Taschenbuch der Telekom Praxis 1991 3794905237

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taschenbuch der telekom

Heinz Pooch/Bernd Seiler

praxis 1991

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hat Fernmeldetechnikern gerade noch gefehlt: Doppelader-Verbinder DAV und der Doppelader-Verbinder für unterbrechunggsfreie Umschaltungen DAVU bewähren sich bei: m Papier- und kunststoffisolierten Adern m Aderndurchmesser von 0,4 bis 0,9mm (!) m Durchgangs- und Abzweigverbindungen an geschnittenen und ungeschnittenen (!) Kabeln

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die zum Messen der bei PCM-Systemen interessierenden analogen und digitalen Größen verwendeten Meßgeräte in Konzept und Aufbau beschrieben. Um jedoch die Zweckmäßigkeit derMeßmethoden und Meßgeräte richtig verstehen zu können,

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taschenbuch der telekom-praxis 28. Jahrgang

1991

Heinz Pooch / Bernd Seiler

Herausgeber: Dipl-Ing. Heinz Pooch Redaktion:

Dipl-Ing. Bernd Seiler

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Verantwortlich für die Redaktion: Dipl.-Ing. Bernd Seiler, Eschenweg 6, 6101 Modautal 3, 06254-2958 Für die sachliche Richtigkeit der Beiträge sind dienamentlich genannten Autoren verantwortlich, die auch spezielle Fragen nach Möglichkeit beantworten. Die Beiträge aus dem Bereich der DBP TELEKOM müssen nicht mit deren Ansichten übereinstimmen. Sie geben teilweise die persönliche Meinung der Autoren wieder. Mitarbeiter des „taschenbuch der telekom-praxis 1991“: Dipl.-Ing. Erdal Afsar, Am Schülerheim 15, 1000 Berlin 33 Dipl.-Ing. Ulf Aßmus, Bartningstr. 18, 6100 Darmstadt Dipl.-Ing. Helmut Benzing, Pupinweg 16a, 6100 Darmstadt Dipl.-Ing. Elke Franze, Hans-Böckler-Straße 4, 6108 Weiterstadt Dipl.-Ing. Horst Hartmann, Weedring 68, 6104 Seeheim 1 Dipl.-Ing. Jörg Heydel, Im Hirscheck 6, 6146 Alsbach-Hähnlein 2 Dipl.-Ing. Horst Hessenmüller, Taunusstr. 125, 6101 Roßdorf Dipl.-Ing. Emil Höllig, Im Streibelgrund 23, 7550 Rastatt 16 Dipl.-Ing. Hans-Peter Ketterling, Boelckestraße 74, 1000 Berlin 42 Dipl.-Ing. Harald Kullmann, Heymannstr. 21, 8750 Aschaffenburg Dipl.-Ing. Heinz Lange, Bienenweg 13, 8501 Heroldsberg Dipl.-Ing. Martin Link, Institut für Rundfunktechnik GmbH Dipl.-Verwaltungswirt Heinz-Holger Meyer, Südoststraße 16, 6500 Mainz 1 Dipl.-Ing. Horst Middel, Pupinweg 17, 6100 Darmstadt Dipl.-Ing. Hans-Werner Rieper, Mümlingweg 9, 6100 Darmstadt Dipl.-Ing. Gerhard Stoll, Ahornweg 21, 8051 Zolling Dipl.-Ing. H.G. Wilfried Walter, Wechslerstr. 13, 6100 Darmstadt Dipl.-Ing. Detlef Wiese, Münchener Str. 4e, 8056 Neufahrn Dipl.-Ing. Gerhard Wiest, Hauserstraße 36 b, 8035 Gauting Dipl.-Ing. Werner Würtenberger, Bismarckstr. 16, 6111 Otzberg 1 Für die in diesem Buch enthaltenen Angaben wird keine Gewähr hinsichtlich der Freiheit von gewerblichen Schutzrechten (Patente, Gebrauchsmuster, Wahrenzeichen) übernommen. Auch in diesem Buch wiedergegebenen Gebrauchsnamen, Handelsnamen und Warenbezeichnungen dürfen nicht als frei zur allgemeinen Benutzung im Sinne der Wahrenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung betrachtet werden. Die Verletzung dieser Rechte im Rahmen der geltenden Gesetze ist strafbar und verpflichtet zu Schadenersatz.

ISBN 379490523 7 ISSN 0082-1764

© 1991 Fachverlag Schiele & Schön GmbH Markgrafenstraße 11, 1000 Berlin 61 Tel.-Sa.-Nr. 030/251 6029, Telex 181470 sunds d Druck: Kutschbach Druck, 1000 Berlin 47 Printed in Germany

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Vorwort zum 28. Jahrgang In diesem Jahrgang begrüßen wir auch die Bezieher und Leser aus der ehemaligen DDR, denen unser Buch nun auch zugänglich ist und hoffentlich nutzt. Wie bisher haben wir uns bemüht, möglichst aktuelle Beiträge zu bringen und unsere Herren Autoren dazu zu bewegen, dem Leser das Studium der Beiträge nicht zu sehr zu erschweren, sondern praxisnah zu bleiben. Ob es uns gelungen ist, werden Sie, verehrter Leser, beurteilen können.

Der erste Beitrag „Entwicklungstendenzen der Nachrichten-

technik“ gibt einen guten Ausblick in die Zukunft. Der Beitrag über den Mobilfunknetz D ist nicht weniger zukunftsträchtig, da hier in den nächsten Jahren diese Dienste voraussichtlich

mit großen Zuwachsraten rechnen dürfen.

Teilweise, in wenigen Beiträgen, haben unsere Autoren auch sehr persönliche Meinungen geäußert, die hier und da Stellungsnahmen herausfordern können. Dazu geben wir Ihnen iin wichtigen Fällen die Möglichkeit, sich in unserer Zeitschrift „telekom praxis“ zu äußern. Ich danke meinem langjährigen Redakteur, Herrn Dipl.-Ing.

Alfons

Kaltenbach,

für seinen beachtenswerten

Einsatz für

dieses Buch und begrüße gleichzeitig Herrn Dipl.-Ing. Bernd Seiler als neuen verantwortlichen Redakteur.

Mein Dank gilt ferner dem Verlag und der Druckerei für die gute Zusammenarbeit. Heinz Pooch Darmstadt,

im Dezember

1990

Inhaltsverzeichnis Entwicklungstendenzen der Nachrichtentechnik (Gerhard Wiest) ...: 22:22 Common erenennnnn

13-

Netzbetreibern an die Nachrichtentechnik von morgen. Künftige Breitbandnetze........... 2.2222 neeeeee. Netzkonzeption und Produktentwicklung ........... Netz- und Terminalarchitekturen ............2.2... Übertragungsnetze ....... 2 co coneeeeereerrenenn

15 18 26 26 29

Anforderungen

von

Anwendern,

Diensteanbietern

und

Netz D-Technik, Aufgaben und Chancen des öffentlichen digitalen Mobilfunks (Hans-Peter Ketterling) ..........: 22222 cceeee. Funktelefone in der Vergangenheit ................ Funktelefone in der Gegenwart ......... 2222220. Funktelefone morgen - Anforderungen und Zielvorstellungen ...... Coon nennen enn Das GSM-System als Fortsetzung des ISDN ........ Ausblick auf die Konsequenzen für die zukünftige Entwicklung mobiler Landfunkdienste ................ Die Übertragung hochwertiger Bild- und TonSignale in einem auf ATM basierenden BreitbandISDN (Ulf Aßmus und Horst Hessenmüller) .............. Das Schichtenmodell für ATM ................2... Zellverluste und fehlgeleitete Zellen ............... Übertragung von hochwertigen Bild- und Ton-Signalen mit konstanter Bitrate ......... 2.22 ceerenennn Übertragung von Bildsignalen mit variabler Bitrate ... MUSICAM:

Ein Quellencodierverfahren

76

49 92 72

77180 83

95

86 92

zur Daten-

reduktion hochqualitativer Audiosignale für universelle Anwendungen im Bereich der digitalen Tonübertragung und -speicherung (Gerhard Stoll, Detlef Wiese und Martin Link)........ Anwendungsmöglichkeiten für MUSICAM .......... Irrlevanz- und Redundanzreduktion als Grundlagen der Quellencodierung ........: 2:2 nun eneeeeneeennenn MUSICAM ........ oo nennenneen Variable Bitflußreserve ........ 2.22... n2nneeneenn Wichtige Eigenschaften des MUSICAM-Verfahrens ... Erste digitale Hörfunkübertragungen mit COFDM/ MUSICAM ...... oo. onen eeeresrereeereenn

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Digitale Tonübertragung für den Programmaustausch und für den Satelliten-Rundfunk (H.G. Wilfried Walter) .....:. oo o oo onen Netzüberblicke .........2 22 seeeeee nennen Übertragungsverfahren für Tonleitungen höchster Güte Abtastung .......::: Coon onnn een rrer nn Quantisierung....:.:: Co onen Codierung ....::. Common Rahmenbildung ........:: 222. uneneen Netzkomponenten .......: cc cn oneeneeerrennn DS 1-Endgerät ....... 2 Cocoon neneeeeeenennn Multiplexer DS1/DS2 ...........2. 2. c.cnnee Digitale Schalteinrichtung für DS1-Tonsignale....... DSR-Multiplexer ...... 2 oo once Betriebsverfahren............ 22 co ooneeeeerenenn Festverbindungen

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2 -

ein Dienstleistungsangebot der DBP TELEKOM (Elke Franze) .....:.: oc o onen Festverbindungen ........:. co. cc oononeeennnn Was sind Festverbindungen der Gruppe 2? ........... Festanschlüsse ......:. 2. cc co cunnnnnrerennn Technische Realisierung der Festanschlüsse und der zugehörigen Festverbindungen der Gruppe3 .......... Gestaltung der Endstelle ......... 2.222. Leistungsmerkmale der Festverbindungen .......... Festverbindungen und die Datenübertragung ........ Tarifierung .......:2 Co 0 oo oooonneeereereenen Festverbindungen der Gruppe 3........: 2222.20. Technik und Nutzung des elektronischen MailboxSystems (Werner Würtenberger) .....:. 2.20 eenerenn Das EMS/400 der Fa. Digital ............ 2222220. Der PC User Agent (PCUA) .......... 2222.22... Mitteilungsbearbeitung und -verwaltung............. Adreßbearbeitung und -verwaltung ................ Texteditor 2... Coco con enenerenenn Formulareditor ......:. 222 cos een Weitere Nutzungsmöglichkeiten des PCUA ......... Darstellung der Benutzeroberfläche des PCUA....... Der lokale User Agent (LUA)........:. cc... Kommunikation mit dem EMS/400 ........ 2.222... Das Electronic Data Interchange (EDI)-System der Fa. Digital .........2.2 222222...

166-189 166 167 168 174 179 185 186 187 187

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Einbindung eines amplitudenmodulierten BK-Glasfaser-Systems in die Bezugskette der DBPTELEKOM (Heinz Lange) .........: 2 con con ennneeneennn Einordnung des Übertragungssystems in die Bezugskette 2... oo 0 oo oe rennen nereeenene Ermittlung der erforderlichen Störabstände ......... Bewerteter Video-Störabstand (AvF) . - :...:: 22220. Bewerteter Geräuschspannungsabstand (aps) für den 1Ve) Bewerteter Geräuschspannungsabstand (aps) für den UKW-Ton ......2 222 oo oeennenenereeneererenn Störsummenabstand 2. Ordnung (CSOA) ........... Störsummenabstand 3. Ordnung (CTBA)........... Störsummenabstand der Kreuzmodulation........... Wertung der Ergebnisse .......... 222220 eernnun

Analoge Breitbandübertragung durch transparente optische Systeme (Erdal Afsar).......22 oo oo oounenneerenrerreenn ne in die Theorie der optischen SignalübertraOptische Signalübertragung in der Praxis ........... Eigenschaften verfügbarer optischer Komponenten .. Anlagen - Konzeption .......::. 22 onen ereeeerenn Anlagenplanung .......:.:. Cocoon neeereerereenn Punkt-zu-Punkt-Verbindungen............2222.220.. Punkt-zu-Punkt-Multipunkt-Verbindungen .......... Anforderungen an optische Übertragungs-Systeme für den Einsatz in den BK-Netzen der DBP TELEKOM ..

Untersuchung von lösbaren, mechanischen Glasfaserverbindern (Emil Höllig und Horst Middel).................... Anwendungsfälle .......... 22. ooeueeereerrenenn Beschreibung der untersuchten GF-Verbindern ...... Anforderungskriterien, Art und Umfang der durchgeführten Untersuchungen . Untersuchungsergebnisse ........: 2222 ceeserenn Normierte Entscheidungsanalyse .........2222200. Zusammenfassung der Berwertungsergebnisse .......

10

217-227 218 218 220 221 222 223 224 225 226

228-259 229 242 243 244 250 251 252 255

260-299 261 263 271 279 282 283

Bestimmung der optischen Schweißparameter für das Verbinden von Glasfasern mit Thermischen

Schweißgeräten (Emil Höllig und Horst Middel).............222.2.. Auswirkungen einzelner Schweißparameter auf das Spleißergebnis ......:: 22 ccm een eeeernen Verfahren zur Bestimmung optimaler Schweißpara8 0 (>) 7 >) Interpretation der Untersuchungsergebnisse ........ Ausblick ......2 22 cc ooooenenennnneerernenn

Echokompensatoren in Weitverkehrsverbindungen (Harald Kullmann) ..........:: 2 cos nuenenneeeenn Ursache von Echosignalen ..........: 22222. n.00. Echosperren ......... co onnnneereeerneen Echokompensatoren....... 2.222 ones reeernenn Funktion der Echokompensatoren .........:.22202.. Aufbau der Echokompensatoren .........2.22220.. Einsatzgebiete von Echokompensatoren ............

300-329 302 312 326 328

330-344 330 333 335 335 338 343

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Fernsehtexthierarchie

(Jörg Heydel)

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Grundsätzliches zum Fernsehtext ......... 22222... Der Aufbau der Fernsehtextinformation ............

Die Organisation der Seiten ........ 222.2 cccecen Das TOP-Verfahren für den Fernsehtext............. Vorteile des TOP-Systems ......... 222222

PLUDO 22, ein zentrales Informations-System für die Planung und Dokumentation des Fernmelde-Fernliniennetzes (Helmut Benzing und Horst Hartmann) ............ Anforderungsmerkmale ........ 2.222222. Projektumfang ........:.: 22.2 cos eeeereeenn Projektabwicklung Einsatz eines grafischen Informations-Systems (GIS) .

345-357 345 346

347 350 354

358-387 361 375 383

1l

Der Zentrale Einkauf übertragungstechnischer Einrichtungen bei der DBP TELEKOM (Hans-Werner Rieper und Heinz-Holger Meyer) ...... Bezugsbereich .......:2 22 con eereeeererenne nn Ziele des Zentralen Einkaufs ......... 2.222.220. Vergabearten und Einkaufsverfahren .............. Vergabegrundsätze .......... 2.2 ceeeeeeeeeeeenn Vergabearten ........: cc oueeeeneeenerennen Wettbewerb .......: 2:22 c nenne ererneererennen Auftragserteilung ......:.: 2 Coco neeneeeneeeeen Einkaufsverfahren ......... 2:22 ouonoeeeeereeen Konkrete Einkaufsbeispiele ...........2. 22.222220. Wichtige oder wiederkehrende Einkaufsprobleme

Bezugsquellennachweis der Nachrichtentechnik

...

Firmenverzeichnis zum Anzeigenteil..............

12

388-458 391 395 400 401 402 407 411 416 453

461 481-482

Nachrichtentechnik

Entwicklungstendenzen Nachrichtentechnik Von Gerhard Wiest,

der

München

Dipl.-Ing. G. Wiest, Jahrgang 1937, ist seit 1987

Leiter des

Zentrallaboratoriums im Bereich Öffentliche Kommunikationsnetze

bei

der Siemens AG in München.

1 Einleitung Basis jedes gesellschaftlichen Zusammenlebens ist die Kom-

munikation, der Nachrichtenaustausch der Menschen untereinander. Diesen Austausch als „Telekommunikation“ auch

über weite und weiteste Entfernungen zu ermöglichen, ist Sache der „Nachrichtentechnik“. Dazu gehören die Endgeräte (Terminals) mit ihren kommunikationsbezogenen Komponenten, die Nebenstellen- und Telekommunikationsanlagen im privaten Bereich und die öffentliche Übertragungsund Vermittlungstechnik. In neuen Definitionsvorschlägen (DIN 44310) werden diese Bestandteile der „Nachrichtentechnik“ unter dem weiter gespannten Oberbegriff „Informationstechnik“ zusammengefaßt. Bei der Entwicklung der Gesellschaft im zwischenmenschlichen und volkswirtschaftlichen Bereich kommt der Telekommunikation entscheidende Bedeutung zu. Wie stark sich das Bruttosozialprodukt und die Telefondichte gegenseitig beeinflussen, zeigt Bild 1. Die Bedeutung der Kommunikationstechnik wird mit wachsendem Informationsbedarf bei der Bewältigung von Alltagsaufgaben kommender Informa13

Entwicklungstendenzen 100

| Hauptanschlüsse je 100 Einwohner

so

Australien Hongkong

Per

Italien

Argentinien

Brasilien Syrien

Marokko 400 500 600

800

1500

2000

3000 4000 50006000

800010000

15000 20000

30000

—> BSP je Einwohner in US $ Bild

1: Dichte der Telefonhauptanschlüsse und Bruttosozialprodukt (Stand: 1. Januar 1989)

tionsgesellschaften noch zunehmen [1]. Schon heute steigt die entsprechende Informationsmenge in der Welt fast explosionsartig an (Bild 2). Die zu bewältigenden Informationsmengen in der sich entwickelnden Gesellschaft haben auch auf informationsverarbeitende Techniken Einfluß, die Rechensysteme. Der Ein14

Nachrichtentechnik (gs

10"

10°

|

jo" In

| \

10°? [—- Gespeicherte Informationsmenge 101

(Anzahl der Zeichen)

n

\

10 10° ——02 m

103 10’ 106

-1000 Bild

0,3, Weltbevölkerung & | 0

1000

Mrd.

Jahr

6,1 ]2000 N 13011987 |

\ [2,5 11950] | \ 611900 0,9 [1800 2000 (Jahr)

2: Wachstum von Informationsmenge und Weltbevölkerung

satzbereich dieser Systeme reicht vom Heim (Home Computer) bis zu Großrechnern im industriellen Bereich. In den weiteren Ausführungen beschäftigt sich der vorliegende Beitrag unter dem Titel „Entwicklungstendenzen der Nachrichtentechnik“ — entsprechend den wachsenden Nutzeranforderungen — mit den dafür erforderlichen Endgeräten und mit der zugehörigen Evolution der Nachrichtenübermittlung in den Telekommunikationsnetzen. Verteilnetze für Hörfunk- und Fernsehprogramme werden im Zusammenhang mit der Evolution aller Nachrichtennetze in ein breitbandiges, integriertes Universalnetz der Zukunft behandelt. 2

Anforderungen von Anwendern, Diensteanbietern und Netzbetreibern an die Nachrichtentechnik von morgen

Trotz der Leistungsfähigkeit des weltumspannenden Fernsprechnetzes und der Leistungsfähigkeit weiterer spezialisierter Netze sind noch längst nicht alle Wünsche der Benut15

Entwicklungstendenzen zer an die Nachrichtentechnik von morgen erfüllt. Zusätzlich zur Verbesserung und Ergänzung bestehender Dienste — höhere Sprachqualität beim Telefonieren, kürzere Übermittlungszeiten bei Text- und Datendiensten, bessere Auflösung beim Fernkopieren — erwarten die Anwender weitere Dienste und

Funktionen,

insbesondere

auch

die

Verknüpfung

ver-

schiedener Kommunikationsarten wie z.B. Sprache mit Bild, Text mit Bild (Multimedia-Kommunikation). Die Nachfrage wird mit der Weiterentwicklung der Netze, Verarbeitungssysteme und Endgeräte sowie mit günstigen Kosten und Tarifen wachsen. Dabei gewinnt die einfache Handhabung immer mehr an Bedeutung. Hinzu kommen Wünsche der Netzbetreiber. Sie möchten einerseits ihr Dienstleistungsangebot rasch an die Nachfrage der großen und kleinen geschäftlichen sowie privaten Anwender anpassen und andererseits Einrichtungen unterschiedlicher Hersteller einsetzen können. Die Wünsche und der Bedarf der Anwender, Diensteanbieter,

Netzbetreiber und die technologischen Möglichkeiten und Konzepte der Hersteller bestimmen die Weiterentwicklung der Telekommunikationsdienste und -netze. So waren

bereits

in der

„Vor-ISDN-Zeit“

charakteristische

Kennzei-

chen für einen veränderten Kommunikationsbedarf erkennbar. Bild 3 zeigt die Wachstumskurven der weltweiten Anzahl von Endgeräten: — Die Telefonnetze sind hauptsächlich in den Industrieländern relativ gut ausgebaut. Die Sprachkommunikation wächst dementsprechend nur noch mit ca. 4% p.a. — Die Nichtsprachkommunikation (Datenkommunikation, Telefax, Teletex), die erstetwa 5% der Sprachkommunikation ausmacht, steigt dagegen im Durchschnitt mit ca. 25% p.a. — Ein fast explosionsartiges Wachstum zeigt der Mobilfunk, der durch neue technologische Konzepte besonders leistungsfähig und wirtschaftlich geworden ist. 16

Nachrichtentechnik

1000 m Fernsprechen

=

90

©®

= 8 2 n

400

H-

3

“Nichtsprache Durchschnitt: +ca. 25% p.a.

