Fernsprechnetz

Inhaltsverzeichnis:

Übertragung von Signalen

Analoge Übertragung von Signalen

Digitale Übertragung von Signalen

Die PCM 30 Technik

Abtastung

Quantisierung

Die A-Kennlinie

Codierung

Multiplexen

Demultiplexen

Aufbau und Kenngrößen

Der Teilnehmeranschluß im Fernsprechnetz

Netze

Netzformen

Maschennetz

Sternnetz

Reihennetz und Ringnetz

Das Ortsnetz

Das Fernnetz

Einführung ISDN

Grundlegende Merkmale des ISDN

Der Nutzen von ISDN für den Kunden

Die Technik im ISDN

Der Basisanschluß (2 B + 1 D)

Der Primärmultiplexanschluß (30 B +1 D)

Übertragung von Signalen

Analoge Übertragung von Signalen

Bezeichnend für die analoge Technik ist die Übertragung und Vermittlung von Signalen in ihrer ursprünglichen Form.

Betrachtet man den Bereich der Telefonie, bei der die Übertragung im Frequenzbereich von 0,3 bis 3,4 kHz erfolgt, erfüllt die analoge Übertragung hier noch weitestgehend die Qualitätsanforderungen. Der große Nachteil bei dieser Übertragung liegt darin, daß sie am Übertragungsweg sehr störanfällig ist. Außerdem stößt sie trotz ausgefeilter Technik, hinsichtlich Übertragungsqualität, Datenmenge und zusammenschalten verschiedener Dienste, bald an die Grenzen ihrer Möglichkeiten.

1.2 Digitale Übertragung von Signalen

Um die Übertragung von den Signalen störungsunempfindlicher zu machen, muß die Übertragung im gesamten Netz in digitaler Form erfolgen.

Im digitalisierten Fernsprechnetz erfolgt die Übertragung der Signale zwischen den einzelnen Vermittlungsstellen in digitaler Form. Die Übertragung zwischen dem Fernsprechteilnehmer und der ersten Vermittlungsstelle, der sogenannten Teilnehmervermittlungsstelle, erfolgt nach wie vor in analoger Form.

Die PCM 30 Technik

Um eine analoge Nachricht in digitale Form umzuwandeln und zu übertragen, wird die Zeitmultiplextechnik angewendet. Das Verfahren, welches man dafür verwendet, ist die Puls-Code-Modulation (PCM).

Für die Umwandlung von analog in digital muß das Signal zuerst abgetastet werden.

Abtastung

Wie bei allen Pulsmodulationsverfahren, wird der analogen Nachricht in festgelegten zeitlichen Abständen eine genau definierte Probe entnommen. Das Entnehmen der Probe wird als Abtasten bezeichnet.

Um aus den verschiedenen Abtastproben die ursprüngliche Nachricht exakt zurückzugewinnen, muß der Abtastvorgang mit einer festgelegten Abtastfrequenz f_A  erfolgen. Die Abtastfrequenz hängt von der höchsten zu übertragenden Frequenz f_max des analogen Signals ab und muß mindestens das Doppelte betragen.

Für den in der Fernsprechtechnik genutzten Frequenzbereich von 0,3 bis 3,4 kHz müßte die Abtastfrequenz f_A mindestens folgendes betragen:

f_A = 2 * f_max = 2 * 3,4 kHz = 6,8 kHz

International wurde die Abtastfrequenz f_A für einen Fernsprechkanal auf

f_A = 8 kHz genormt.

Somit ergibt sich eine Abtastperiode T von:

T = 1/f = 1/8000 = 125 ms

Das analoge Signal wird alle 125 ms abgetastet.

Das aus diesem Abtastvorgang gewonnene Signal wird als pulsamplitudenmoduliertes (PAM) Signal bezeichnet. Die Signale sind sogenannte Nadelimpulse. Werden die einzelnen PAM-Signale miteinander verbunden, so erkennt man eindeutig, anhand der entstehenden Kurve, das ursprüngliche analoge Signal.

In der Praxis werden natürlich nicht nur Proben eines analogen Signals alle 125 ms abgetastet, sondern bis zu 30 Amplitudenproben zeitlich gestaffelt.

