingtabelle?
- Wie werden Überlastsituationen vermieden?
- Wie geht man mit Übertragungsfehlern um? Lösung: Internetworking

Prinzip

Das Internet besteht aus zahlreichen unterschiedlichen Technologien, die zu einem homogen (gleichartig) wirkenden Netzwerk zusammengeschlossen werden. Bild:Internetworking1.png ATM, Ethernet, ISDN Umgesetzt wird die Vereinheitlichung durch eine einheitliches Protokoll. Dieses Protokoll ordnet sich in das TCP/IP Schichtenmodell in die Internetschicht (auch Vermittlungsschicht oder engl. Internet/Network Layer), oberhalb der Technologiegebundenen Schichten, ein.

Protokolle der Internetschicht

- IP (Internet Protokoll)
- ICMP (Internet Control Message Protocol)
- ARP (Address Resolution Protocol)
- RARP (Reverse Address Resolution Protocol)
- OSPF (Open Shortest Path First)
- BGP (Border Gateway Protocol)

Internetprotokolle

Die Illusion eines einzigen einheitlichen Kommunikationssystems wird durch die Internet-Protokollsoftware erzeugt. Über diese (z.B. TCP/IP-Protokollfamilie) müssen sämtliche Hosts und Schnittstellen (Zwischen-, Vermittlungssysteme) im Netzwerk verfügen.
- IPv4
- IPv6

Zwischen- Vermittlungssysteme

Was hält das Internet zusammen?
- Repeater
- Bridges (Switches)
- Router
- Gateways Kategorie:Netzwerkarchitektur Kategorie:Internet

Rechnernetz

Ein Rechnernetz ist ein Zusammenschluss von verschiedenen technischen, primär selbstständigen elektronischen Systemen (insbesondere Computern, aber auch Sensoren, Aktoren, Funktechnologischen Komponenten usw.), der die Kommunikation der einzelnen Systeme untereinander ermöglicht. Die Kommunikation erfolgt über verschiedene Protokolle, die mittels des ISO/OSI-Modells strukturiert werden können. Obwohl in der Praxis kein Rechnernetz das ISO/OSI-Modell vollständig abbildet, ist es von entscheidender Bedeutung für das Verständnis von Rechnernetzen, da hierbei aus kleinen grundlegenden Strukturen durch Verknüpfung, größere und komplexere Strukturen gebildet werden. Dabei greifen höhere (komplexere) Protokollschichten auf die Funktionalitäten von einfacheren darunterliegenden Protokollschichten zu. Ein wichtiges Prinzip dabei ist, dass man den meisten Protokollschichten jeweils (Nutz-)Daten (Payload) zum Transport übergeben kann. Die Protokollschicht fügt zu diesen Nutzdaten (deren Inhalt sie weitgehend ignoriert) vorne und teilweise hinten weitere Daten an, die für die Abwicklung des Transportes durch die Protokollschicht wichtig sind. Jedoch gibt es auch hiervon Ausnahmen, da einige Protokolle nicht dazu gedacht sind fremde Nutzdaten zu transportieren, sondern ausschließlich als eigenständige Informationssysteme für bestimmte Aufgaben fungieren. Die allgemein bekannteste Netzstruktur ist das Internet und die bekanntesten Protokolle sind das TCP und das IP Protokoll, jedoch spielen auch im Internet eine Reihe weiterer Protokolle wichtige Rollen und das Internet selbst ist kein homogenes Netz sondern ist aus einer Vielzahl teils recht unterschiedlich konzipierter Teilnetze aufgebaut, die nur die oberen Protokollschichten gemeinsam haben und die Nutzdatenübertragung auf den unteren Protokollschichten teilweise sehr unterschiedlich handhaben. Rechnernetze können unter anderem anhand der folgenden Kriterien klassifiziert werden.
- Organisatorische Abdeckung
- Übertragungsweg / Übertragungstechnologie

Topologien

IP Dies ist eine relativ leicht zu verstehende Eigenschaft die für das Grundverständnis wichtig ist. Unter der Topologie versteht man die Art wie die verschiedenen beteiligten Komponenten (also zumeist Rechner) im Netz durch physische oder logische Leitungswege verbunden sind. Theoretisch könnte man jeden Rechner mit jedem anderen beteiligten Rechner direkt verbinden. Dies ist in der Praxis aber nicht praktikabel. Deshalb bildet man Netze in denen es Verbindungen und Knoten gibt über die man ggf. über mehrere Zwischenpunkte von jedem Bereich des Netzes zu jedem anderen Bereich des Netzes kommen kann. Es gibt eine Reihe von Grundstereotypen, die so in dieser klaren Form jedoch selten in der Praxis auftreten. Bei der Stern-Topologie gibt es einen zentralen Verteilpunkt, der ggf. alles kontrollieren kann, aber ohne den nichts funktioniert. Bei der Baum-Topologie benutzt man einen ähnlichen Ansatz den man jedoch hierarchisch staffelt. In der Ring-Topologie hat jeder Rechner eine Position in einem Ring und ist nur mit seinen Nachbar verbunden. Das vermaschte Netz ist eine praktische Form in der jeder Rechner mit mehreren Nachbarn verbunden ist und redundante Wege existieren, sodass selbst beim Ausfall einer Leitung das Netz noch über eine andere Leitung verbunden bleibt. In einem Bus greifen alle beteiligten Rechner auf ein gemeinsam und von allen genutztes Medium zu, wodurch es zu Kollisionen darauf kommen kann. Die Zell-Topologie spielt bei Funknetzen mit ihren speziellen Zugriffseigenschaften eine besondere Rolle. In der Praxis treten fast immer Mischformen dieser Stereotype auf und es gibt noch eine Reihe von Bezeichnungen für bestimmte Spezialformen. Nähere Details hierzu siehe unter dem Stichwort Topologie Netze.

Organisatorische Abdeckung

Dieses Kriterium wird oft benutzt da es weniger kompliziert erscheint als andere Eigenschaften von Netzen. In der Praxis hat diese Unterscheidung aber nur begrenzte Bedeutung.
- lokale Netze
- Personal Area Network (PAN)
- Wireless Personal Area Network (WPAN) als Begriff
- Local Area Network (LAN)
- Wireless LAN (WLAN) als Begriff
- nicht-lokale Netze
- Metropolitan Area Network (MAN)
- Wide Area Network (WAN)
- Global Area Network (GAN)
- Virtual Private Network (VPN)

Übertragungsweg

Drahtgebundene Netze

Ethernet

Die verbreitetste Technik bei drahtgebundenen Netzen ist das Ethernet, das einem vor allem in lokalen Firmennetzen und Heimnetzen begegnet. Es ist leitungsgebunden und wird heute in den Ausprägungen 10-Base-T, 100-Base-Tx und 1000-Base-Tx benutzt. Dabei bezeichnet die Zahl jeweils die theoretische maximale Übertragungsgeschwindigkeit von 10, 100 oder 1000 Mbit pro Sekunde und T sagt aus dass es sich um ein gedrilltes Kupferkabel handelt (Twisted Pair). Je nach Geschwindigkeit ist ein Kabel der entsprechenden Qualität nötig die CAT[Nummer] genannt wird. Für 100 Mbit ist dies z.B. CAT5, bei 1000 Mbit CAT5e, CAT5+ oder CAT6 zu verwenden. Früher war die Ethernetvariante 10Base2 mit koaxialen Kabeln verbreitet, die aber seit dem Jahr 2000 weitgehend ausgestorben ist. Dennoch rührt von dieser Zeit der Name Ethernet, der suggeriert, dass man über einen Art "Äther" funkt. Hintergrund war, dass sich viele Rechner einen gemeinsamen Ethernet-Strang teilten und es so auch zu Störungen bei gleichzeitiger Nutzung kommen konnte (sogenannte Kollisionen). Das "Zugriffsverfahren" nennt sich dabei CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection), wobei jeder Rechner erst lauscht ob die Leitung (Carrier) frei ist und wenn ja, dann einfach sendet. Hat er Pech gibt es dennoch eine Kollision, weil noch ein Rechner dasselbe tut. Diese Kollision wird erkannt (Collsion Detection) und beide probieren es zu einem zufälligen Zeitpunkt später erneut. Zudem musste jeder Rechner der den Ethernetstrang benutzte wissen wann er gemeint war. Dazu wurde die sogenannte MAC (Media Access Control) Schicht eingeführt, die den gleichzeitigen Zugriff auf dem gemeinsam genutzten Medium regelte. Dabei bekam jeder beteiligte Rechner eine eigene eindeutige MAC Adresse und es gab Verfahren wie sich alle Rechner beim Auftreten einer Kollision zu Verhalten hatten. In der Praxis hat das Ethernet/MAC Protokoll den Vorteil dass es bei geringem Datenverkehr sehr schnell und einfach funktioniert, da jeder sofort losfunken kann. Jedoch treten bei höherem Datenverkehr mehr und mehr Kollisionen im gemeinsam genutzen Netzabschnitt auf, die den Datenverkehr irgendwann ganz zusammen brechen lassen können. In der Praxis funktionierten solche Ethernet Netze deshalb nur mit geringem Datenverkehr gut. Bei hohem Datenverkehr konnten große Verzögerungen entstehen und theoretisch konnte es einem Rechner passieren, dass er zufällig überhaupt niemals kollisionsfrei etwas senden konnte. Mit dem Aufkommen der Base-T-Varianten und Switchen wurden diese MAC-Verfahren zwar eigentlich wieder unwichtig, da nun wieder jeder Rechner einen eigenen exklusiven Netzbereich hatte, der durch Switche kontrolliert wurde, jedoch blieb die MAC-Schicht erhalten. Dennoch gibt es heute mit Switchen keine Kollisionsprobleme mehr, wodurch die Leitungen effizienter genutzt werden können, jedoch kann es immer noch zu Staus und Überlastungen an den Switchen kommen.