“

“

N

|s Daten

=

S E

5

Fax 4 Mobilfunk

10

©

s Btx

z

°P

e


&

>

>$

O7

OT

Od OJ

—

Mbit/s

=

—>& “Paketierer“

N En

— Paket ("Zelle“) u Adresse

Bild

150 Mbit/s

8: STM-/ATM-Prinzip

Voraussetzung für die Realisierung solcher ATM-Netze ist eine sehr schnelle mikroelektronische Schaltkreistechnik [7]. Die derzeit verfügbaren Technologien — ECL-Technik und CMOS in 1-u-Struktur — ermöglichen bereits ATM-Koppelanordnungen mit 140-Mbit/s-Durchschaltung. Die absehbaren Sub-u-Strukturen werden noch höhere Geschwindigkeiten erlauben. Für den Anschluß der Glasfaserleitungen und auch für die interne Systemverkabelung sind entsprechend leistungsfähige optoelektronische Bauteile erforderlich. Bild 9 zeigt ein von Siemens entwickeltes bidirektionales Lasermodul für den Teilnehmeranschluß mit Sender, Empfänger und Wellenlängenmultiplexer. 3.3

Trends

in der Evolution

der Netze

Wie Bild 10 zeigt, hat sich mit den wachsenden Anforderungen der Nutzer und den sich ständig erweiternden techni23

Entwicklungstendenzen

Bild

9: Bidirektionales Lasermodul mit Sender und Empfänger für den Teilnehmeranschluß

LT Spezialanwendungen

—

Dienste

—

_

7

Konventionell

—

—

—o-

——

Spezialanwendungen

Breitband (bis 135 M)

Schmalband (bis 64 k)

a

Konventionell

ie

san bisherige

bisherige Netze g

Netze

Mikroelektronik

Technologie

LWL-Kabel / Halbleiter-Laser 64 k / STM, Kostenreduzierung

TE,

——

135 M / ATM, Kostenreduzierung

rn

— _

.

pt. Inform. Technologie a 2

— —

I

h

1980 Bild

24

1990 10:

Evolution

der Telekommunikationsnetze

'

2000

—

Nachrichtentechnik

schen Möglichkeiten auch die Konzeption der Netze evolutionär entwickelt. Nach der Digitalisierung des Fernsprechnet-

zes, die große wirtschaftliche Vorteile mit sich brachte (linker

Teil des Bildes), ist nun mit dem 64-kbit/s-ISDN der erste Schritt zur Integration von mehreren konventionellen Einzelnetzen (und Diensten) zu einem Universalnetz mit im Schwerpunkt 64-kbit/s-Anwendungen getan (mittlerer Bildteil). Dieses Netz wird später die Basis des Breitband-ISDN (B-ISDN) mit entsprechend neuen Breitbanddiensten (rechter Bildteil) bilden. Weitere Konsequenzen für die Netzevolution ergeben sich durch die Erweiterung der Netzintelligenz, um dem Teilnehmer mehr und komfortablere Dienstmerkmale und „Value Added

Services“ zu bieten. Dies führt auch

zu neuen technologischen Anforderungen in den Bereichen Mikroelektronik, Optoelektronik sowie Informationsverarbeitung und -speicherung.

Neben den Wählverbindungen über öffentliche Netze haben sich für Spezialanwendungen und standortübergreifende Firmennetze in zunehmendem Maße festgeschaltete Netze ent-

wickelt, die durch elektronisch rangierbare

„Crossconnecto-

ren“ flexibler und wirtschaftlicher gestaltet werden können. Hierdurch wird jedoch ein universelles, integriertes Breitbandnetz nicht erübrigt, zumal ISDN und B-ISDN geeignet sind, um „virtuelle private Netze“ (VPN) im öffentlichen Netz

zu schalten.

Die internationale Standardisierung des B-ISDN im CCITT und in anderen internationalen Gremien ist in den Grundzügen im wesentlichen abgeschlossen. In mehreren Ländern werden voraussichtlich ab 1992/93 Feldversuche durchgeführt mit dem Ziel einer allmählichen Einführung des B-ISDN.

25

Entwicklungstendenzen 4 4.1

Netzkonzeption und Produktentwicklung Netz- und

Terminalarchitekturen

Die weltweite Evolution der Telekommunikationsnetze verläuft in der Konzeption und bei den Produktentwicklungen aus heutiger Sicht entsprechend Bild 10. Der wichtigste Trend besteht in der zügigen Einführung des 64-kbit/s-ISDN, das dem einzelnen Benutzer mit seinem „So-Bus“ Anschluß-

möglichkeiten für bis zu acht ISDN-Endgeräte bietet (Bild 11). Die Vorteile des ISDN werden dadurch neben dem Telefonieren auch für PC-Kommunikation, Telefax usw. nutzbar, und diesallesübereinen

ISDN-Basisanschluß [8, 9, 10]. Pro-

fessionelle Bürokommunikation unterstützt ISDN in Form von privaten Telekommunikations-(TK-)Anlagen; ein Beispiel hierfür zeigt Bild 12. Entsprechende Endeinrichtungen werden auch für B-ISDN entstehen. Begleitet wird

ISDN

von neuen

Netzarchitekturen:

Im

„in-

telligenten Netz“ (Intelligent Network, IN) werden über den einzelnen Netzknoten hinaus zentralisierte Steuerungs- und Speicherfunktionen eingeführt [11], die u.a. den landes- bzw. weltweiten Anruf von Organisationen oder Firmen — ggf. auch an unterschiedlichen Standorten — unter einheitlicher Rufnummer ermöglichen (Dienst 130). Ein weiteres Ziel ist die Einführung neuer Dienste von zentraler Stelle aus, ohne daß in die Software der einzelnen Netzknoten eingegriffen werden muß. Einen wichtigen Bestandteil des IN bildet ein leistungsfähiges Signalisierungsverfahren, wie es derzeit mit dem CCITT-System Nr. 7 entsteht. Eingebettet in die Kommunikationsnetze ist das „Telecommunication Management Net-

work“ (TMN), mit dem erheblich erweiterte und neue Funktionen des Netzmanagements zum störungsfreien und bedarfsangepaßten Betrieb der Netze eingeführt werden.

Für die schrittweise Realisierung des intelligenten integrierten Breitbandnetzes wird ein Konzept verfolgt, das die notwendigen Vorleistungen möglichst gering hält. Das Verbin26

Nachrichtentechnik

ISDN:

eine Leitung

eine Rufnummer einheitliche “Steckdosen“

bis zu 8 ISDN-Endgeräte gleichzeitig

So

4 Adern (Kupfer)

NT 2 Adern (Kupfer) zur ISDN-Ortsvermittlung So NT Bild

Schnittstelle Netzabschluß (Network Termination) 11:

Anschluß der verschiedenen anschluß)

ISDN-Endgeräte

(ISDN-Teilnehmer-

dungsleitungsnetz des B-ISDN wird gemäß Bild 13 als ATMOverlaynetz ausgebaut. Zunächst werden ATM-Knoten als Subsysteme digitaler ISDN-Vermittlungen eingesetzt und miteinander

verknüpft;

sie

können

aber

auch

im

„Stand-

alone“-Betrieb arbeiten. Vorfeldeinrichtungen in verschiedenen Größen ermöglichen den Anschluß von verstreut oder in 27

Entwicklungstendenzen Kommunikationscomputer Upo Hicom 300 a/b * J

ab

U200 schalteeinheit

U* UN

Öffentliches

Fernsprechnetz

Integriertes Text- und Datennetz

Integrierte Server

\

Adaptierte

x.21

Privates 2

x

D

G

=] Weitere Services (5

G e,

g

V.24 für BT, DVA ADS BT DVA

Betriebs- und Datenservice Betriebsterminal Dat I 3

Bild

=

IHS VMS

Integrierter Hicom-Server Sp vice

12: Blockschaltbild des Systems Hicom 300

anderen Bereichen liegenden Teilnehmern. Damit gleicht die Breitbandnetzentwicklung derjenigen des 64-kbit/s-ISDN. Da das B-ISDN

den Teilnehmern

nicht nur die Breitband-,

sondern auch die bisherigen Schmalbanddienste bieten muß, sind entsprechende Netzübergänge erforderlich. Hierzu werden die Schmalbandkanäle am Ausgang des ATM-Koppelnetzes über 2-Mbit/s-Verbindungen mit dem 64-kbit/s-Koppelnetz der ISDN-Vermittlung verbunden. Gleichzeitig werden dem B-ISDN damit auch die Entwicklungsschritte des Intelligent Network (IN) und des Telecommunication Management Network ('T'MN) zugänglich gemacht; das Signalisierungssystem Nr. 7 des ISDN wird mitbenutzt. An das ATM-Koppelnetz lassen sich außerdem Server für spezielle Breitbanddienste anschließen, z.B. „Connectionless Server“

zur Unterstützung von Verbindungen zwischen Local Area Networks (LAN) über das öffentliche Breitbandnetz. Neben 28

Nachrichtentechnik Anschlußleitungsbereich

Ortsvermittlung

Verbindungsleitungsnetz

»."

ST

ron

\

!

ss a.

|

|

v

(+TV)

=

Y

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Crossconnector

ATMKoppel-

2 1

Immun

-_ Fernsehverteilnetz ypjr

‚

___---

ATM-Overlaynetz

netz

Vorfeldeinrichtung

I

Connectionless Server

rn Steuerung 2 Mbivs

STM-

Koppel-

netz

Herkömmliches Fernsprechnetz, 64-kbiv/s-ISDN

a

!

NT ZZK

Vorteldeinrichtung

Bild

ZZK

ZZK Nr. 7

Nr. 7

Intelligentes

Netzabschluß (Network Termination) Zentraler Zeichenkanal

Telekom.

Netz (IN)

Management

13: Intelligentes integriertes Breitbandnetz

B-ISDN wird hier zumindest zeitweise eine den LAN verwandte Netzvariante eingesetzt werden, die man als „Metro-

politan Area Network“ ISDN sinnvoll ergänzt.

(MAN)

bezeichnet

und

die das B-

Anwendungsspezifische und private, festgeschaltete Netze setzen eine hohe Verfügbarkeit der Übertragungswege bei hoher Flexibilität voraus, wobei in solchen Netzen zusätzlich

von den Nutzern Spezialdienste für die speziellen Anwendungen gefordert werden. Spezialdienste lassen sich inintelligenten integrierten Telekommunikationsnetzen der Zukunft auf Basis der IN-Funktionen flexibel realisieren. Netzkonfigurationen werden mit dem TMN geschaltet.

4.2 Übertragungsnetze Der Ausbau

der weltweiten Telekommunikationsnetze

wird

sich in Zukunft ausschließlich in Digitaltechnik fortsetzen

29

Entwicklungstendenzen [12]. Digitale Übertragungsnetze im Zusammenspiel mit digitaler Vermittlungstechnik sind Grundlage für die Integration aller schmal- und breitbandigen Dienste im intelligenten integrierten Breitbandnetz. Multiplextechnik Eine wichtige Rolle spielt dabei weiterhin die Multiplextechnik, durch welche die Kosten je installiertem Kanal aufgrund der Mehrfachausnutzung von Übertragungsstrecken auf einen Bruchteil verringert werden. Die Entwicklung von Geräten für Übertragungsgeschwindigkeiten bis zu 2,5 Gbit/s ist in vollem Gange, wobei der Trend dahin geht, Multiplexer und Leitungsendeinrichtungen zu einer kostengünstigen Einheit zusammenzufassen. Durch die konsequente Anwendung von High-Speed-CMOS- und ECL-Technologien wurde es möglich, alle Multiplexsy-

stemfunktionen für die Stufen 2 auf 8, 8 auf 34 und 34 auf

140 Mbit/s auf einer Platine im Doppel-Europa-Format unterzubringen, und dieser Trend der Volumenreduzierung wird sich weiter fortsetzen. Glasfaser reich

im

Fern-,

Orts-

und

Teilnehmerbe-

Der Übergang vom Kupfer- auf den Lichtwellenleiter (LWL) war ein revolutionierender Schritt in der Entwicklung neuer Übertragungsmedien. Seine technisch-wirtschaftliche Überlegenheit gegenüber bisherigen Übertragungsmedien ist für die meisten Anwendungsfälle inzwischen überzeugend belegt. Bei vielen Fernmeldeverwaltungen führte dies zum Entschluß, LWL-Kabel außer im Fernund Ortsnetz jetzt auch im Teilnehmeranschlußbereich einzusetzen. Für besondere Anwendungen, z.B. für die nachrichtentechnische Anbindung von Inseln, werden mit LWL-Seekabeln heute schon Entfernungen von 140 km und mehr ohne Zwischenregeneration der Signale überbrückt. Der Vorteil der geringen Dämpfung bei LWL30

Nachrichtentechnik

Kabeln ist für Fernnetze allgemein von Interesse. Bild 14 zeigt den ständig steigenden Bedarf an LWL-Kabeln und den

relativ

starken

Preisverfall,

der

nicht

zuletzt

durch

UÜberkapazitäten in der Fertigung verursacht wird. Die Triebfeder für den Übergang zu Digitalnetzen in LWLTechnik ist — neben technischen Vorteilen und neuen Diensten — vor allem die Kostensenkung. 4

5,0

Mio.

4,5

km

4,5

Faserlänge

4,0

4,0

3,5

3,5

3,0

3,0

2,5

2,5

2,0

2,0

1,5

1,5

1,0

1,0

0,5

0,5

0,0 Bild

5,0

1982

1983

14: Produzierte (weltweit)

1984

1985

Faserlänge

1986 und

1987

Umsatz

1988 mit

1989

1990

Mrd.

DM

0,0

Lichtwellenleiterkabeln

Der nächste Evolutionsschritt der Telekommunikation führt vom 64-kbit/s-ISDN zum Breitband-ISDN und bringt den Lichtwellenleiter bis zum Teilnehmer bzw. zumindest nahe zum Teilnehmer. Bei den vielfältigen Realisierungsalternativen der Glasfaseranschlußtechnik in Teilnehmernetzen hat das passive optische Glasfaseranschlußnetz eine Reihe von technischen und topologischen 31

Entwicklungstendenzen Vorzügen. Die von Siemens als Netzarchitektur „Glasfaser

nahe bis zum Haus“ entwickelte Konzeption, gezeigt im Bild 15, weist folgende Merkmale auf:

Aufteilunge-

TV analog

Amplit.-Mod.

TV

Kopfstelle

Glasfasern TDMA Verzweigungskabel

Bild

Vermittlung

Basisanschluß

2-Draht (Cu) Koaxlalkabel

Telefonie

DT n

IF 88 IFTV

Distant Terminal

(optional im Haus

Interface für Schmalbanddienste

untergebracht)

Interface für TV-Vertellung

PRA

_Primärstenanschluß

—I-

Faserkoppler für Mehrfachnutzung von Laser/Faser

15: Architektur für die „Glasfaser nahe bis zum Haus“

O Softwaregeschaltete Multiplexer in der Nähe mehrerer Teilnehmer zur Bereitstellung schmal- und breitbandiger Dienste (Distant Terminal DT), O Bidirektionale Übertragung auf einer Faser, O Ausnutzung von optischen Sendern (Laser Sharing) und Empfängern für mehrere Teilnehmer, O Getrennte Fasern für Dialog- und Verteilkommunikation,

O Passive optische Abzweiger in der „Aufteilungsmuffe“ des Übertragungsweges für Dialog- wie für Verteilkommunikation. 32

Nachrichtentechnik

Damit werden dem Teilnehmer über den Glasfaseranschluß ein fast unbegrenztes Diensteangebot und zusätzlich Bewegtbilder ins Haus gebracht. Digital-Richtfunk und Satellitenfunk zukünftigen Kommunikationsnetzen

in

Trotz der Vorzüge der LWL-Technik wird die digitale Richtfunktechnik (Bild 16) auch in zukünftigen Telekommunikationsnetzen für besondere Einsatzbedingungen (Topologie, Klima) und die flexible Bereitstellung von zusätzlichen Übertragungskapazitäten von Bedeutung sein. Auch der Satellitenfunk wird im internationalen

Fa

Bild 16: Digitaler Richtfunk 33

Entwicklungstendenzen Nachrichtenverkehr seine Bedeutung behalten, z.B. für Fernsehzuspielungen in Nachrichtensendungen. Oft sprechen aber auch Engpässe in der Übertragungskapazität der terrestrischen Netze oder die Einführung besonderer Dienste für die Abwicklung des Nachrichtenverkehrs über Satellit. —

Mobilfunk Der Bedarf der Teilnehmer nach mobilen, neuen Kommu-

nikationsdiensten (entsprechend den heutigen Diensten zellularer Mobilfunknetze, Funkruf-, Telepointnetze usw.) spielt in Zukunft

eine noch

größere

Rolle

[13]. Während

regionale Netze, wie z.B. das von Siemens entwickelte Funktelefonnetz C (450 MHz), heute schon realisiert sind

rEi Be Es

,

Bild

34

17:

Portables Mobiltelefon für das C-Netz

Nachrichtentechnik

(Bild 17), eröffnen erst europäische (ETSI) und internationale (CCITT) Standards auch bei Funkdiensten die Chance zu paneuropäischen und globalen Kommunikationsmöglichkeiten. Durch Ausweitung der digitalen Signalverarbeitung bis in den Funkteil hinein ist die Voraussetzung für die Integrationsfreundlichkeit des Teilnehmergerätes geschaffen, was sich vor allem auf seine Größe und bei entsprechenden Stückzahlen auch auf die Kosten günstig auswirkt. 5

Schlußbemerkung

Die Bedeutung der Nachrichtentechnik wird auf dem Wege zur Informationsgesellschaft noch zunehmen. Nur das intelligente integrierte Breitbandnetz, das neben dem Teilnehmerzugang in Kupfer vor allem die Glasfaser und den Anschluß über Funkwege einbezieht, kann den globalen Informationsaustausch und die damit im Zusammenhang stehende weiträumige Informationsverarbeitung langfristig gewährleisten. Die Definition der dafür erforderlichen neuen Dienste und ergänzenden Merkmale muß sich auf das Nutzbringende konzentrieren — zum Vorteil der Anwender, Betreiber und Hersteller, die entsprechende Festlegungen gemeinsam treffen müssen. Die globalen Verflechtungen aller Volkswirtschaften verlangen die weltweit offene Kommunikation, wozu rechtzeitig regionale und internationale Festlegungen der zuständigen Standardisierungsgremien notwendig sind. Die F&E-Aufwendungen wachsen in der Kommunikationstechnik weiter an, wodurch die Hersteller personell und finanziell auf das äußerste belastet werden. Die Europäische Gemeinschaft fördert europäische Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der Telekommunikation in RACE (Research and Development in Advanced Communication Technologies for Europe). Hierdurch wird eine Vielzahl von europäischen Firmen, Verwaltungen und Instituten angeregt, Forschungskon35

Entwicklungstendenzen sortien zu bilden und Forschungsarbeiten auf den verschiedensten Gebieten zukünftiger Kommunikationsanwendungen und -techniken durchzuführen. Solche europäischen Vorhaben sind erforderlich und mit dazu geeignet, die europäische Position im internationalen Wettbewerb der Telekommunikationsindustrie und der Wirtschaft insgesamt zu stärken [14]. Es kommt letztlich jedoch auch hier darauf an, diesen Entwicklungen durch begleitende Standardisierungsarbeiten bei ETSI und CCITT frühzeitig die notwendige internationale Richtung zu verleihen. Kommunikationsnetze haben eine globale Dimension. 6

Literaturverzeichnis

[1]

Schwarz-Schilling, C.: Chance und Herausforderung der Telekommunikation in den 90er Jahren. Zeitschrift für das Post- und Fernmeldewesen (1987), Heft 2, Seiten 8-14.

[2]

Dingeldey, R.: Entwicklungstendenzen auf dem Gebiet der Telekommunikation. Schriftenreihe VDPI — Post- und Fernmeldetechnische Fachtagung des Verbandes Deutscher Post-Ingenieure, Hannover, 9.-10. März 1989, Seiten 5.1-5.18.

[3]

Wiest, G.: More Intelligence and Flexibility for Communication Network — Challenges for Tomorrow’s Switching Systems. Proceedings ISS’90 — International Switching Symposium, Stock-

[4]

Armbrüster, H.; Rothamel, H. J.: Breitbandanwendungen und -dienste — Qualitative und quantitative Anforderungen an künftige Netze. Nachrichtentechnische Zeitschrift 43 (1990), Heft 3, Seiten 150-159.

[9]

Kanzow, J.: Das Projekt BERKOM. fernmelde-praxis (1988), Heft

[6]

Schaffer, B.: ATM Switching in the Developing Telecommunication Networks. Proceedings ISS’90 — International Switching Symposium, Stockholm, 28. Mai-l. Juni 1990, Band 1, Seiten 105-

holm, 28. Mai-l. Juni 1990, Band

5, Seiten 201-204.

13-14, Seiten 563-573.

110.

[7]

36

Stegmeier, H.: Künftige Schlüsseltechnologien für die Telekommunikation — Stand und Trends der Mikroelektronik und Lichtwellenleitertechnik. Telcom Report 11 (1988), Heft 1, Seiten 2-5.

Nachrichtentechnik [83]

Kahl, P.: ISDN Implementation Strategy of the Deutsche Bundespost TELEKOM. IEEE Communications Magazine 28 (1990), Heft 4, Seiten 47-51.

[9]

Frensch, K. J.: ISDN —- Start in eine neue Kommunikationsära. Telcom Report 12 (1989), Heft 1-2, Seiten 5-9.