Quantisierung

In einem realen technischen System ist es nicht möglich, unendlich viele Amplitudenstufen darzustellen, deswegen müssen Entscheidungsschwellen (zwischen denen sich sog. Quantisierungsintervalle ergeben) für die Zuweisung bestimmter digitaler Werte festgelegt werden. Allen Abtastwerten die innerhalb eines Amplitudenintervalls liegen, wird der gleiche, digitale Abtastwert zugewiesen. Auf der Empfängerseite wird für diese Abtastwerte die gleiche Amplitudenspannung nachgebildet, wodurch sich ein Quantisierungsfehler ergibt.

Bei der Quantisierung kann zwischen linearer und nichtlinearer Quantisierung unterschieden werden. Bei der linearen Quantisierung wird der gesamte Quantisierungsbereich in gleich große Quantisierungsintervalle eingeteilt. In der Mitte eines jeden Quantisierungsintervalls liegen die Entscheidungsschwellen für die Ermittlung des Amplitudenwertes.  Jedem Quantisierungsintervall wird eine bestimmte Codierung zugewiesen. Anstelle des exakten Amplitudenwertes wird beim PCM dieser ermittelte, digitale Amplitudenwert übertragen der dem Mittelwert des jeweiligen Quantisierungsintervalls entspricht. Im folgenden Bild ist beispielsweise der Quantisierungsbereich eingeteilt in zehn gleiche Quantisierungsintervalle. Die dargestellte Sinusfunktion wird quantisiert und in digitaler Form übertragen. Auf der Empfängerseite wird eine entsprechende Treppenkurve aus den einzelnen Abtastwerten gebildet. Bei der Zuweisung des zu übertragenden Amplitudenwertes entsteht der Quantisierungsfehler, der als Funktion v_Q unterhalb der Eingangsfunktion dargestellt ist. Der Quantisierungsfehler verursacht ein Quantisierungsgeräusch, das dem eigentlichen Signal überlagert ist (Quantisierungsrauschen).

Der Quantisierungsfehler wirkt sich bei sehr kleinen Amplituden erheblich stärker aus als bei großen Amplituden. Im folgenden Bild sind zwei Signalspannungen dargestellt, die einmal linear und einmal nichtlinear quantisiert werden. Die kleine Signalspannung wird bei der linearen Quantisierung viel gröber dargestellt, als bei der nichtlinearen Quantisierung. Kleine Amplituden können die der nichtlinearen Quantisierung erheblich feiner erfaßt werden, große Amplituden werden entsprechend gröber dargestellt. Die großen Amplituden der größeren Signalspannung werden bei der nichtlinearen Quantisierung mit größerem Fehler dargestellt als bei der linearen Quantisierung.

Diese Zusammenhänge können auch am Signal-/Geräusch-Verhältnis (S/N) über die Eingangsamplitude (S) abgelesen werden. Weiterhin erkennt man in diesen Kurven, daß sich der S/N-Abstand durch eine nichtlineare Quantisierung fast konstant über die Eingangsamplitude darstellt.

Die A-Kennlinie

Durch ITU-T wurde für die angewandte PCM eine nichtlineare Quantisierungskennlinie gewählt. In Europa wird für diese Signalkompression die sog. A-Kennlinie verwendet, die sich aus 13 linearen Teilstücken (Segmenten) zusammensetzt. In Japan und den USA ist die sog. m-Kennlinie üblich. Beide Kennlinien unterscheiden sich geringfügig in der Codierung, sind aber inkompatibel, d.h. bei der digitalen Verbindung zwischen Europa und Amerika muß eine Signalumsetzung erfolgen. Im folgenden Bild ist der positive Ast der A-Kennlinie dargestellt.

Codierung

Nach der Quantisierung wird jeder Amplitudenstufe eine eindeutige Bitkombination (Codierung) zugewiesen. Nach der Definition des ITU-T wird jeder Amplitudenwert durch 8 Bit dargestellt. Das erste Bit gibt das Vorzeichen der abgetasteten Amplitude an, die nächsten drei Bit definieren das Segment (lineares Teilstück der A-Kennlinie) und die letzten vier Bit legen die Quantisierungsstufe innerhalb des Segments fest. Durch die drei Bit der Segmentcodierung ergeben sich acht Segmente im positiven und acht Segmente im negativen Ast der Kennlinie. Die ersten beiden Segmente im positiven und im negativen Ast der Kennlinie haben die gleiche Steigung, daher spricht man von einer 13-Segmentkennlinie. Die vier Bit der Quantisierungsstufe ermöglichen die Codierung von jeweils 16 Stufen innerhalb eines Segmentes. Insgesamt ergeben sich also 256 Quantisierungsstufen. Die Quantisierungsstufen innerhalb eines Segments sind linear gestuft, d.h. sie sind alle gleich groß. Die Größe einer Quantisierungsstufe ist im nächst größeren Segment genau doppelt so groß.

