ISDN

 

Allgemeines

 

ISDN ist die Abkürzung für Integrated Services Digital Network. Im Vergleich zum PSTN steht sie für:

  • exzellente Sprachqualität
  • mehrere Telefonverbindungen über eine Telefonleitung
  • höhere Datenraten (z.B. für den Internet-Zugang) und
  • eine umfassende Reihe von Zusatzdiensten.

 

Wie der Name ISDN schon sagt, handelt es sich im Gegensatz zum analogen PSTN um ein digitales Netz. Die digitale Signalisierung ermöglicht alle diese nützlichen neuen Leistungsmerkmale, zum Beispiel eine höher entwickelte Behandlung von Rauschen, was zur besseren Sprachqualität führt oder die Multiplexierung, die 2 unabhängige Verbindungen und einen dritten Signalisierkanal über ein Kupferadernpaar ermöglicht.
 

Der herkömmliche Netzaufbau (PSTN) gliedert sich in verschiedene untergeordnete Netze für die Telefonie, Telex, den Paket-vermittelten Datenverkehr usw. Das bedeutet grundsätzlich für jede Dienstkategorie ein eigenes Netz. Das Diensteintegrierende Digitale Netz (Integrated Services Digital Network, ISDN) wurde mit dem Ziel eingeführt, dieses Problem zu lösen und durch die Bereitstellung einer hochentwickelten Signalisierung die verschiedenen Dienst- und Bandbreitenanforderungen in EINEM Netz zu erfüllen. Die ersten ISDN-Empfehlungen wurden von 1980 bis 1984 ausgearbeitet. Das ISDN-Netz nutzt die Kabel des vorhandenen öffentlichen Telefonnetzes PSTN; daher sind beim Übergang von den PSTN zu den ISDN-Diensten keine neuen Kabel notwendig. Obwohl ISDN grundsätzlich ein Leitungs-vermitteltes Netz darstellt, sahen die ersten Standard-Empfehlungen die Möglichkeit vor, das Netz auch für Paket-vermittelten Verkehr zu benutzen. Heute enthalten die Empfehlungen als weitere Übertragungsart auch Frame Relay.

Es sind von Gebiet zu Gebiet unterschiedliche ISDN-Implementierungen vorhanden – am verbreitetsten ist in Europa das sogenannte Euro ISDN.

Schliesslich werden zwei allgemeine Arten von ISDN unterschieden: Schmalband-ISDN (N-ISDN) und Breitband-ISDN (B-ISDN). Der für Privatanwender mindestens im Moment allgemein verfügbare ISDN-Dienst ist N-ISDN. Wie aus der Bezeichnung abgeleitet werden kann, besteht der Unterschied zwischen den beiden in der zur Verfügung stehenden Übertragungsrate: bis 128 kbit/s bei N-ISDN, resp. bis 2048 kbit/s (2 Mbits/s) bei B-ISDN.


Mehrere Telefonverbindungen über eine Telefonleitung
Einer der Hauptunterschiede zwischen dem ISDN- und dem PSTN-Netz besteht darin, dass ISDN ein digitales Netz ist und den Einsatz der Multiplexierung erlaubt. Als Folge davon ergibt sich, dass auf ein und derselben Leitung mehrere Kanäle parallel übertragen werden können. Daher die Möglichkeit, auf einer ISDN-Leitung mehrere Telefonnummern (die sogenannte MSN) nutzen zu können; siehe das nachstehende Kapitel Zusatzdienste.

In N-ISDN werden zwei Kanalarten verwendet:

  • Der B-Kanal (64 kbit/s) ist der reguläre Verkehrskanal für die Übertragung der Teilnehmerinformation über das Netz.
  • Der D-Kanal (64 oder 16 kbit/s) wird hauptsächlich für die Signalisierung, aber auch für den Paketverkehr benutzt.