[10] Bocker, P. u.a.: ISDN — Das diensteintegrierende digitale Nachrichtennetz — Konzept, Verfahren, Systeme (3. Auflage). Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg/ New York / London/ Paris/ Tokyo, 1990. [11] Stroh, D.: „Intelligent Network“ für attraktive Dienste. fernmelde-praxis (1989), Heft 4, Seiten 140-147. [12] Baur, H.: Nachrichten-Übertragungsnetze — Basis weltweiter Kommunikation. Siemens-Zeitschrift (1989), Heft 2, Seiten 4-7. [13] Rolle, G.: Mobilfunk sprengt die Grenzen. Siemens-Zeitschrift (1990), Heft 1, Seiten 16-21. [14] Narjes, K.-H.: Die Zukunft der Telekommunikation in Europa. Zeitschrift für das Post- und Fernmeldewesen (1989), Heft 1, Seiten 4-10.

37

Fachbeiträge

Netz D — Technik,

Aufgaben und Chancen des öffentlichen digitalen Mobilfunks

Von Hans-Peter Ketterling,

Berlin

Dipl.-Ing. H.-P. Ketterling, Jahrgang 1941, arbeitet seit 1969 an der Entwicklung von Geräten und Systemen des mobilen Landfunks. Seit 1983 gehört er der Firma Robert Bosch GmbH in Berlin an, wo er jetzt als Leiter der Entwicklung „Neue Systeme Mobilfunk“ tätig ist.

1 Einführung Bevor das in Verbreitung befindliche öffentliche digitale paneuropäische Mobilfunktelefonnetz genauer betrachtet wird, soll die Vorgeschichte rekapituliert werden, die zu einem derart großen Bedarf geführt hat, daß er nur durch ein neues Netz gestillt werden kann. Das steigende Kommunikationsbedürfnis und die Mobilität des modernen Europäers verlangen nach Lösungen, welche über die Eigenschaften und Fähigkeiten der jetzt im Einsatz befindlichen Systeme weit hinausgehen. 2

Funktelefone in der Vergangenheit

Die breite Einführung des Telefons ist in ihrer Auswirkung auf die Entwicklung der Telekommunikationstechnik kaum zu überschätzen. Die schnelle und stetige Entwicklung des Telefons [4] spiegelt nur den wachsenden Bedarf wider (Bild 1). Der Trend ist noch immer anhaltend und läßt für alle genannten Länder für 1990 ungefähr 80 bis 100 Sprechstellen je 100 Einwohner erwarten. 38

USA

SCHWEDEN | DÄNEMARK | ENGLAND

JAPAN

BUNDESREP.

|FRANKREICH|

ITALIEN

1930

17

8

9

4

-

5

3

-

1940

16

14

12

7

-

5

4

-

1950

27

22

16

10

2

5

6

2

1960

40

35

22

15

5

10

9

7

1970

57

53

32

25

18

21

16

16

1980

77

77

62

47

47

43

41

32

Bild1:

Anzahl derleitergebundenen Sprechstellen je 100 Einwohner

IZJYAUUOFIJIIYUNFTIIOM

66

JAHR

Fachbeiträge Technische Lösungen für mobile Funktelefone begannen sich seit den fünfziger Jahren durchzusetzen. Aufgrund der komplizierten Technik und der damals verfügbaren Bauelemente

waren

Funktelefone

voluminös,

teuer

und

zudem

zunächst

nur in handvermittelten Netzen einsetzbar. Bild 2 stellt beispielhaft die wichtigsten Eigenschaften und die Eröffnungs-

termine der Netze in Deutschland und Schweden zusammen,

wo diese Entwicklung schon früh einsetzte. 3

Funktelefone in der Gegenwart

Der gegenwärtige Zeitabschnitt ist durch den Aufbruch in eine neue Realität auf dem Gebiet der Telekommunikation gekennzeichnet. Rapide Fortschritte auf den Gebieten der Mikroelektronik und der Hochfrequenzbauelemente sowie rationellere Fertigungsmethoden gestatten inzwischen, auch relativ komplexe Geräte zu annehmbaren Marktpreisen herauszubringen. Personenrufempfänger (Pager), Schnurlose Telefone

und

mobile Funktelefone,

letztere heute noch vor-

wiegend als Autotelefone ausgeführt, erschließen aufgrund hohen Bedarfs und fallender Kosten schnell wachsende Märkte. Mit zunehmendem Autoverkehr, in der Bundesrepublik Deutschland gibt es heute weit über 30 Millionen zugelas-

sene Automobile bei 62 Millionen Einwohnern, tritt verstärkt

das Bedürfnis nach Kommunikationsmöglichkeiten auf, die auch unterwegs verläßlich funktionieren (ohne ehem. DDR). Schaut man sich die derzeitigen europäischen öffentlichen Mobiltelefonsysteme an, so stellt man fest, daß sie aufgrund kaum koordinierter Entwicklung und Einführung fast alle nicht kompatibel sind, abgesehen von den NMT-Varianten der skandinavischen Länder im 450- und 900-MHz-Band. Selbst in den Fällen, in denen die gleiche Systemgrundlage benutzt wird, ist es durch verschiedene Modifikationen dazu

gekommen, daß die Systeme nicht immer kompatibel sind. Beispielsweise weisen die NMT-450-Systeme in Skandinavien und Österreich verschiedene T'rägerabstände und ver40

1958

LAND

Bundesrep.

1972

*

Die

BEZEICHN.

TYP

TEILN. KAPAZITAT

KANALZAHL

BEMERKUNG

öbl

A

handv.

10

000

160

MHz

50

kHz

37

landesw.

öbl

B

autom.

10

000

160

MHz

20

kHz

39

landesweit

1977

"

Sbl

B2

auton.

"

öbl

C

vollaut.|

1955

Schweden

MTA

autom.

1967

"

MTB

autom.

1972

"

MTD

handv.

20

1980

"

Comvik

autom.

-20

1981

"

MTC/NMT

vollaut.|-800

19B6

"

NMT-900

vollaut.|-500

Bild 2:

TRÄGERABSTAND

"

1985

ursprünglich

BAND

geplante

Kapazität

wurde

20

1977

000

160

MHz

20

kHz

000%)

450

MHz

20

kHz

1

000

160

MHz

25

kHz

124

lokal

1

000

80

MHz

25

kHz

58

lokal

000

450

MHz

25

kHz

80

landesweit

000*|

450

MHz

25

kHz

80

000#|

450

MHz

25

kHz

180

skandinavienweit

000%)

900

MHz

25

kHz

1000

skandinavienweit

450

mehrfach

aufgestockt

und

teilweise

76

bis

|>

222

mehr

landesweit *

landesweit

landesweit,

als

priv.

verzehnfacht

Die Entwicklung von Autotelefonsystemen am Beispiel Deutschlands und Schwedens

IZIIUUOFOTSIJUNFTIgOM

ERÖFFNUNG

Fachbeiträge setzte Frequenzbänder auf. Bild 3 verdeutlicht die Vielfalt der in Europa derzeit in Betrieb befindlichen Funktelefoniesysteme.

Die bisherige Entwicklung der modernen Funktelefoniesysteme verlief recht rasant. 1980 waren in Europa nur ältere Systeme in Betrieb, die noch nicht über Handover und Roaming verfügten. Die Gesamtteilnehmerzahl dürfte damals europaweit bei ungefähr 100 000 gelegen haben, stieg später noch etwas an und liegt jetzt wieder darunter. Mit dem NMT-450-System (NMT — Nordic Mobile Telephone) wurde 1981 in Skandinavien das erste moderne Mobilfunktelefonnetz eröffnet, das Ende 1981 über 3000 Teilnehmer verfügte. Die Basis für die weitere Entwicklung bildeten viele neue Systeme, die ab Mitte der achtziger Jahre in Dienst gestellt wurden, darunter NMT-900, TACS (Total Access Communications System) und in Deutschland das Netz C (C-450). Bereits 1985 wurden europaweit eine halbe Million Teilnehmer überschritten, 1988 eine Million und Anfang 1990 sogar 2,2 Millionen [8]. Die prozentuale Durchdringung ist in den einzelnen Ländern sehr unterschiedlich [8], die skandinavischen Länder liegen an der Spitze, gefolgt von mittel- und westeuropäischen Ländern, während der Rest nahezu bedeutungslos ist (Bild 4). Bezogen auf die Gesamtbevölkerung von 345 Millionen in Europa ergibt sich bei 2,5 Millionen Teilnehmern eine mittlere Durchdringung von nur 0,7 %. Experten schätzen, daß die Durchdringung unter günstigen Umständen 5 bis 10 % erreichen könnte [15], was allerdings von den Anschaffungsund Betriebskosten sowie den gebotenen Leistungsmerkmalen abhängt. Für die neunziger Jahre wartet jedenfalls ein riesiges Marktpotential auf seine Erschließung. Bei den öffentlichen mobilen Funktelefoniesystemen ist die heutige Technik der Vergangenheit um einiges voraus. Dies wird durch die zentralen Begriffe Zellulartechnik, Vollautomatische Vermittlung, Roaming, Handover, OASCU, Digi42

SYSTEM

Schweden

NMT

450

Dänemark

"

"

Norwegen

"

Finnland

Spanien

Schweden Norwegen

Dänemark

"

"

"

"

Niederlande Luxemburg Island Belgien Faröer Inseln Frankreich

" " " " " " NMT "

900

"

England Irland

TACS "

Deutschland Portugal

c "

Schweden Italien Frankreich

Comvik RTMS Radiocom

Niederlande

Italien Österreich

Bild 3:

10/81

"

01/82

"

" "

11/81

03/82

11/82

900 "

25 "

12/86 12/86

" "

11/84

12/86 12/86

"

09/87

900 "

25 "

01/85 12/85

450 "

20 25

09/85 01/89

450

25 25 12,5

08/81 09/85 11/85

"

" "

2000

25

01/85 08/85 07/86 07/87 01/89 10/89

"

" "

ERÖFFNUNG

" " 25 20 25 12,5

"

"

[kHz]

20

"

"

Schweiz

RASTER

"

" " " " " "

"

Finnland

[MHz]

"

n

Österreich

er

BAND

160/230/430/900

"

" "

01/89

04/90 01/90

Gegenwärtig in Betrieb befindliche europäische Mobilfunktelefoniesysteme (Deutschland ohne ehem. DDR)

IZIIUUOFIJSJHUNFTIGIOM

LAND

Fachbeiträge tale Signalisierung und Automatische Gebührenerfassung verdeutlicht. Dahinter verbergen sich einige Verfahren, welche die Technik der Funktelefonie stark gewandelt haben und im folgenden näher erläutert werden.

LAND

DURCHDRINGUNG

(%]

TEILNERMER

Schweden

4,40

Norwegen

4,23

3,49

167

Island

3,37

8

Finnland

Dänemark Großbritannien Schweiz Österreich Holland

2,46 1,68 1,21 0,70 0,40

Irland

0,37

Summe

0,73

Frankreich Belgien Deutschland Italien Spanien Portugal

Bild 4:

0,35 0,34 0,29 0,13 0,09 0,03

(10°)

BEVÖLKERUNG

370

8,4

178

4,2

128 950 80 53 57 13

197 33 177 75 33 3

2522

(Mio)

4,8 0,2

5,2 56,6 6,6 7,6 14,5 3,5

55,5 9,9 62,0 57,2 38,2 10,5

344,9

Durchdringung europäischer Länder mit Mobiltelefonen Anfang 1990

Zunächst einmal ist esinzwischen selbstverständlich, daß die

Vermittlung und die Gebührenerfassung in allen modernen Funktelefoniesystemen genauso wie in den drahtgebundenen Telefonnetzen vollautomatisch erfolgt. Die Mobilität und die große Zahl der Teilnehmer bringen in modernen Funktelefonnetzen jedoch zusätzliche organisatorische und administrative Probleme mit sich. In den gegenwärtigen und teilweise erst kürzlich in Betrieb gegangenen Netzen, wie z. B. NMT-450 und Netz C, hat man im 450-MHz-Band rund 200 Kanäle zur Verfügung. Rechnet man in der Hauptverkehrsstunde mit einem Verkehrsaufkommen von ca. 30 mErl/Teiln., so könnte man nicht mehrals 6000 Teilnehmer bedienen. Realistisch betrachtet ist aber 44

Mobilfunktelefonnetze

eine hundertprozentige Kanalausnutzung nicht möglich, so daß es tatsächlich weniger Teilnehmer wären. Da man einerseits Flächendeckung anstrebt und andererseits bis zu einigen hunderttausend Teilnehmern pro System bedienen möchte, müssen die Frequenzen mehrfach verwendet werden. Die Zellulartechnik gestattet im 20-kHz- und 25-kHz-Raster die Bildung von Zellbündeln mit beispielweise sieben Zellen (C-450), die endlos aneinandergelegt werden können [7, 13]. Mit dem Zellradius R folgt dann aufgrund der geometrischen Zusammenhänge ein Wiederholabstand D=4,6 R. Nutz- und Störfeldstärke ergeben gemäß Bild 5 und 6 an der Zellgrenze ein Verhältnis

En/Es = (D/R — 1%. Für den Ausbreitungskoeffizienten gilt « = 3,6, und so ergibt sich

20 Ig (En/Es) = 36 lg (D/R-1) = 20 dB.

Da die natürliche Fähigkeit der Gleichkanalunterdrückung von FM- und PM-Funkempfängern die Auswirkungen dieser Störungen bei statischen Störabständen von über 8 dB weitestgehend unterdrückt, ist an der Zellgrenze gerade noch ausreichend Reserve für den infolge von Fading und Abschattung erforderlichen Zuschlag von 10 bis 12 dB vorhanden. Da nur das Verhältnis der Feldstärken eine Rolle spielt, ist es prinzipiell gleichgültig, ob die Zellradien 2 oder 20 km betragen. In ländlichen Gebieten arbeitet man infolgedessen mit Zellradien bis zu 20 km, die praktisch nur durch die Funkreichweite begrenzt werden, normale Sendeleistungen von 10 bis 50 W undübliche Antennenhöhen vorausgesetzt. Dagegen verwendet man in Ballungsgebieten bei hohem Verkehrsaufkommen Zellradien von 2 bis 5 km. Der Datenaustausch während der Handover-Vorgänge und für das Roaming wird mit schrumpfenden Zellradien aufgrund der geringeren Verweilzeit der Mobilstationen

in den

einzelnen

Zellen

immer

in-

45

Fachbeiträge

D4"D72"D73

D, -V4,5? R2+0,75 R2 D-

Bild 5:

= 4,58

R

Zellulares System mit Zellbündeln zu je sieben Zellen

tensiver, so daß die Signalisierungskapazität solcher Systeme entsprechend reichlich ausgelegt sein muß. Im 900-MHz-Band sind für öffentliche Funktelefone zwar 2 X 25 MHz bzw. 1000 Duplex-Kanäle im 25-kHz-Raster reserviert, die insgesamt benötigte Kapazität kann aber wiederum nur durch die Anwendung der Zellulartechnik bereitgestellt werden. Die Ausbreitungsbedingungen sind ähnlich wie im 450-MHz-Band, die Reichweite verringert sich aber etwas [1, 3]. 46

Mobilfunktelefonnetze

Zellgrenze

nn

u

+

Bild 6:

RR

r

—

Esıo-Rı

D

|

I.

d

|

Feldstärkeverhältnisse bei Gleichkanalstörungen an der Zellgrenze

Der mobile Funkteilnehmer ist nicht immer in seinem Heimatbereich anzutreffen, sondern verläßt diesen zuweilen. Für die Wahlvorgänge von der mobilen Station zur Drahtseite ist das wenig problematisch, sofern er sich in einem vom Funktelefoniesystem versorgten Landesteil befindet. Soll er jedoch von der Drahtseite oder einem anderen mobilen Teilnehmer gerufen werden, so war esin der Vergangenheit erforderlich, seinen ungefähren Aufenthaltsort zu kennen. Heute tauschen beim Bewegen innerhalb des Systemversorgungsbereiches Teilnehmergerät und Mobilfunksystem ständig automatisch Daten miteinander aus, so daß das System jederzeit den Aufenthaltsort aller aktiven Teilnehmer kennt. Das bezeichnet man als Roaming. Ein Ruf zu einem mobilen Teilnehmer geht deshalb zunächst

zu seinem Heimatbereich, von wo aus er automatisch in den

Funkbereich weitergeleitet wird, in welchem sich der gerufene Teilnehmer befindet. Falls sich beispielsweise ein 47

Fachbeiträge Münchner Teilnehmer auf einer Fahrt nach Hamburg gerade

ın Frankfurt aufhält, so wird ein Anrufer aus Berlin drahtsei-

tig über München automatisch nach Frankfurt weiterverbunden, von wo das Gespräch schließlich über Funk zum gerufenen Teilnehmer durchgeschaltet wird. Im Gegensatz zu früher (z.B. im Netz B) wird ein laufendes Funktelefongespräch beim Verlassen eines Funkbereiches und beim Eintritt in einen neuen nicht unterbrochen. Vielmehr schaltet das System die Verbindung automatisch von einer Zelle in die nächste um (Handover — Weiterreichen), wobei meistens auch ein Frequenzwechsel erforderlich wird. Die Schaltvorgänge sind jedoch so kurz, daß der Benutzer davon gewöhnlich nichts bemerkt. Der oben erwähnte Funktelefonteilnehmer könnte also im Prinzip während der Fahrt von München nach Hamburg ein ununterbrochenes Gespräch führen. Im Zusammenhang mit modernen Funktelefoniesystemen taucht häufig der Begriff OACSU (Off-Air Call Set-Up) auf. Hierunter ist zu verstehen, daß der Sprechkanal auf dem Funkweg erst dann zugeteilt wird, wenn die drahtseitige Durchschaltung der Verbindung bereits erfolgt ist. Die Kapazitätseinsparung infolge der entfallenden Totzeiten beim Gesprächsaufbau kann bis zu 30% betragen. Das ist deshalb bemerkenswert, weil Funkkanäle eine sehr knappe Ressource sind. Digitale Signalisierung wird auch schon bei den heutigen analogen Funktelefoniesystemen auf den Organisationskanälen bei der Übertragung von Steuerzeichen für Wahlvorgänge, Kanalzuteilung und dergleichen vor und zwischen den Gesprächen sowie gesprächsbegleitend auf dem Sprechkanal eingesetzt. Die dafür benutzten Modulationsarten sind gewöhnlich Unterträger-FSK (Frequency Shift Keying, z.B. NMT) und direkte RF-FSK (C-450). Datenübertragung als Dienst für den Benutzer steht in den heutigen Mobilfunktele48

Mobilfunktelefonnetze

fonienetzen nicht zur Verfügung untergeordnete Rolle.

oder spielt eine nur sehr

In den Organisationskanälen werden heute für die Signalisierung Übertragungsraten von 1,2 bis 8 kbit/s benutzt, während die gesprächsbegleitende Signalisierung teilweise mit nur einigen hundert bit/s durchgeführt wird. Die digitale Übertragung von Sprache würde mit der in der PCM-Technik üblichen Übertragungsgeschwindigkeit von 64 kbit/s auf dem Funkweg eine viel größere Bandbreite als eine analoge Übertragung benötigen und ist daher aus Gründen der Frequenzökonomie erst dann vertretbar, wenn die erforderliche Datenübertragungsrate bei angemessener Sprachqualität auf 16 kbit/s oder darunter gedrückt werden kann.

4

Funktelefone morgen — Anforderungen und Zeitvorstellungen

Die schnell ansteigende Teilnehmerzahl der bereits in Betrieb befindlichen Netze hat schon in mehreren Ländern zu Engpässen geführt, weil der Netzausbau nicht schnell genug erfolgen konnte oder die Kapazitätsgrenze lokal erreicht wurde. Diese Situation wird immer häufiger zu kritischen Zuständen führen [25]. Abhilfe kann nur durch Kapazitäts-Erweiterung bestehender Netze oder Inbetriebnahme neuer Netze erfolgen. Dafür istin Deutschland das als Netz D bezeichnete GSM-System vorgesehen, dessen Bezeichnung sich von der Groupe Speciale Mobile ableitet, die bereits 1982 mit den Vorarbeiten zur Spezifikation eines europaweit arbeitenden Funktelefoniesystems für die neunziger Jahre begonnen hat. Sie war ursprünglich eine Arbeitsgruppe der CEPT (Conference Europe&nne des Administrations des Postes et des Tel&communications) und gehört seit 1989 zu ETSI (European Telecommunications Standards Institute), das kürzlich gegrün49

Fachbeiträge

det wurde und nun für die europäische Normung Gebiet der Telekommunikation zuständig ist.

auf dem

Nachdem Ende 1986 in Paris acht verschiedene Versuchssysteme erprobt wurden, darunter auch deutsche Beiträge von BOÖSCH/ANT [7, 13], PKI und SEL/ALCATEL, wurde Anfang 1987 die grundsätzliche Systementscheidung gefällt, eine digitale Schmalband-TDMA-Lösung (Time Division Multiple Access — Zeitmultiplexzugriff) mit acht Kanälen pro Träger zu realisieren [11], und mit der Spezifikationsarbeit begonnen. Da man den steigenden Bedarf langfristig nicht mehr mit analogen Netzen decken will, beschloß man, das GSMSystem 1991 in Dienst zu stellen. Damit ergab sich ein sehr gedrängter und ehrgeiziger Zeitplan, zu dem sich inzwischen fast alle EG-Länder im Rahmen eines aus dem Jahr 1987 stammenden Memorandum of Understanding (MoU) verpflichtet haben (Bild 7).

GBM-G

dsat

Endgültige

tscheidung, Entwürfe

der

Angebotsaufforderungen Endgültige Validierung

Entwürfe der

Komplettierung Validierung Beginn

des

und

aller

aller

Spesifikationsarbeit

12/07

Angebotsabgabe anderen

02/87

GSN-Emnpfehlungen 02

und

G8M-Enpfehlungen

des

Gesantsystens,

Versorgung

von

Einführung

zusätslicher

12/88

"First

06/89 Call"

Betriebes

06/90 (Phase

1)

06/91

Ballungsgebieten

Versorgung

aller

Einführung

weiterer

Versorgung

aller

ab

Leistungsmerkmale

Großstädte

und

wichtigen

(Phase

2)

(Phase

3)

ab

10

Mio.