Multiplexen

Multiplexen bedeutet, daß die Codewörter mehrerer Signaleingänge (z.B. Fernsprechkanäle) in zyklischer Folge nacheinander über einen Signalausgang übertragen werden. Zwischen den zwei Abtastproben bzw. Codewörtern eines bestimmten Signaleingangs können noch Codewörter weiterer Signaleingänge, zeitlich aneinandergereiht, übertragen werden.

Bei der Zusammenfassung und zeitlich gestaffelten Übertragung mehrerer Signalkanäle entsteht ein PCM-Zeitmultiplexsignal.

Beim PCM 30 Grundsystem werden 8 Bit-Codewörter für je 30 Nutzkanäle und zwei Signalkanäle innerhalb einer Abtastperiode von 125 ms in einem sog. Pulsrahmen untergebracht, in dem 8 Codewörter * 32 = 256 Bit enthalten sind. Der Pulsrahmen ist also ein Zeitraster, welches die Anzahl der zeitlich zu verschachtelten Codewörter festlegt bzw. begrenzt.

Der Zeitmultiplexkanal des PCM 30 Systems enthält die Information aller 32 Kanäle.

Die Zeitspanne, die benötigt wird um ein 8 Bit Wort darzustellen, wird als Zeitschlitz bezeichnet.

Das Wesentliche eines Multiplexers sind mehrere Dateneingänge, nur ein Datenausgang und ein sog. Steuereingang. Am Steuereingang werden periodisch getaktete Signale angelegt, die zeitabhänginge Durchschaltung der einzelnen Eingangskanäle bewirken.

Demultiplexen

Um auf der Empfängerseite das PCM Signal aus dem Zeitmultiplexsignal zurückzugewinnen, benötigt man einen Demultiplexer.

In der Praxis werden Datensignale zwischen Empfänger und Sender gleichzeitig in beide Richtungen übertragen. Multiplexer und Demultiplexer werden aus diesem Grund funktionell zu einer Einheit zusammengefaßt.

Damit bei den Vorgängen des Multiplexers und Demultiplexers keine Datenverluste entstehen bzw. sichergestellt wird, daß die 8 Bit Wörter immer dem richtigen Datenkanal zugeordnet werden, müssen diese Vorgänge absolut synchron ablaufen.

Diese Umwandlung von analog in digital oder umgekehrt bezeichnet man als A/D- bzw. D/A - Wandlung.

Aufbau und Kenngrößen

In einem Pulsrahmen sind neben den eigentlichen Nutznachrichten auch die für den Gleichlauf notwendigen Synchronisierungsdaten, Steuerbefehle sowie Signalisierungsdaten enthalten.

Der Anfang bzw. Beginn des Rahmens wird durch ein sog. Rahmenkennwort während der Übertragung gekennzeichnet. Jede Information besitzt einen Pulsrahmen, bezogen auf den Rahmenbeginn, eine immer wiederkehrende zeitliche Lage, d.h., sich wiederholende Zeitabschnitte.

Der Rahmen wird in ständiger Wiederholung zwischen Empfangs- und Senderseite eines PCM Systems übertragen, auch wenn in den jeweiligen Kanälen keine Nutznachricht (z.B. Telefongespräch) enthalten ist. Dieser Rahmen stellt den eigentlichen Datenstrom zwischen den PCM System dar.

Die für den Gleichlauf notwendigen Synchronisationsdaten werden immer im Kanal 0 der 32 Kanäle übertragen.

Alle für den Aufbau einer Verbindung benötigten Kennzeicheninformationen (z.B. Wahlinformationen), die sog. Steuernachrichten, müssen ebenfalls als digitale Signale über das PCM System übertragen werden.

Die Steuerinformationen werden im Kanal 16 übertragen (s. Tabelle).

Die Übertragungsgeschwindigkeit eines PCM Systems wird durch die Bitfolgefrequenz ausgedrückt.