Token Ring

Einen anderen Weg der Zugriffskontrolle ging das Token Ring-Netz, das heute (2005) vor allem für Netze mit speziellen Qualitätsanforderungen benutzt wird. Der Vorteil von Token Ring-Netzen ist, dass jeder Rechner nach spätestens einer bestimmten Zeit sicherlich etwas senden kann. Dazu wird ein sogenanntes Token (zu deutsch Pfandmünze) in Form eines kleinen Informationspaketes herumgereicht. Wer das Token hat darf eine Weile Nutzdaten senden, hört dann wieder auf und gibt das Token weiter. Die Reihenfolge in der es weitergegeben wird ist genau festgelegt und ringförmig, wodurch man das Token immer wieder bekommt. Token Ring-Netze sind oft so aufgebaut, dass jeder Rechner jeweils mit seinen zwei Nachbarn im Ring direkt verbunden ist und diesen entweder das Token weiterreicht oder eine Information übergibt die sich entweder behalten oder weitergeben, je nachdem für wen sie bestimmt ist. Es gibt auch eine Variante die sich Token Ring over Ethernet nennt. Dabei hängen alle Rechner in einem gemeinsam genutzten Ethernet zusammen, aber geben sich dort jeweils ein Token reihum weiter (Token-Passing), wodurch Kollisionen vermieden werden und die Leitung besser genutzt wird. Das komplizierte an diesem virtuellen Ring ist, dass ersteinmal geklärt werden muss welche Rechner existieren und welche Reihenfolge die im virtuellen Ring einnehmen. Zudem muss man erkennen wenn neue Rechner hinzukommen oder bestehende im Ring verschwinden. Wirklich wichtig sind die Eigenschaften von Token Ring-Netzen in sicherheitskritischen Netzen, in denen es wichtig ist, präzise zu wissen wie lange es maximal dauert, bis eine Nachricht gesendet werden kann. Dies lässt sich leicht anhand der Anzahl der Rechner, also an der Länge des Rings ermitteln. Solche Netze werden zum Beispiel in der Automobiltechnik und Finanzbranche für kritische Systeme eingesetzt. Einige weitere Netztypen sind:
- ARCNET
- FDDI – Glasfaserkabel
- ATM Weiteres Zugriffsverfahren:
- CSMA/CA

Drahtlose Netze

Verbreitete Techniken bei drahtlosen Netzen sind

Infrastruktur-Netze

- Mobilfunknetze wie GSM oder UMTS
- WLANs im Infrastruktur-Modus, das heißt mit Schnittstelle zu einem drahtgebundenen Netz mittels Wireless Access Points. Am weitesten verbreitet sind WLANs vom Typ 802.11

spontane Adhoc-Netze (siehe MANET)

- WLANs vom Typ 802.11 im Ad-hoc-Modus. In diesem Modus kommunizieren die Geräte des Netzes ohne zusätzliche Infrastruktur.
- die mit sehr geringer Reichweite Geräte in unmittelbarer Umgebung verbinden, sog. Wireless Personal Area Networks (WPAN)
- der Standard Bluetooth (siehe auch Toothing)
- Netzstrukturen für Sensornetze, aktuelles Forschungsgebiet

Sprachliche Betrachtung von Netz und Netzwerk

Das englische net wird traditionell in der Fischerei verwendet. Außerhalb dieses Bereichs spricht man hingegen von network. Im Deutschen steht Netzwerk traditionell nur für das Maschenwerk eines Fischernetzes. Außerhalb der Fischerei wird nur Netz (Stromnetz, nicht -werk; Telefonnetz) verwendet. Dieser Argumentation folgend ist Computernetzwerk eine falsche Übersetzung aus dem Englischen und Rechnernetz bzw. Computernetz der korrekte Begriff (siehe auch
- Bastian Sick: [http://www.spiegel.de/kultur/zwiebelfisch/0,1518,315833,00.html ZWIEBELFISCH-ABC:Netz/Netzwerk]. In: Spiegel-Online).

Literatur

- Andrew S. Tanenbaum: Computernetzwerke. Pearson Studium 2003 ISBN 3827370469
- Douglas Comer: Computernetzwerke und Internets. Pearson Studium 2001 ISBN 382737023X
- Frank R. Walther: Networkers Guide. Pearson / Markt+Technik 2000/2003 ISBN 3-8272-6502-9

Siehe auch

- OSI-Modell
- LAN
- WAN
- TCP/IP
- Internetworking
- Netzwerksicherheit
- VPN (Virtuelles Privates Netzwerk)
- Feldbus (Netzwerke für die Automatisierungstechnik)
- LAN-Analyse
- Peer-to-Peer
- Client, Server
- Corporate Network
- Fiber To The Desk

Weblinks

- [http://www.itse-guide.de/kategorie/7 Artikel zum Thema Netzwerk]
- [http://www.multi-online.com Netzwerk von A-Z]
- [http://www.robsite.de/tutorials.php?tut=netzwerk Infos/Tutorials]
- [http://www.netzwerk-community.de Netzwerk-Community - Knowledgebase, Forum,... zur Netzwerktechnik] Kategorie:Computernetzwerk ja:コンピュータ・ネットワーク simple:Computer network th:เครือข่ายคอมพิวเตอร์ zh-min-nan:Tiān-náu bāng-lō·

Kommunikation

Kommunikation (lat. communicare „teilen, mitteilen, teilnehmen lassen; gemeinsam machen, vereinigen“) bezeichnet auf der menschlichen Alltagsebene den wechselseitigen Austausch von Gedanken in Sprache, Gestik, Mimik, Schrift oder Bild. Im erweiterten Sinn ist Kommunikation das wechselseitige Übermitteln von Daten oder von Signalen, die einen festgelegten Bedeutungsinhalt haben, auch zwischen tierischen und pflanzlichen Lebewesen und technischen Objekten oder Systemen. Der Begriff ist eng verwandt mit dem der Interaktion, in vielen Bereichen sind diese Begriffe sogar synonym, besonders dann, wenn Wechselseitigkeit für den Kommunikationsbegriff vorausgesetzt wird.

Definition und Zusammenhang

Interaktion einen Brief" von Ilja Repin (1880)]] Eine allgemein anerkannte Definition des Begriffs existiert nicht. Ein Ansatz besagt, dass die Teilnehmer einer Kommunikation Menschen aber auch andere Lebewesen oder Objekte (insbesondere Geräte) sein können. Demnach kann auch zwischen Menschen und Dingen eine Kommunikation stattfinden, etwa zwischen Mensch und Computer nach dem Schlagwort der „Mensch-Maschine-Kommunikation“. Diskutiert wird vor allem, ob die Teilnehmer einer Kommunikation Individuen sein müssen, beziehungsweise ob jeder Kommunikation ein Bewusstsein zu Grunde liegt (siehe Turing-Test). In den technischen Disziplinen wird dies verneint und die Kommunikation als ein Prozess betrachtet, der den Zustand des Empfängers verändert. Aus philosophischer Sicht ist fraglich, ob es Kommunikation ohne "Verständnis" und "Erinnerung" überhaupt geben kann. Umstritten ist auch, ob Kommunikation intentional sein muss und ob es einseitige Kommunikation gibt.
- Vertikale Kommunikation ist die Kommunikation von Höhergestellten mit Untergebenen (auch komplementäre Kommunikation).
- Horizontale Kommunikation meint die Kommunikation von Gleichgestellten untereinander (auch symmetrische Kommunikation).

Kommunikation in verschiedenen Wissenschaftsbereichen

- Kommunikation (Soziologie) (auch:Soziale Interaktion und Interpersonelle Kommunikation)
- Kommunikationswissenschaft
- Informationswissenschaft
- Medienwissenschaft
- Informationstheorie
- Sprechakttheorie
- Linguistik
- Semiotik
- Kommunikation (Biologie)
- Kommunikation (Informationstheorie)
- Kommunikation (Astronomie)
- Kommunikation (Konstruktivismus)
- Kommunikation (Kybernetik)
- Kommunikation (Nachrichtentechnik)
- Kommunikation (Psychologie)
- Kommunikation (Systemtheorie)
- Kommunikation (Wirtschaft)
- Kommunikation (Unterricht) Weitere Übersichten in: Kommunikationsmodell

Speziellere Bereiche

Nach den beteiligten Sendern und Empfängern, Techniken und Einzugsbereichen wird unterschieden zwischen: # Computervermittelte Kommunikation # Mensch-Maschine-Kommunikation # Digitale Kommunikation # Gruppenkommunikation # Individualkommunikation # Intimkommunikation # Massenkommunikation # Telekommunikation # Zwischenmenschliche Kommunikation #
- Nonverbale Kommunikation #
- Vokale Kommunikation #
- Visuelle Kommunikation #
- Parasprache #
- Gesprochene Sprache #
- Unterstützte Kommunikation #
- Gebärden-unterstützte Kommunikation #
- Gestützte Kommunikation

Siehe auch

- Information
- Information und Kommunikation
- Interaktion
- Diskussion
- Symbol
- Informationstheorie
- Interkulturelle Kommunikation
- Historische Kommunikation
- Probleme der Kommunikation
- Mediation
- Gewaltfreie Kommunikation
- Asymmetrische Information
- Verkaufspsychologie
- Medien
- Medienrecht
- Portal:Verhandlung und Verkauf
- Portal:Wissen, Information, Kommunikation und Medien

Literatur

Menschliche Kommunikation

- Paul Watzlawick Menschliche Kommunikation. Formen, Störungen, Paradoxien ISBN 3-456-82825-X
- Virginia Satir Kommunikation, Selbstwert, Kongruenz ISBN 3-87387-018-5
- Oliver Jahraus, Nina Ort Bewußtsein, Kommunikation, Zeichen ISBN 3-484-35082-2
- Heinz von Foerster, Ernst von Glasersfeld, Peter M. Hejl Einführung in den Konstruktivismus ISBN 3-492-21165-8
- Bernhard Badura, Klaus Gloy Soziologie der Kommunikation ISBN 3-7728-0363-6
- Roland Burkart Kommunikationswissenschaft ISBN 3-205-98185-5
- Kurt Koszyk, Karl Hugo Pruys Handbuch der Massenkommunikation ISBN 3-423-04370-9
- Helmut Glück Metzler-Lexikon Sprache ISBN 3-476-01519-X
- Christiane Grosser Kommunikationsform und Informationsvermittlung ISBN 3-8244-4000-8
- Dirk Baecker Kommunikation ISBN 3-379-20119-7
- Friedemann Schulz von Thun Miteinander reden 1. Störungen und Klärungen. Allgemeine Psychologie der Kommunikation. Reinbek (Rowohlt) 1981. ISBN 3-499-17489-8
- ders. Miteinander reden 2. Stile, Werte und Persönlichkeitsentwicklung. Differentielle Psychologie der Kommunikation. Reinbek (Rowohlt) 1989. ISBN 3-499-18496-6
- ders. Miteinander reden 3. Das 'innere Team' und situationsgerechte Kommunikation. Reinbek (Rowohlt) 1998. ISBN 3-499-60545-7
- Peter Wendl: „Gelingende Fern-Beziehung. Entfernt zusammen wachsen“ ISBN 3-451-20896-2 [http://www.gelingende-fernbeziehung.de] und weitere ausführliche Liste [http://www.uni-leipzig.de/~debatin/lectures/KMW_lit.htm#lili hier]
Technische Kommunikation / Angewandte Linguistik

- Walter Hoffmann Erfolgreich beschreiben - Praxis des technischen Redakteurs; Organisation, Textgestaltung, Redaktion ISBN 3-8007-1652-6
- W. Sturz, C. Walling-Felkner Praxishandbuch Technische Dokumentation ISBN 3-8111-7088-0
- H.P. Krings Wissenschaftliche Grundlagen der Technischen Kommunikation ISBN 3-8233-4543-5
- Norbert Groeben Leserpsychologie. Textverständnis - Textverständlichkeit ISBN 3-402-04298-3
- Anne Lehrndorfer Kontrolliertes Deutsch. Linguistische und sprachpsychologische Leitlinien für eine (maschinell) kontrollierte Sprache in der Technischen Dokumentation ISBN 3-8233-5080-3
- Susanne Göpferich Interkulturelles 'Technical Writing' (2003) ISBN 3-8233-4760-8 und weitere ausführliche Liste [http://www.cabeweb.de/help/tdliteratur.htm hier]
Maschinenkommunikation