 

Abhängig von der Konfiguration der angebotenen Kanäle werden zwei Anschlussmodelle definiert:

 

  • Basisanschluss (BRA), definiert als "2B+D" (2 x 64 kbit/s + 16 kbit/s). "2B+D" benötigt 144 kbit/s, zusätzlich werden 13 kbit/s für die Synchronisierung und 3 kbit/s für das Netzmanagement benutzt – insgesamt also 160 kbit/s. Der BRA ist der übliche, den Privatkunden angebotene Dienst, der erlaubt, zwei unabhängige Sprach-/Datenkanäle über die beiden B-Kanäle zu betreiben und den zusätzlichen D-Kanal ebenfalls für benutzerabhängige Dienste zu nutzen.
  • Primäranschluss, (PRA), definiert als "30B+D" (30 x 64 kbit/s + 64 kbit/s). Er benutzt ein Standard-Puls-Code-Modulations-System (PCM) mit 2,048 kbit/s. 64 kbit/s werden für die Synchronisierung und das Netzmanagement verwendet. Der PRA-Dienst wird normalerweise Geschäftskunden angeboten.

 

Das ISDN-Refernzmodell ist in der folgenden Abbildung dargestellt:


isdn nt1
Normalerweise ist es im Vergleich zum
PSTN nicht möglich, dass der Benutzer einfach sein ISDN-Telefon in die Telefonanschlussbuchse an der Wand einsteckt, auch wenn er sich vorher bei seinen Netzbetreiber angemeldet hat und die Leitung zum ISDN-Netz geschaltet wurde. Es wird zusätzlich ein spezielles Gerät (NT) benötigt, das die Endgeräte des Benutzers vom ISDN-Netz trennt. Ein solches Gerät kann über eine Anzahl digitaler Anschlüsse (ISDN) verfügen, an die der Benutzer seine Telefonapparate, PCs usw. anschliessen kann.


Um einige dieser Geräte an den NT anzuschliessen, kann ein weiteres Gerät notwendig sein – es wird Terminal Adapter (TA) genannt. Ein TA kann zum Beispiel gewöhnlichen PSTN-Endgeräten wie Telefonapparaten, Fax-Geräten, analogen PC-Modems usw. den Zugang zum ISDN-Netz ermöglichen oder dem ISDN-Netz erlauben, direkt auf einen PC zuzugreifen. Dieser Terminaladapter kann auch mit dem NT kombiniert sein und wird dann als "NT+2ab" bezeichnet; in der oben stehenden Abbildung ist ein solches Gerät gezeigt, bei dem ein TA für analoge Endgeräte in den NT eingebaut ist – in andern Fällen kann es sich um ein eigenständiges Gerät handeln, z.B. eine ISDN-Karte für einen PC oder den Teil eines Telefons wie in der oben stehenden Abbildung gezeigt.

Zugang zu den DATA-Diensten
Für die Datenübertragung kann jeder B-Kanal für den Zugang zu den und die Nutzung der DATA-Dienste(n) eine Datenrate von maximal 64 kbit/s zur Verfügung stellen, z.B. für den Zugang zum Internet über Ihren PC oder Ihr WAP-fähiges Endgerät. In diesem Szenario bleibt ein B-Kanal für eine mögliche zweite Verbindung zum ISDN-Netz frei, die als Telefonkanal oder für eine zweite unabhängige Internet-Sitzung genutzt werden kann. Ein zweites Szenario erlaubt, die beiden B-Kanäle (in einer sogenannten Kanalbündelung) gemeinsam zu nutzen und dadurch eine maximale Datenrate von 128 kbit/s zur Verfügung zu stellen. In diesem Fall ist natürlich der zweite B-Kanal für andere Zwecke (z.B. eine Sprachverbindung) nicht mehr verfügbar. Wenn zum Beispiel in einem solchen Szenario ein ankommender Sprachanruf eintrifft, wird er zwar über den in diesem Moment freien D-Kanal durch den Rufton angekündigt, aber der Anruf kann nur beantwortet werden, sofern ein B-Kanal freigeschaltet wird.

Zusätzlich zu den B-Kanal-Datendiensten stellen einige ISDN-Netzimplementierungen die Möglichkeit für den Zugang zu Datendiensten über den D-Kanal zur Verfügung – die Mitteilungsdienste (Messaging) sind ein Beispiel für solche Dienste.