Beim PCM 30 System beträgt die Bitfolge pro Kanal:

Bitfolge_Kanal = f_A * 8 Bit = 8000 s^-1 * 8 Bit = 64 kbit/s

Für das gesamte PCM System ergibt sich somit eine Bitfolge von:

Bitfolge_System = 64 kbit/s * 32 Kanäle = 2048 kbit/s

Ein solches PCM System wird als 2 Mbit/s System bezeichnet.

Jeder Pulsrahmen enthält jeweils nur ein 8 Bit-Wort von jedem Nutz- und Signalkanal. Da alle 125ms abgetastet und ein PCM Wort übertragen wird, erkennt man, daß für die Übertragung des gesamten Rahmens ebenfalls nur der Zeitraum von 125ms zur Verfügung steht.

Daraus ergibt sich die Zeitdauer für die Übertragung eines PCM Wortes:

Zeitdauer_PCM-Wort = 125ms/32 = 3,9ms

Da ein PCM Wort aus 8 Bit besteht, ergibt sich die Zeitdauer für ein Bit innerhalb des PCM-Wortes:

Zeitdauer_Bit = 3,9ms/8 = 0,488 ms

Der Teilnehmeranschluß im Fernsprechnetz

Eine wesentliche Forderung an Fernsprechverbindungen ist der Vollduplexbetrieb. Beide Teilnehmer müssen also in der Lage sein, gleichzeitig sprechen und hören zu können. Deshalb ist im Telefonapparat jeweils ein Mikrofon und ein Hörer erforderlich.

Die einfachste Fernsprechverbindung zwischen zwei Teilnehmern kann durch die jeweils getrennte Zusammenschaltung einer Sprechkapsel mit einer Hörkapsel erfolgen. Für die Verbindung sind vier Adern eines Kabels erforderlich. Deshalb bezeichnen wir dieses Verfahren der getrennten Wege für Sprechen und Hören als Vierdrahtbetrieb.

Um den Aufwand an Kabeladern für eine Fernsprechverbindung zu verringern, kann für jeden Teilnehmer Sprech- und Hörkapsel in Serie geschaltet werden. Der Leitungsbedarf verringert sich dabei auf eine Doppelader. Diese Art der Verbindung heißt Zweidrahtbetrieb.

In der beschriebenen Form besteht allerdings der Nachteil, daß zwischen Sprech- und Hörkapsel der Teilnehmer keine Widerstandsanpassung besteht. Diese kann jedoch durch den Einsatz von Übertragern behoben werden. Damit hat man dann auch für die Sprechkapsel ggf. erforderliche Hilfsspannung keinen Einfluß mehr auf die Hörkapsel.

Beim verbesserten Zweidrahtbetrieb wird wegen der Serienschaltung stets ein gewisser Teil der zu übertragenden Energie von der Hörkapsel des entsprechenden Teilnehmers aufgenommen. Damit hört dieser über die eigene Hörkapsel, was er spricht. Dies ist ein störender Effekt, den wir als Rückhören bezeichnen.

Er kann mit Hilfe einer Brückenschaltung reduziert werden, was eine Rückhördämpfung darstellt. Die Hörkapsel liegt dabei in der Brückendiagonale der Schaltung, die aus einem Übertrager mit Mittelanzapfung, der Übertragungsleitung und einer sogenannten Leitungsnachbildung Z_N besteht. Letztere ist eine Impedanz, die möglichst genau den Einganswiderstand der Leitung zum anderen Teilnehmer entsprechen soll. Im Falle der Gleichheit beider Werte befindet sich die Brückenschaltung im Gleichgewicht. An die Hörkapsel wird dann keine Energie mehr abgegeben und somit das Rückhören verhindert. In der Praxis ist die Leitungsnachbildung häufig ein Wirkwiderstand, dessen Wert dem des Wellenwiderstandes der Leitung entspricht.

Bei Fernsprechverbindungen über größere Entfernungen tritt stets eine Dämpfung des Signals auf. Deshalb sind in regelmäßigen Abständen Verstärker erforderlich.

Beim Einsatz von Verstärkern müssen wir beachten, daß diese nur eine Arbeitsrichtung aufweisen. Für Vierdrahtbetrieb ist das unproblematisch, weil für jede Richtung ein Verstärker eingesetzt werden kann. Eine derartige Zusammenfassung heißt Vierdrahtverstärker (4 DrV).