Teilnehmern

1993 06/93

Verkehrsadern von

1992 06/92

Flughäfen

Leistungsnerknale

Versorgung

05/88 06/88

GSM-Empfehlungen

Bild 7:

90

der

Bchnittstellen

öffentlichen

Flächendeckende

Beginn

wichtigsten

in

Europa

Zeitplan zum GSM-System

ab

1995

ca.

1997

Mobilfunktelefonnetze

Weil derart umfangreiche Projekte gewöhnlich nicht ohne Probleme und Verzögerungen realisierbar sind, wurden die ersten Aufträge erst im April 1989 erteilt und die experimentelle Überprüfung der Luftschnittstelle fand erst im Oktober 1989 statt. Schließlich stellte sich die Spezifikationsarbeit als weit schwieriger heraus, als zunächst erwartet wurde, so daß sich die Fertigstellung einiger Teile der mittlerweile über 5000 DIN-A4-Seiten umfassenden Spezifikation bis zu 18 Monate verzögert hat [27]. Trotzdem hofft man jedoch den Zeitplan mit nur geringfügigen Verzögerungen einhalten zu können. Die zahlreichen und sehr komplexen Leistungsmerkmale des neuen Systems lassen sich bei diesem sehr straffen und durch die Markterfordernisse diktierten Zeitplan aber nicht in einem einzigen Schritt realisieren, weshalb man sie in mehreren Phasen einführen wird [15] (Bild 8). Diese Phaseneinteilung richtet sich einerseits nach den Möglichkeiten des ISDN-Ausbaus und andererseits nach dem prognostizierten Dienstbedarf der Mobilteilnehmer.

Erprobung

Telefonie, Gesprächsaufbau von und Roaming, Handover, Notrufdienst

Phase

Telefondienst mit Teilnehmerkarte und Authentication, VAD mit DTX und DRX, Warteschlangenbetrieb sowie einige Zusatzdienste (z.B. Anrufumleitung, Gebührenanzeige, Sperrung von Diensten)

1

Basisdienste

Phase

2

Zusatzdienste

Phase

3

Konfortdienste

Bild 8: 3

TTP91

zur

MS

(First

Call),

Zusätzlich Faksimile, Konferenzschaltung und Trägerdienste mit asynchroner Duplexdatenübermittlung und Zugangs-Dienste zu Mitteilungs-Übermittlungs-Systemen sowie einige weitere Zusatzdienste

Zusätzlich weitere Tele- und Trägerdienste, z.B. Kurznachrichten, Teletex, Paketdatenübermittlung und weitere Zusatzdienste wie geschlossene Benutzergruppen, Videotex, Teletex und Anruferanzeige

Stufenplan zur Einführung der GSM-Dienste ol

Fachbeiträge Der ursprünglich geplante Endausbau für Deutschland fußte auf 2 Millionen Teilnehmern, wozu man acht Register HLR/AC (Home Location Register — Heimatregister, Authentication Centre — Berechtigungskontrollzentrum), etwa 80 Vermittlungen MSC/VLR (Mobile Switching Centre — Funkvermittlung, Visitor Location Register — Besucherregister), ungefähr 1600 Feststationen BTS (Base Transceiver Station) und rund 7000 Kanäle TCH (Traffic Channel) benötigt hätte. Bei Einbeziehung der ehemaligen DDR wird man auf diese Zahlen ungefähr 25 % aufschlagen müssen.

5

Das GSM-System als Fortsetzung des ISDN

Die terrestrischen Telefonnetze werden zunehmend durch digitale Nachrichtenübertragung geprägt. Das ISDN (Integrated Services Digital Network — diensteintegrierendes digitales Nachrichtennetz) wird europaweit die bestehenden noch weitgehend analog arbeitenden Telefonnetze ablösen und eine ganze Reihe neuer Dienste verfügbar machen. Der mobile Funktelefonteilnehmer wird selbstverständlich erwarten, eine ganze Reihe dieser Dienste in Anspruch nehmen zu können. Das läuft darauf hinaus, daß das GSMSystem eine Fortsetzung des ISDN mit anderen Mitteln sein wird, seine breite Einführung wird sogar schneller als die des ISDN erfolgen. Es stellt sich also die Aufgabe der Funkübertragung digitaler ISDN-Signale. Die technische Basis des ISDN bilden PCMKanäle mit 64 kbit/s, die für Sprach- und Datenübertragung verwendbar sind und Signalisierungskanäle, die mit 16 kbit/s arbeiten. Die Grundkonfiguration der terrestrischen Netze sind je Benutzer und Richtung zwei B-Kanäle mit je 64 kbit/s für Sprachübertragung, Datenübertragung und Zusatzdienste sowie ein D-Kanal mit 16 kbit/s hauptsächlich für die Signalisierung, womit insgesamt also 144 kbit/s für jede Richtung zur Verfügung stehen [10]. 92

Mobilfunktelefonnetze Hier erweist sich der Mobilfunkkanal als Nadelöhr, denn bei

den bisher in Europa gängigen Trägerabständen von 25, 20

und 12,5 kHz lassen sich beiindirekter Modulation, z. B. durch Frequenzmodulation von Unterträgern, nur 1,2 bis 2,4 kbit/s

und bei zwei- oder vierlagiger direkter Frequenz- oder Phasenmodulation nur etwa 5 bis maximal 20 kbit/s übertragen. Die Direktübertragung von ISDN-Signalen würde kostbare Funkkanalbandbreite verschwenden, weshalb sich als Lösungsansätze Datenkompression der ISDN-Signale und TDMAFunkkanäle größerer Bandbreite mit störresistenten und bandbreiteneffizienten digitalen Modulationsverfahren empfehlen. 5.1

Übertragungsverfahren und Daten des GSM-Systems

Ein solch komplexes System wie das GSM-System läßt sich nicht mit wenigen Worten komplett beschreiben. Dennoch sollten wenigstens die wichtigsten Eigenschaften und einige charakteristische Daten angegeben werden, damit die sich daraus für die Realisierung ergebenden Probleme besser beurteilt werden können. Das GSM-System bietet zusätzlich zu den bereits genannten und in modernen Mobilfunktelefoniesystemen realisierten Eigenschaften digitale Übertragung für Sprache und Daten, neue ISDN-kompatible Dienste und hohe maximale Verkehrsdichten bis 25 Erl/km?. Digitale Sprachübertragung bietet eine echte Verschlüsselungsmöglichkeit und verhindert wirksam unberechtigtes Abhören der Funkkanäle. Das GSMSystem gestattet außerdem die Realisierung kostengünstiger Mobil- und Feststationen sowie von Mobilstationen und vor allem Handfunktelefonen mit neuen und attraktiven Leistungsmerkmalen. Überdies ermöglicht es eine gegenüber analogen Funktelefonnetzen gesteigerte Frequenzökonomie. Das GSM-System arbeitet im 900-MHz-Band in zwei Teilbändern, die jeweils 25 MHz breit sind und einen Duplex93

Fachbeiträge abstand von 45 MHz aufweisen. Der Trägerabstand wurde auf 200 kHz festgelegt, und es wurde ein TDMA-Verfahren mit acht Kanälen pro Träger gewählt. Die zellulare Struktur des Systems beruht auf einer Zellbündelgröße von neun, so daß sich insgesamt zunächst etwa die gleiche Frequenzökonomie wie bei analogen Systemen herkömmlicher Art ergibt. Die Sprache wird digital übertragen, wobei man durch eine spezielle Codierung statt derinder PCM-Technik üblichen 64 kbit/s nur 13 kbit/s benötigt. Dies erreicht man mit einem RPE-LTP-Verfahren (Regular Pulse Excitation, Long Term Prediction). Durch fehlerkorrigierende Codierung ist zur Übertragung eine Bruttobitrate von 22,8 kbit/s erforderlich. Die Sprachcodierung erfolgt in Blöcken von jeweils 20 ms, die anschließend in vier Teilblöcke unterteilt werden. Die Information von jeweils acht dieser Teilblöcke wird in einem Interleaving-Verfahren zur Bekämpfung von Bündelfehlern umgeordnet und dann auf acht Zeitschlitze von je 577 us Länge verteilt. Bei der Übertragung wird ein Sprachkanal zunächst durch seine Zeitschlitznummer und die Trägerfrequenz identifiziert. Allerdings wird die Frequenz für jeden Kanal von Zeitschlitz zu Zeitschlitz nach einem bestimmten Gesetz geändert, was

im wesentlichen

Vorteile

für sich nicht oder nur

langsam bewegende Mobilstationen bringt. Zwischen den einzelnen Zeitschlitzen müssen Schutzzeiten vorgesehen

werden, die zum Laufzeitausgleich erforderlich sind. Um den

Kapzitätsverlust durch diese Schutzzeiten nicht zu groß machen zu müssen, hat man eine Anpassung der zeitlichen Lage der Zeitschlitze an die Entfernung zwischen Fest- und Mobilstationen vorgesehen. Als Modulationsart wurde GMSK (Gaussian filtered Minimum Shift Keying) gewählt [5, 14]. Um die Verzerrungen des Funkkanals infolge von Mehrwegeausbreitungen quantitativ ermitteln und dann beseitigen zu können, wird ein bekanntes

Muster zusammen mit der Nutzinformation übertragen. Die 94

Mobilfunktelefonnetze

hierzu und zur Synchronisation benutzten binären Muster und die Schutzzeiten ergeben zusammen mit den im Sprachkanal übertragenen Informationen und der Signalisierung eine Bruttodatenrate von 270,833 kbit/s auf dem Hochfrequenzträger, was zu einer Symboldauer von knapp 3,7 us führt. Die wichtigsten Parameter des GSM-Systems sindin den Bildern 9 und 10 zusammengestellt und finden sich hauptsächlich in den GSM-Empfehlungen der Serie 05.xx [16 bis 22], während die Bedingungen für die Typenzulassung der Mobilstation in der GSM-Empfehlung 11.10 fixiert sind [23], die rund 500 DIN A4-Seiten umfaßt. Der für die Typenprüfung benötigte Systemsimulator ist in der GSM-Empfehlung 11.40 beschrieben [24], wiegt fast eine Tonne und kostet rund 5 Mio DM. Vergleicht man die Struktur der Luftschnittstelle und die Kenndaten des GSM-Systems mit herkömmlichen mobilen Funktelefoniesystemen, so wird der Bruch mit der erprobten konventionellen Technik deutlich (Bild 11).

Allgemeine Daten Frequenzbänder

©

890

-

Träger-

©

200

kHz

124

und

Duplexabstand

Anzahl

der

Trägerfrequenzen

©

2x

Kanale

pro

Träger

:

8

Zellbundelgroße

:

9,

Frequenzsprung-Verfahren

:

Slow

Bruttobitrate

:

270,8

ı

22,8

:

13

Brutto-Bitrate

im

Netto-Bitrate

im

TCH TCH

bzw.

kbit/s

Div.

:

156,25

:

etwa

:

20

und

Interleaving

Bild 9:

Rahmenlänge

flexible

MHz

Anpassung

Hopping

mit

inklusive

für

Sprache

RPE-LTP-Coder,

bei

960

217

an

lokale

Sprüngen

Synchronisation,

Verkehrsdichtenaxima je

Kanal

und

Schutzzeiten

Sekunde u.a.n.

kbit/s

:

Sprachblock-

-

MHz

Halbkanäle

kbit/s

Codierung

Schutzzeit

16

935

45

Frequency

:

(FEC)

und

und

erlaubt

Sprachdigitalisierung

Zeitschlitzlänge

915

Faltungsbit 30

ms

us,

und

Sprache

Einige allgemeine

13 und

bzw.

und

bis

zu

9,6

kbit/s

für

Daten

kbit/s

577

Blockcodes

abhangig

von

der

Kanalart

us

BS-gesteuert 5 ms über

8 und

bei

Daten

über

8 oder

19

Rahmen

Kenndaten des GSM-Systems

59

Fachbeiträge Enpfängerdaten Dynamische Dynam.

Empfindlichkeit

Gleichkanalunterdruckung

Tolerierbare

Laufzeitdifferenzen

:

=

:

rund

104

10

dBm dB

bei

ı

max.

16

us

Mehrwegeausbreitung

bei

Mehrwegeausbreitung

Senderdaten Senderspitzenleistung

BS

ı

320

Senderspitzenleistung

MS

: :

8 oder 0,8, 2

bis

Senderleistungstoleranz

:

+1,5

Senderleistungsregelung

:

Reduzierung

Senderfrequenztoleranz

BS

:

0,05

Senderfrequenztoleranz

MS

herab 20 W oder

zu

2,5

in

15

Stufen


! Bee Bee

=» =. “oo. “ *e bemnte

“an “rare

sinn ae 5

a.er

nn

#

3 ws

Bild 15: Digitale Schalteinrichtung der Firma SIEMENS DS1-Tonsignale

156

für

Digitale Tonübertragung vier Bits zugeordnet. Ein Bit davon wird zur Überprüfung der Durchschaltung als Paritätsbit verwendet und ein weiteres zur Kennzeichnung nicht belegter Kanäle. Die Ausgangsanpassung führt eine Überprüfung der durchgeschalteten Signale durch und formt die Signale aus der Funktionsgruppe Durchschaltung wieder in das DS1-Format um. Im Gegensatz zur DS1-Auskopplung gibt die Ausgangsanpassung der digitalen Schalteinrichtung die Rahmenkennung auch dann ab, wenn beide Tonkanäle gestört sind. 4.3.2

Durchschaltung

Die Funktionsgruppe Durchschaltung enthält Koppelelemente aus der digitalen Vermittlungstechnik, die in dieser Anwendung mit halber Taktfrequenz betrieben werden. Die Koppelelemente können als Speicherbausteine angesehen werden, in die die ankommenden, umsortierten DS1-Tonsignale ständig eingeschrieben werden. Auf jeder Kopplerplatine ist ein Mikroprozessor vorhanden, der Steuerinformationen in die Koppelelemente sendet. Abhängig von diesen Steuerinformationen erfolgt dann das Auslesen der digitalen Tonsignale. Jede Kopplerplatine enthält die Bauelemente für die Durchschaltung von 128 umsortierten DS1-Tonsignalen auf 8 Ausgänge. Durch Parallelschaltung von 16 Platinen wird die benötigte Gesamtgröße erreicht. 4.3.3

Koppelfeldsteuerung

Die Funktionsgruppe Koppelfeldsteuerung stellt das Bindeglied zwischen

internen Funktionsgruppen

und

der Umwelt

dar. Über eine externe V.24-Schnittstelle erfolgt die Übertragung der Schaltanforderungen aus dem Schaltabwicklungsrechner (SAAB) bei der DBPTT, der seinerseits mit dem ARDDispositionsrechner verbunden ist. Über eine zweite externe V.24-Schnittstelle ist ein PC als menügeführtes Notbedienund Wartungsgerät angeschlossen. Der interne Datenaustausch zwischen Koppelfeldsteuerung und Mikroprozesso157

Fachbeiträge ren auf den Kopplerplatinen erfolgt über V.11-Partyline-Verbindungen. 4.3.4

Peripherieeinrichtungen

Neben dem bereits erwähnten PC als Notbedien- und Wartungsgerät einschließlich Protokolldrucker sind an die DS1Schalteinrichtung sowohl DS1-SU als auch DS1-EU unmittelbar angeschlossen. Ein DS1-SU (wie im Abschnitt 4.1.1.2 beschrieben) dient als Ersatzsignalquelle für alle abgehenden DS1-Tonkanäle, die in der Schalteinrichtung nicht mit ankommenden Tonkanälen verbunden sind. Dieser DS1-SU belegt in der Schalteinrichtung den ersten DS1-Eingang. Bezogen auf die Ausgänge gibt es in der Schalteinrichtung keinen echten Trennzustand, sondern nur einen Quellenwechsel

zwischen

„Nutzquelle“

und

„Ersatzsignalquelle“.

Weitere DS1-SU und DSI-EU (wie im Abschnitt 4.1.2.2 beschrieben) dienen dem Übergang von analogen Meß- oder Tonsignalen in das oder aus dem DS1-Hörfunksternnetz. Ein besonderer Anwendungsschwerpunkt hierfür ist der Programmaustausch mit dem Ausland. 44

DSR-Multiplexer

Die Zusammenfassung der 16 DS1-Tonsignale für den „Digitalen Satelliten-Rundfunk“ erfolgt in Usingen durch den DSR-Multiplexer. Dervon der Fa. ANT gelieferte Multiplexer wandelt 16 DS1-Tonsignale in zwei Digitalsignale mit einer Datenrate von 10,24 Mbit/s um [6]. Die beiden Digitalsignale mit je 10,24 Mbit/s werden dem 4-Phasen-Modulator mit 70 MHz Ausgangsfrequenz zugeführt. Fürjeden der 16 vorhandenen DS1-Eingänge ist eine sogenannte Kanaleinheit vorhanden, die eine Überwachung des ankommenden DS1-Tonsignales durchführt und das DS1-Tonsignal für den eigentlichen Multiplexer vorbereitet. Vom Multiplexer werden je acht DS1-Tonsignale zu einem sogenannten Hauptrahmen A bzw. B zusammengefaßt. Einzelheiten des Verfahrens sind in der 158

Digitale Tonübertragung Technischen Richtlinie ARD/ZDF Nr. 3R1 beschrieben [7]. Hierbei ist der neueste Stand (November 1989) zu beachten. Diese Aufgabe beinhaltet die neu eingeführte Senderkennung sowie die Anwendungsmöglichkeit von Haupt- und Unterkennung bei der Programmart im Stereofall. Der DSR-Multiplexer wurde im April 1990 von der Fa. ANT auf diese neuen Leistungsmerkmale umgerüstet. 4.5

Betriebsverfahren

Im Abschnitt 3.4.2 sind zwei Varianten für die Zuordnung der Block-Synchronwörter zu den beiden Tonkanälen innerhalb eines DS1-Tonsignales beschrieben. Im Zusammenhang mit den Planungen für DSR wurden diese beiden Varianten für Mono- bzw. Stereobetrieb festgelegt. Ebenfalls in Abschnitt 3.4.2 wurde erläutert, daß die ZI-Bits „neben“ dem Block-Synchronwort in Normalform als U-Bits bezeichnet werden und die ZI-Bits „neben“ dem Block-Synchronwort in invertierter Form als V-Bits. Im Monobetriebsfall wird das Block-Synchronwort in jedem der beiden Monotonkanäle alternierend in beiden Formen übertragen. Daraus folgt, daß jedem Monokanal jeweils U- und V-ZI-Bits zugeordnet sind. Im Stereobetriebsfall sind dem linken Tonkanal nur U-ZI-Bits und dem rechten Tonkanal nur V-ZI-Bits zugeordnet. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil für die unterschiedlichen ZI-Bits besondere Anwendungen definiert sind. Die U-ZI-Bits werden kanalbezogen über Satellit zum Heimempfänger übertragen, die V-ZI-Bits werden im DSR-Multiplexer umgesetzt. Für die Datenübertragung ist eine Pakettechnik definiert, die aus Gründen der verfügbaren Übertragungskapazität auf dem Satellitenweg nur 22 der 24 verfügbaren Bits nutzt. 4.5.1

Zusatzinformationen im DSR

Im sogenannten U-Kanal, der bis zum Heimempfängerreicht, ist geplant, programmbegleitende Informationen — dem VPS 159

Fachbeiträge

oder Videotext vergleichbar — zu übertragen. Festlegung zur Nutzung des U-Kanals wurden bisher nicht getroffen. Für den sogenannten V-Kanal sind bisher drei verschiedene Nutzungen, zwei davon für DSR definiert. Die Festlegung unterschiedlicher Nutzungen ist durch die Pakettechnik möglich. Die Zuordnung erfolgt jeweils durch die Paketinhaltskennung im sogenannten Paketkopf. Pakete mit der Inhaltskennung 1 übertragen die Programmangebotskennung (PA-Kennung), bestehend aus Programmartzuordnung, Musik/Sprache-Kennung und Mono/Stereo-Kennung. Die festgelegten Programmartzuordnungen sind in Tabelle 2 dargestellt. Pakete mit der Inhaltskennung 2 übertragen die Senderkennung. Diese wurde nachträglich eingeführt, da nach der Liberalisierung im Rundfunkwesen nicht mehr mit einer statischen Zuordnung der einzelnen DSR-Kanäle zu bestimmten Rundfunkanstalten gerechnet werden kann. Wie bereits erwähnt, werden die im V-Kanal übertragenen Informationen im DSR-Multiplexer in ein anderes Format umgesetzt. Obwohl die PA-Kennung und die Senderkennung im Prinzip kanalbezogene Daten darstellen und deshalb auch dem U-Kanal zugeordnet werden könnten, wurde dieses Verfahren gewählt, um auf diese Informationen im Heimempfänger quasi parallel zugreifen zu können. Das DSR-Verfahren bietet die Möglichkeit, jeden der 16 stereofähigen Kanäle in zwei unabhängige Monokanäle aufzuteilen. Das beschriebene ZI-Übertragungsverfahren ermöglicht in jedem Falle eine unabhängige Kennzeichnungsmöglichkeit.

