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1. Telefonie 3-2003 1 Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Alle Rechte vorbehalten: Prof. Dr. Günter-Ulrich Tolkiehn TFH Wildau Telefonie,

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1 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Alle Rechte vorbehalten: Prof. Dr. Günter-Ulrich Tolkiehn TFH Wildau Telefonie, ISDN, Dienste, Kennzahlen Schematische Darstellungen frei nach Gerd Siegmund, “Grundlagen der Vermittlungstechnik”, R.v.Decker 1 Telefonie

2 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Fortschritt SW1: Folie 17 SW2: Folie 22, euroisdn: CONF

3  Günter-Ulrich Tolkiehn, Jahrgang 50, Abschlüsse in Festkörper- und Atomphysik, acht Jahre F&E am DESY, HasylabHasylab  1982 Eintritt in mittelständisches Entwicklungs- und Beratungs-Unternehmen für I&K  seit 1993 Unternehmensberatung Tolkiehn & Partner für innovative IT- Lösungen. Fokus CC, CTI, CT, CRMTolkiehn & Partner  seit 1996 Professor für Telekommunikation und Multimedia an der TFH Wildau TFH Wildau  Mitglied des (vormals BVB) seit 1991  seit 1997 Chairman der CAPI-Association e.V.CAPI-Association e.V. Management-Beratung TeleCommunication Tolkiehn & Partner  seit 1999 Leitung des dualen Modellstudiengangs Telematik in WildauTelematik Zur Person:  seit 1999 Betreiber der B2B-VC  seit 2001 Themenpate für VoIP im AKIT

4 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Die Telefonzentrale in Berlin 1881 Das erste öffentliche Telefonbuch in Berlin hatte 48 Einträge (das Buch der 48 Verrückten)

5 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Prognose Public Services, Quelle: BMWi: „Entwicklungstrends im Telekommunikationssektor bis 2010“ Warum ist Sprache eigentlich so wichtig?

6 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Prognose Public Services, Quelle: BMWi: „Entwicklungstrends im Telekommunikationssektor bis 2010“ Warum ist Sprache eigentlich so wichtig?

7 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Das Telefon Eine Erfindung des 19. Jahrhunderts anfangs völlig falsch eingeschätzt seit den 70ern bei uns auch im Privatbereich massenhaft verbreitet heute etwa eine Milliarde Geräte weltweit also alles standardisiert? aber jeder weiß wie es funktioniert...oder?

8 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau b a nsi nsr GU C1 1µF R1 100 R2 1k C2 0,1µF M F GG Ü nsa b a -60V R 1200 Anschluß- Leitung Das analoge Telefon

9 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau b a nsi nsr GU C1 1µF R1 100 R2 1k C2 0,1µF M F GG Ü nsa b a -60V R 1200 Anschluß- Leitung Das analoge Telefon Wahlvorgang Impulswahl (1)

10 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau nsi + nsr nsi nsr nsa nsa-Kontakt schließt Mikrofon, Fernhörer und Gabelübertrager kurz nsr unterdrückt die zwei zusätzlichen Unterbrechungen nsi erzeugt zwei Wählpulse mehr als die gewählte Ziffer Das Ausgangssignal mit Zwangspause von 2 Taktzeiten AufziehenAblaufen t 0,06s 0,04s Unterbrechung Schließung Das analoge Telefon Wahlvorgang Impulswahl (2)

11 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau b a nsi nsr GU C1 1µF R1 100 R2 1k C2 0,1µF M F GG Ü nsa b a -60V R 1200 Anschluss- Leitung Das analoge Telefon Verbindung

12 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau 123A 456B 789C 0 * # D 697 Hz 770 Hz 852 Hz 941 Hz 1209 Hz1336 Hz1447 Hz 1633 Hz Das analoge Telefon Wahlvorgang MFV (DTMF) nach ITU-T Q.24 Tonpaare mindestens 40 ms aktiv Maximal 23 ms Unterbrechung ist zu tolerieren Pausenzeit minimal 40 ms Üblich ist in den USA 51ms/51 ms in Deutschland 100ms/100ms