Für den Zweidrahtbetrieb realisieren wir die beiden erforderlichen Verstärkungseinrichtugnen durch schaltungstechnische Maßnahmen. Dabei bietet sich der Einsatz von Brückenschaltungen ähnlich der Rückhördämpfung an. Die ankommende Leitung mit einer Doppelader bildet zusammen mit der Leitungsnachbildung Z_N den einen Brückenzweig, während die andere Seite einen Übertrager mit Mittelanzapfung aufweist. Die in der Brückendiagonale liegenden Punkte sind im Idealfall von denen an der Sekundärseite des Trafos vollständig entkoppelt und damit als Anschlußstellen für die Verstärker in beiden Richtungen geeignet. Diese Lösung bezeichnen wir als Gabelschaltung oder Gabel. Sie bildet die Übertragungsmöglichkeit von Zweidraht auf Vierdraht und umgekehrt, wobei keine gegenseitige Beeinflussung der beiden Doppeladern in der Vierdrahtanorndung auftritt, jedoch von der Bauform abhängige Dämpfung als Verluste.

Damit im Zweidrahtbetrieb die Verstärkung problemlos in den Leitungsverlauf eingefügt werden kann, erfolgt eine Zusammenfassung von zwei Gabelschaltungen und zwei Verstärkern zu einem Zweidrahtverstärker (2 DrV). Dieser weist nur zwei Anschlüsse für die Zweidrahtleitung auf. Intern erfolgt durch die Gabelschaltungen Aufteilung und Zusammenfassung des Signals, da zwischen die Verstärkung in beiden Richtungen.

Durch den Einsatz von 2DrV und 4DrV ist es möglich, den Signalpegel stets im zulässigen Bereich zu halten, also oberhalb eines Minimalwertes und unterhalb eines oberen Grenzwertes.

Bei den bisherigen Betrachtungen war die Hilfsspannungsquelle für die Sprechkapsel bei jedem Teilnehmerapparat gesondert vorhanden. Diese Art der Betriebsspannungsversorgung heißt Ortsbatteriesystem (OB-System). Da ein solches System einen erheblichen Aufwand erfordert, wird es nur in besonderen Fällen angewendet. Eine zweckmäßigere Lösung stellt eine zentrale Spannungsversorgung dar. Dabei ist die erforderliche Spannungsquelle nur in der Vermittlungsstelle vorhanden. Dieses Verfahren bezeichnen wir als Zentralbatteriesystem (ZB-System). Das Funktionsprinzip läßt sich aus dem Übergang vom OB-System erklären. Wird nämlich in der Brückenschaltung für die Rückhördämpfung die Sprech- und Hörkapsel miteinander vertauscht, dann ändert sich die gegenseitige Entkopplung beider Wandler nicht, dagegen sind die Hilfsspannungsquellen nun galvanisch verbunden. Wir können sie deshalb zu einer zentralen Batterie zusammenfassen.

In der Praxis sind natürlich mehr als zwei Teilnehmer von der zentralen Batterie zu versorgen. Die TlnA könne dafür parallel geschaltet werden. Dieses gilt allerdings nur für die Gleichspannung. Die eigentliche Sprechverbindung, also die wechselspannungsmäßige Verbindung zwischen zwei TlnA, muß durch geeignete Vermittlungseinrichtungen erfolgen. Den einfachsten Weg bildet die Verwendung von Kondensatoren. Diese sperren die Gleichspannung, stellen aber für das niederfrequente Sprachsignal nur einen kleinen Widerstand dar. Jeder TlnA ist über zwei Adern, die a-Ader und b-Ader, an die Zentralbatterie angeschlossen. Drosselspulen in beiden Adern verhindern die Verkopplung der niederfrequenten Signale über die Zentralbatterie.

Netze

Netzformen

Verschiedene Netzformen werden dazu benutzt um den Informationsaustausch möglichst schnell und wirtschaftlich zu gestalten.

Maschennetz

Bei diesem Netz sind alle Knoten einer Netzebene durch direkte Leitungsbündel verbunden. (z.B. Fernnetz zwischen den Weitvermittlungsstellen)

Sternnetz

Wird aus einer bestimmten Anzahl von Knoten der zentral liegende besonders ausgezeichnet und mit den anderen strahlenförmig verbunden, so entsteht das Sternnetz. Nach diesem Sternprinzip sind die Orts-Anschlußliniennetze aufgebaut.