Einige zusätzliche Bemerkungen zu den Datenraten. Es sind analoge Modems verfügbar, die angeblich mit Datenraten von 56 und sogar 112 kbit/s arbeiten können. Wozu dient denn für den Internet-Anschluss ein ISDN-Modem überhaupt? Zuerst sollten Sie sich bewusst werden, wie analoge Modems arbeiten – die analoge Leitung kann solche Datenraten gar nicht unterstützen – die maximale Datenrate über eine analoge Leitung beträgt ungefähr 30 kbit/s – der Rest wird durch Datenkompression erreicht. Obwohl in der Theorie die Kompression die Übertragungsrate einer analogen Leitung um den Faktor 4 erhöhen sollte, hängt in der Praxis die erreichbare Kompression von den zu komprimierenden Daten ab und führt nur selten zu einer Steigerung um 50 % und dies auch nur bei reinen Textdaten. Der Einfluss des Rauschens auf einer analogen Leitung sollte auch nicht vernachlässigt werden; er führt normalerweise dazu, dass Daten wiederholt übertragen werden müssen (und dies unabhängig davon, wie schnell Ihr Modem ist). Weil ISDN rein digital arbeitet, werden die Daten leichter korrekt zwischen den beiden Enden übertragen. Ein weiterer Vorteil zugunsten von ISDN ist die Verbindungszeit. Da der 64 kbit/s-Kanal im Wesentlichen einen reinen "Bitkanal" darstellt, der kein Aushandeln der Übertragungsrate oder des Handshaking erfordert, sind keine konfliktträchtigen Unterschiede in der Modem-Geschwindigkeit oder in den Protokollen vorhanden. Aufgrund dieser einfachen Negotiationsphase bei ISDN reichen etwa ein bis zwei Sekunden für das Wählen und den Verbindungsaufbau aus (analoge Modems können für den gleichen Vorgang bis zu einer Minute benötigen).


Zusatzdienste
Einfach gesagt sind Zusatzdienste (Supplementary Services, SS) nützliche Ergänzungen zum Sprachdienst, der vor einiger Zeit noch als einziger Telekomdienst betrachtet wurde. Es sind Hunderte von SS für ISDN standardisiert worden – welche davon bei Ihnen zu Hause zur Verfügung stehen, hängt von Ihrem ISDN-Dienstanbieter/Netzbetreiber ab; wir werden hier nur einige wenige erwähnen.


Manche Zusatzdienste stehen dem Teilnehmer erst zur Verfügung, wenn er sie abonniert – einige können aber bereits im Basisabonnement des Teilnehmers eingeschlossen sein; für die anderen muss der Teilnehmer die Aufschaltung anfordern und eine zusätzliche Gebühr bezahlen. Auch einige der gebührenfreien SS können für ihre Aktivierung einen speziellen Eingriff vom Benutzer erfordern.

Mehrfachrufnummer (Multiple Subscriber Number, MSN)
Der MSN-Dienst ermöglicht dem Teilnehmer, eine bestimmte Anzahl ISDN-Telefonnummern zu besitzen. Die Nummern werden durch den Betreiber/Dienstanbieter zugeteilt und können je nach Region und Abonnement unterschiedlich sein. Diese Telefonnummern können den verschiedenen Benutzern der Leitung frei zugeteilt werden, z.B. könnten in einer Familie der "Vater", die "Mutter", die Tochter und oder der "Sohn" als eigenständige Benutzer auftreten; diesen Benutzern würde dann je eine andere MSN zugeteilt und auf diese Weise ermöglicht, ihre eigene individuelle Nummer zu besitzen. Moderne schnurlose ISDN-Telefonapparate erlauben, diese Nummern unterschiedlichen Mobilstationen zuzuteilen; dadurch wird ein Anruf auf eine individuelle Nummer nur auf der entsprechenden Mobilstation signalisiert, was einen höheren Grad an Privatsphäre ergibt.

Identifizierung des rufenden Teilnehmers (Calling Line Identification Presentation, CLIP)
Dies ist einer der am meisten benutzten SS. In einigen Ländern, speziell ausserhalb Europas, ist dieser Dienst auch unter der Bezeichnung Caller ID bekannt. Wenn er aktiviert ist, erlaubt dieser Dienst, bei einem ankommenden Anruf die Nummer des rufenden Teilnehmers während der Rufphase auf dem Display des Endgerätes anzuzeigen, das den Anruf empfängt. Aufgrund der angezeigten Nummer des rufenden Teilnehmers kann der Benutzer entscheiden, ob er den Anruf beantworten will oder nicht.