4.5.2

Zusatzinformationen im Hörfunksternnetz

Die dritte Nutzung des V-Kanales ist für den Programmaustausch vereinbart worden. Die Paketinhaltskennung 3 ist für ein Paket mit gleicher Struktur wie für die Senderkennung vereinbart worden. Damit sollen Informationen zur Leitungsidentifikation übertragen werden. 160

Digitale Tonübertragung Tabelle Nummer

2: Zuordnung der Programmarten Bedeutung

0

Keine Programmartenkennung

1

Nachrichtendienste

2

Politik und Zeitgeschehen

3

Spezielle Wortprogramme

4

Sport

5

Lernen und Weiterbildung

6

Hörspiel und Literatur

7

Kultur, Kirche und Gesellschaft

8

Wissenschaft

9

Unterhaltendes Wort

10

Popmusik

11

Rockmusik

12

Unterhaltungsmusik

13

Leichte klassische Musik

14

Ernste klasssische Musik

15

Spezielle Musikprogramme 161

Fachbeiträge

4.5.3

Betriebsart Mono im Hörfunksternnetz

Im Hörfunksternnetz sind regelmäßig auch Monoübertragungen vorgesehen. Es wurde vereinbart, daß im Hörfunksternnetz die DS1-SU

so betrieben werden, daß immer die Block-

Synchronwortstruktur für Monoübertragung ausgesendet wird. Vorausgesetzt, daß bei zweikanaliger Übertragung der gleiche DS1-SU für beide Kanäle verwendet wird, ist trotzdem uneingeschränkt auch die Übertragung von Stereosignalen möglich, ohne die Block-Synchronwortstruktur umzuschalten. Zu beachten ist jedoch, daß sich dadurch die Struktur der ZI-Kanäle U und V ändert. 4.5.4

Erzeugung von ZI im DSI1-SU der Fa. SIEMENS

Neben der Einstellmöglichkeit für die Programmangebotskennung enthält der ZI-Geber Einstellmöglichkeiten für acht Zeichen je Monokanal. Die eingestellten Zeichen werden inhaltsgleich alternierend mit Paketinhaltskennung 2 als Senderkennung und mit Paketinhaltskennung 3 als Leitungskennung übertragen. 4.5.5

Anzeigemöglichkeiten von ZI im DSI-EU der Fa. SIEMENS

Tabelle 3 enthält die darstellbaren Informationen in Abhängigkeit von der Drehschalterstellung. Eine angezeigte Information wird nach ca. 3 Sekunden wieder gelöscht, wenn kein Paket gleichen Inhaltes mehr empfangen wird. Werden bei Darstellung von Sender- oder Leitungskennung vier Fragezeichen „????“ angezeigt, so wurde für diese Zeichengruppe ein Übertragungsfehler erkannt. 4.5.6

Behandlung der ZI im DSR-Multiplexer

Der DSR-Multiplexer speichert gültigempfangene ZI-Pakete (PA-Kennung, Senderkennung), bis sie durch neue gültige Informationen überschrieben werden. Damit können 162

Digitale Tonübertragung Tabelle

3: ZI-Anzeigenmöglichkeiten am DS1-EU der Fa. SIEMENS

Schalterstellung

Anzeige

Paketinhaltskennung

Anzeige ausgeschaltet

-

1

Programmangebotskennung mit Haupt- und Unterkennung bei Stereo- bzw. Programmangebotskennung für Kanal l und Kanal 2 bei Monobetrieb

1

2

Senderkennung bei Stereobetrieb Senderkennung für Kanal 1 bei Monobetrieb

2

3

Senderkennung bei Stereobetrieb Senderkennung für Kanal 2 bei Monobetrieb

2

4

Leitungskennung bei Stereobetrieb Leitungskennung für Kanal 1 bei Monobetrieb

3

5

Leitungskennung bei Stereobetrieb Leitungskennung für Kanal 2 bei Monobetrieb

3

0

Umschaltvorgänge im Studiobereich ohne Auswirkungen auf die Heimempfänger überbrückt werden. 5

Ausblick

Mit dem beschriebenen DS1-Tonübertragungsverfahren werden Tonleitungsverbindungen höchster Güte realisiert. Beim DSR wird damit die gesamte Übertragungskette vom Studio bis zum Heimempfänger überbrückt. 163

Fachbeiträge

In der internationalen Normungsarbeit wird derzeit im Bereich der Tonübertragung an Standards für eine weiter verbesserte Übertragungsqualität gearbeitet. Während man hierzu einerseits zur Übertragung der digitalisierten Tonsignale die gesamte Übertragungskapazität von H12-Kanälen (1920 kbit/s) oder H1l-Kanälen (1536 kbit/s) für ein Stereopaar nutzt, hat andererseits die Arbeitsgruppe JIWP 10-CMTT/1 die Aufgabe, Empfehlungsvorschläge für Übertragungsverfahren mit niedrigen Bitraten zu erarbeiten. Die bereits als Hardware-Modelle mit Echtzeitverarbeitung realisierten Ergebnisse verschiedener Forschungsinstitutionen lassen erwarten, daß zukünftig höchstqualitative Tonsignale mit Bitraten von 64 kbit/s bis 192 kbit/s je Monokanal übertragen werden können. Voraussetzung für die Umsetzung der erarbeiteten Algorithmen ist die Verfügbarkeit von besonders leistungsfähigen digitalen Signalprozessoren. Als Stichwörter zum Arbeitsbereich bitratereduzierender Codierverfahren seien erwähnt: Subbandcoding, Transformationscodierung, Nutzung psychoakustischer Erkenntnisse,

wie

z.B.

Mithörschwellen,

Vorverdeckung,

Nachver-

deckung usw. Der Beitrag von G. Stoll vom IRT in diesem Taschenbuch geht hierauf im einzelnen ein. Im Zusammenhang mit der Nutzung derartiger Verfahren, die auch für terrestrische digitale Rundfunkausstrahlung (geplantes Nachfolgesystem für UKW-FM-Rundfunk) in der

Diskussion sind, wird es erforderlich, neue Meßverfahren zu

definieren.

Literaturverzeichnis [1]

Hautsch, F.: Das TF-Tonkanalsystem 68 für mono- und stereophonische Tonübertragung. taschenbuch der fernmelde praxis 1971, S. 371-403.

[2]

Hautsch, F. und Hintze, K.: Rechnergesteuerte Tonleitungsschalteinrichtungen. taschenbuch der fernmelde praxis 1974, S. 251-275.

164

Digitale Tonübertragung

[3]

Treytl, P.: Digitaler Hörfunk über Rundfunk-Satelliten. Informa-

[4]

Hautsch, F.: Digitale Tonübertragung mit Digitalsignal-Übergabe für den Satelliten-Hörfunk. taschenbuch der fernmelde praxis 1985, S. 169-191.

[5]

FTZ-Richtlinie 154R4, Schnittstellen-Kennwerte für digitale Stereosignale der Bitrate 1024 kbit/s (DS1), August 1985.

[6]

Börner, S.: Multiplex- und Modulationseinrichtung für den Digitalen Hörrundfunk in der TV-SAT-Erdfunkstelle Usingen. NTGFachberichte 91.

[7]

ARD/ZDF: Technische Richtlinie 3R1, Digitaler Satelliten Rundfunk (DSR), Spezifikation des Hörfunk-Übertragungsverfahrens im TV-SAT. Hrsg. Institut für Rundfunktechnik, München, November 1989.

[8]

ARD/ZDEF: Technische Richtlinie3R2, Zusatzinformationsübertragung auf der DS1-Strecke. Hrsg. Institut für Rundfunktechnik, München, Dez. 1984. (Neuausgabe in Vorbereitung).

[9]

Hautsch, F.: Stand der Digitalisierung des Tonleitungsnetzes. Der Ingenieur der Deutschen Bundespost (35) 1986 H. 4 S. 175182.

tionsbroschüre

des BMF'T,,

2. Auflage,

1985.

[10] Hautsch, F.: Tonübertragungstechnik. Kenter, Ton- und Fernsehübertragungstechnik und Technik leitergebundener BKAnlagen. 1988.

165

Fachbeiträge

Festverbindungen der Gruppe 2 — ein Dienstleistungsangebot

Von Elke Franze,

der DBP

TELEKOM

—

Darmstadt

Dipl.-Ing. Elke Franze, Jahrgang 1962, ist seit 1987 im Referat T 23/FTZ und seit 1988 mit der hier dargelegten Aufgabenstellung betraut.

1

Festverbindungen

Die Deutsche Bundespost hat verschiedene Festverbindungeninihrem Angebot, Festverbindungen der Gruppen1,2und 3. Festverbindungen der Gruppe 1 sind festgeschaltete analoge Verbindungen miteiner Übertragungsbandbreite von 3,1 kHz. Festverbindungen der Gruppe 2 (FV2) sind festgeschaltete Verbindungen mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 64 kbit/s. Als Basiskanäle (B-Kanäle) werden sie im öffentlichen Telekommunikationsnetz geführt. Mittels Festanschlüssen mit digitalen Anschaltepunkten (FAs) können sie zur Nachrichtenübertragung genutzt werden. Die Eigenschaften der Festanschlüsse und Festverbindungen der Gruppe 2 werden im folgenden Beitrag näher erläutert. Festverbindungen der Gruppe 3, auch semipermanente Verbindungen (SPV) genannt, sind quasi-festgeschaltete (auf Anforderung fallweise bereitgestellte) Verbindungen mit 64 kbit/s am Universalanschluß zwischen zwei festgelegten SPVPartnern innerhalb des ISDN. Der letzte Teil dieses Artikels gibt einen kurzen Ausblick auf die SPV. 166

Festverbindungen 2

Was sind Festverbindungen der Gruppe 2?

Festverbindungen der Gruppe 2 eignen sich als transparente, duplexfähige Verbindungen mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 64 kbit/s für vielfältige Einsatzfälle. Hauptanwendungsgebiete der Festanschlüsse und Festverbindungen der Gruppe 2 werden die Anschaltung von einfachen Endstellen („außenliegenden Nebenstellen“) an Telekommunikationsanlagen oder Verbindungen zwischen Anlagen oder Anlagenteilen sein. In erster Linie werden hierzu ISDN-fähige Anlagen und Endgeräte verwendet werden. (Auf die Zusammenschaltungsbestimmungen der TKO sei hier lediglich verwiesen.) Abgesehen vom Einsatz von Festanschlüssen und Festverbindungen der Gruppe 2 im Anlagenbereich ermöglicht dieses Dienstleistungsangebot auch die direkte Verbindung zwischen einfachen Endstellen. Die Schnittstellen, mit denen die Festanschlüsse und die zugehörigen Festverbindungen der Gruppe 2 ausgestattet sind, wurden bewußt so gestaltet, daß sie ein Pendant zu den Universalanschlüssen im ISDN bilden. Jedem Festanschluß ist zusätzlich zu dem Bündel der Festverbindungen (Basis-Kanäle) ein Zeichengabekanal (DKanal) zugeordnet. Mit ihm können die Endstellen an den beiden beteiligten Festanschlüssen Steuerinformationen austauschen. Ein spezielles Protokoll ist hierfür z.Z. nicht vorgeschrieben. Neben der Struktur der Anschlüsse wurde eine weitere wichtige Eigenschaft des ISDN auf diese Art der festgeschalteten Verbindungen übertragen: die Diensteunabhängigkeit. Die Festverbindungen der Gruppe 2 können sowohl im Telefondienst als auch im Teletex-, Telefax-, Btx- oder Datenüber-

mittlungsdienst genutzt werden.

167

Fachbeiträge 3

Festanschlüsse

Festanschlüsse mit digitalen Anschaltepunkten werden als — Basisfestanschlüsse (BaFAs) oder als — Primärmultiplexfestanschlüsse (PMxFAs) von der DBP TELEKOM

angeboten.

Festverbindungen der Gruppe 2 verbinden immer zwei Festanschlüsse paarweise miteinander; Basisfestanschluß mit Basisfestanschluß oder Primärmultiplexfestanschluß mit Primärmultiplexfestanschluß. Da ein FestverbindungsBündel nicht auf verschiedene Festanschlüsse aufgeteilt

wird, werden alle Festverbindungen eines Festanschlusses zu

derselben Gegenstelle geschaltet.

Wie die Universalanschlüsse kennen auch die Festanschlüsse

feste Taktbeziehungen:

—

Der synchrone Netztakt wird vom Netz als „Taktmaster“

vorgegeben,

übernehmen

und

die angeschlossenen

diesen Takt als „Slave“.

Endeinrichtungen

Die Schnittstellen der Festanschlüsse sind in der FTZ-Richtlinie 1 TR 8 („Technische Bedingungen für Festverbindungen, Abzweigleitungen, posteigene Stromwege, internationale festgeschaltete UÜbertragungswege und Direktrufverbindungen“) festgelegt. 3.1 3.11

Basisfestanschluß Kanalstruktur

Die Kanalstruktur des Basisfestanschlusses (Bild 1) sieht folgendermaßen aus: — Zwei Basiskanäle (auch als B-Kanäle oder Nutzkanäle bezeichnet) mit einer Übertragunggeschwindigkeit von jeweils 64 kbit/s zur Informationsübermittlung, — einem 168

Zeichengabekanal

(D-Kanal)

mit

einer Übertra-

Festverbindungen gungsgeschwindigkeit von 16 kbit/s. Er dient ausschließlich der Zeichengabe zwischen den Endstellen. Der Kunde kann wählen, ob er seinen Basisfestanschluß mit

nur einer Festverbindung (d.h. mit einem B-Kanal) nutzen

will, oder ob er beide B-Kanäle

benutzen möchte.

Sorpy-Schnittstelle

|

|

ı ]

K———

|

KZ BE IM

Bild

3.1.2

|

Anschlu8 —————Y

Einrichtungen

der Deutschen

Bundespost

| ——]

64-kbit/s-Basiskanäle B} bis B30(Nutzungskanäle) 64-kbit/s-Zeichenkanal (D-Kanal)

1:

Basisfestanschluß B, = erste Festverbindung, B; = zweite Festverbindung EE = Endeinrichtung

Die Schnittstelle Sorv

Die Schnittstelle, mit denen Basisfestanschlüsse den Teilnehmern überlassen werden, ist die Sorv-Schnittstelle. Sie entspricht weitestgehend der So-Schnittstelle des Basisanschlusses im ISDN. Die elektrischen und funktionalen Eigenschaften der SorvSchnittstelle entsprechen der FTZ-Richtlinie1l TR 230 („Spezifikation der Schnittstelle So Schicht 1“). Diese FTZ-Richtlinie basiert auf der CCITT-Empfehlung 1.430. Für die Aktivierung und Deaktivierung gilt die FTZ-Richtlinie 1 TR 210. Die Funktionen der Sorv auf der Schicht 1entsprechen denin diesen Richtlinien aufgeführten, z.B.: 169

Fachbeiträge — Übertragen der Nutzinformation über die beiden B-Kanäle mit der Standardbitrate 64 kbit/s und der Zeichengabeinformation über den D-Kanal mit 16 kbit/s, — Taktung und Synchronisation, — Zugriffssteuerung zum D-Kanal, — Aktivierung und Deaktivierung, — Fernspeisung der angesteckten Endgeräte. Die Übertragungsrate an der Schnittstelle beträgt 192 kbit/s, 144 kbit/s für die Nutzbitrate (zwei B- und ein D-Kanal) und zusätzliche Kapazität für z.B. Rahmenkennung, Zugriffssteuerung.

Folgende Abweichungen bestehen zur So-Schnittstelle: — Fernspeisung: Die angeschlossenen Endgeräte eines zusätzlichen Speisegerätes mit Strom versorgt werden. Der ches Leistungsmerkmal des „besondere

können z.Z. nur mittels über die Businstallation Kunde kann als zusätzliFestanschlusses (TKO:

Betriebsmöglichkeit“)

tung mit Speisung wählen.

eine Anschalteeinrich-

— Deaktivierung: Vom Netz aus wird immer dann eine Deaktivierung eingeleitet, wenn ein Abschnitt der festgeschalteten Verbindung gestört ist. — D-Kanal: Der D-Kanal steht z.Z. transparent für Zeichengabe der Endstellen zur Verfügung. Sobald eine europäische Norm für die Signalisierung zwischen Anlagen bzw. zu außenliegenden Nebenstellen vorliegt, wird diese von der DBP übernommen werden. (Über den D-Kanal der Wählanschlüsse wird die Zeichengabe und zusätzliche Dienstmerkmale zwischen den angeschalteten Endgeräten und 170

Festverbindungen den ISDN-Vermittlungsstellen mittels des sog. D-KanalProtokolls ausgetauscht.) 3.1.3 Ziel

Speisekonzept ist es, das

Speisekonzept

der ISDN-Wählanschlüsse

auch bei den Festanschlüssen anzuwenden.

3.1.3.1

Speisung der Anschalteeinrichtung

Am Basisfestanschluß wird die Anschalteeinrichtung grundsätzlich vom öffentlichen Telekommunikationsnetz aus mit Strom versorgt. 3.1.3.2

Speisung von angeschalteten Geräten

Grundsätzlich gilt, daß die angeschalteten Endgeräte selbst für ihre Stromversorgung sorgen. Endgeräte mit Telefonfunktion können über den Phantomkreis der 4-DrahtSchnittstelle (Sorv) ferngespeist werden, wenn das besondere Leistungsmerkmal „Anschalteeinrichtung mit Speisung“ am Anschluß eingerichtet ist. 3.2 3.2.1

Primärmultiplexfestanschluß Kanalstruktur

Die Kanalstrukturen des Primärmultiplexfestanschlusses (Bild 2) sieht folgendermaßen aus: — 30 Basiskanäle mit einer von jeweils 64 kbit/s und

Übertragungsgeschwindigkeit

— einem Zeichengabekanal (D-Kanal) mit ebenfalls 64 kbit/s. Er darf ausschließlich zur Zeichengabe zwischen den Endstellen genutzt werden. Am Primärmultiplexfestanschluß kann der Kunde wählen, ob er 30 Festverbindungen der Gruppe 2 oder weniger benutzen möchte. Mindestens 15 Festverbindungen werden ihm in jedem Fall in Rechnung gestellt. 171

Fachbeiträge

z.B. T

Anschalteeinrichtung

l

(Tk-Anlage)

| | |

SaMrV”

I Schnittstelle

!

KO |

KO EEE 64-kbit/s-Basiskanäle III

Bild

3.2.2.1

Anschuß III

Einrichtungen

der Deutschen

J

Bundespost

—

B, bis B,, (Nutzungskanäle)

64-kbit/s-Zeichengabekanal

3.2.2

Netzknoten der DBP

2:

(D-Kanal)

Primärmultiplexfestanschluß

Die Schnittstelle SzyFv Regelschnittstelle

Die Schnittstelle, mit denen Primärmultiplexfestanschlüsse den Teilnehmern überlassen werden, ist die Sagyrv-Schnittstelle. Sie entspricht der Say-Schnittstelle des Primärmultiplexanschlusses im ISDN. So genügen die elektrischen und funktionellen Eigenschaften der Samrv-Schnittstelle ebenfalls der FTZ-Richtlinien 1 TR 231 („Spezifikation der Schnittstelle Sam Schicht 1°), 1 TR 214 („Rahmensynchronisation und CRC-4-Verfahren für 2048-kbit/s-Schnittstellen“) und die 1 TR 211 („Speisekonzept“). Die Funktionen der Sayrv entsprechen den in diesen Richtlinien aufgeführten, z. B.: — Übertragen der Nutzinformation über die 30 B-Kanäle mit der Standardbitrate 64 kbit/s und der Zeichengabeinformation über den D-Kanal mit 64 kbit/s, — Taktung und Synchronisation, —

172

CRC-4-Verfahren,

Festverbindungen — Betriebszustandsinformationen, — Speisung. Abweichend von der Szm-Schnittstelle ist, daß der Zeichengabekanal z.Z. transparent zur Verfügung steht. Sobald eine europäische Norm für die Signalisierung zwischen Anlagen bzw. zu außenliegenden Nebenstellen vorliegt, wird diese von der DBP übernommen werden. 3.2.2.2

Übergangsschnittstelle

Übergangsweise wurde bis Herbst 1990 Primärmultiplexfestanschlüsse mit einer Schnittstelle nach den CCITTEmpfehlungen G.703, Abschnitt 6 und G.704, Abschnitt 2.3 und 3.3 überlassen. Diese „eingeschränkte S3ymrv“ unterscheidet sich gegenüber der Regelschnittstelle im wesentlichen durch folgende Eigenschaften: — Die

eine

Endstelle

liefert

den

notwendigen

Takt,

die

Gegenstelle synchronisiert sich auf diesen Takt („Master-

Slave-Verfahren‘“).

— Der Zeitabschnitt 0 des 2048-kbit/s-Rahmens (Rahmensynchronwort/Meldewort) wird nicht vom Netz ausgewertet.

3.2.3

Speisekonzept

Das Speisekonzept für die Primärmultiplexfestanschlüsse entspricht dem für die Wählanschlüsse. Hier gilt die FTZRichtlinie 1 TR 211 („Speisekonzept“). 3.2.3.1

Speisung der Anschalteeinrichtung

Die Anschalteeinrichtung NTpy des Primärmultiplexfestanschlusses wird immer von der Telekommunikationsanlage aus mit Strom versorgt. Dies geschieht über zwei separate Adern zwischen Anlage und NT. Diese „Speiseadern“ sind Bestandteil der Sya1rv-Schnittstelle. 173

Fachbeiträge Für die Speisung der Anschalteeinrichtung von Primärmultiplexfestanschlüssen mit „Übergangsschnittstelle“ wird eine Speisespannung von 48 Volt bis 60 Volt Gleichspannung benötigt. 3.2.3.2

Speisung der angeschalteten Endeinrichtungen

Wie auch an den Wählanschlüssen üblich, liegt sie in der Verantwortung des Kunden. 4

Technische Realisierung der Festanschlüsse und der

4.1

Basisfestanschluß

zugehörigen

4.1.1

Festverbindungen

2

Realisierung des Festanschlusses

Basisfestanschlüsse

werden

Systems“ realisiert (Bild 3). Beim liert.

der Gruppe

Teilnehmer

wird

z.Z.

mittels

die Einrichtung

des

„PCM2D-

„PCM2TD*

instal-

Der Anschluß wird auf der Netzseite mit der Einrichtung „PCM2VD“ abgeschlossen. Auf der Übertragungsstrecke zwischen PCM2TD und PCM2VD werden die beiden B-Kanäle (Festverbindungen), der dazugehörige D-Kanal sowie ein Servicekanal für Steuerung, Synchronisierung, Aktivierung und Deaktivierung des Übertragungsweges übertragen. Da dieses Übertragungsverfahren je nach Herstellerfirma des PCM2D-Systems variiert, muß der verwendete PCM2VD und PCM2TD auf einer Anschlußleitung von der gleichen Herstellerfirma sein. Bei einem Aderndurchmesser der verwendeten Kupferdoppelader von 0,4 mm erreicht ein PCM2-System eine Reich-

weite von ca. 3,5 km.