- Albrecht Beutelspacher Kryptologie - Eine Einführung in die Wissenschaft vom Verschlüsseln, Verbergen und Verheimlichen ISBN 3-528-58990-6
- Arno Bammé, Günther Feuerstein, Renate Genth Maschinen- Menschen, Mensch-Maschinen. Grundrisse einer sozialen Beziehung ISBN 3-499-17698-X
- Hubert L. Dreyfus Die Grenzen der künstlichen Intelligenz. Was Computer nicht können ISBN 3-7610-8369-6 und weitere ausführliche Liste [http://lingua1.phil.uni-jena.de/srk/literat2.html hier]
Biochemische Kommunikation

- William H. Calvin Wie aus Neuronen Bewußtsein entsteht ISBN 3-446-17279-3
- Philip E. Stanley, Larry J. Kricka Bioluminescence and Chemilunimescence ISBN 9812381562
- Imre Kerner, Dagny Kerner Der Ruf der Rose. Wie Pflanzen fühlen und wie sie mit uns kommunizieren ISBN 3-462-02166-4
- F. Lottspeich, H. Zorbas Bioanalytik ISBN 3-8274-0041-4
- G.-J. Krauß, J. Miersch Chemische Signale ISBN 3-7614-0707-6 und weitere ausführliche Liste (alternativ) [http://www.datadiwan.de/netzwerk/index.htm?/moch/moch_4.htm#--139 hier] sowie konservativ/naturwissenschaftlich [http://www.biochemtech.uni-halle.de/pflanze/kvv.html hier]
Zitat

- Dürfte ich das Unwort des Zeitalters bestimmen, so käme nur eines in Frage: kommunizieren. Ein Autor kommuniziert nicht mit seinem Leser. Er sucht ihn zu verführen, zu amüsieren, zu provozieren, zu beleben. Welch einen Reichtum an (noch lebendigen) inneren Bewegungen und entsprechenden Ausdrücken verschlingt ein solch brutales Müllschluckerwort! Mann und Frau kommunizieren nicht miteinander. Die vielfältigen Rätsel, die sie einander aufgeben, fänden ihre schalste Lösung, sobald dieser nichtige Begriff zwischen sie tritt. Ein Katholik, der meint, er kommuniziere mit Gott, gehört auf der Stelle exkommuniziert. Zu Gott betet man, und man unterhält nicht, sondern man empfängt eine Heilige Kommunion. All unsere glücklichen und vergeblichen Versuche, uns mit der Welt zu verständigen, uns zu berühren und zu beeinflussen, die ganze Artenvielfalt unserer Erregungen und Absichten fallen der Ödnis und der Monotonie eines soziotechnischen Kurzbegriffs zum Opfer. Damit leisten wir dem Nichtssagenden Vorschub, das unsere Sprache mit großem Appetit auffrisst. – Botho Strauß (Der Untenstehende auf Zehenspitzen, 2004, ISBN 3-446-20491-1)
Weblink

- [http://www.mfk.ch/ Museum für Kommunikation]
- [http://www.forum-ev.org/ Berliner KommunikationsFORUM e.V.] ! ja:通信 simple:Communication th:การสื่อสาร

Local Area Network

Unter einem Local Area Network (LAN) versteht man ein Computernetz innerhalb eines räumlich begrenzten Bereiches in der Größe von maximal etwa 1 km². Local Area Networks sind größer als Personal Area Networks, aber kleiner als Metropolitan Area Networks, Wide Area Networks und Global Area Networks. LANs sind als feste Installation dort zu finden, wo mehrere Computer über kleine Entfernungen an einem bestimmten Ort dauerhaft vernetzt werden sollen. Für einzelne Veranstaltungen wie technikorientierten Kongressen, zum Beispiel dem Chaos Communication Congress, oder LAN-Partys werden sie auch temporär aufgebaut. Ein LAN kann mittels verschiedener Technologien aufgebaut werden. Ethernet über Twisted-Pair-Kabel, speziell Fast Ethernet mit bis zu 1000 MBit/s (125 MByte/s) Datendurchsatz (Gigabit-LAN), ist der am weitesten verbreitete Standard. Zunehmend unbedeutender sind Token Ring, FDDI und ARCNET. Drahtlose lokale Netze nennt man Wireless LAN, sie werden meist mittels eines Standards aus der Gruppe IEEE 802.11 realisiert, die zum kabelgebundenen Ethernet weitgehend kompatibel sind. Tragende Elemente eines LANs sind Repeater, Hubs, Bridges und Switches. In der Regel stellt ein LAN genau eine Broadcast-Domäne dar, also den Bereich eines Rechnernetzes, in dem alle angeschlossenen Geräte mit ihrer Hardware-Adresse (MAC-Adresse) auf Schicht 2 des ISO/OSI-Referenzmodells (data link layer, Sicherungsschicht) direkt miteinander kommunizieren können. Ein Broadcast ist eine Nachricht an alle Domänen-Teilnehmer, der diesen Bereich gewöhnlich auch nicht verlässt. Ein LAN kann jedoch auch in mehrere Virtual LANs (VLAN) unterteilt werden, um die Netzkommunikation eines einzelnen physikalischen LANs logisch auf zwei oder mehr VLANs aufzuteilen. Ein Netzteilnehmer kann die Broadcast-Domäne mittels eines Routers (OSI-Referenzmodell: Schicht 3, network layer, Vermittlungsschicht) verlassen, um so Zugang zu anderen Netzen wie zum Beispiel anderen LANs oder dem Internet zu bekommen. Befindet sich im Netz ein Internetrouter, so hat dieser meistens eine im Internet öffentliche IP-Adresse, während den Hosts im LAN private IP-Adressen zugeteilt sind. Damit die Hosts mit dem Internet kommunizieren können, wird auf dem Router Masquerading, ein Spezialfall des NATs, betrieben. Vor allem in größeren Netzen werden Router aber auch innerhalb eines LANs eingesetzt, um nicht zu viele Teilnehmer innerhalb einer Broadcast-Domäne zu haben.

Siehe auch

- VPN (Virtuelles Privates Netz)
- SAN (Speichernetz)
- LAN-Analyse
- Computernetz
- Strukturierte Verkabelung
- CSMA/CD
- Ethernet
- Token-Ring
- FDDI
- Corporate Network
- Personal Area Network
- Metropolitan Area Network
- Wide Area Network
- Global Area Network

Weblinks

- [http://www.itse-guide.de/artikel/21 Weiterführende Informationen zu den Netztopologien] Kategorie:IT-Architektur Kategorie:Netzwerkarchitektur Kategorie:Computernetzwerk ja:Local Area Network

Router

Ein Router [] (amerik.)/[] (brit.) ist ein Vermittlungsrechner, der in einem Netz dafür sorgt, dass bei ihm eintreffende Daten eines Protokolls zum vorgesehenen Zielnetz bzw. Subnetz weitergeleitet werden (=Routing).

Arbeitsweise

Router arbeiten auf Schicht 3 (der Netzwerkebene / Network-Layer) des OSI-Referenzmodells. Ein Router besitzt für jedes an ihn angeschlossene Netz eine Schnittstelle (auch Interface). Beim Eintreffen von Daten muss ein Router den richtigen Weg zum Ziel und damit die passende Schnittstelle bestimmen, über welche die Daten weiterzuleiten sind. Dazu bedient er sich einer lokal vorhandenen Routingtabelle, die angibt, über welchem Anschluss des Routers (bzw. welche Zwischenstation) welches Netzwerk erreichbar ist. Für nicht routbare Protokolle muss ein Router mit einer Bridgefunktion verwendet werden, auch Brouter genannt. Am Router endet sowohl die Kollisions- als auch Broadcastdomäne. Will man trotzdem Broadcast basierte Dienste, wie DHCP, benutzen, muss ein so genannter Relay Agent konfiguriert werden. Dieser sorgt dann dafür, dass Broadcasts auch über den Router hinweg ausgebreitet werden. Außerdem sind Ein- und Mehrprotokoll-Router zu unterscheiden. Einprotokoll-Router können nur in homogenen Umgebungen eingesetzt werden. Solche Geräte sind nur in der Lage, z. B. IP zu routen. Daher verlieren diese Router in größeren Umgebungen stark an Bedeutung. Hier kommt es eindeutig darauf an, dass mehrere Protokoll-Stacks unterstützt werden. Wichtig ist hierbei auch die Unterscheidung zwischen gerouteten Protokollen (z. B. IP oder IPX) und Routing-Protokollen. Routing-Protokolle dienen der Verwaltung des Routing-Vorgangs und der Kommunikation zwischen den Routern, die z. B. ihre Routing-Tabellen austauschen (z. B. RIP oder OSPF).

Abgrenzung

Eine Bridge

Router arbeiten medienunabhängig aber protokollabhängig – bei einer Bridge ist dies genau umgekehrt.
- Medienunabhängig bedeutet, dass die Schnittstellen eines Routers Teil unterschiedlicher Netze (wie Token Ring, Ethernet, WLAN – aber auch ISDN oder ATM) sein können. Ein Router kann jedoch auch über nur eine einzige Schnittstelle verfügen und vermittelt dann das Protokoll zwischen unterschiedlichen logischen Netzwerken auf dem selben physikalischen Medium.
- Die Protokollabhängigkeit eines Routers ergibt sich daraus, dass ein Router nur ihm bekannte Protokolle der Schicht 3 des OSI-Referenzmodells weiterleiten kann. Ein Router, der mehrere Protokolle weiterleiten kann (z. B. IP und IPX), wird auch Multi Protocol Router genannt.

Ein Gateway

Deutlich zu trennen sind die Begriffe Router und Gateway. Während ein Router ein bestimmtes Protokoll weiterleitet, erfolgt bei einem Gateway die Umsetzung eines Protokolls in ein anderes. Ein Gateway auf Ebene 3 des OSI-Referenzmodells würde z. B. das Protokoll IP in das Protokoll IPX umwandeln. Allerdings wird auch die IP-Adresse des Routers innerhalb des Netzes oft fälschlich als Gateway bezeichnet.

Bauformen

OSI-Referenzmodell

Backbone-Router

Die Hochgeschwindigkeitsrouter im Internet sind heute hochgradig auf das Weiterleiten von Paketen optimierte Geräte mit mehreren Gigabit Durchsatz pro Sekunde, die in Hardware routen können, d. h. die benötigte Rechenleistung pro weitergeleitetem Paket ist sehr gering. In den frühen Tagen der Rechnervernetzung war es dagegen üblich, handelsübliche Rechner als Router zu benutzen, bei denen das Routing in Software implementiert war.

Software-Router

Neben Hardwaregeräten kann man auch heute noch jeden PC mit entsprechenden Programmen zum Router machen, z. B. Fli4l, ein 1-Disketten-ISDN/DSL-Router, Smoothwall und IPCop, die alle auf Linux basieren. Microsoft Windows bietet in allen Server-Varianten (NT, 2000, 2003 etc.) Routingdienste.

DSL-Router, WLAN-Router

Diese Geräte sind Kombinationen aus verschiedenen Komponenten. So wird die Kombination aus Access Point und Router häufig als WLAN-Router bezeichnet. Es handelt sich hier lediglich um Marketing-Begriffe, da solche Geräte meist auf OSI-Ebene 2 arbeiten und somit keine Router sind.

Aussprache

Uneinigkeit gibt es bei der Aussprache des Wortes Router. Im britischen Englisch findet man in der Regel , während man im US-amerikanischen Englisch eher von spricht.