13 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Der Telefondienst als Postdienst mit anderen Mitteln Öffentliche Netze seit ca (Berlin 1881)Berlin 1881 planwirtschaftliche Entwicklung bis ca Schutz durch staatliche Monopole: Das Sprachtelefoniemonopol Das Übertragungswegemonopol Das Telekommunikationsdienstemonopol Heute: Liberalisierung oder Deregulierung In Deutschland: Fall des letzten Monopols 1998

14 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Die digitale Revolution auch im Telefon Über 100 Jahre Standard: Das analoge Endgerät am analogen Anschluss des analogen Netzes Dann in den 80ern: Flächendeckende Einführung von LWL und digitale Übertragungs- und Vermittlungstechnik im Fernnetz seit 97: In der BRD keine analogen Vermittlungssysteme mehr Heute: Auch das analoge Endgerät ist (genau wie Waschmaschine und Radio) häufig digital

15 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Was ist analog - was ist digital? analoge Übertragung bildet Schallwellen als elektrischen Spannungsverlauf ab es wird der Frequenzbereich von 300 Hz bis 3,4 kHz übertragen (3,1 kHz Bandbreite) digital bedeutet „in Ziffern ausgedrückt“ zunächst wieder Wandlung in Spannungswerte, dann aber „Abtastung“, d.h. genügend schnelle Messung der momentanen Spannungswerte und Umwandlung in Zahlenwerte (Digitalisierung) Digitalisierung zunächst in binärer (d.h. zweiwertiger) Form (Nullen und Einsen  Bits) die Übertragungstechnik kann diese Bits auch mit anderen Systemen codieren, z.B. mit ternären oder quaternären codes

16 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Abtastung, Codec nach ITU-T G.711, PCM die Abtastung des elektrischen Sprachsignals erfolgt alle 125 µsec, d.h Mal in der Sekunde der Abtastwert wird zwecks Dynamikkompression mit einer Kompensationsfunktion multipliziert und als 8-Bit-Zahl codiert für die Kompensationsfunktion gibt es zwei etwas verschiedene internationale Standards, A-law (13 Bit  8 Bit EMEA) und µ-law (14 Bit  8 Bit, USA, Japan) von jeder Datenquelle werden daher 64 kbit/s erzeugt diese Daten werden sehr schnell auf der Leitung transportiert (Werte von mehreren Quellen im Zeitmultiplexverfahren auf der gleichen Leitung) dieses Verfahren heißt PCM (Puls-Code-Modulation)

17 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau ISDN  Teledienste oder Telematikdienste Übermittlungsdienste (bearer services) Benutzerschnittstelle Netzzugangs- schnittstelle Netzzugangs- schnittstelle Benutzerschnittstelle Verbindung ISDN, Dienste

18 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Dienste im ISDN der Telekom Die Telekom bietet heute im ISDN Übermittlungsdienste 64kbit/s Übermittlungsdienst 3,1 kHz a/b Übermittlungsdienst Sprachübermittlung Packet-Mode im D-Kanal am Basisanschluß Packet Mode im B-Kanal und Teledienste (Dienste mit Ende-zu-Ende-Protokoll zwischen den Endgeräten) Telefonie 3,1 kHz Telefonie 7 kHz Bildtelefonie nach ITU H.320 Telefax Gruppe 4 Telefax Gruppe 3

19 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau ISDN (Integrated Services Digital Network) digitale Teilnehmeranschlüsse und digitale Endgeräte für alle Dienste an digitalen Netzen die Konzepte für den Einzelanschluss „eine Nummer“ und „ein aktives Endgerät“ werden fallengelassen das alte Kabel zum Hausanschluss ist in der Regel ISDN- tauglich die alte in-house-Verkabelung ist es in der Regel nicht (ISDN erfordert Vierdraht-Verkabelung an der Teilnehmerschnittstelle) Nähere Erläuterungen zu Anschlüssen in „euroisdn.pdf“ (Deutsche Telekom AG S. 21 ff.)euroisdn.pdf