Ausgangsseitig liegen die Informationen der B- und D-Kanäle als 64-kbit/s-Signale vor. Zusätzlich zur 16-kbit/s-Zeichen174

Festverbindungen

192 kbit/s +

TKAnı

s oFV

>

|

„

Endstelle

---|

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U

FCM DEE 2TD

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"| PCM |

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3:

PCM Ta evo |D,Z 5

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I Takt „4 | pom

DSK

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et

Festanschluß ------- -- - - -- - - - - - ---FestanschlußB ı

I

IL

TKAnı

t Netzknoten der Deutschen Bundespost 3 x 64 kbit/s 2048 kbit/s | B1 | | er DSK

l

I

Endstelle

| Anschluß| | leitung 160 kbit/s |

12

= I

2. DSV2

|

\

Y)

ah

DSMX

64K/2r

19]

osK

+77]

os

or)

|L .

Realisierung eines Basisfestanschlusses mit PCM2-System 2: Service- und Alarmkanal DSMX: Digitalsignalmultiplexer'’ DSV 2: Digitalsignalverbindung 2Mbit/s Asl: Anschlußleitung X): Verbindung im Anschlußbereich Y): Verbindung außerhalb des Anschlußbereiches

gabe wird aufdem D-Kanal auch ein Servicekanal für die Aktivierungs- und Deaktivierungsinformationen und ein Alarmkanal für Fehler- und Störungsmeldungen übertragen. 4.1.2

Sperren von Basiskanälen

Hat der Kunde an seinem Basisfestanschluß nur eine Festverbindung in Auftrag gegeben, wird am Ausgang des PCM2VD der zweite B-Kanal gesperrt, in dem die ankommende und die abgehende Richtung des betreffenden Kanals „geschleift“ werden.

4.1.3

Vergrößerung der Reichweite

Ist die mit dem PCM2D-System zu erzielende Reichweite für den

Basisfestanschluß

nicht ausreichend,

wird eine andere

175

Fachbeiträge

technische Realisierung verwendet: Anstelle des PCM2TD wird die Anschalteeinrichtung des ISDN-Basisanschlusses (NTBı) beim Kunden aufgebaut. Im Netzknoten wird anstatt des PCM2VD

ein „PCM2FA“

installiert. Mit dieser Technik

können die vorhandenen Zwischengeneratoren der ISDNÜbertragungstechnik eingesetzt werden und somit die Reichweite von Basisfestanschlüssen vergrößert werden. Langfristig ist geplant, generell die Anschalteeinrichtung des Basisanschlusses NT, beim Kunden einzusetzen. Die Übergabeschnittstelle beim Kunden bleibt, unabhängig von der verwendeten technischen Realisierung der Festanschlüsse, immer die Sorv-Schnittstelle. 4.1.4

Realisierung der besonderen Betriebsmöglichkeit Anschalteeinrichtung mit Speisung

Möchte der Kunde an seinem Basisfestanschluß die besondere Betriebsmöglichkeit der Speisung von Endgeräten nutzen, wird an seinem Anschluß

zusätzlich zum

PCM2TD

ein

Speisegerät installiert. Das Netzgerät wird über eine 230-Volt-Steckdose an die häusliche Stromversorgung angeschlossen. Mittels eines TAE-Steckers wird das Netzgerät über eine ISDN-Dose mit der als „erweiterter Bus“ (vgl. Abschnitt 5.1.3) gestalteten Teilnehmerinstallation, der Endstellenleitung verbunden. Bis zu vier Endgeräte mit Telefonfunktion können über den Phantomkreis der SorvSchnittstelle mit Strom versorgt werden. Eine „Notspeisung“, falls die private Stromversorgung ausfällt, ist nicht vorgesehen.

4.2

Primärmultiplexfestanschluß

Das angestrebte Ziel, ISDN-Komponenten auch für Festanschlüsse einzusetzen, ist bei den Primärmultiplexfestanschlüssen schon seit Herbst 1990 erreicht. 176

Festverbindungen

4.2.1 Realisierung des mit Regelschnittstelle

Primärmultiplexfestanschlusses

Als Netzabschluß wird beim Kunden die Anschalteeinrichtung des Primärmultiplexanschlusses „NTpy- installiert und im Netzknoten das zugehörige Leitungsendgerät „LE“ (englische Bezeichnung: LT für Line Terminal) (Bild 4). ı AnschluBı leitung l

TKanı

N

Ä 2,048 Mbit/s I| >|nd

Tom

2,048 Mbit/s Endstelle

I

Al

|

|

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LE2F 2

1

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Festanschluß |

Fachbeiträge

Installationskabel

[Ten]

7

Asl

n=8

mS12

Endstellenleitung als passiver Bus installiert NT am Anfang des passiven Busses ASL: Anschlußleitung TR: Abschlußwiderstand IA: Schnittstellenpunkt x): Abschlußwiderstand im NT TE: Endgerät n: Anzahl der ansteckbaren Endgeräte m: Anzahl der installierten Schnittstellenpunkte (Dosen)

an die Installation von Endstellenleitungen mit Sy-Schnittstelle und deren Erweiterung um die Y-Schnittstelle“ zu finden. Die beim Basisfestanschluß verwendete Anschalteeinrichtung PCM2TD erlaubt es, zwischen der Punkt-zu-PunktInstallation und dem erweiterten Bus zu wählen. Bedingt durch die Arbeitsweise des PCM2TD

kann es dazu kommen,

daß bestehende Verbindungen zusammenbrechen, sobald am gemeinsamen Bus Endgeräte aus der Installation herausgezogen oder hinzugesteckt werden. Sofern am Basisfestanschluß zusätzlich zum PCM2TD auch ein Speisegerät installiert ist, reduziert sich die Zahl der maximal anschließbaren Endgeräte auf sieben. Wird für die Realisierung des Basisfestanschlusses ein NTpa eingesetzt,

stehen

Basisanschluß 182

alle

Installationsvarianten,

Verwendung

finden,

auch

wie

für den

sie

am

Festan-

Festverbindungen = 120m |

>ASL

x) NT

TRITT

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7-2:

TEn

Endstellenleitung als passiver Bus installiert NT an beliebiger Stelle des passiven Busses ASL: Anschlußleitung TR: Abschlußwiderstand IA: Schnittstellenpunkt x): Abschlußwiderstand im NT TE: Endgerät n: Anzahl der ansteckbaren Endgeräte m: Anzahl der installierten Schnittstellenpunkte (Dosen)

schluß zur Verfügung (Punkt-zu-Punkt, siver Bus). Der beim PCM2TD evtl. dungszusammenbruch beim Ziehen und Endgeräten am gemeinsamen Bus tritt 5.2 5.2.1

m=12

erweiterter Bus, pasauftretende VerbinStecken von anderen am NTpı nicht auf.

Die Endstelle am Primärmultiplexfestanschluß Anforderungen an die Endgeräte

Alle Endstellen und Anlagen, die an einem Primärmultiplexfestanschluß angeschaltet und betrieben werden sollen, müssen hierfür eine entsprechende Zulassung besitzen, d.h. sie müssen die Bedingungen der „Technische und Betriebliche Funktionsbedingungen für Festanschlüsse mit digitalen 183

Fachbeiträge Le

ca.300m

ca

25m =

7 Iaı

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lm

< 10m

Geräteschnur

>

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Installationskabel

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letzter Mittellungstransfer aktuelles Datum/Uhrzeit:

N

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9

09:57:52

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Versendet [I EMS/400 EMS/400

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Beides

8

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12 v

Index Adreßbuch Ausgewählten

Korb

Formularkorb

Hilfe

zur

Hilfe

öffnen

Bild

2: Auswahlelement des Hauptmenüs

199

Fachbeiträge Datei

Zusatze

Transfer

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_ Eingan

[

1 11€

lung sent wur

Enpfänger

| keine

Adresse

Kopie

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Korb

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10:27:01

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Anhänge

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—

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TAB:

Ailfe

letzter Mitteilungstransfer: aktuelles Datum/Uhrzeit:

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Voriges

Feld

+:

Ausführen

ESC:

Abbrechen

3: Mitteilung erstellen; hier: Mitteilungsentwurf

Mitteilungsfunktionen,

Verzeichnisfunktionen,

— Formularfunktionen und — Hilfefunktionen. Die Mitteilungsfunktionen wiederum Funktionsgruppen: Datei

Zusätze

Transfer 79

gliedern sich in vier Hilfe

etzter eilungstransfer: aktuelles Datum/Uhrzeit: ungsen

Emur

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Adrefbuch

27.04.90

10:40:24

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Abbrechen

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apierkorb

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TAB:

Bild

200

SHIFT-TAB:

Voriges

Feld

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Ausführen

ESC:

4: Mitteilung erstellen; hier: Empfängermöglichkeiten auswählen

Abbrechen

Mailbox System Datei

Zusätze

Transfer

Hilfe letzter Mitteilungstransfer: aktuelles Datun/Uhrzeit: 717

„ungsentwur E

27.04.90

10:56:20

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Abbrechen

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SHIFT-TAB:

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Feld

«+:

Ausführen

ESC:

Abbrechen

5: Mitteilung erstellen; hier: Empfänger aus dem Adreßbuch auswählen

Ablagefunktionen, Funktionen für zu sendende Mitteilungen, Funktionen für empfangene Mitteilungen und weitere Funktionen. Innerhalb dieser Funktionsgruppen können eine Vielzahl verschiedener Funktionen aufgerufen werden. Bei der Gruppe Datei

Zusätze

Transfer

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6: Mitteilung erstellen; hier: Mitteilungstext auswählen

201

Fachbeiträge Datei

Bearbeiten

Suchen Text T T Textbearbeitung

1

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Mitteilungstext

„Suchen

Laden:.. : Sicherni

Speichern

Rechter Rand... Tabulatorgröße...

laden... speichern...

Löschen Löschen

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Absatz

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Verlassen

7: Mitteilung erstellen; hier: Auswahlelemente für die Erstellung eines Textes

„Funktionen für zu sendende Mitteilungen“ besteht die Möglichkeit, Mitteilungen zu erstellen, zu ändern, zu senden oder abzulegen in verschiedene Körbe (z.B. Postkorb). Außerdem können Mitteilungen angefügt werden oder auch verzögert Datei

Bearbeiten

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Abbrechen

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8: Mitteilung erstellen; hier: Dateiauswahl

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Abbrechen

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|

|

Abbrechen

9: Mitteilung erstellen; hier: Anhänge auswählen

abgesendet werden. Die Ablagefunktionsgruppe erlaubt eine Kurz- und Auswahlübersicht über Mitteilungen. Es werden drei Standardablagen wie Postkorb, Papierkorb und Verteilerlisten unterstützt. Darüber hinaus kann der Benutzer eigene Ablagen einrichten. Die alten gelesenen Mitteilungen Text

Hilfe Korb

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Zusatze

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Abbrechen

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TAB:

Nächstes

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SHIFT-TAB:

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Feld

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Ausführen

ESC:

Abbrechen

10: Mitteilung erstellen; hier: Maske für die Eingabe von Optionen

203

Fachbeiträge

pans FAX EMS TLX FAX TTX X400 X400

Liste

Hilfe

Adreßbuch nalEeppuch

un

Datei

huber ‚MICHAEL-MARIA HUBER,DIGITAL, 15 ludwig, 24234234 meier,HANS MEIER,DIGITAL,ABT.1,ABT.2 nmeyer,234234234-dcg SChulz,abc, 234567890, abc SCHULZE, 2424424-EWTRERT sdgsdgssd,asfa ewefwef ‚DE,DBP unoa,hugo Meier,AG. und CO,DE,DBP

L:Auswählen

+:offnen

_ESC:Verlassen

Bild

11: Darstellung des Adreßbuches

in der Ablage Postkorb werden wie die Mitteilungen in der Ablage Papierkorb zwischen 0 :00 und 6:00 Uhr automatisch gelöscht, d.h. der Benutzer hat bis mindestens 0:00 Uhr die Möglichkeit, auch auf von ihm bereits gelöschte Mitteilungen zuzugreifen. Bei den Verzeichnisfunktionen stehen dem Benutzer interakDatei EMS

FAX EMS TLX FAX TTX X400 X400

Liste huber,MIC

ludwig, 24 nmeier,HAN meyer, 2934 SChulz,ab SCHULZE,2 sdgsdgssdl unoa,hugo

Hilfe

Adreßbuch — EMS / 4 0 Ö— CL € SS € vum

Aliasnanme

—

huber

EMS/400-Teilnehmerkennung Name

MICHAEL-MARIA

Firma

DIGITAL

1500014 HUBER

Abteilung

TAB:

Nächstes

Bild

204

Feld

SHIFT-TAB:

Voriges

Feld

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Ausführen

ESC:

Abbrechen

12: Eingabe/Bearbeitung einer EMS/400-Adresse

Mailbox System Dateı EMS FAX EMS TLX FAX TTX

X400 X400

Lıste

Hilfe

Adrefbuch

huber MIC ludwig, 24 meier,HAN meyer, 234 SChulz,ab

ua T & 1 & f a#- Adr Aliasname

ludwig

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sdgsdgssd] unoa,hugo

24234234

Nane Firma Abteilung

TAB:

Nächstes

Feld

Bild

tive nach nach bale

SHIFT-TAB:

Voriges

Feld

+:

Ausfuhren

ESC:

Abbrechen

13: Eingabe/Bearbeitung einer Telefax-Adresse

Funktionen zur Verfügung, um im globalen Verzeichnis Teilnehmern innerhalb des Versorgungsbereiches oder fremden Versorgungsbereichen zu suchen. Auf das gloVerzeichnis wird auch indirekt zugegriffen zur:

Datei

Hilfe Hilfe Alphabetischer

Index

(Makrosprache)

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»D«
E«

»F«

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»I«

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W«

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Voriges

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Feld

Index

4:

|

| Abbrechen

Ausfuhren

ESC:

Abbrechen

14: Alphabetischer Index der Makrosprache (erreichbar unter Auswahlelement „Zusätze/Interpreter“ des Hauptmenüs)

205

Fachbeiträge Datei

Hilfe Hilfe

»>MSGIMPORTTEXT? »MSGMARK« Befehl:

MSGIMPORTTEXT

Die Mitteilung im »Mitteilungspuffer« erhalt als Mitteilungstext den Inhalt der Datei mit den Namen . Der alte Text geht dabei verloren. (Geht sowohl bei (normalen) Mitteilungen als auch bei Mitteilungen vom »Mitteilungstyp« Formular.)

TAB:

Nächstes

Feld

Bild

SHIFT-TAB:

15:

Voriges

Feld

+:

Ausfuhren

ESC:

J

Abbrechen

Beschreibung der Makrobefehle

— Verifikation von Einträgen beim Erstellen von Mitteilungen und zur

— Verifikation von Einträgen beim Erstellen von Verteilerlisten. In beiden Fällen wird die Adresse des Empfängers im globalen Verzeichnis gesucht. Werden dabei mehrere potentielle Empfänger gefunden, werden alle dem Benutzer angezeigt, und er entscheidet, welche der richtige ist. Bei den Formularfunktionen bietet das EMS/400 dem Benutzer die Möglichkeit, Formulare zu erstellen und zu versenden. Diese enthalten Benutzer-definierte Felder, die den Typ und die Länge der zulässigen Eingabe für diese Felder festlegen. Formulare können vom Empfänger ausgefüllt und an den Absender oder andere Adressaten versendet werden. Erstellte Formulare werden in der Ablage „Formulare“ abgelegt. Sie können einer Mitteilung angefügt und mit ihr versendet werden. Formulare können auch weitergeleitet werden. In diesem Fall wird eine Mitteilung mit einem „Formular-Body-

part“ erzeugt. Beim Versenden von Formularen kann der Ver206

Mailbox

System

sorgungsbereich nicht verlassen werden, es sei denn, im empfangenden Versorgungsbereich ist der Empfang und die korrekte Weiterbehandlung des „Formular-Bodypart“ gewährleistet. Der Empfänger einer Mitteilung, der ein Formular angefügt hat, kann dieses abtrennen und anschließend ausfüllen. Dabei wird eine Mitteilung mit einem Text-Bodypart erzeugt. Beim Ausfüllen können zunächst die üblichen Kopfelemente eingegeben werden. Anschließend wird der Formulartext zeilenweise ausgegeben. Für jedes spezifizierte Eingabefeld wird eine Eingabe abgewartet und diese bezüglich Länge und Typ überprüft. Nach Abschluß der Eingabe enthält die erstellte Mitteilung den Formulartext und die Eingaben des Ausfüllers. Die Mitteilung kann dann abgelegt oder versendet werden. Die Hilfefunktionen ermöglichen es dem Benutzer, sich über die Verwendung der EMSJ/400-Funktionen zu informieren. Sie enthalten weitere Informationen über die Bedeutung der verschiedenen Optionen, die die einzelnen Benutzer-Funktionen bieten. Es werden drei Aufrufarten für Hilfeinformationen unterschieden: —

Hilfe zu den LUA-Funktionen,

— Hilfe beim Editieren, — Hilfe bei Eingabeaufforderungen innerhalb von Funktionen (kontextabhängige Hilfe). 5 Kommunikation mit dem EMS/400 Bei der Erstellung des Befehls zum Mitteilungsaustausch mit dem EMS/400-System kann der Anwender spezifizieren, ob nun der Mitteilungsversand, der Mitteilungsempfang oder beides durchgeführt werden soll. Anschließend wird automatisch via Modem die Verbindung zum lokalen UA des EMS/ 400-Systems aufgenommen und der Mitteilungstransfer durchgeführt, wobei gegebenenfalls noch einige Verwaltungsinformationen mit dem UA ausgetauscht werden. Beim Mit207

Fachbeiträge teilungsversand werden alle Mitteilungen im Ausgangskorb, die den Status „Entwurf“ haben, versendet. Die empfangenen Mitteilungen werden im Eingangskorb abgelegt und erhalten den Status „neu“. Dem Benutzer von EMS/400 werden eine Benutzerkennung und ein Paßwort zugewiesen. Die Kombination aus Kennung und Paßwort ist eindeutig innerhalb von EMS/400. Das Paßwort kann deshalb nicht geändert werden. Der Benutzer hat jedoch die Möglichkeit, zusätzlich ein eigenes, änderbares Paßwort einzurichten. Bei der Identifizierung gegenüber EMS/400 sind die Kennung, das zugewiesene Paßwort und — falls vorhanden — das eigene Paßwort anzugeben. Die Benutzerkennung wird am Terminal angezeigt, Paßwörter werden verdeckt. Sind die Benutzerkennung oder ein Paßwort dem System nicht bekannt, kann der Benutzer die Eingabe wiederholen. Sind die Angaben auch nach den zulässigen Wiederholungen nicht korrekt, wird die Verbindung abgebrochen. Andernfalls ist die Sitzung eröffnet. Bleibt der Benutzer für eine vom Systemadministrator einstellbare Zeit passiv, wird die Sitzung beendet und die Verbindung abgebaut. 6

Das Electronic Data Interchange (EDI)-System der Fa. Digital

Die Leistungsfähigkeit des EMS/400 wird in einer weiteren Realisierungsstufe um einen „EDI-Anschluß“

erweitert wer-

den, d.h. das System wird neben dem personenorientierten Mitteilungsdienst (IPM) und dem reinen UÜbermittlungsdienst (MT) auch den anwendungsorientierten Mitteilungsaustausch anbieten können. Die Voraussetzungen für die Inanspruchnahme des anwendungsorientierten InterchangeAustausches sind zwei Geschäftspartner mit EDV-orientierter interner Geschäftsabwicklung, die sich entschlossen haben, mit Hilfe eines öffentlichen Mehrwertdienstes in eine

Geschäftsbeziehung zu treten. Diese Geschäftsbeziehung hat 208

Mailbox System das Ziel, elektronisch erzeugte Geschäftspapiere elektronisch zu transportieren und dem Partnerin eine definierte Form zur Weiterverarbeitung zu übergeben. In definierter Form heißt, daß sich beide Geschäftspartner aufeine gemeinsame Syntax einigen, die auch in bezug aufübertragungsrelevante Parameter, wie z.B. Anschrift, Absender und Referenznummer

des

Dokumentes, vom Übertragungssystem interpretiert werden kann. Die heute zur Verfügung stehenden Syntaxregeln für den anwendungsorientierten Mitteilungsaustausch bildet der EDIFACT-Standard. Das EDI-System für EMS/400 besitzt keinen EDI-Konverter, sondern geht davon aus, daß die zu übertragenden Dokumente den EDIFACT-Regeln für den elektronischen Datenaustausch entsprechen. Die Funktionen von EDI-Dienstleistungen können sowohl im System als auch bei der Endeinrichtung des Benutzers angesiedelt werden. Der Benutzer kann auf der Basis von MSDOS ein Konvertierungsprogramm wie z.B. die Umwandlung von einem Inhouse-Format nach EDIFACT ablaufen lassen. Dieses Programm kann dann mit Hilfe der im PCUA vorhandenen Makrosprache in ein zu erstellendes Programm eingebunden werden, um automatisch — ohne Benutzeroberfläche