Siehe auch

- Brouter & Layer-3 Switch
- Routing
- Speichervermittlung
- VLAN
- Bridge
- Hub
- Switch
- Repeater
- Common Open Policy Service (Kommunikation zwischen Routern) Kategorie:Netzwerkgerät ja:ルーター

Internet

Das Internet (Abkürzung für engl. Interconnected Networks, oder lat. inter, zwischen – also das (Über-)Netzwerk) ist ein weltweites Netzwerk voneinander unabhängiger Netzwerke. Es dient der Kommunikation und dem Austausch von Informationen. Jeder Rechner eines Netzwerkes kann dabei prinzipiell mit jedem anderen Rechner kommunizieren. Die Kommunikation der einzelnen Rechner erfolgt über definierte Protokolle zum Datenaustausch. Umgangssprachlich wird „Internet“ häufig als Synonym für das World Wide Web verwendet, das jedoch nur einer von vielen Diensten des Internets ist.

Geschichte

Dieser Abschnitt ist eine kurze Zusammenfassung. Siehe auch Geschichte des Internets. Das Internet ging aus dem Ende der 1960er Jahre entstandenen ARPANET hervor, einem Projekt der Advanced Research Project Agency (ARPA) des US-Verteidigungsministeriums. Es wurde benutzt, um Universitäten und Forschungseinrichtungen zu vernetzen um die knappen Rechenkapazitäten sinnvoll zu nutzen, erst in den USA, später dann auch weltweit. Die anfängliche Verbreitung des Internets ist eng mit der Entwicklung des Betriebssystems Unix verbunden. Nachdem das ARPANET 1982 TCP/IP adaptierte, begann sich auch der Name Internet durchzusetzen. Nach einer weit verbreiteten Legende bestand das ursprüngliche Ziel des Projektes vor dem Hintergrund des Kalten Krieges in der Schaffung eines verteilten Kommunikationssystems, um im Falle eines Atomkrieges eine störungsfreie Kommunikation zu ermöglichen [http://www.zeit.de/2001/28/200128_stimmts_internet_xml [Drösser]]. In Wirklichkeit wurden aber vorwiegend zivile Projekte gefördert, auch wenn die ersten Knoten von der Advanced Research Projects Agency finanziert wurden. Rasanten Auftrieb erhielt das Internet seit Anfang der 1990er durch das World Wide Web, kurz WWW, als der erste grafikfähige Webbrowser namens Mosaic veröffentlicht und zum kostenlosen Download angeboten wurde. Das WWW wurde im CERN (bei Genf) von Tim Berners-Lee entwickelt. Schließlich konnten auch Laien auf das Netz zugreifen, was mit der wachsenden Zahl von Nutzern zu vielen kommerziellen Angeboten im Netz führte. Der Webbrowser wird deswegen auch als die Killerapplikation des Internet bezeichnet. Das Internet ist ein wesentlicher Katalysator der Digitalen Revolution. Neue Techniken verändern das Internet und ziehen neue Benutzerkreise an: IP-Telefonie, Groupware wie Wikis, Blogs, Breitbandzugänge (zum Beispiel für Vlogs und Video on Demand), Peer-to-Peer-Vernetzung (vor allem für File Sharing) und Online-Spiele (z.B. Rollenspiele, Egoshooter, ...). Eine ausführliche Fassung der Geschichte (in Textform) gibt es im Artikel Geschichte des Internets. Eine chronologische Auflistung der Ereignisse findet man im Artikel Chronologie des Internets.

Aufbau und Struktur

Chronologie des Internets, LAN)]] Das Internet besteht unter anderem aus:
- Firmennetzwerken, über welche die Computer einer Firma verbunden sind,
- Providernetzwerken, an die die Rechner der Kunden eines Internet-Providers angeschlossen sind und
- Universitätsnetzwerken. An Internet-Knoten werden die verschiedenen Netzwerke über leistungsstarke Verbindungen (Backbones) miteinander vernetzt. Ein solcher Internet-Knoten kann prinzipiell beliebig viele Netzwerke miteinander verbinden. Am DE-CIX in Frankfurt am Main, dem größten Internet-Knoten Deutschlands, sind es beispielsweise mehr als hundert Netzwerke. Da das ARPANET als dezentrales Netzwerk möglichst ausfallsicher sein sollte, wurde schon bei der Planung beachtet, dass es keinen Zentralrechner, keinen zentralen Internet-Knoten sowie keinen Ort geben sollte, an dem alle Verbindungen zusammenlaufen. Diese geplante Dezentralität wurde jedoch auf der administrativen Ebene des Internet nicht durchgängig eingehalten. Die Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN), die zuständige Organisation für die Pflege der Zuordnung von IP-Adressen auf Domain-Namen, untersteht wenigstens indirekt dem Einfluss des US-Wirtschaftsministeriums und unterhält Root-Server in zahlreichen Ländern. Um den Einfluss der Vereinigten Staaten auf das Domain Name System einzugrenzen, wurde das freie Open Root Server Network aufgebaut. Die netzartige Struktur sowie die Heterogenität des Internets sorgen für eine sehr hohe Ausfallsicherheit. Für die Kommunikation zwischen zwei Nutzern des Internets existieren meistens mehrere mögliche Kommunikationswege. Erst bei der tatsächlichen Datenübertragung wird entschieden, welcher Weg benutzt wird. Dabei können zwei hintereinander versandte Datenpakete beziehungsweise eine Anfrage und die Antwort je nach Auslastung auch verschiedene Kommunikationswege durchlaufen. Deshalb hat der Ausfall einer physikalischen Verbindung im Internet meistens keine schwerwiegenden Auswirkungen, sondern kann durch die Verwendung alternativer Kommunikationswege ausgeglichen werden. Privatpersonen greifen auf das Internet entweder über einen Schmalband- (zum Beispiel per Modem oder ISDN) oder Breitband-Zugang (zum Beispiel DSL oder Kabelmodem) eines Internet-Providers zu, siehe auch Internet by Call. Firmen oder staatliche Einrichtungen sind häufig per Standleitung mit dem Internet verbunden. Die einzelnen Arbeitsplatzrechner erhalten dabei meistens eine private IP-Adresse, die per NAT maskiert wird. Auf diese Rechner kann aus dem Internet nicht direkt zugegriffen werden, was meistens zwar aus Sicherheitsgründen erwünscht ist (siehe auch: Firewall), aber auch einige Nachteile hat.

Technik

Das Internet fußt auf der einheitlichen TCP/IP-Protokollfamilie, welche die Adressierung und den Datenaustausch zwischen verschiedenen Computern und Netzwerken standardisiert. Ein großer Vorteil ist, dass die Kommunikation völlig unabhängig von den verwendeten Betriebssystemen und Netzwerktechnologien geschehen kann. Das Domain Name System (DNS) ist ein wichtiger Teil der Internet-Infrastruktur. Um einen bestimmten Computer ansprechen zu können, identifiziert ihn das IP-Protokoll mit einer eindeutigen IP-Adresse. Dabei handelt es sich bei der heute üblichen Version IPv4 um 4 Byte (Zahlen im Bereich von 0 bis 255), die durch einen Punkt getrennt angegeben werden, beispielsweise 214.235.81.190. Man kann sich diese Zahl als eine Art Telefonnummer mit dem DNS als Telefonbuch vorstellen. Das DNS ist eine verteilte Datenbank, die einen Übersetzungsmechanismus zur Verfügung stellt: Ein für Menschen gut merkbarer Domänenname (zum Beispiel „wikipedia.de“) kann in eine IP-Adresse übersetzt werden und umgekehrt. Dies geschieht – vom Nutzer unbemerkt – immer dann, wenn er etwa im Webbrowser auf einen neuen Link klickt oder direkt eine Webadresse eingibt. Der Browser fragt zuerst einen ihm bekannten DNS-Server nach der IP-Adresse und verbindet sich dann mit dieser Adresse, um die Inhalte abzurufen. Die Internetstandards und Protokolle des Internets werden in RFCs beschrieben und festgelegt.

Dienste

Das Internet selbst stellt lediglich die Infrastruktur zur Verfügung. Ein Nutzen für die Anwender entsteht erst dadurch, dass basierend auf der Struktur des Internets dem Anwender verschiedene Dienste zur Verfügung stehen. So hat der Dienst des World Wide Webs dem Internet Anfang der 1990er-Jahre erst zum Durchbruch verholfen. Auch heute noch kommen immer neue Dienste hinzu. Die wichtigsten und bekanntesten Dienste sind in der folgenden Tabelle kurz beschrieben. Für ausführlichere Erläuterungen siehe die jeweiligen Artikel.
- Die Anteile der wichtigsten Dienste am globalen Datenverkehr im Jahr 2004, laut einer Studie, die auf Stichproben von 27 international tätigen Carriern beruhte.

Chat-Dienste

Chatdienste dienen der Echtzeitkommunikation in Schriftform über das Internet.

Internetkompetenz

In den 1990er Jahren reagierten die Erziehungsinstanzen angesichts der Verbreitung des Internets als Informationsquelle und Kommunikationsmittel defensiv. Als deutlich wurde, dass es sich nicht um eine Modeerscheinung handelt, wurden in Schulen und Universitäten Programme angeboten, um Jugendliche auf einen kompetenten Umgang mit dem Medium Internet vorzubereiten. Die Förderung umfasst folgende Ziele:
- Die Jugendlichen sollen aus der Fülle an Informationen (Datenbanken, Homepages) diejenigen heraussuchen können, die sie brauchen und deren Zuverlässigkeit prüfen.
- Die Jugendlichen sollen kompetent interagieren und mit einer hohen Menge unstrukturierter Impulse (z.B. Mails) produktiv umgehen können.
- Die Jugendlichen sollen selbst qualitativ hochwertige Inhalte erstellen und ins Netz setzen können (z.B. Homepages).

Internetzusammenbrüche

Im Bereich der Katastrophenforschung werden flächendeckende Missbräuche oder Ausfälle des Internets sehr ernst genommen (D-Gefahren). Ein Zusammenbruch des Internets oder einzelner Teile hätte weitreichende Folgen.

Internetsucht und Computersucht

Mit der steigenden Verbreitung des Internets mehren sich (besonders in den USA) die Fälle von angeblicher "Internetsucht". Das heißt, dass die Betroffenen ihren Internetkonsum nicht mehr steuern können und trotz Problemen (beispielsweise Schlafmangel, Eheprobleme, finanzielle Probleme) weiter online sind. Dies kann weitreichende Folgen haben, wie zum Beispiel Verschuldung und berufliche Probleme. Aber auch gesundheitliche Schäden wie etwa Bewegungsmangel und falsche Ernährung sind möglich. Die Existenz einer "Computersucht" im Sinne einer "Abhängigkeit" von Computerspielen (ob online oder nicht) ist umstritten.

Literatur

- Holger Bleich: [http://www.heise.de/ct/05/07/088/ Bosse der Fasern. Die Infrastruktur des Internet]. In: c't 7/2005, S. 88-93 (21. März 2005)
- Ch. Meinel, H. Sack: [http://www.minet.uni-jena.de/~sack/WWWBuch/ WWW- Kommunikation, Internetworking, Web-Technologien]. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 2004.