Reihennetz und Ringnetz

Diese beiden Netzformen unterscheiden sich nur durch ihre geschlossene bzw. offene Bauweise. Angewandt werden solche Netzformen bei besonderen geographischen Verhältnissen, z.B. das Reihennetz in Gebirgstälern oder das Ringnetz im überregionalen Liniennetz. Hierbei bietet das Ringnetz eine höhere Sicherheit gegen Störungen und Ausfälle im Übertragungsnetz.

Die einzelnen Netzformen treten in der Praxis meist in kombinierter Form auf. Die nachfolgende Abbildung zeigt die aktuellen Netzebenen der deutschen Telekom.

Das Ortsnetz

Das Ortsnetz ist die unterste Ebene des Fernmeldenetzes und besteht aus einer oder mehreren Ortsvermittlungsstellen (OVSt), den Ortsverbindungsleitungen (OvL) sowie den Endgeräten (das Telefon) beim Teilnehmer selbst. Die Teilnehmer sind sternförmig über Anschlußleitungen mit ihrer Ortsvermittlungsstelle verbunden. Jeder Teilnehmer hat seine eigene Anschlußleitung. Dies trifft allerdings bei den ehemaligen ½ und ¼ Telefonen nicht zu.

Der Netzknoten im Ortsnetz wird durch die Ortsvermittlungsstelle gebildet. Durch sie erfolgt die Vermittlung der Teilnehmer innerhalb des Ortsnetzes und über die Verkehrsausscheidungsziffer 0 die Vermittlung zur nächsten Netzebene, d. h. über den Fernnetzbereich zur Knotenvermittlungsstelle.

Jede Ortsvermittlungsstelle hat ihren Anschlußbereich. Alle Teilnehmer in diesem Bereich sind ihr zugeordnet. Die Größe bzw. die flächenmäßige Ausdehnung eines Anschlußbereiches ist begrenzt durch die mit der zunehmenden Leitungslänge auftretende Übertragungsdämpfung. Die Teilnehmer werden also über kurze Leitungen in konzentrierter Form (viele Teilnehmer) an die im Schwerpunkt liegende OVSt.

In größeren Städten und Ballungsgebieten sind deshalb mehrere OVSt´n erforderlich. Die Anschlußbereiche der einzelnen OVSt´n bilden das Ortsnetz. Charakteristisch für das Ortsnetz ist, daß jeder Teilnehmer des Ortsnetzes jeden anderen Teilnehmer stets mit der selben Rufnummer erreicht, sprich ohne Vorwahl.

Der Übergang zum Fernnetz erfolgt über eine der Ortsvermittlungsstellen, welche deshalb als Endvermittlungsstelle (EVSt) bezeichnet wird.

Das Fernnetz

Dieses Netz verbindet maschenartig alle Hauptvermittlungsstellen (HVSt) und Zentralvermittlungsstellen (ZVSt) untereinander. Über dieses Netz werden praktisch alle regionalen Fernnetze verkoppelt. Allgemein wird es als Weitnetz bezeichnet. Über die Verkehrausscheidungskennziffern 00 erreicht man aus dem Ortsnetz über dieses Weitnetz das internationale Netz. In der folgenden Abbildung ist die Struktur des überregionalen Fernnetzes dargestellt. Dabei sind in de Praxis die ZVSt untereinander voll vermascht, die HVSt sind nicht voll vermascht.

Einführung ISDN

ISDN heißt Integrated Services Digital Network, was soviel heißt wie dienstintegrierendes digitales Fernmeldenetz.

Grundlegende Merkmale des ISDN

Zwischen den Teilnehmern ist die Verbindung durchgehend digital.

Die Übertragungs- und Vermittlungstechnik ist einheitlich für alle Dienste digital, d.h. Sprache, Text, Daten und Bilder werden digital übermittelt.

Alle Telekommunikationsdienste werden über ein gemeinsames Netz übertragen.

Der Teilnehmer am ISDN nutzt alle Dienste über eine Rufnummer.

Die folgende Abbildung zeigt den Unterschied zwischen dem alten Netz und dem ISDN Netz anhand der neuen Merkmale:

Bild 1: herkömmliche Nutzung der Netze, d.h. eigene Anschlußleitung und eigene Rufnummern

Bild 2: Anschaltung an das ISDN, d.h. eine Anschlußleitung und eine Rufnummer

Für alle Endgeräte gibt es eine einheitliche Stechdose, die ISDN - Teilnehmer - Anschluß - Einheit (TAE-Dose).