— die EDI-Mitteilung absenden zu können. Bild 16 zeigt das Inhouse-Format und Bild 17 das EDIFACT-Format nach der Konvertierung. Bild 18 zeigt das erstellte Makro-Programm, das die EDI-Mitteilung automatisch an den entsprechenden Empfänger versendet. 6.1

Funktionalität

des EDI User Agent (EDIUA)

Ein Teilnehmer des EMS/400-Systems, der zusätzlich elektronische Dokumente zwischen verschiedenen Geschäftspartnern austauschen möchte, bekommt neben seinem Mail UA einen zusätzlichen EDIUA. Damit hat der Teilnehmer die Möglichkeit der Kontrolle über die im EDI-Folder aus- und eingegangenen Dokumente sowie über alle erforderlichen Reports wie beispielsweise Zustellbestätigung des EDI209

Fachbeiträge 100126400 11011.902-0 120DAR1 INVOICOO101 20071.574-0 870224FB 210143A44091161 220SAGESCHAEFTSFUEHRERKLAUS MERBORT 23007151/64058 2205A 23007151/63773 TF 23007151/64984. 220BDHR WALLNER 230 240BY11.902-0 250POSTFACH 800880 2607000 240SE126400 250HEINKELSTR 4 2607056 280PE16191-708 290POSTSCHECKAMT 280PE1032699

KST

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004870129

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91IBM 92FOTOSATZ 60010070 60250011

STUTTGART SCHMIDT UND CO WEINSTADT

80 3

STUTTGART

290KREISSPARKASSE WEINSTADT 280PE1310146 60050101 290LANDESGIROKASSE STUTTGART 280PE8233587 60270073 290DEUTSCHE BANK WAIBLINGEN 300DEMIN 3050109822870224003 31000000000000002421PC 000000000137800CA000002400 315000000100000000000137800 320BIFOTOSATZ FUER BROSCHUERE PROFI BTX SYSTEM 325IBM FORM GT12-3414-0 330001400 340009870205 350000000000157092000000000137800000000000137800000000000019292 3600001400000000000137800000000000019292 370GENWIR DANKEN FUER DEN AUFTRAG

Bild

16: Darstellung einer Inhouse-Datei

Dokumentes etc. Der EDIUA ist im einzelnen durch folgende Funktionalitäten gekennzeichnet: a) Für Sessions mit dem EDIUA stehen drei verschiedene Kommunikationsprotokolle zur Verfügung: — 3780 binär synchrones Kommunikationsprotokoll (Verwendung: Mainframes), — XMODEAM asynchrones Kommunikationsprotokoll (Verwendung: PCs). 210

Mailbox System UNA:+.? „UNB+UNOA: 1+126400411.902-0+800101:00514DA1 UNH+DARLFINVOIC:1++1} BIN+TI nn < 1 574-0+870224+FB’RFF+143A44091161:P0+004:870129‘CTA+SAHGESCHAEFTSFUEHRER : KLAUS H ZZ ——— 6

°

RBORT+07151/64058:TE‘CTA+SA++07151/63773: TF/CTA+SA++07151/64984 7

LNER:KST_

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:BT’CTA+BD+HR_WA

[]

2587/3730'NAD+BY+11.902-0:91++IBM+POSTFACH

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80++7000’N

D+SE+126400:92++FOTOSATZ SCHMIDT UND CO+HEINKELSTR A+WEINSTADT 3++7056 BNK+PE+ 1 m 6191-708+:60010070: POSTSCHECKAMT : STUTTGART BNK+PE+1032699+:60250011:KREISSPARKA SE:WEINSTADTBNK+PE+1310146+160050101 60270073:DEUTSCHE 4+241211PC+1378 M_FORM_

BANK :WATBLINGEN

1CAı 244141378

+ LANDESGIROKASSE:

STUTTGART/BNK+PE+8233587+

.CUX+DEMı IN: PAT+01+098:22+870224:003-UNS+DALIT.

IMD+BI+FOTOSATZ

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BROSCHUERE: PROFL

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SYSTEN: I

19

GT12-3414-0’TAX+++14 ’DTM+009+870205’UNS+S’TIA+1570.92+1378++1378++192.92 21

TXS+++14+1378+192.92/FTX+GEN++WIR Bild

22

23

24

DANKEN FUER DEN AUFTRAG ‘UNT+25+DAR1!UNZ+1+DA1 25

26

27

17: EDIFACT-Format

b) Zustellung aller Interchanges an den Empfänger, sobald dieser eine Session mit dem EMS/400-System gestartet hat. d) Entgegennehmen aller Interchanges von einem Geschäftspartner, der diese versenden möchte. e) Aufbereitung der Interchanges für die Übertragung Message Transfer System (MT'S). atei

eis

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earbeiten

uchen ext Programmpvearbeitung

closeaill testfile$s="\XXXX\edi" open "i",il,testfiles$ msgnew 2 print "Betreff eingeben:" input sub$ @subject$=sub$ nsgimporttext testfile$ adrnew 1 @countryname$="DE" @admdname$="DBP" @organizationnane$="FTZ" @surname$="xXXXX" ®givennane$="YYYYY" @freeformname$="KXXXX YYYYY" addprimaryrecipient attachfile "security" „ "SECURITY" msgcurrentbasket=1 nsgput print "nmsgtransfer 1"

Bild

8

TTP9

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"abc"

—

18: Makroprogramm

211

Fachbeiträge f) Erstellen von Reports, die sowohl statistisch aufbereitete UÜbertragungsparameter präsentieren, als auch das Aufkommen von Interchanges im Überblick darstellen können. g) Archivierung mente.

aller empfangenen

und

gesendeten

Doku-

h) Dem EMS/400 EDI-Benutzer stehen dezidierte Befehle zur Verfügung, mit deren Hilfe er Informationen über Aktivitäten und Objekte des EDIUA erhalten kann. i) Der Benutzer des EDIUA hat genau wie der EMS/400Benutzer die Möglichkeit, bestimmte Einstellungen seines Benutzerprofiles selbst zu modifizieren. jJ) Der Benutzer kann die für den Austausch von EDI-Dokumenten zwischen den Geschäftspartnern relevanten Beziehungen innerhalb der Trading Relations Database einrichten und modifizieren. k) Der EDIUA sammelt sowohl Delivery Reports, also Zustellungsmitteilungen, die den X.400 MT'S betreffen, als auch Transaction Acknowledgement interchanges, also Übertragungsbestätigungen, die von einem der Geschäftspartner gewünscht wurden.

6.2

Der elektronische

Datenaustausch

Das Einrichten einer Geschäftsbeziehung geschieht dadurch, daß jeder der Geschäftspartner A und B einen Account für einen Mail UA und einen EDIUA erhält. Der Account für einen Mail UA kann in der Regel die eigentliche „IPM-BOX“ sein, falls jedoch nicht vorhanden, benötigt der Teilnehmer eine sogenannte „Report-BOX“ anhand dieser er u.a. den Bearbeitungszustand erfragen kann. In einem speziellen Local Profile werden die Verknüpfungen aller relevanten Eintragungen wie z. B. Login ID, Paßwort, O/R-Name etc. der bei212

Mailbox System den Geschäftspartner vorgenommen. Weiterhin muß eine Trading Partner Database angelegt werden, in der eingetragen ist, mit welchen Geschäftspartnern der Teilnehmer elektronischen Datenaustausch unterhält. Möchte nun ein Geschäftspartner A einen elektronischen Datenaustausch starten, so muß er zuerst die Zugangsprozedur (Login-Name und Paßwort) durchlaufen und eröffnet dann eine Session in seinem EDIUA. Danach überträgt er über die für ihn zur Verfügung stehende Schnittstelle und Kommunikationsprotokoll (BSC oder XMODEM) ein Transmission-Set. Ein Transmission-Set ist ein Paket aus mehreren Übertragungsdateien, welche durch die TrennzeichenVorgabe UNA identifiziert werden können. Der EDIUA zerlegt die empfangenen Transmission-Sets in einzelne Übertragungsdateien. Diese Dateien werden zum einen auf das Vorhandensein von den Segmenten UNB und UNZ kontrolliert. Weiterhin werden dem Nutzdaten-Kopfsegment UNB die für die Übertragung, Validierung und Empfangsbestätigung wichtigen Parameter (Syntaxkennung, Versionsnummer, Absender, Empfänger, Datenaustausch-Referenz, und, wenn

vorhanden, Anforderungsbestätigung) entnommen. Übertragungsdateien, die diese Datenelemente nicht in korrekter Form enthalten, werden zurückgewiesen. Die Datenelemente Absender und Empfänger einer Übertragungsdatei werden benutzt, um im Local Profile die vollständige Adresse des Geschäftspartners B zu finden. Der EDIUA leitet dann das Interchange an die „Ziel-Mailbox“. Die daraus erzeugte Mitteilung wird zur Auslieferung dem MTA übergeben. Die Mitteilung wird sofort ausgeliefert, wenn die Empfänger-BOX im gleichen System ist wie die Sender-BOX. Der empfangende Geschäftspartner greift auf seinen EDIUA zu. Der EDIUA findet alle Interchanges des Geschäftspartners, trennt die angehängten Interchanges von den Mitteilungen ab und erzeugt einen Übertragungssatz. Der EDIUA überträgt den Übertragungssatz an den Geschäftspartner. 213

Fachbeiträge Grundsätzlich muß gesagt werden, daß der EDIUA nicht die Möglichkeit einer Syntaxprüfung für den Dokumenteninhalt bietet. Vielmehr geht er davon aus, daß bestimmte syntaktische Elemente in den zur Verarbeitung anstehenden Übertragungsdateien enthalten sind. Ist dies nicht der Fall, so werden diese Dokumente zurückgewiesen. In Bezug auf den Zeichensatz geht der EDIUA davon aus, daß nur EDIFACTDokumente ausgetauscht werden, die den Zeichensatz Typ A (IA5/druckbare Zeichen) verwenden. Bild 17 zeigt eine EDIFACT-Übertragungsdatei. Die Übertragungsdatei besteht aus 27 Segmenten. Der EDIUA zerlegt und analysiert lediglich die Segmente 1, 2 und 27, also die Trennzeichen-Vorgabe UNA, das Nutzdaten-Kopfsegment UNB und das Nutzdaten-Endsegment UNZ. Die Nachrichten, gekennzeichnet durch Nachrichten-Kopfsegment UNH (Segment 3) und Nachrichten-Endsegment UNT (Segment

26), werden nicht zerlegt oder analysiert. Das bedeutet, daß

der EDIUA keinen Zugriff auf den Inhalt einer Nachricht/ Nachrichtengruppe hat. Bei Bild 17 wurde eine Trennzeichen-Vorgabe (UNA) mitgeliefert. UNA:+.?°

Grundsätzlich ist hier zu sagen, daß dieses Segment wie dargestellt die Default-Einstellung ist und normalerweise nicht mitgeliefert wird. Dies geschieht nur dann, wenn andere Son-

derzeichen als Trennzeichen, abweichend vom Default, defi-

niert werden sollen. Auch hier ist wiederum zu beachten, daß nur druckbare Sonderzeichen verwendet werden dürfen. Das Nutzdaten-Kopfsegment (UNB) sieht wie folgt aus:

UNB + UNOA: 1 + 126400 + 11.902—-0 + 800101:0051 + DAL’ I IL IL 1 [1 | IL, | ® ® ® ® © © Die folgende Liste gibt eine Erläuterung zu den oben durch Ziffern zugeordneten Elementen: 214

Mailbox System ® Segment-Bezeichner Der EDIUA prüft das Vorhandensein der drei spezifischen Buchstaben. ® Syntax-Kennung und Versionsnummer Der EDIUA stellt fest, ob Syntax-Ausgabe (hier: UNO/ Ausgabe A) und Version (hier: Version 1) vom EMS/400System unterstützt werden. Per Definition müssen alle verabschiedeten Ausgaben und Versionen unterstützt werden. ® Absenderbezeichnung, Qualifier und Adresse für die Rücksendung Der EDIUA benutzt Absenderbezeichnung und Qualifier und bildet daraus die Mail ID des Geschäftspartners. ® Empfängerbezeichnung, Qualifier und Weiterleitungsadresse Der EDIUA nimmt auch hier die Empfängerbezeichnung und bildet die Mail ID. ® Datum und Zeit der Erstellung der Übertragungsdatei Der EDIUA benutzt diese Datenelementgruppe nicht. ® Datenaustausch-Referenz Dieses Datenelement wird verwendet, um bei Inanspruchnahme des IPMS spezifische Elemente eindeutig zu kennzeichnen. Das Nutzdaten-Endsegment besteht aus zwei Datenelemen-

ten,

dem

Austausch-Zähler

und

der Datenaustausch-Refe-

renz. Der Austausch-Zähler wird vom EDIUA nicht berücksichtigt. Jedoch wird der Wert der Datenaustausch-Referenz mit dem Wert des gleichen Elementes im Nutzdaten-Kopfsegment verglichen. 7 Verwendete Abkürzungen BSC EDI

Binary Synchronous Control Electronic Data Interchange 215

Fachbeiträge

EDIFACT EDIUA IPMS LUA MHS MTA MTS O/R-Name PCUA UA 8

EDI für Verwaltung, Handel und Transportwesen EDI User Agent Interpersonal Messaging System Local User Agent Message Handling System Message Transfer Agent Message Transfer System Originator/Recipient-Name PC User Agent User Agent

Literaturverzeichnis

[1] EDI-Eine Einführung für das Management. Übersichtsbeschreibung von DIGITAL/München. [2] CCITT-Draft Recommensation X.435 „EDI Messaging System“ [3] Handwerg, H.: EDIFACT, Universalsprache für Datenübermittlung, Sonderdruck aus Zeitschrift für Post- und Fernmeldewesen, Heft 12, 1988.

216

Glasfaser im BK-Bereich

Einbindung eines amplituden-

modulierten BK-Glasfaser-Systems in die Bezugskette der DBP TELEKOM Von Heinz Lange,

Nürnberg

Dipl.-Ing. Heinz Lange, Jahrgang 1938, ist seit 1964 bei der Firma Philips Kommunikations Industrie (PKI) tätig. 1987 übernahm er die Leitung der Abteilung „Entwicklung von TV- u. Tn-Systemen“.

1

Einleitung

In den letzten 2 Jahren wurden deutliche Fortschritte bei der Herstellung linearer und rauscharmer Laser erzielt, so daß der Einsatz dieser Bauteile für BK-Verbindungslinien unter Beibehaltung der Restseitenband-Amplitudenmodulation möglich wird. Ein bereits verfügbares System ist z.B. in [1] beschrieben. Auf dieser Basis lassen sich jetzt auch kleinere Ortschaften, die in der Nähe bereits existierender BK-Netze liegen (S 20 km), mit dem Programmangebot über GF-Kabel relativ kostengünstig versorgen. Neben Gesichtspunkten, die für den Betrieb solcher Zuführungsleitungen und der daran angeschlossenen Verteilnetze wichtig sind — z.B. Dienstleitung und Überwachung — muß der Einbindung dieser GF-Übertragungssysteme in die Bezugskette [2] besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden. Dies bedeutet letztlich, daß die Übergabewerte am Empfangsgeräteanschluß nicht verschlechtert werden dürfen, was 217

Fachbeiträge insbesondere

HDMAC 2

im Hinblick auf neue

wichtig erscheint.

TV-Standards,

wie z.B.

Einordnung des Übertragungssystems in die Bezugskette

Die hier zu betrachtenden Abschnitte der gesamten Bezugskette sind die Abschnitte

NE2.2d

und NE3,

d.h. die Zufüh-

rungsleitung und das Verteilnetz. Beimaximaler Ausdehnung würde dies bei einem normalem BK-Netz in Koaxialkabeltechnik 40 Streckenverstärkern (ABVr) plus einem Verteilverstärker (CVr) entsprechen. Bei den folgenden Überlegungen wird davon ausgegangen, daß das BK-Summensignal nach x; Verstärkerpunkten entnommen und in das GFSystem eingespielt wird. Anschließend folgen noch xga Verstärkerpunkte im örtlichen, kleinen Verteilnetz. Zusätzlich können noch die Fälle unterschieden werden, daß im Verteil-

netz ein normaler CVr vorhanden ist oder aber die Faser direkt bis zum Teilnehmer geführt wird. Im letzteren Fall stehen dann für das GF-System auch noch die Parameter des CVr zur Verfügung. 3

Ermittlung der erforderlichen Störabstände

Bei den nachfolgenden Betrachtungen wird zunächst davon ausgegangen, daß sich die Störabstände bei der Kaskadierung von optischen Systemen in gleicher Weise addieren wie bei der Kupferkoaxialtechnik und sich auch die Störeindrücke ähnlich verhalten werden. Bevor daher Planungsregelungen ableitbar sind, müssen diese Annahmen zunächst durch umfangreiche Messungen und Netzuntersuchungen bestätigt werden. Die Anforderungen an das GF-System werden abhängig von der Zahl der zusätzlich kaskadierten ABVr (x) = (x}) + (x) ermittelt, wobei O0 300 MHz

67,0

64,0

72,9

64,0

61,0

69,9

CXMA

55,0

51,0

59,7

l,

18

20

1, Werte unter Meßbedingungen

3.1 3.11

Bewerteter Video-Störabstand (Avp) Mit CVr im Verteilnetz

Der Wert für A(x=0) ergibt sich zu 49,5 dB. Die mit Gleichung (1) berechneten Werte sind in Bild 1, Kurve 1, dargestellt. 3.1.2

Ohne CVr im Verteilnetz

Der Summenwert (48,7 dB)von2 : NE2.2d (52,2-3,0 = 49,5 dB) und vom CVr (56,3 dB) kann für x ABVr und für das GFSystem ausgenutzt werden.

Der von x ABVr verbrauchte Anteil der verfügbaren Parameter ergibt sich zu Ao = 49,5 dB + 10 log 40/x dB. Das Ergebnis ist in Bild 1, Kurve 2, dargestellt. 220

(2)

Glasfaser im BK-Bereich

>»

Bewert. VF-Abst. in dB

70 4.

Nötiger Störabstand für GF-System @® mit CVr im Verteilnetz @ ohne CVr im Verteilnetz

50

45

: T

T 0

: T

10

: Zusätzlich

: vorhandene A/BVr T »

T eo

30

40

Bewerteter Videostörabstand

Bild 3.2

Bewerteter

den TV-Ton

1:

Bewerteter Video-Störabstand

Geräuschspannungsabstand

(aps)

für

Es ist ausreichend, die Störabstände nur für den Parallelton

zu ermitteln, da in den hier betrachteten Netzebenen kein Unterschied zum Intercarrierton vorhanden ist. Die Rech-

nung wird nur für Ton 1 durchgeführt, da in beiden Netzebenen ein konstanter Unterschied von 7 dB zwischen Tonlund Ton 2 besteht. Dies bedeutet, daß die Werte für Ton 2 um

7 dB niedriger sein dürfen als die für Ton 1.

3.2.1

Mit CVr im Verteilnetz

Der Wert für A(x = 0) ergibt sich zu 65,0 dB. Die damit berechneten Werte

stellt.

3.2.2

Ohne

sind in Bild 2, Kurve 1, darge-

CVr im Verteilnetz

FürxABVrund für das GF-System kann ein Wert von 64,2 dB ausgenutzt werden. 221

Fachbeiträge Der von x ABVr bereits verbrauchte Anteil ergibt sich zu A. = 65,0 dB + 10 log 40/x dB.

(3)

Das Ergebnis ist in Bild 2, Kurve 2, dargestellt. TV - Tni

4

70 74.

Nötiger Störabstand für GF-System ® mit CVr im Verteilnetz @® ohne CVr im Verteilnetz

Abstände für TV - Tn2 60

7

arnenenunnann une

...

»

zer.

rennen

-

ren

7dB schlechter zulässig re

;

Sog

-..

*

en

50 | 45

T

0

:

:

|

T

T

10

T

20

T

:

:

T

T

30

: Zusätzlich

: vorhandene A/BVr T

>

x

40

Geräuschspannungsabstand TV - Tn1

Bild

3.3

2:

Bewerteter Geräuschspannungsabstand für den TV-Ton

Bewerteter Geräuschspannungsabstand den UKW-Ton

(aps)

für

Die Rechnung wird nur für die Stereo-Ton-Abstände durchgeführt, da in den hier betrachteten Netzebenen für die Mono-Ton-Abstände generell 20 dB höhere Werte verlangt werden. Somit können diese Forderungen einfach aus den Ergebnissen für Stereo ermittelt werden. 3.3.1

Mit CVr

im Verteilnetz

Der Wert A (x=0) ergibt sich zu 55,0 dB. Das Ergebnis ist in Bild 3, Kurve 1, dargestellt. 222

Glasfaser im BK-Bereich 3.3.2

Ohne

CVr im Verteilnetz

FürxABVr und fürdas GF-System kann ein Wert von 52,9 dB ausgenutzt werden. Der von x ABVr bereits verbrauchte Anteil ergibt sich zu A. = 55,0 dB + 10 log 40/x dB.

(4)

Das Ergebnis ist in Bild 3, Kurve 2, dargestellt. UKW-Tn Blaren aps ind

4

Nötiger Störabstand für GF-System

70 4... ® mit CVr im Verteilnetz @® ohne CVr im Verteilnetz

60

45

T

0

7 10

T 20

30

40

Zusätzlich vorhandene A/BVr > x

Geräuschspannungsabstand UKW-Stereo

Bild

3:

3.4

Störsummenabstand 2. Ordnung (CSOA)

3.4.1

Bewerteter Geräuschspannungsabstand für den UKW-Ton

Mit CVr im Verteilnetz

Der Wert A (x=0) ergibt sich zu 64,0 dB. Das Ergebnis ist in Bild 4, Kurve 1, dargestellt. 3.4.2

Ohne

CVr im Verteilnetz

FürxABVrund für das GF-System kann ein Wert von 62,2 dB ausgenutzt werden. Der von x ABVr bereits verbrauchte 223

Fachbeiträge Anteil ergibt sich zu A. = 64,0 dB + 10 log 40/x dB.