Auch wenn der Dienst aktiviert ist, gibt es keine Garantie, dass die Nummer des rufenden Teilnehmers auch tatsächlich angezeigt wird. Warum? Um Ihnen diese Nummer anzeigen zu können, muss Ihr ISDN-Netz diese Nummer erstens kennen und zweitens die Berechtigung besitzen, sie an Ihr Endgerät zu übertragen. Wenn der Anruf aus einem externen Netz stammt, kann es sein, dass die Nummer des rufenden Teilnehmers nicht mit übertragen wird; daher ist sie Ihrem Netz nicht bekannt. Weiter kann ein ISDN-Benutzer entscheiden, dem Netz Einschränkungen aufzuerlegen und die Übermittlung der Telefonnummer an das gerufene Endgerät zu verbieten – dies ist ein anderer SS mit der Bezeichnung Identifizierung unterdrücken (Calling Line Identification Restriction, CLIR). Wenn Sie keine Anrufe ohne die Anzeige der Nummer des rufenden Teilnehmers empfangen möchten, ist für diesen Fall ebenfalls ein SS verfügbar – er wird als Rückweisung anonymer Anrufe (Anonymous Call Rejection, ACR) bezeichnet und muss von Ihnen aktiviert werden.


Anrufweiterleitung (Call forwarding, CF)
Der CF-Dienst erlaubt einem ISDN-Teilnehmer, auf einem andern Telefonapparat erreichbar zu sein, d.h. der Benutzer kann ankommende Anrufe an jede beliebige externe Telefonnummer weiterleiten, zum Beispiel während der Arbeitszeit an seine Büronummer oder während der Feiertage oder Ferien an ein Mobiltelefon. Es gibt verschiedene Arten von CF-Diensten, unter denen ausgewählt werden kann; die Anrufweiterleitung lässt sich für jede MSN individuell programmieren. Die folgenden Arten der Anrufweiterleitung lassen sich programmieren:
Unbedingte Anrufumleitung (Call Forwarding Unconditional, CFU) – Alle ankommenden Anrufe werden unmittelbar weitergeleitet, unabhängig davon, ob jemand den Anruf beantworten könnte oder nicht.
Anrufumleitung bei Besetzt (Call Forwarding Busy, CFB) – Ankommende Anrufe werden nur weitergeleitet, wenn die Leitung besetzt ist, d.h. beide B-Kanäle belegt sind.
Anrufumleitung wenn keine Antwort (Call Forwarding No Reply, CFNR) – Ankommende Anrufe werden nur weitergeleitet, wenn sie nicht innerhalb einer bestimmten Zeit (mehrere Sekunden, in denen der Teilnehmer noch die Möglichkeit hat, den Anruf entgegen zu nehmen) beantwortet werden.

Normalerweise müssen die verschiedenen Arten des CF-Dienstes durch den Benutzer aktiviert werden; er sollte nicht vergessen, sie wieder zu deaktivieren, wenn er sie nicht mehr benötigt. Anrufe, die eintreffen, wenn der Benutzer bereits ein Gespräch führt, können durch Betätigen einer einzelnen Taste an eine vordefinierte Nummer weitergeleitet werden – dieser Dienst wird als Anrufweiterleitung durch den Teilnehmer (Call Deflection) bezeichnet.


Identifikation des verbundenen Teilnehmers anzeigen (Connecting line identification presentation, COLP)
Wenn Sie bei einem Anruf eine bestimmte Nummer wählen und der Besitzer dieser Nummer die Anrufweiterleitung aktiviert hat, ist es Ihnen mit Hilfe des COLP-Dienstes möglich feststellen, auf welche Nummer der Anruf weitergeleitet wurde. Durch Aktivierung des Dienstes "Identifikation des verbundenen Teilnehmers anzeigen" auf Ihrem ISDN-Telefon können Sie teure Gespräche vermeiden, wenn der Anruf zum Beispiel aus dem Fixnetz an ein Mobiltelefon weitergeleitet wurde.

Anklopfen (Call waiting, CW)
CW wird dazu verwendet, einem Benutzer, der bereits ein Gespräch führt, anzuzeigen, dass ein weiterer Anruf wartet. Der neue Anruf kann durch einen speziellen Rufton signalisiert und wenn der CLIP-Dienst möglich ist, kann die Nummer des rufenden Teilnehmers auf dem Display angezeigt werden. Während des Anklopfens (CW) hat der Benutzer die Möglichkeit, den ankommenden Anruf zurückzuweisen, zu beantworten oder an eine andere Nummer oder einen Anrufbeantworter weiterzuleiten.