Je Anschluß können zwei Basiskanäle gleichzeitig und völlig unabhängig voneinander genutzt werden.

Die Übertragungsgeschwindigkeit in jedem Basiskanal beträgt 64 kbit/s, im Steuerkanal 16kbit/s

Der Nutzen von ISDN für den Kunden

Der bisherige Fernsprechhauptanschluß wird mit dem Anschalten an das ISDN zum Universalanschluß, der für das Senden und Empfangen von:

Sprache

Text

Daten

Bildern

genutzt werden kann.

Dabei ergeben sich für den Anwender der einzelnen Dienste folgende Vorteile:

Der Telefondienst im ISDN

Der Verbindungsaufbau benötigt wesentlich weniger Zeit als bisher. Zur Zeit beträgt der Verbindungsaufbau für ein Telefongespräch ca. 15s - im ISDN nur noch 1,7s.

Die digitale Übertragung verbessert Sprachqualität und damit die Verständlichkeit. Im ISDN werden die Gespräche nahezu unabhängig von der Entfernung mit konst. Lautstärke übertragen. Das verbesserte Signal-Rausch-Verhältnis sichert ein störungsfreies Gespräch.

In weiteren Ausbaustufen wird die bisherige Sprachbandbreite von 3,1 kHz auf 7 kHz erhöht. Damit wird ein deutlicher Qualtitätssprung hinsichtlich der Stimmenerkennung des Gesprächspartners erreicht.

Während einer bestehenden Verbindung wird der Gesprächswunsch eines dritten Teilnehmers mit dessen Rufnummer angezeigt. Dieses Dienstmerkmal bezeichnet man als "Anklopfen".

Es besteht die Möglichkeit, während eines Gespräches gleichzeitig ein Fax zu übersenden.

Teilnehmer können während eines bestehenden Gespräches ihr Telefon in eine andere Anschlußdose umstecken, ohne daß die Verbindung unterbrochen wird.

Selbstverständlich gibt es auch eine Sperre für ankommende Gespräche.

Ankommende Verbindungswünsche können direkt zu einem vorher angegebenen Ziel umgeleitet werden, wobei diese Anrufumleitung dem anrufenden ISDN Teilnehmer angezeigt wird.

Teilnehmer können innerhalb einer geschlossenen Benutzergruppe, z.B. Direktoren eines Unternehmens; untereinander telefonieren und ihre Rufnummer für Außenstehende sperren.

In Zukunft wird das ISDN Telefon um folgende Dienstmerkmale erweitert:

Wenn ein Teilnehmer besetzt ist, wird nach dem Freiwerden der Leitung automatisch eine Verbindung vom rufenden Teilnehmer hergestellt, wenn dieser es wünscht. Das ist der automatische Rückruf.

In einer elektronischen Anrufliste können Gesprächspartner ihre Rufnummer und andere Verbindungsdaten eintragen, die jederzeit auch abgefragt werden können. Dem Anrufenden wird angezeigt, daß Einträge vorliegen, die er später einzeln oder insgesamt löschen kann.

Es lassen sich gleichzeitig verschiedene Verbindungen zu zwei Gesprächspartnern aufbauen, mit denen dann wechselseitig gesprochen werden kann. Das ist das Markeln.

Der Telefaxdienst im ISDN

Die Übertragungsgeschwindigkeit von zur Zeit 2,4 kbit/s bis 9,6 kbit/s wird im ISDN auf 64 kbit/s erhöht. Die Übertragungszeit einer DIN A4 Seite verringert sich damit von z. Zt. 1 bis 3 min auf ca. 10 sec.

Die kürzere Übertragungszeit hilft Gebühren zu sparen.

Die Qualität der übertragenen Kopien wird auf Grund der wesentlich höheren Bildpunktzahl deutlich verbessert.

Der Teletexdienst im ISDN

Auch hier liegt der entscheidende Vorteil in der Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit von z. Zt. 2,4 kbit/s auf 64 kbit/s im ISDN. Die Übertragungszeit einer DIN A4 Seite sinkt dabei von 12 sec. auf ca. 1 sec.