(5)

Das Ergebnis ist in Bild 4, Kurve 2, dargestellt. CSOA in dB

4

De Störabstand für GF-System

70 4;

© mit CVr im Verteilnetz @ ohne CVr im Verteilnetz

Zusätzlich vorhandene ABVr 0

10

20

30

x

40

CSOA

Bild 3.5

4:

Störsummenabstand 2. Ordnung (CSOA)

Störsummenabstand

3. Ordnung

(CTBA) > 300 MHz

Die Rechnung wurde nur für Meßkanäle > 300 MHz durchgeführt. Für Kanäle unter 300 MHz gilt generell eine um 3 dB höhere Forderung. 3.5.1

Mit CVr

im Verteilnetz

Der Wert A (x = 0) ergibt sich zu 58,6 dB. Das Ergebnis ist in Bild 5, Kurve 3.5.2

Ohne

1, dargestellt.

CVr

im Verteilnetz

FürxABVrund für das GF-System kann ein Wert von 56,9 dB ausgenutzt werden. Der von x ABVr bereits verbrauchte 224

Glasfaser im BK-Bereich

Anteil ergibt sich zu A. = 58,6 dB + 18 log 40/x dB.

(6)

Das Ergebnis ist in Bild 5, Kurve 2 dargestellt. >

CTBA 4 300 MHz n dB

70 4.

Nötiger Störabstand für GF-System @® mit CVr im Verteilnetz @ ohne CVr im Verteilnetz

R

iu...

ö

:

Zusätzlich 45

T

T

0

T

10

T

T

20

30

CTBA

Bild 3.6 3.6.1

5:

T

vorhandene

A/BVr >

x

40

> 300 MHz

Störsummenabstand 3. Ordnung (CTBA)

Störsummenabstand Mit CVr

T

der Kreuzmodulation

(CXMA)

im Verteilnetz

Der Wert A (x=0) ergibt sich zu 49,0 dB. Das Ergebnis ist in Bild 6, Kurve 1, dargestellt. 3.6.2

Ohne

CVr im Verteilnetz

Für xABVrund für das GF-System kann ein Wert von 46,8 dB ausgenutzt werden. Der von x ABVr bereits verbrauchte Anteil ergibt sich zu A. = 49,0 dB + 20 log 40/x dB. Das Ergebnis ist in Bild 6, Kurve 2, dargestellt. 225

Fachbeiträge 4

Pe

CXMA in dB

Nötiger Störabstand für GF-System

@® mit CVr im Verteilnetz 70 _ .. @ ohne CVr im Verteilnetz

45

T

0

.

10

T

30

vorhandene A/BVr >

x

40

CXMA

Bild

4

—

20

Buo

: Zusätzlich

;

—T

6:

Störsummenabstand der Kreuzmodulation (CXMA)

Wertung der Ergebnisse

Vergleicht man die berechneten Forderungen, die in den Bildern 1 bis 6 dargestellt sind, mit den realisierbaren Eigenschaften der zur Zeit verfügbaren optischen Bauelemente, so zeigt sich, daß die Zahl der zusätzlich kaskadierbaren ABVr durch den bewerteten Videostörabstand auf10...15 begrenzt wird. Bei dieser Zahl von ABVr bereitet die Einhaltung der CTBAund CXMA-Forderungen durch das GF-System voraussichtlich keine großen Probleme. Die Einhaltung der CSOA-Werte ist dagegen zur Zeit nicht möglich bei Systemen, die dasganze Band von 47... 450 MHz auf einer Faser in Originallage übertragen.

Deshalb werden in der Anfangsphase wohl hauptsächlich Mehrfasersysteme, die pro Faser weniger als eine Oktave übertragen müssen, eingesetzt werden. Die weitere Alternative, das gesamte Band soweit hochzutransponieren, daß 226

Glasfaser im BK-Bereich

weniger als eine Oktave benutzt wird, dürfte relativ aufwendige Umsetzereinrichtungen erfordern. 5

Literaturverzeichnis

[1] Afsar, Erdal: taschenbuch der telekom praxis 1991, S. 228. [2] Ton- und Fernseh-Übertragungstechnik und Technik leitergebundener BK-Anlagen/H. Kenter, R. v. Decker’s Verlag, Heidelberg/ S. 260 ff.

227

Fachbeiträge

Analoge Breitbandübertragung durch transparente optische Systeme Von Erdal Afsar,

Berlin

Dipl.-Ing. Erdal Afsar, Jahrgang 1942, ist seit 1971 bei der Firma Robert Bosch GmbH tätig und seit 1984 Leiter der Entwicklung „Breitbandübertragung“.

1 Einleitung Die Übertragung digitalisierter Signale über Licht-WellenLeiter(LWL)-Strecken ist seit Jahren eingeführt, die Datenraten reichen inzwischen bis weit über 1 Gbit/s. Diese ursprünglich für den Fernmelde-Dienst eingeführte Technik wurde auch zur Übertragung von Rundfunk- und TV-Signalen angewandt. Der zur Digitalisierung und zur Rückwandlung von analogen Signalen erforderliche hohe Aufwand beschränkte jedoch den Einsatz solcher Systeme im wesentlichen auf die Fernebene. Die Einführung einer digitalen Übertragungstechnik in den Netzebenen

2.2c, d oder 3 des Breitband-Kommunikations

(BK)-Netzes setzte die Digitalisierung und Rückwandlung von 35 TV- und 30 FM-Kanälen voraus. Abgesehen von dem hohen technischen Aufwand würden auch bei einer 565Mbit/s-Technik neun bis zwölf Fasern für diese Übertragung erforderlich. Eine wirtschaftliche Lösung erfordert weiterentwickelte elektrische und optische Bauelemente und ist heute nicht gegeben. Die Weiterentwicklung der Halbleiter-Laserdioden erlaubt seit kurzem, transparente optische Übertragungsstrecken zu 228

Glasfaser im BK-Bereich

verwirklichen, die eine große Anzahl von Kanälen in ihrer originalen Frequenzlage und Modulation über mittlere Entfernungen von einem Sendeort zu einem Empfangsort transportieren können. Die dabei erzielbare Signalqualität entspricht den Forderungen des BK-Netzes; die überbrückbaren Strekkenlängen eröffnen die Möglichkeit, den Grundstein eines flächendeckenden LWL-Netzes heute schon wirtschaftlich zu legen. 2

Einblick in die Theorie der optischen Signalübertragung 2.1 Funktionsweise 2.11

Der optische Sender: Die Laser-Diode

Die Laser-Diode ist ein rückgekoppelter Lichtverstärker. Man erzeugt mit ihm durch stimulierte Emission kohärentes Licht. Die anregende und die induzierte Lichtwelle haben eine starre Phasenbeziehung zueinander. Die entstehenden Wellenzüge besitzen gleiche Energie, Phase, Polarisation und Ausbreitungsrichtung. Bei kleinen Strömen arbeitet die Laser-Diode als eine LED, d.h. sie sendet inkohärentes Licht aus. Der Laser-Betrieb setzt ein, wenn der Laser-Strom (Ijaser) einen Schwellwert, den Laser-Schwellstrom (Is.n), übersteigt. Ab diesem Stromwert wird eine optische Sendeleistung (Pos) erzeugt, deren Stärke ILaser-Isch proportional ist. Pos=n'

(ILaser

Die Proportionalitätskonstante genannt und durch die Beziehung u

__dPos

sch):

n

wird

(1)

Sendesteilheit

(2)

AlyLaser

definiert.

229

230

Bild 1: Prinzip der elektrooptischen Wandlung

Glasfaser im BK-Bereich

Das Bild 1 zeigt das Prinzip der sendeseitigen elektrooptischen Wandlung. Der in die Sendediode eingespeiste Eingangs-Signal-Strom (ig) wird dem Laser-Vorstrom (I,) überlagert und erzeugt eine der optischen Ausgangs-Gleichleistung (P,-) überlagerte optische Ausgangs-Wechselleistung (Pı-), die dem Strom proportional ist.

Pı-=n° Diese Art genannt.

der

Modulation

ie

(3)

wird

Intensitätsmodulation

Der Modulationsgrad (m) wird wie üblich als das Verhältnis der Spitzen-Wechselleistung zur Gleichleistung definiert: m=iar Pı= 2.1.2

(4)

Der optische Empfänger: Die PIN-Photodiode

Als Empfänger für die optische Signalübertragung stehen Photodioden, PIN-Photodioden und Lawinen-Photodioden zur Verfügung. Wegen der günstigsten Eigenschaften hinsichtlich Empfindlichkeit, Rauschverhalten, Frequenzgang usw. kommen bei der Kabelfernseh-Anwendung bevorzugt PIN-Photodioden zum Einsatz. Das Bild 2 zeigt das Prinzip der empfangsseitigen optoelektrischen Wandlung. Nach der Übertragungsstrecke gelangt auf die Empfangsdiode eine um die optische Dämpfung (a,pt) geschwächte optische Empfangsleistung (Pop). Sie besteht aus einer Gleichleistung (P£-) und einer Wechselleistung (P£-), wobei der Modulationsgrad selbstverständlich erhalten bleibt.

m=-Ar IB Pı- Pr-

(4a) 231

Y

|

£ nm?

|

A

| '

U,

t

Zo

|

|

pP

vE

|

h I

' |

|

|

|

|

-

|

oO: I

|

Ipnot

dunkel

|

| |

232

-

l

In

Bild 2: Prinzip der optoelektrischen Wandlung

Glasfaser im BK-Bereich

Die optische Empfangsleistung ruft in der PIN-Photodiode einen dieser Leistung proportionalen Photostrom (Ipnot) hervor, der aus den Anteilen I,- und i, besteht. Iphot

=r:Por-

iA

=T’

P£.-.

(5)

Die Proportionalitätskonstante r stellt die Empfindlichkeit der Photodiode dar und wird durch die Beziehung =

dlphot

(6)

dPoE definiert. Der Dioden-Rest-Strom, der auch ohne einfallende

optische Leistung fließt, wird Dunkel-Strom (Iqunkel) genannt. Er ist in der Regel sehr gering und beeinflußt die System-Eigenschaften unwesentlich. 2.1.3

Optische

fung

Übertragungsgleichung:

Systemdämp-

Die Systemdämpfung (a,,s) läßt sich in Abhängigkeit von den Ein- und Ausgangsströmen ausdrücken: Asys = 20 log =. A

(7)

Die optische Dämpfung wird hingegen aus dem Verhältnis der optischen Leistung am Ein- und Ausgang der Übertragungsstrecke hergeleitet

aopt= 10 log an. E-

(8) 233

Fachbeiträge Die Gleichungen (3) und (5) in (8) eingesetzt, ergeben aopt = 10 log(n:

r) +10 log-E. lA

(9)

Diese Gleichungen in (7) eingesetzt, ergibt 1

Asys = 20 log Cr? Das erste Glied der Gleichung Systemdämpfung (a; dar.

+ 2 Aopt -

(10)

(10) stellt die Kurzschluß-

Asys =aK + 2 Aopt-

(11)

Man sieht, daß die elektrische Zusatzdämpfung doppelt so groß ist wie die sie verursachende optische Dämpfung. Diese Tatsache macht mögliche Anderungen der optischen Dämpfung für das System sehr kritisch, wegen der erforderlichen Pegelkonstanz auf der Empfangsseite. Die Kurzschluß-Systemdämpfung ag kann aus der Sendesteilheit n und der Empfindlichkeit r errechnet werden. Für typische Werte von n = 0,1 - 0,15 W/A und r = 0,8 - 0,9 A/W beträgt sie in der Regel 17 - 22 dB. Dieser Wert wird allerdings um die Verstärkung des empfängerseitig vorhandenen Nachverstärkers gemindert.

22

Rauscheigenschaften optischer Übertragungssysteme

Rauscheigenschaften optischer Übertragungssysteme werden durch die Rauschquellen optischer Sender und optischer Empfänger sowie durch die Einflüsse des Übertragungsmediums Licht-Wellen-Leiter (LWL) bestimmt. 234

Glasfaser im BK-Bereich

2.2.1

Rauschquelle optischer Sender

Der Halbleiter-Laser zeigt eine inhärente Fluktuation seiner optischen Sendeleistung Pos. Diese Intensitätsschwankungen werden, um auf die erzeugte elektrische Rausch-Leistung anzuschließen, auf das Quadrat der mittleren Gleichleistung Pı und auf eine Bandbreite von 1 Hz normiert. Diese Größe wird Relatives-Intensitäts-Rauschen (RIN, aus dem englischen Relative-Intensity-Noise) genannt und wie folgt definiert:

RIN

_ = 2 PA

Hz",

bzw. RINgpß = 10 log RIN dB/Hz.

(12a) (12b)

Die letztere Angabe findet sich häufiger in den Datenblättern. 2.2.2

Rauschquelle optischer Empfänger

Der optische Empfänger weist drei Rauschquellen auf, die in der Reihenfolge der Wichtigkeit aufgezählt werden: 1) Das Schrotrauschen der Photodiode Dieses Rauschen entsteht bei der Umwandlung von Photonen in Elektronen. Es wächst mit steigender einfallender optischer Leistung und ist systembestimmend bei kleinen und mittleren Streckendämpfungen. 2) Das Rauschen der der Photodiode folgenden aktiven Schaltung Dieser Rauschanteil ist von der einfallenden optischen Leistung unabhängig und systembestimmend bei hohen Strekkendämpfungen. 3) Der Dunkelstrom der Photodiode Dieser Rauschanteil kann bei der Kabelfernseh-Anwendung vernachlässigt werden. Zur Charakterisierung des Empfängerrauschens wird, analog zum RIN des Senders, das relative Empfängerrauschen 235

Fachbeiträge (RRN, engl. Relative Receiver Noise), definiert als das mittlere optische Rauschleistungsquadrat bezogen auf eine Bandbreite von 1 Hz, welches das gleiche elektronische Rauschen verursachte, wie wenn die Elektronik rauschfrei wäre, bezogen

auf das Quadrat der mittleren optischen Leistung. Das RRN ist nach dem Vorstehenden eine Funktion der optischen Gleichleistung und ist bei großen und mittleren optischen Leistungen proportional zu P,' und bei kleinen optischen Leistungen proportional zu P%“. Ahnlich wie RIN kann auch das RRN als eine Zahl oder als RRNyp angegeben werden:

RRN bzw. RRNyg 2.2.3

Hz! deB/Hz

(13a) .

(13b)

Einflüsse des Übertragungsmediums

Die Ein- und Mehrfach-Reflexionen sowie die Rückstreuung aus der optischen Strecke können den Laserbetrieb, d.h. die Erzeugung kohärenter Lichtwellen, erheblich stören. Die Folge ist eine deutliche Verschlechterung des Sender-Rauschens RIN. Um diese Effekte im handhabbaren Rahmen zu halten, werden oft optische Isolatoren in die Laser-Dioden eingebaut. Trotzdem müssen in optischen Strecken für analoge Signalübertragung sehr reflexionsarme spezielle Steckverbindungen eingesetzt werden. Außerdem ist die Anzahl der Steckvervindungen auf das notwendige Minimum zu reduzieren. Ferner kommt es auf saubere Verkabelung und gute Spleißstellen besonders an. Ein weiterer rauschähnlicher Effekt kann durch die Dispersion im Übertragungsmedium entstehen: Die von der Laser-Diode abgegebene Lichtleistung wird durch Anregung unterschiedlicher Laser-Moden auf mehrere Wellenlängen verteilt. Bei der Modulation des Senders findet ein Energie-Austausch zwischen diesen Moden statt. Die (wegen der Dispersion) unterschiedliche Laufzeit einzelner Moden führt entlang der Übertragungsstrecke zu einer 236

Glasfaser im BK-Bereich

Dekorrelation derselben und macht sich als eine Erhöhung des RIN bemerkbar. (In der Fachsprache: Mode-PartitionNoise.) Die Zunahme dieses zusätzlichen Rauschens ist zunächst der Streckenlänge proportional; sie läuft bei langen Strecken gegen einen Grenzwert, der die totale Dekorrelation darstellt. Dieser Effekt ist bei Laser-Dioden des Typs „Fabry-Perot“ ausgeprägter als bei den sog. DFB-Lasern (DFB für Distributed Feedback). Um ihn in annehmbaren Grenzen zu halten, muß auf die Nulldispersions-Wellenlänge der einzusetzenden Glasfaser geachtet werden. Sie soll möglichst mit der Wellenlänge maximaler Emission des Lasers übereinstimmen. Bild 3a zeigt den typischen Verlauf des RIN über die Strekkenlänge, Bild 3b zeigt die Abhängigkeit des RRN von der optischen Leistung. 2.2.4

Signal-Rausch-Abstand der Übertragungsstrecke

Der Träger-Rausch-Abstand (Carrier to Noise Ratio C/N) wird als der Abstand zwischen dem unmodulierten Signalträger und der in der Signalbandbreite (B,) entstehenden Rauschleistung definiert. Folglich bestimmt B, ebenso wie die Rauschkennzahlen RIN und RRN und der Modulationsgrad m den zu erwartenden Träger-Rausch-Abstand. Folgende Beziehung läßt sich herleiten: C/N = 20 log m - 10 log Eee z

- 10 log (RIN + RRN), (14a)

bzw.

C/N = 20 log m - 10log Er - (RINgp + RRNap), (14b) zZ

wobei + auf die logarithmische Addition hinweist. Die Signalbandbreite B, beträgt für TV-Signale 5 MHz.

B, (für TV) =5 : 10° Hz.

(15) 237

Fachbeiträge RIN gB

[dB/Hz] -140 -14

-142 -143 -144 -145 -146 -147 -148 -149 -150

0

4

8

12

16

2

ot km]

Bild 3: Rauschkennzahlen RINgp und RRNyB Bild 3a:

RINgs als Funktion der Streckenlänge am Beispiel eines Fabry-Perot-Lasers Offset zwischen Emissions-Wellenlänge und dem Dispersionsnullpunkt: UJ=0 nm +=15nm > =3,0 nm A = 6,0 nm

Der Modulationsgrad m nach (4) läßt sich mit den Definitionen unter 2.1.1 umformulieren zu:

/ —2 Pyur — m = || Zo

|

(16)

(I, = Isch)”

wobei Pyr die elektrische Signals darstellt.

Leistung

des

modulierenden

Setzt man (15) und (16) mit denüblichen Werten Z,=75 Ohm, (I,-I;cn) = ca. 32 mA in (14b) ein, gelangt man zu der Beziehung:

C/N = “Kanal _ g6 dB - (RINgB + RRNap), dBm

238

(17)

Glasfaser im BK-Bereich

RRNgB [dB/Hz]

-16

-12

-8

-4

0

4

PoeldBm]

Bild 3b: RRN;yp als Funktion der optischen Eingangsleistung Por [] = Quanten-Physikalischer Grenzwert + = Typischer Wert für eine PIN-Photodiode

wobei ngKanal den Kanalpegel in dBm angibt. (0 dBm = ca. 109 dByuV für 2, = 75 Ohm). Aus (17) erkennt man, daß C/N von dem Kanalpegel, vom RIN (und damit von der Streckenlänge), und vom RRN-Wert und somit von der Streckendämpfung abhängt. Bild 4 zeigt den typischen Verlauf der C/N-Kurve über der optischen Dämpfung und der Streckenlänge. 2.3

Nichtlineare Verzerrungen

Für die nichtlinearen Verzerrungen in (quasi-)linearen optischen Übertragungssystemen gelten im Prinzip die gleichen Gesetzmäßigkeiten wie für die koaxiale Übertragungstechnik. Die Größe der Intermodulationsverzerrungen wird vom totalen Modulationsgrad des optischen Senders bestimmt. Dieser darf unter keinen Umständen größer als 100 % werden. Denn bei UÜbermodulation wird der Laserstrom kurzzeitig unter den Schwellstrom getrieben, was das Aussetzen des 239

Fachbeiträge C/N

[ee] 56

tt

54 52 50 48 46 44 42

40

1

2

a3 0

a5

65T 4

8 8

3 12

10

11 16

12

19a.Bl 20 L [km]

Bild 4: Typische C/N-Kurve eines Fabry-Perot-Lasers für einen Kanalpegel von - 7 dB und einer Signal-Bandbreite von 5 MHz. Kurve 1: optische Dämpfung überwiegend als Verteildämpfung benutzt (ohne große Streckenlänge) Kurve 2: optische Dämpfung überwiegend als Kabeldämpfung benutzt (große Streckenlänge) offset = 6 nm zwischen Emissionslänge und dem Dispersionsnullpunkt (Eine Systemreserve von 3 dB ist eingebaut)

Laserbetriebes bewirkt. Das anschließende Wiedereinsetzen führt dann zu Einschwing-Effekten und dadurch zu starken rauschähnlichen Störungen. Bei Übertragung von N Kanälen könnte man jeden Kanal mit m = 1/N modulieren, um ganz sicher zu gehen. Die momentane HF-Spannung, die aus unkorrelierten Einzelsignalen besteht, würde in diesem Fall deutlich unter der möglichen Aussteuerungsgrenze bleiben, und man würde schlechte C/NWerte in Kauf nehmen müssen. Gleicht man hingegen die Summenleistung aller Kanäle der Leistung eines 100% modulierten Einzelkanals an, so würde m = 240

N

betragen. In diesem Fall würden die Spitzen der

Glasfaser im BK-Bereich

momentanen HF-Spannung den Laser mit Sicherheit in den unzulässigen Bereich treiben. Für genügend hohe Kanalzahlen (N > 10)hat sich in der Praxis eine empirische Beziehung bewährt: 0,3