Makeln (Brokering)
Ein ISDN-Teilnehmer kann zwei Anrufe parallel führen – dieser Dienst wird als Halten einer Verbindung (Call Hold, HOLD) bezeichnet. Das Makeln ist ein SS, der dem Benutzer erlaubt, bei aktiviertem Leistungsmerkmal HOLD zwischen den beiden Verbindungen hin- und herzuschalten. Es ist nur immer eine der Verbindungen aktiv und der Teilnehmer auf der inaktiven oder gehaltenen Verbindung kann das Gespräch auf der andern, aktiven Verbindung nicht mithören. Makeln und HOLD werden normalerweise in Verbindung mit dem CW-Dienst benutzt.

Anruf parkieren (Park call, PARK)
Stellen Sie sich vor, ein Benutzer führt ein Gespräch in einem Raum und verfügt nicht über ein schnurloses ISDN-Telefon, sondern ein Telefon, das mit der Wandsteckdose in diesem Raum verbunden ist. Nehmen wir an, dieser Benutzer möchte während des Gesprächs den Raum wechseln, um etwas abzuklären, und der neue Raum verfüge ebenfalls über eine Telefon-Wandsteckdose. Der SS PARK ist für dieses Szenario bestimmt. Der Benutzer kann die laufende Verbindung für ein paar Minuten parkieren, den Stecker des Telefonanschlusskabels aus der Wandsteckdose ausziehen, sich in den gewünschten andern Raum begeben, das Telefon in die Wandsteckdose in diesem Raum einstecken und das Gespräch nach dem Aufheben des PARK-Zustandes fortsetzen.

Konferenzverbindung (Conference calling, 3PTY)
An einem Gespräch sind normalerweise zwei Seiten beteiligt; wenn ein Gespräch mit zwei andern Teilnehmern gewünscht ist, d.h. drei Teilnehmer zusammen ein Gespräch führen sollen, muss der 3PTY-Dienst benutzt werden. 3PTY bedeutet drei Party (Teilnehmer) und erlaubt dem Benutzer, nach der Herstellung einer Verbindung einen weiteren Teilnehmer anzurufen und anschliessend den Dienst "Konverenzverbindung" zu aktivieren. Auf diese Weise werden die drei Teilnehmer gleichzeitig miteinander verbunden und können kommunizieren (ausgenommen ist der Fall bei aktiviertem HOLD, bei dem einer der Teilnehmer das Gespräch zwischen den beiden andern nicht mithören kann).

Automatischer Rückruf bei Besetzt (Completion of calls to busy subscriber, CCBS)
Erinnern Sie sich an das frustrierende Gefühl, wenn Sie versuchen eine Nummer anzurufen und der gewünschte Teilnehmer besetzt ist? Für diese Fälle gibt es den CCBS. Wenn die gerufene Nummer besetzt ist, kann der Automatische Rückruf bei Besetzt aktiviert werden. Ist dieser Dienst aktiviert, so bleibt es dem rufenden Teilnehmer erspart, später nochmals anzurufen und feststellen zu müssen, dass der Teilnehmer immer noch besetzt ist – stattdessen stellt das Netz, sobald der besetzte Teilnehmer den Hörer auflegt, automatisch die Verbindung zu diesem Teilnehmer her und teilt dies dem rufenden Teilnehmer durch einen speziellen Rufton mit.

Teilnehmer-zu-Teilnehmer-Signalisierung (User-to-User Signalling, UUS) und SMS
Wenn das Telefonnetz diesen Dienst unterstützt, bietet ISDN die Möglichkeit, kurze geschriebene Nachrichten zwischen ISDN-Telefonen auszutauschen. Eine Vorbedingung für das Senden und Empfangen dieser Nachrichten ist, dass beide Teilnehmer über ISDN-Telefone verfügen, die diesen Dienst unterstützen.

Der UUS-Dienst ist normalerweise die Grundlage für den neuen Dienst SMS über ISDN. Der Dienst "SMS über das Festnetz" entspricht inhaltlich jenem SMS-Dienst, den Sie von Mobilnetzen (z.B. GSM) her kennen.


Gebührenanzeige (Advice of charge, AOC)
Der AOC-Dienst liefert dem Benutzer während eines Anrufs Gebühreninformationen, die auf dem Display des Telefons angezeigt werden. Auf diese Weise können Sie Ihre Ausgaben kontrollieren und einen Anruf beenden, wenn er zu lange und zu teuer wird.