Siehe auch

- Medienwissenschaft & Medientheorie
- Netzkultur
- Internetrecht
- Internet Archive
- Internetworking
- Anonymität im Internet
- Internetsucht
- Zensur im Internet
- Weblog
- Internet2
- Internet Society
- Internetstandard

Weblinks

- [http://www.br-online.de/br-intern/medienforschung/onlinenutzung/pdf/Eimeren2004.pdf Internetverbreitung in Deutschland: Potenzial vorerst ausgeschöpft?] - Online-Studie von ARD und ZDF (PDF, 514KB)
- [http://www.netplanet.org/ netplanet - Verstehen Sie mal das Internet] Deutschsprachige Wissensquelle rund um das Internet
- [http://www.iglossar.de Internet Glossar]
- [http://www.wdrmaus.de/sachgeschichten/internet/ Die Sendung mit der Maus: Der Datenweg durchs Internet]
- [http://www.nonliner-atlas.de/ (N)ONLINER Atlas, Deutschlands größte Studie zur Nutzung und Nicht-Nutzung des Internets]
-
- [http://www.internettrafficreport.com/ Internet Traffic Report - Globale Statistik des Internets] ! fiu-vro:Internet ja:インターネット ko:인터넷 ms:Internet simple:Internet th:อินเทอร์เน็ต

Asynchronous Transfer Mode

Asynchronous Transfer Mode (ATM) ist eine Technologie, bei der der Datenverkehr in kleine Pakete, Zellen genannt, mit fester Länge (53 Byte) codiert und über asynchrones Zeitmultiplexing übertragen wird. Die Zellen-Technik hat im Vergleich zu Übertragungstechniken mit variabler Paketgröße (zum Beispiel Ethernet) den Vorteil, dass die Zellen durch sogenanntes Zell-Relay (ähnlich Frame Relay) effizienter weitergeleitet werden können.

Überblick und Entstehungsgeschichte

ATM wurde als Netzwerk-Standard entwickelt, der die synchronen (PDH, SDH) Transporttechnologien verwendet und ihnen weitere nützliche Leistungsmerkmale hinzufügt. Nicht nur leitungsvermittelte Datenübertragung wird von ATM unterstützt, sondern auch paketbasierte wie IP, Frame Relay etc.. Im Gegensatz zur einfachen und robusten Ethernet- oder TCP/IP-Technologie, die in Lastsituationen zu unberechenbaren Ergebnissen führen kann, bietet ATM Garantien hinsichtlich effektiver Bitrate, Delay und Jitter, was gewöhnlich (neben anderen Features) als Quality of Service (QoS) bezeichnet wird. Das Problem, vielfältige Datenströme unterschiedlicher Art zusammenzuführen, also z.B. sowohl mit synchronen als auch paketbasierten Netzwerken zusammenarbeiten zu können, wurde gelöst, indem beide Bitstrom-Arten (synchron oder paketbasiert) an den Schnittpunkten auf einen neuen Bitstrom mit ATM-Zellen umgesetzt werden. Die Zellen werden typischerweise in den Nutzdaten von PDH- oder SDH-formatierten Datenströmen gesendet. Asynchron bei ATM bedeutet, dass Sender und Empfänger mit in weiten Grenzen voneinander abweichenden Taktraten arbeiten können: der Empfänger prüft mittels Header Error Check für jede Zelle neu, ob eine ausreichende Synchronisation besteht, und führt notfalls eine Neusynchronisation durch. In der ursprünglichen Konzeption war ATM die Schlüsseltechnologie für das 'Broadband Integrated Services Digital Network' (Breitband-ISDN), das für das existierende analoge Telefonnetz (Plain Old Telephone System, POTS) das Backbone-Netz bilden sollte. Der komplette ATM-Standard besteht deshalb aus Definitionen für die Layer 1 bis 3 (Bitübertragungsschicht, Sicherungsschicht und Vermittlungsschicht) des OSI-Modells. Federführend bei der Entwicklung der ATM-Standards waren vorwiegend Telekommunikationsfirmen (Telcos), aber auch das amerikanische Department of Defense (DoD). Aus diesem Grunde wurden viele der existierenden Telco-Technologien und -Konventionen in ATM integriert. Heute ist ATM eine Technologie mit sehr großer Leistungsfähigkeit, mit Unterstützung für Anwendungen vom globalen Telco-Netzwerk bis zum privaten LAN. Die ATM-Technik wird vom ATM Forum standardisiert. Fast alle Telcos haben im Backbone-Bereich ATM-Netzwerke eingerichtet, benutzen aber keine ATM-Signalisierung, sondern feste Verschaltungen. Im breitbandigen Zugangsnetz wird als Multiplex-Layer fast ausschließlich ATM genutzt (DSLAM, RAS). ATM konnte sich als Technologie für lokale Netzwerke nur im Hochleistungsbereich durchsetzen. Seine hohe Komplexität und die damit verbundenen Kosten verhinderten den großflächigen Einsatz als integrierte Netzwerklösung im Bürobereich. Einige grundlegenden Prinzipien der ATM-Standards wie z.B. die Möglichkeit, bestimmte Typen des Datenverkehrs zu priorisieren, wurden später in MPLS übernommen, ein allgemeines Protokoll für effizientes Switching unterhalb Layer 3. ATM-Schichten-Modell:

Management-Funktionen (OAM) sind für ATM in wesentlich stärkerem Ausmaß definiert als für IP. Sie umfassen Konfigurationsmanagement, Fehlermanagement und Leistungsmessung. Aufgaben der Schichten: ;Bitübertragungsschicht :physikalische Verbindung zu anderen Systemen, bevorzugtes Medium SDH ;ATM-Schicht :Transport und Vermittlung von ATM-Zellen ;Anpassungsschicht (Adaptionsschicht) (AAL) :Daten der höheren Schichten werden an das Format des Info-Feldes der ATM-Zelle angepasst (Protokollanpassung). Man unterscheidet 5 Diensttypen. Im Rahmen des ATM-Schichtenmodells wird die Zellensynchronisation durchgeführt. Der Empfänger sucht für die Synchronisation den HEC im Zellenkopf. Der HEC besteht aus einer Prüfsumme des restlichen Zellenkopfes. Stimmen die Prüfsummen der ersten 4 Bytes mit dem 5. Byte überein, spricht man von Synchronisation.

ATM-Konzepte

Warum Zellen?

Der Grund für die Benutzung kleiner Daten-"Zellen" war die Reduktion des Jitters beim Multiplexen von Datenströmen. Zu der Zeit, als ATM entwickelt wurde, waren STM-1-Leitungen mit 155 Mbit/s (135 Mbit/s Nutzlast) eine schnelle optische Netzwerkverbindung, wobei viele PDH-Leitungen der damaligen Netzwerke noch ein ganzes Stück langsamer waren, zwischen 1,544 Mbit/s und 45 Mbit/s in den USA, und 2-34 Mbit/s in Europa. Bei diesen Datenraten braucht ein typisches Datenpaket voller Länge (1500 Byte/12000 bit) etwa 89 µs für die Serialisierung der Daten. Bei langsameren Verbindungen, beispielsweise 1,544 Mbit/s T1, bräuchte das gleiche Paket 7,8 Millisekunden. Jetzt stellen wir uns ein auf Pakete aufgeteiltes Sprachsignal vor, das sich die Leitung mit großvolumigem Datenverkehr teilen muss. Egal wie klein die Sprachpakete gemacht werden könnten, sie würden immer auf die Datenpakete voller Größe treffen, und die Wartezeiten, bis die Leitung mal frei ist, wären ein mehrfaches der reinen Serialisierungszeit von 7,8 ms. Für Sprachverkehr war dies ganz klar inakzeptabel. Selbst wenn man den Jitter herausfilterte, war die Verzögerung so groß, dass man sogar im lokalen Netzwerk Echokompensation benötigt hätte. Zu jener Zeit war dies schlichtweg zu teuer. Die ATM-Lösung bestand nun darin, alle Pakete, sowohl Daten als auch Sprache, in 48 Byte große Teile zu splitten und einen Routing-Header von 5 Byte hinzuzufügen, so dass sie später wieder zusammengefügt werden konnten, und diese 53-Byte-Zellen dann anstelle von Paketen zu multiplexen. Dieses Verfahren reduzierte die Warteschleifen-Zeit fast um den Faktor 30, wodurch man sich die Echokompensation sparen konnte. Die Regeln für die Aufteilung und Re-Assemblierung von Paketen und Streams in Zellen werden als ATM Adaptation Layers bezeichnet: Die zwei wichtigsten sind AAL 1, der für Streams (z.B. Sprache) zuständig ist, und AAL 5 für fast alle Arten von Paketen. Welcher AAL jeweils benutzt wird, ist nicht in der Zelle encodiert. Stattdessen wird er zwischen zwei Endpunkten konfiguriert oder auf Basis einer virtuellen Verbindung vereinbart. Seitdem wurden die Glasfasernetze viel schneller. Heute braucht ein Ethernet-Paket voller Länge nur noch 1,2 µs auf einer optischen Verbindung mit 10 Gbit/s Bandbreite, was es eigentlich nicht mehr notwendig macht, kleine Pakete zu verwenden, um die Latenzzeiten kurz zu halten. Einige Leute haben daraus den Schluss gezogen, dass ATM im Netzwerk-Backbone dadurch überflüssig wurde. Für langsamere Verbindungen (2 Mbit/s und kleiner) ist ATM immer noch sinnvoll. Aus diesem Grund nutzen viele ADSL-Systeme ATM zwischen der physischen Schicht und einem Layer-2-Protokoll wie PPP oder Ethernet.

Wozu virtuelle Verbindungen?

ATM beruht auf Verbindungen, die sowohl fest eingerichtet werden können, als auch mittels einer ISDN-ähnlichen Signalisierung nur für eine bestimmte Zeit geschaltet werden können. Für diesen Zweck wurden Virtual Paths (VPs) und Virtual Channels (VCs) definiert. Jede ATM-Zelle hat einen 8 bzw. 12 Bit langen Virtual Path Identifier (VPI) und einen Virtual Channel Identifer (VCI) von 16 bit in ihrem Header. Während diese Zellen das ATM-Netzwerk passieren, wird das Switching durch Änderung der VPI/VCI-Werte erreicht. Obwohl die VPI/VCI-Werte also nicht notwendigerweise von einem Ende der Verbindung zum anderen gleich bleiben, entspricht dies dem Konzept einer Verbindung, da alle Pakete mit gleichen VPI/VCI-Werten den gleichen Weg nehmen (im Gegensatz zu IP, wo ein Paket sein Ziel über eine andere Route erreichen könnte als vorhergehende und nachfolgende Pakete). Virtuelle Verbindungen haben auch den Vorteil, dass man sie als Multiplexing-Layer für unterschiedliche Services (Sprache, Frame Relay, IP, SNA etc.) benutzen kann, die sich dann eine gemeinsame ATM-Verbindung teilen können, ohne sich gegenseitig zu stören.

