Telekommunikationsnetze: ISDN und ATM

Telekommunikationsnetze: ISDN und ATM

 

Unter dem Begriff Telekommunikation versteht man den Austausch von Nachrichten zwischen Menschen oder Menschen und Maschinen unter Inanspruchnahme nachrichtentechnischer Mittel. Dabei handelt es sich im Allgemeinen um die Kommunikationsdienste für Sprache, Text und Daten sowie Bild- und Videodateien. Während für einfache Kommunikationsdienste auf Sprachbasis ein Telefonapparat genutzt wird, fungiert als Endgerät für die Datenein- und Datenwiedergabe bei komplexen multimedialen Anwendungen der Computer. Für den Austausch von Daten sind die Computer mittels Telekommunikationsnetzen miteinander verbunden. Damit sich beim Aufbau eines Netzwerkes alle an eine Architektur halten, wurde von der ISO (Internationale Standardisierungsorganisation) ein siebenschichtiges Modell vorgeschlagen: das OSI-Referenzmodell (englisch open system interconnection). Der Austausch innerhalb einer Schicht (Rechner A ⇌ Rechner B) wird durch ein Protokoll (Sammlung von Regeln, die Datenformate und ihre Übertragung festlegen) beschrieben.

 

Zwei der wichtigsten Verfahren der Bitübertragungsschicht (physische Schicht) sind ISDN und ATM. Die Aufgaben der Bitübertragungsschicht bilden die Grundlage aller Computernetze. Sie nimmt von der Sicherungsschicht Datenblöcke entgegen, packt sie in einen Rahmen und überträgt den Rahmen zum Empfänger. Der Empfänger packt den Rahmen aus und übergibt den Datenblock an die nächsthöhere Schicht. Das einzige, was Sender und Empfänger auf dieser Ebene voneinander wissen, sind Vereinbarungen über nachrichtentechnische Verfahren der Übertragung. Alles andere, wie z. B. Daten auf dem Bildschirm darstellen, Datenblöcke erstellen, Empfänger adressieren, Verbindung aufbauen etc., geschieht in den anderen Schichten, deren Protokolle die dort eingesetzten Verfahren beschreiben.

 

Computernetze lassen sich nach ihrem Einzugsbereich klassifizieren: Es gibt zum einen die Weitverkehrsnetze (WAN, englisch wide area networks), die Rechner über Ländergrenzen hinweg verbinden, und zum anderen die lokalen Netze (LAN, englisch local area networks), die Computer innerhalb eines Bürogebäudes verbinden. Für multimediale Anwendungen werden trotz des Einsatzes von Datenkompressionsverfahren sehr hohe Datenübertragungskapazitäten in den Netzen benötigt.

 

 ISDN

 

Ziel von ISDN (englisch integrated rservices digital network, Dienste integrierendes digitales [Telekommunikations-]Netz; auch S-ISDN für Schmalband-ISDN) ist es, alle Kommunikationsdienste zu integrieren und über ein Netz bereitzustellen. Im ISDN erfolgt die Datenübertragung digital, d. h. die bei einer analogen Übertragung erforderliche Umwandlung der Daten mittels Modem von digital zu analog und zurück entfällt. ISDN integriert alle Telekommunikationsformen (Sprach-, Daten-, Text- und Bildübertragung) auf einer Leitung und kann größere Datenmengen mit höherer Geschwindigkeit übertragen. Durch die geringere Störanfälligkeit von ISDN wird die Sicherheit des Datentransfers erhöht. Einsatzgebiete von ISDN sind, neben der schnellen Datenübertragung, insbesondere Internetzugänge und Telefonwesen. Ein ISDN-Basisanschluss arbeitet mit drei Übertragungskanälen, wovon zwei Kanäle (B-Kanäle) für die Übertragung von Daten und Sprache mit einer Geschwindigkeit von 64 kBit/s genutzt werden. Der dritte Kanal (D-Kanal) dient mit einer Geschwindigkeit von 16 kBit/s zum Steuern der Kommunikationswege und Verbindungsknoten. Die nächste Ausbaustufe ist der Primärmultiplexanschluss mit 30 B-Kanälen. Dieser Anschluss wird in mittelständischen Betrieben für die Netzwerkkopplung eingesetzt.

 

 ATM

 

ATM (englisch asynchronous transfer mode, asynchroner Transfermodus) ist eine Vernetzungstechnik, die ihren Ursprung in den Weitverkehrsnetzen hat und als ein Transportprotokoll für Breitband-ISDN (B-ISDN) definiert ist. ATM ist wie ISDN ein Datenübertragungsverfahren, das die gleichzeitige Übertragung von Daten, Sprache und Video ermöglicht. Es ist medienunabhängig und lässt sich mit vielen Transferraten betreiben. Da Breitbanddienste vom Bildtelefon über Fernunterricht bis zum Abruf von Videofilmen im Einzelnen sehr unterschiedliche Anforderungen an die Übertragungssysteme stellen, sind synchrone Kanäle mit festen Bandbreiten nicht gut geeignet. Asynchrone Verfahren erlauben demgegenüber eine variable Bandbreite, da die Nutzdaten in Form von Paketen mit einer festen Länge übertragen und vermittelt werden, deren Anzahl variieren kann.

 

Diese Pakete werden in kleinen Zellen mit fester Länge transportiert, die das ATM-Netz in ununterbrochener Folge bereitstellt. Diese Zellen sind 53 Byte groß und enthalten 48 Byte Daten sowie 5 Byte Adressierungs- und Fehlererkennungsdaten. Weil die Zellen relativ klein sind und beim Empfänger nicht so viel »gepuffert« (aufgestaut) werden muss, ist ein schnelles Übertragen (cell switching), auch von Echtzeitdaten, mit ATM möglich. Betrachtet man die anfallenden Bitströme, stellt man fest, dass die Datenströme sowohl kontinuierlich als auch wechselnd auftreten können. Durch die Zellentechnik realisiert ATM eine dynamische und bedarfsorientierte Bandbreitennutzung.