Auf Grund dieser kurzen Übermittlungszeit eröffnen sich hier, insbesondere in der Bürokommunikation für die Verteilung und das Versenden von Informationen in nachgeordnete Bereiche, neue Möglichkeiten.

Der Bildschirmtextdienst im ISDN

Btx wird durch ISDN noch attraktiver, da der Bildaufbau auch bei umfangreichen Textseiten ohne merkliche Wartezeiten vonstatten geht.

Der Aufbau einer Btx Seite wird sich von z. Zt. 8 sec. auf 0,2 sec. verringern.

Der Teleboxdienst im ISDN

Der Teleboxdienst wird durch neue Dienstmerkmale, wie z. B. das Erstellen verschiedener Dateien im Speicher, das Archivieren der Korrespondenz, die schnelle Ausgabe archivierter Korrespondenz durch Suchkriterien, wesentlich Attraktiver.

Die Technik im ISDN

Der Schlüssel für die Einführung des ISDN liegt nach der Digitalisierung der Netze in der digitalen Teilnnehmeranschlußleitung. Das ist die Voraussetzung für das Vereinigen der verschiedenen Dienste beim Teilnehmer. Zur Erinnerung sei noch einmal erwähnt, daß das digitalisierte Fernsprechnetz noch eine analoge Anschlußleitung zu Teilnehmer beinhaltete.

Beim ISDN werden die vorhandenen Kupferdoppeladern zum Teilnehmer für die Übermittlung der digitalen Signale genutzt. Während bei einem herkömmlichen Fernsprechanschluß die Kupferdoppelader am Endverzweiger an der Hauswand bzw. im Keller oder in der Wohnung in der Anschlußdose endet, erfolgt im ISDN der Netzabschluß am "Network Termination" kurz "NT" genannt.

Ab diesem Netzabschluß können nunmehr an genormte Steckdosen (TEA-ISDN-Anschlußdosen) 8 Endgeräte zur Nutzung der Fernmeldedienste angeschlossen werden.

Der Basisanschluß (2 B + 1 D)

Den normalen ISDN Anschluß bezeichnet man als Basisanschluß. Diese Basisanschlüsse gestatten die Übertragung von zwei Nutzkanälen mit jeweils 64 kbit/s für Spracht, Text, Daten und Bilder sowie die Übertragung von Signalisierungsinformation im 16 kbit/s Kanal. Die beiden Nutzkanäle werden als B-Kanäle und der Signalisierungskanal als D-Kanal bezeichnet. Die Übertragung zwischen der digitalen Ortsvermittlungsstelle (DIVO) und dem Teilnehmer erfolgt auf der herkömmlichen 2 Draht Kupferleitung.

Im ISDN Netzabschluß NT werden die Kanäle decodiert bzw. codiert, entsprechend den auf dem D-Kanal übertragenen Signalisierungsinformationen. Auf der Teilnehmerseite steht dann hinter dem NT eine 4-adrige Leitung, der sog. S₀-Bus, mit Zugriff auf die Kanäle B1 und B2 zur Verfügung. Hier können die acht Endgeräte angeschlossen werden.

An der digitalen Ortsvermittlungsstelle und am Netzabschluß befinden sich die Schnittstellen U_K0 ; dabei steht K für Kupfer und 0 für den Basisanschluß. S₀ ist die Teilnehmerschnittstelle.

Da jedem Basisanschluß nur eine Rufnummer zugeordnet ist, wird über den Signalisierungskanal sichergestellt, daß nur die Endgeräte miteinander verbunden werden, die auch miteinander kommunizieren können (Endgeräteerkennung).

Der Primärmultiplexanschluß (30 B + 1 D)

TK-Anlagen können über Basisanschlüsse oder über einen besonderen Netzzugang, den Primärmultiplexanschluß PA, an die digitale Vermittlungsstelle angeschlossen werden. Dieser Anschluß stellt insgesamt 30 ISDN-Basiskanäle (Nutzkanäle) je 64 kbit/s sowie einen Steuerkanal mit 64 kbit/s für Signalisierung an der Schnittstelle S_2M zur Verfügung. Die Anbindung der TK-Anlagen an die digitale Vermittlungsstelle erfolgt dabei vierdrähtig, d.h., über zwei Doppeladern. Basisanschlüsse und Primärmultiplexanschlüsse werden als Universalanschlüsse bezeichnet.