Traffic-Management mit Zellen und Virtuellen Verbindungen

Ein weiteres Schlüsselkonzept von ATM nennt sich "Traffic Contract", wörtlich ein "Verkehrsvertrag": Wenn eine ATM-Verbindung eingerichtet wird, wird jeder Switch auf dem Weg über die Traffic-Klasse der Verbindung informiert. Traffic Contracts sind Teil des Mechanismus, über den Quality of Service (QoS) realisiert wird. Es gibt vier Grundtypen (mit mehreren Varianten), die jeweils einen Satz mit Parametern der Verbindung beschreiben:
- UBR - Unspecified Bit Rate (unbestimmte Bitrate), der Defaulttyp für "normalen" Traffic. Hier bekommt man an Bandbreite, was übrig ist, nachdem der QoS-Traffic abgewickelt ist.
- CBR - Constant Bit Rate (konstante Bitrate), hier wird eine Spitzenrate (Peak Cell Rate, PCR) angefordert, die dann garantiert wird
- VBR - Variable Bit Rate, hier "bestellt" man eine durchschnittliche Zellenrate, die man aber um einen bestimmten Betrag für eine bestimmte Zeit überschreiten darf (gibt es in Echtzeit- und Non-Echtzeit-Varianten).
- ABR - Available Bit Rate, die Senderate wird anhand der aktuell freien Bandbreite geregelt. Die Regelung erfolgt entweder über das EFCI-Flag im Cellheader oder über spezielle Resource-Management (RM)-Zellen. Das Einhalten der Traffic Contracts wird normalerweise durch "Shaping", eine Kombination aus Warteschleife und Klassifizierung von Paketen, sowie "Policing" erzwungen.

Traffic Shaping

Üblicherweise passiert das Shaping am Eingangspunkt eines ATM-Netzwerkes, es wird dort versucht, den Zellfluss so zu steuern, dass der Traffic Contract eingehalten werden kann. Einfachste Form ist das Peak Cell Rate- (PCR) Shaping, was die maximale Zellrate nach oben auf einen vorgegebenen Wert begrenzt. Shaping innerhalb des ATM-Netzwerkes erfordert Pufferkapazitäten (Buffer Manager), da die Zellen gelegentlich verzögert weitergeleitet werden und es daher zu Zellanhäufung kommt.

Traffic Policing

Um die Netzwerk-Performance zu erhalten, ist es möglich, virtuellen Verbindungen Regeln entgegen ihren Traffic Contracts zu geben. Wenn eine Verbindung ihren Traffic Contract überschreitet, kann das Netzwerk die Zellen entweder selbst verwerfen oder das Cell Loss Priority (CLP)-Bit setzen, um die Pakete für weitere Switches auf dem Weg als verwerfbar zu markieren. Dieses Policing arbeitet also Zelle für Zelle, was zu Problemen führen kann, wenn paketbasierte Kommunikation auf ATM umgesetzt und die Pakete in ATM-Zellen verpackt wurden. Wenn man eine dieser ATM-Zellen verwirft, wird natürlich das ganze vorher segmentierte Paket ungültig. Aus diesem Grund erfand man Schemata wie Partial Packet Discard (PPD) und Early Packet Discard (EPD), die eine ganze Serie von Zellen verwerfen, bis der nächste Frame beginnt (sieh Discard-Protokoll). Dies reduziert die Anzahl redundanter Zellen im Netzwerk und spart Bandbreite für volle Frames. EPD und PPD arbeiten nur mit AAL 5, weil sie das Frame End Bit auswerten müssen, um das Ende eines Paketes festzustellen.

Struktur einer ATM-Zelle

Eine ATM-Zelle besteht aus einem Header von 5 Byte und 48 Byte Nutzlast (Payload). Die Payload-Größe von 48 Bytes ergab sich als Kompromiss zwischen den Bedürfnissen der Sprachtelefonie und denen paketbasierter Netzwerke. Man nahm einfach den Durchschnitt der Paketlängen des amerikanischen (64 Byte) und des europäischen Vorschlags (32 Byte). ATM definiert zwei unterschiedliche Zellen-Formate: NNI (Netzwerk-Netzwerk-Interface) und UNI (User-Netzwerk-Interface). Private ATM-Verbindungen benutzen das UNI-Format, öffentliche ATM-Netzwerke das NNI-Format. Diagramm einer UNI-ATM-Zelle Das PT-Feld wird zur Unterscheidung verschiedener besonderer Arten von Zellen für Wartungs- und Management-Zwecke benutzt. In einer Zelle mit UNI-Headerformat ist das GFC-Feld für eine (bis heute undefinierte) lokale Flusskontrolle zwischen Netzwerk und User reserviert. Wegen dieses geplanten Verwendungszwecks wird die Übertragung der GFC-Bits von öffentlichen ATM-Netzen nicht garantiert. Bis zur Normung der lokalen Flusskontrolle müssen alle vier Bits standardmäßig auf Null gesetzt sein. In privaten Netzen können sie beliebig genutzt werden, falls nicht herstellerspezifische Einschränkungen dies verbieten. Das NNI-Format einer ATM-Zelle ist bis auf das fehlende GFC-Feld mit dem UNI-Format identisch. Diese Bits werden statt dessen benutzt, um das VPI-Feld von 8 auf 12 Bits zu vergrößern. Daher können dann über einen einzigen Port 2¹² VPs mit je 2¹⁶ VCs adressiert bzw. die entsprechende Anzahl von Verbindungen geschaltet werden. Beim UNI-Format sind es nur 256 VPs mit je 2¹⁶ VCs. In der Praxis sind gewöhnlich einige VP/VC-Nummern für besondere Zwecke reserviert und können daher nicht für Nutzverbindungen verwendet werden. Das HEC-Feld (Header Error Correction, Checksumme des Headers) ermöglicht es zu prüfen, ob die ATM-Zelle fehlerfrei übertragen wurde. Ferner dient es der Zellsynchronisation: wenn die empfangende Seite den Zellbeginn nicht korrekt identifiziert hat, nimmt sie auch die falschen Bytes als HEC-Feld und kommt dann solange zu negativen Prüfergebnissen, bis sie sich wieder auf den korrekten Zellbeginn synchronisert hat. Das Prüfen des HEC-Feldes wird von der empfangenden Seite in Echtzeit vorgenommen. Siehe auch: DSS2, DSL, IP, MPLS, DQDB

Weblinks

- [http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/atm/c8540/12_0/13_19/trouble/cells.htm ATM-Zellen-Formate]
- [http://www.breitband-isdn.ch/technic/atm/ Funktionsübersicht ATM] Kategorie: Nachrichtentechnik Kategorie: Computernetzwerk ja:Asynchronous Transfer Mode

ISDN

ISDN ist auch die Abkürzung für den Medikamentwirkstoff Iso-Sorbit-Dinitrat. ---- Integrated Services Digital Network (ISDN) ist ein internationaler Standard für ein digitales Telekommunikationsnetz. Die englische Bezeichnung ist ein nachträglich entstandenes Backronym, da sie werbewirksamer als die ursprüngliche Bedeutung Integriertes Sprach- und Datennetz ist. Sie lässt sich sinngemäß als diensteintegrierendes digitales Netz übersetzen. Über dieses Netz werden verschiedene Dienste wie Fernschreiben (Telex), Teletex, Datex-L (leitungsvermittelte Datenübertragung), Datex-P (paketvermittelte Datenübertragung) und Telefon übertragen und vermittelt. Vor der Einführung des ISDN gab es für die genannten Dienste jeweils eigene Netze, zwischen denen es Übergänge (Gateways) gab, z. B. zwischen Fernschreibnetz und Teletex oder vom Telefonnetz zu den Datex-Netzen. Da das Telefonnetz das bekannteste der genannten Netze ist, wird die Bezeichnung ISDN oft mit Telefon gleichgesetzt. Durch Ablösung des analogen Telefonanschlusses durch Digitaltechnik konnte die Leistungsfähigkeit der Teilnehmeranschlussleitung verdoppelt werden (gleichzeitig 2 Gespräche), dabei blieb die Bedienung der Endgeräte für den Benutzer gleich. Der Zugang zum Internet ist mit ISDN etwas schneller als mit einem Modem. Noch schnelleren Zugang zum Internet bietet die DSL-Technik, die sich mit einem digitalen oder analogen Anschluss die Teilnehmeranschlussleitung teilen kann. Inzwischen gibt es weitere Technologien zum Telefonieren wie GSM, UMTS und IP-Telefonie, die beim Teilnehmer im Wettbewerb stehen. Zur Zeit (2005) bildet ISDN die Basis für alle anderen Telefonnetze. Netztechnisch wurden alle Vermittlungsstellen in Deutschland auf ISDN umgestellt, wobei aber die Teilnehmer nicht digitalisiert werden mussten. Die Kanäle von analog angeschalteten Teilnehmern werden von den Vermittlungsstellen in ein digitales Signal gewandelt und weitervermittelt. Anfang der 2000er besitzt jedes Mitgliedsland der Europäischen Union ISDN-Telekommunikationsstrukturen. In der Bundesrepublik Deutschland ist ISDN flächendeckend verfügbar. Hier befinden sich die Hälfte aller ISDN-Anschlüsse innerhalb Europas und etwa ein Drittel der weltweiten ISDN-Anschlüsse; in Deutschland gibt es mehr ISDN-Anschlüsse als in den USA und Japan zusammen.

Geschichtliche Entwicklung

Siehe auch: Geschichte des Telefons

Weltweit

In den 1970er Jahren erreichte die Digitaltechnik das Telefonnetz und sollte die mechanischen Vermittlungsstellen ersetzen. Damit sollte eine bessere Auslastung der Leitungen und mehr Komfort für die Benutzer erreicht werden. Die zuständige Organisation, das Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT, heute International Telecommunication Union (ITU)), erarbeitete dazu technische Spezifikationen für ein digitales Telefonnetz, die unter dem Namen "ISDN" 1980 verabschiedet wurden.

In Europa

Mitte der 1980er Jahre befürchteten zahlreiche Strategen in der europäischen Elektroindustrie und der EG-Kommission, dass Europa auf dem Gebiet der Telekommunikation gegenüber USA und Japan deutlich ins Hintertreffen geraten würde, wenn es nicht gelingen würde, die staatsmonopolistischen Anachronismen abzuschaffen und den Wettbewerb nationaler Eitelkeiten zu beenden. Um dieses "Horrorszenario" zu verhindern, sollten einheitliche Normen und gemeinsame Märkte geschaffen werden. 1988 wurde dazu von der EG-Kommission das "European Telecommunications Standards Institute" (ETSI) gegründet, das Standards für ein gemeinsames digitales Telefonnetz erarbeiten sollte. Am 6. April 1989 wurde unter ihrer Leitung von 26 Netzbetreibern aus 20 europäischen Ländern der Euro-ISDN-Standard ins Leben gerufen, der die nationalen ISDN-Systeme vereinheitlichen sollte und einige technische Verbesserungen brachte. Im Dezember 1993 erfolgte die Einführung von Euro-ISDN auf der Basis des Memorandum of Understanding on the Implementation of a European ISDN.

In Deutschland

In Deutschland entschied die Deutsche Bundespost 1979, alle Ortsvermittlungsstellen zu digitalisieren. Bei Feldversuchen in Berlin (unter dem Namen DIGON = DIGitales OrtsNetz) hatte sich gezeigt, dass durch den Einsatz digitaler Technik zwei unabhängige Duplex-Kanäle simultan übertragen werden konnten. 1982 entschied sie sich für die ISDN-Technik und konkretisierte die Pläne. Darauf folgten 1987 zwei Pilotprojekte in Mannheim und Stuttgart. 1989 begann der offizielle Betrieb des nationalen ISDN nach dem 1TR6-Standard (damals durch die Deutsche Bundespost einfach als ISDN, heute zur besseren Unterscheidbarkeit als Nationales ISDN bezeichnet). Die Deutsche Bundespost war damit der Vorreiter für ISDN in Europa; Ursache dafür waren gewaltige staatliche Subventionen, die vom damaligen Postminister Christian Schwarz-Schilling beschlossen wurden. Die Digitalisierung des seit 100 Jahren analogen Telefonnetzes galt als gigantisches Investitionsprojekt, mit dem die Bundesrepublik und ihre Telekommunikationskonzerne an die Spitze im zukunftsträchtigen Telekommunikationsmarkt katapultiert werden sollten. Gleichzeitig wurde vor angeblichen Risiken von ISDN gewarnt. Beispielsweise argumentierten Datenschutzexperten der Grünen dass ISDN ein „qualitativer Sprung“ bei der totalen Erfassung sei, da es die Erfassung und Speicherung sämtlicher Verbindungsdaten ermögliche. Nachdem bis zum Mai 1994 notwendige Softwareänderungen in den Vermittlungsstellen abgeschlossen waren, war Euro-ISDN in Deutschland kommerziell verfügbar. Seit 1995 ist das gesamte Telefonnetz digitalisiert und ISDN flächendeckend verfügbar. Bis Mitte 1996 wurde die Umstellung auf ISDN-Technik durch die Telekom mit einer großen Fördermaßnahme unterstützt - für einen neuen Anschluss wurden bis zu 300 DM und bei Anschaffung einer Telefonanlage bis zu 700 DM bezahlt. Anfang 2003 existierten 10,63 Mio. ISDN-Basisanschlüsse (ca. 1/3 der Telefonanschlüsse insgesamt) und 122.500 ISDN-Primärmultiplexanschlüsse.

In Österreich

In Österreich begann die Digitalisierung 1978 mit der Einführung des OES (Österreichisches Einheitssystems) durch die Post- und Telegraphenverwaltung (PTV). Ab 1986 wurde die OES-Technik flächendeckend umgesetzt. Im Februar 1992 wurde im Bereich der Wiener Ortsvermittlungsstelle "Dreihufeisengasse" ein ISDN-Pilotversuch gestartet, an dem bis zum Jahresende bereits 200 Basisanschlüsse angeschlossen wurden. Bis 1999 wurde das gesamte österreichische Telefonnetz digitalisiert, in diesem Jahr gab es insgesamt 247.000 ISDN-Anschlüsse. 2002 stieg die Zahl auf insgesamt 438.000.

In der Schweiz

In der Schweiz wurde 1988 mit Swissnet 1 das erste digitale ISDN-Netz in Betrieb genommen. Bis 1996 konnten insgesamt 250.000 Kunden gewonnen werden, im Jahr 2004 gab es über 900.000 Anschlüsse.

In den USA

In den USA wurde 1992 unter dem Namen NI-1 (US National ISDN Phase 1) ein ISDN-System eingeführt, das sich von DSS1 stark unterschied. Später wurde als NI-2 eine verbesserte Version dieses Systems eingeführt. Parallel bietet AT&T unter dem Namen 5ESS ein eigenes ISDN-System an. Aufgrund der fehlenden Förderung und der preislichen Gestaltung ist ISDN in den USA nur ein Nischenprodukt geblieben.

Unterschiede zum analogen Anschluss

Der Hauptunterschied zum analogen Anschluss besteht in der digitalen Übertragung bis zum Endgerät. Dadurch ist es möglich, über einen Anschluss mehrere Kanäle gleichzeitig zu übertragen. Beim ISDN-Basisanschluss stehen zwei Kanäle zur Verfügung, die völlig unabhängig voneinander für Telefongespräche, Fax oder Datenübertragungen genutzt werden können; man kann also zum Beispiel gleichzeitig telefonieren und im Internet surfen. Für einen Anschluss können bis zu 10 Rufnummern (genannt Multiple Subscriber Number, MSN) vergeben werden, die beliebig auf die ISDN-Endgeräte verteilt werden können. Durch die Dienstkennungen unterschieden, kann eine MSN für verschiedene Anwendungen (Dienste), zum Beispiel für Telefonie und ISDN-Datenübertragung, genutzt werden, ohne dass diese sich gegenseitig stören. Zusätzlich stellt das ISDN-Netz zahlreiche vermittlungstechnische Leistungsmerkmale bereit. Die digitale Übertragung ermöglicht gegenüber der analogen Technik zahlreiche Qualitätsverbesserungen: Die Signale können bei durchgehend digitaler Übertragung verlustfrei übertragen werden. Bei der analogen Übertragung wird das Signal nur verstärkt, nicht regeneriert. Dabei wird nicht nur das Nutzsignal verstärkt, sondern auch Rauschen und Fremdspannungen. Je länger die Verbindungsstrecke ist, desto kleiner wird bei analoger Übertragung das Signal-Rausch-Verhältnis und somit die Qualität der Übertragung. Die Sprachqualität digitaler Übertragungen ist deshalb deutlich besser. Außerdem sind Datenübertragungen schneller, da kein Modem zwischengeschaltet werden muss, sondern die Daten direkt übers Netz übermittelt werden. Prinzipiell kann ein Modem viel schneller als die ISDN-Geschwindigkeit von 128 kBd sein (etwa bei DSL), die Beschränkung auf das für Sprache typische Frequenzband in den Übertragungssystemen schränkt die Geschwindigkeit jedoch ein. Um analoge Endgeräte wie Telefon, Fax, Anrufbeantworter oder Modem an einen ISDN-Anschluss anzuschließen, benötigt man einen a/b-Wandler, der auch als Terminaladapter (abgekürzt TA) bezeichnet wird, oder eine ISDN-Nebenstellenanlage.

Öffentlich verfügbare Anschlusstypen

Ein ISDN-Anschluss ist in zwei Varianten verfügbar: Als Basisanschluss an einer U_k0 oder als Primärmultiplexanschluss an einer U_k2- oder U_G2-Schnittstelle. Ein Basisanschluss hat zwei Nutzkanäle und einen Kanal für Steuerinformationen (D-Kanal). Ein Nutzkanal (auch B-Kanal genannt) bietet eine Datenübertragungsrate von 64 kbit/s, der Steuerkanal 16 kbit/s. Basisanschlüsse sind verfügbar als
- Mehrgeräteanschluss (Point-to-Multipoint) zum Anschluss von bis zu 8 ISDN-Endgeräten
- Anlagenanschluss (Point-to-Point) zum Anschluss einer einzigen Telekommunikationseinrichtung, zum Beispiel einer Telefonanlage Ein Primärmultiplexanschluss hat 30 Nutzkanäle mit je 64 kbit/s und einen Steuerkanal mit 64 kbit/s, sowie einem weiteren Kanal für Synchronisation und Wartung mit weiteren 64 kbit/s. Er ist nur als Anlagenanschluss verfügbar und wird zum Anschluss von Telefonanlagen oder für 2-Mbit/s-Festverbindungen genutzt.

Anbieter in Deutschland

In Deutschland können seit dem Inkrafttreten der 3. Stufe der Postreform 1998 neben der Telekom auch andere Netzbetreiber Telefonanschlüsse anbieten. Da die Ortsnetze größtenteils im Besitz der Telekom sind, müssen andere Betreiber größtenteils die sogenannte letzte Meile, also die Leitung von der Ortsvermittlungsstelle bis in die Wohnung des Teilnehmers von der Telekom mieten. Sie bieten meistens nur ISDN-Anschlüsse an.

Physikalische Spezifikationen

Verkabelung beim Mehrgeräteanschluss (Point-to-Multipoint)

letzte Meile letzte Meile Bei einem Mehrgeräteanschluss erfolgt die Verbindung zur Ortsvermittlungsstelle ebenso wie bei einem analogen Anschluss über eine Kupferdoppelader. Die alte TAE-Dose ist eigentlich überflüssig geworden, bleibt meist jedoch aus Kostengründen (zum Anschluss eines NTBA durch den Kunden; NTBA mit Selbstmontage) bestehen. In der Regel wird der NTBA mit einem mitgelieferten Spezialkabel an die TAE-Dose angeschlossen. Der NTBA kalibriert die Leitung und stellt Werte wie Echokompensation passend ein. Weiterhin setzt der NTBA das digitale Signal von der ankommenden zweiadrigen U_K0 auf die vieradrige S₀-Schnittstelle um. Alternativ sind in nebenstehendem Anschlussplan bei Verwendung von UAE-Dosen auch folgende Klemmenbezeichnungen möglich: 1a = 4; 1b = 5; 2a = 3; 2b = 6 Reichen die am NTBA vorhandenen Steckmöglichkeiten nicht aus oder sollen die Endgeräte räumlich getrennt aufgestellt werden, kann bei Bedarf ein bis zu 150 m langer passiver S₀-Bus angeklemmt werden. Hierzu sollten Kabel mit mindestens 0,6 mm Aderndurchmesser verwendet werden, eine spezielle Abschirmung ist in der Regel nicht erforderlich; Leitungen der Kategorie 3 reichen aus. An maximal 12 IAE-Dosen können insgesamt bis zu 8 Endgeräte angeschlossen werden, maximal 4 Geräte können dabei über den NTBA mit Strom versorgt werden. Das Ende des S₀-Bus sollte über zwei 110Ω-Abschlusswiderstände terminiert werden, in der Praxis werden allerdings meist Abschlusswiderstände mit 100 Ω eingesetzt. Bei einem genügend langen Bus (elektrisch lange Leitung) kann die Terminierung jedoch in der Regel vernachlässigt werden. Eine Bauform mit dem NTBA in der Busmitte verlangt an beiden Bus-Enden Widerstände, die Widerstände im NTBA sind in diesem Fall abzuschalten. Der NTBA ist kein Endgerät, sondern eine Netzkomponente: Den Übergang vom öffentlichen Telefonnetz in das teilnehmereigene Hausnetz (mit allen Rechten und Pflichten) bildet nicht wie beim analogen Anschluss die so genannte 1. TAE, sondern der NTBA. Sind im Haus (schaltungstechnisch) vor dem NTBA noch analoge Zusatzgeräte (zum Beispiel Zusatzwecker oder Wechselschalter) vorhanden, müssen diese vor Inbetriebnahme des ISDN-Anschlusses abgebaut werden.

Verkabelung beim Anlagenanschluss (Point-to-Point)

Bei einem Anlagenanschluss wird an den NTBA beziehungsweise NTPM nur ein Endgerät angeschlossen. Dies ist in der Regel eine Nebenstellenanlage.
- Bei einem Basisanschluss ist die Verkabelung prinzipiell wie unter Mehrgeräteanschluss beschrieben, mit dem Unterschied, dass maximal eine Dose verwendet wird. Der Anschluss des NTBA an die Hausstromversorgung ist dabei nicht erforderlich (siehe Stromversorgung bei S₀).
- Bei einem Primärmultiplexanschluss erfolgt die Verkabelung meist sechsadrig; zwei Doppeladern für die S_2M-Schnittstelle plus eine Doppelader für die Stromversorgung des NTPM, da dieser in der Regel durch die Nebenstellenanlage mit Strom versorgt wird.

Stromversorgung

Regelstromversorgung

Nebenstellenanlage Um angeschlossene Geräte mit Strom versorgen zu können, erzeugt der an die Hausstromversorgung angeschlossene NTBA eine Speisespannung von 40 V. Diese wird über den S₀-Bus zu den Endgeräten geleitet und darf mit maximal 4,5 W belastet werden. Die Speisung erfolgt dabei durch das Einkoppeln in die Signaladern. Um die Sende- und Empfangselektronik nicht zu behindern, wird die Spannung zwischen den Adernpaaren für Sende- und Empfangsrichtung aufgebaut. Innerhalb eines Adernpaares ist also keine Spannung messbar. Dieses Konzept wird auch als Phantomspeisung bezeichnet. Der Anschluss des NTBA an die 230V-Hausstromversorgung ist nur dann notwendig, wenn direkt am NTBA oder an einem angeklemmten S₀-Bus Endgeräte ohne eigene Stromversorgung (zum Beispiel ein ISDN-Telefon) angeschlossen werden sollen. Haben alle angeschlossenen Geräte eine eigene Stromversorgung (zum Beispiel ein schnurloses Telefon oder eine Telefonanlage), muss der NTBA nicht an die 230V-Steckdose, die Energie für seinen eigenen Betrieb erhält der NTBA über die ISDN-Anschlussleitung. Letztere Installationsform kann sich positiv auf die Lebensdauer des NTBA auswirken, da das integrierte Netzteil dann nicht in Betrieb ist und weniger Wärme entsteht.

Notstromversorgung

Damit auch bei Stromausfall im Haus noch ein Notruf zu Polizei oder Feuerwehr abgesetzt werden kann, werden ISDN-Telefone auch unabhängig von der lokalen Stromversorgung von der Ortsvermittlungsstelle mit Strom versorgt (Notstrombetrieb). Die Leistung, die der NTBA bei Stromausfall liefert, ist jedoch auf 400 mW begrenzt. Bei Notstrombetrieb kann nur ein einziges (notspeisefähiges und -berechtigtes) ISDN-Telefon versorgt werden. Diese Option, den Notbetrieb bei einem Telefon zu aktivieren, ist in der Regel als mechanischer Schalter ausgeführt; dies ermöglicht es auch im Falle eines vorliegenden Notbetriebs noch diese Einstellung zu ändern, da ja oft nur Grundfunktionen des ISDN-Telefons zur Verfügung stehen: Telefoniert werden kann ganz normal, aber apparateseitige Komfortmerkmale mit hohem Stromverbrauch, wie zum Beispiel Freisprechen, funktionieren im Notstrombetrieb in der Regel nicht. Im Unterschied zur normalen Speisung wird die Notspeisespannung mit umgekehrter Polarität in die Leitungen des Busses angelegt; dadurch erkennen ISDN-Endgeräte den Notstrombetrieb.

Logische Spezifikationen

Implementierungen

In Deutschland wurde ursprünglich ISDN nach dem Standard 1TR6 angeboten, seit 1991 existiert jedoch ein europaweit einheitlicher ISDN-Standard (DSS1); ISDN mit DSS1-Protokoll wird auch als Euro-ISDN bezeichnet. Außerhalb Europas und in Nebenstellenanlagen kommen andere Implementierungen zum Einsatz. In den USA gibt es ISDN unter dem Namen NI-1 (US National ISDN Phase 1) und NI-2. Im Gegensatz zum DSS1-Standard gibt es dabei keinen eigenen Kanal für die Signalisierung (bei DSS1 der D-Kanal), stattdessen werden die Signalisierungsdaten über die Nutzkanäle (B-Kanäle) übertragen, deren Kapazität dafür auf 56 kbit/s reduziert wurde. In Japan und Hongkong gibt es ISDN-Systeme mit dem Namen INS-Net 64, in Australien TPH 1962.

Sprachübertragung

Sprachdaten werden für die Übertragung per Euro-ISDN mit einer Abtastrate von 8 kHz digitalisiert (Pulse Code Modulation) und mit einer logarithmischen Kennlinie (ITU-T-Standard G.711, µ-law/A-law) von 14 bzw. 13 auf 8 Bit pro Abtastwert komprimiert, um die Besonderheiten der menschlichen Wahrnehmung zu berücksichtigen. Übertragen wird der Frequenzbereich von 300 bis 3400 Hz.

Datenübertragung

Die B-Kanäle sind bittransparent und synchron, so dass beliebige Leitungscodes verwendet werden können. Um eine Verdoppelung der Datenübertragungsrate zu erreichen, können die beiden B-Kanäle eines Basisanschlusses auch gebündelt werden. Um diese Möglichkeit zu nutzen, sind Endgeräte erforderlich, die in der Lage sind, die beiden B-Kanäle zu synchronisieren (beispielsweise ISDN-PC-Karten oder Videokonferenzsysteme). Mit Hilfe geeigneter Router können mehrere oder alle Nutzkanäle eines Primärmultiplexanschlusses gebündelt werden. Dadurch können Datenübertragungsraten bis zu 2048 kbit/s erzielt werden. Diese Möglichkeit wird insbesondere für die Vernetzung von entfernten Standorten innerhalb eines Firmennetzwerks oder für Standleitungen ins Internet genutzt.

V.110

V.110 ist ein Standardprotokoll der ITU zur Datenübertragung in diensteintegrierenden Netzen und beschreibt die Unterstützung von Endgeräten mit Schnittstellen der V-Serie (zum Beispiel V.24-Schnittstelle). V.110 sieht eine Bitratenadaption (Anpassung der Datenübertragungsrate von langsamen Endgeräten an ISDN) vor. Die Datenübertragungsraten sind bis 19,2 kbit/s standardisiert; bei den meisten Terminaladaptern sind jedoch Datenübertragungsraten bis 38,4 kbit/s verfügbar. Jedes Bit der V-Schnittstelle wird in ein Bit des 64 kbit/s-Stromes des B-Kanals abgebildet, die Restkapazität wird mit Füllbits gefüllt. Bei einigen Implementierungen können langsamere Geschwindigkeiten gemultiplext werden; das heißt es gibt mehrere gültige Abbildungen. Die in V.110 beschriebene Bitratenadaption wird oft auch außerhalb des ISDN verwendet.

V.120

V.120 ist eine Weiterentwicklung des Protokolls V.110. Die standardisierte Datenübertragungsrate beträgt hier bis 56 kbit/s. V.120 sieht Möglichkeiten für statistisches Multiplexen vor.

Signalisierung

Die Signalisierung funktioniert bei ISDN Out-of-Band - sie wird auf einem eigenen Kanal übertragen und nicht wie beim Mehrfrequenzwahlverfahren im Sprachkanal. Dadurch funktioniert der Verbindungsaufbau sicherer und schneller. Technisch wird für die Signalisierung der D-Kanal genutzt, der bei Basisanschlüssen eine Datenrate von 16 kbit/s und bei Primärmultiplexanschlüssen von 64 kbit/s hat. Im Kernnetz wird für die Signalisierung zwischen den Vermittlungsstellen ein angepasstes Signalling System 7 verwendet.

Referenzpunkte und Schnittstellen

Ein ISDN-Anschluss besteht aus zwei Teilen: aus der Teilnehmeranschlussleitung (beim Basisanschluss die U_K0-Schnittstelle; beim Primärmultiplexanschluss die U_K2-Schnittstelle) und der hausinternen Verkabelung (beim Basisanschluss der S₀-Bus; beim Primärmultiplexanschluss die S_2M-Schnittstelle). Die Teilnehmeranschlussleitung wird durch einen Netzabschluss abgeschlossen (beim Basisanschluss NTBA; beim Primärmultiplexanschluss NTPM). NTPM Funktionseinheiten:
- ET: Exchange Termination (Vermittlungsabschluss) (Ortsvermittlungsstelle)
- Vermittlungsstelle (Schichten 1 bis 3)
- LT: Line Termination (Leitungsabschluss) (Ortsvermittlungsstelle)
- Leitungsübertragungseinrichtung
- Umsetzung zwischen relativ niedrigratigem Teilnehmeranschluss und hochratigem Multiplexanschuss auf der Vermittlungsseite
- NT1: Network Termination 1 (NTBA)
- Schicht 1
- NT2: Network Termination 2 (NTBA)
- Schicht 1 bis 3
- TA: Terminal Adaptor (Terminaladapter, ab-Wandler)
- passt TE2 an die Anforderungen von NT2 an
- TE1: Terminal Equipment Type 1 (ISDN-Endgerät)
- Gerät, das allen ISDN-Interface-Empfehlungen genügt
- TE2: Terminal Equipment Type 2 (nicht ISDN-fähiges Endgerät)
- Gerät, das die ISDN-Interface-Empfehlungen nicht erfüllt Die Schnittstelle zu Computersoftware wird meistens durch die CAPI hergestellt. Unter Linux wurden früher auch die Hisax-Treiber verwendet.

Adressierung bei ISDN

Bild:ISDN-Adressierung.png
ISDN-Adressen sind nach der ITU-T-Richtlinie E.164 festgelegt. Die ISDN-Adresse besteht aus der ISDN-Rufnummer und -Subadresse. Die ISDN-Rufnummer adressiert zum Beispiel einen Teilnehmer an einem Basisanschluss. Die Subadresse ist maximal 32 Zeichen lang und dient zum Beispiel zur Adressierung eines Hosts in einem LAN (dieses muss dazu über ein geeignetes Gateway am ISDN-Netz angeschlossen sein). Die Subadresse ist für das ISDN-Netz transparent und nur den nutzenden Teilnehmern bekannt.

Siehe auch

- Breitband-ISDN, ISDN Digital Subscriber Line
- Mobiltelefon: GSM
- DSL
- VoIP IP-Telefonie (Voice over IP)

Literatur

- Kanbach, Andreas; Körber, Andreas: ISDN - Die Technik. Hüthig Verlag,1999, ISBN 3-7785-2288-4
- Torsten Schulz: ISDN am Computer. Berlin, Heidelberg 1998, ISBN 35-4062-783-9
- Wolf-Dieter Haaß: Handbuch der Kommunikationsnetze. Einführung in die Grundlagen und Methoden der Kommunikationsnetze. Berlin, Heidelberg 1997, ISBN 35-4061-837-6
- Peter Bocker: ISDN - Digitale Netze für Sprach-, Text-, Daten-, Video- und Multimediakommunikation. Berlin, Heidelberg 1997, ISBN 35-4057-431-X

Weblinks

- [http://www.schlenn.net/docs/isdn4linux/draft/de/html/ Linux ISDN HOWTO] Installation und Anwendung von ISDN unter Linux anhand von praktischen Beispielen
- [http://www.handy-telefon.de/isdn.htm Technische Informationen zu ISDN, insbesondere ein ausführlicher Artikel zur Geschichte und zur Entwicklung von ISDN]
- [http://www.netzmafia.de/skripten/telefon/isdn-a.html Ausführliches ISDN-Skript der FH München]
- [http://info.electronicwerkstatt.de/bereiche/uebertragung/telecom/isdn/isdn.html Grundlagen zum ISDN-Standard]
- [http://www.shamrock.de/dfu/index.htm?dfu3.htm#isdn Grundlagen insbesondere zur Nutzung von ISDN über PCs] Kategorie:ISDN ja:ISDN ko:ISDN

Internet Protocol

Das Internet Protocol (IP) (auch Internetprotokoll) ist ein in