20 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Integration anderer Netze ins ISDN ISDN enthält eine Vielzahl von Leistungsmerkmalen und verschiedene Anschlussarten (s.o.g. „euroisdn.pdf“ ) alle von der Telekom bis 1993 betriebenen Netze sind über die ISDN-Teilnehmerschnittstelle zugänglich Diagramme dazu aus „euroisdn.pdf“ S. 26 ff. Der ISDN D-Kanal enthält dem gemäß einen sehr großen und ziemlich komplexen Nachrichtenvorrat. Nichts davon hat jedoch direkten Bezug zum Internet In USA kennt man heute i.w. drei Dienste, nämlich Sprache Fax und Internet. ISDN ist dort u.a. aus diesem Grund weniger verbreitet

21 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau ISDN und OSI Referenzmodell SoUko DIVO (ISDN) Netzabschluß (NT) Endeinrichtung Verarbeitung Darstellung K.-Steuerung Transport Vermittlung Sicherung Bitübertragung D-Kanal B-Kanäle D-Kanal B-Kanäle Steuerinformation (ZZK-Netz, SS-7) Nutzerinformation (Nutzerwegenetz) HausinstallationTeilnehmer-Anschluss- Leitung Verbindungsleitungen Schicht Vermittlung Sicherung Bitübertragung Teledienste Übermittlungsdienste OSI VierdrahtZweidraht LWL

22 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Telekommunikationsanlagen (PABX) OVSt Al TKAnl Koppelnetz Steuerung Ql       Endstellen Abfragestelle Optionale Steuer- und Überwachungs-SS z.B. CSTA oder private Standardisiert: a/b oder DSS-1 Standardisiert, z.B. Q-SIG, oder privat Standardisiert (a/b oder DSS-1) oder privat privat Standardisiert: SDH, SS-7

23 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Telekommunikationsanlagen wichtige Hersteller großer Systeme sind Siemens (D) Tenovis (früher Bosch Telecom, davor Telenorma, davor T&N...) (D) Alcatel (in Deutschland früher SEL) (F), Vertrieb heute über Nextira 1 Ericsson (S), Vertrieb heute über Damovo Avaya (früher Lucent Technologies, davor AT&T, davor Bell) (USA) Northern Telecom (Nortel) (Ca) Mitel (in Deutschland nicht vertreten) (USA)

24 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Telekommunikationsanlagen wichtige deutsche Hersteller kleiner und mittlerer Systeme sind DeTeWe Philips Elmeg Agfeo Auerswald GTB Telebau Hagenuk (out of business) Euracom (früher Albert Ackermann, seit Ende 2001 out of business)...

25 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Leistungsmerkmale ISDN und NStA Leistungsmerkmale ISDN aus „euroisdn.pdf“ Beispiele ECT, CD Leistungsmerkmale ECMA Q-SIG aus Standard Leistungsmerkmale NStA, Beispiel Siemens Hicom 300 E: 2 Basisleistungsmerkmale Hicom 300 E Wahl Wahl bei aufliegendem Handapparat Anzeige beim Wählen Rufnummerngeber für die Nebenstellen Namentasten für die Nebenstellen Vermittlungsfunktionen Rückfrage Rückfrage während einer externen Verbindung Rückfrage während einer internen Verbindung Wiederanruf nach Auflegen in Rückfrage Vermitteln von Amtsverbindungen zur Abfragestelle/Nachtstelle Halten einer Verbindung Anschaltung von privaten Sondereinrichtungen Anschaltung von Ansagegeräten Anschaltung einer Lautsprecheranlage Anschaltung einer Tür-Freisprecheinrichtung Anschaltung einer Diktiereinrichtung Anschaltung einer Personensuchanlage Zeitsteuerungen (Nachtschaltung) Sammelnachtschaltung Allgemeines Abfragen Einzelnachtschaltung (für analoge/digitale Leitungen) Dauernachtschaltung Fernsteuerbare Nachtschaltung Benutzerführung Uhrzeit- und Datumsanzeige Einrichtung für Kurzansagen Akustischer Hinweis für den wartenden Teilnehmer Akustische Bedienerführung Lauthören Freisprechen Anzeige bei Anrufen Anzeige von Datum und Uhrzeit an der Sprechstelle Gebührenanzeige an der Sprechstelle Individuelle Zuordnung der Bediensprache für digitale Endgeräte Temporäre Auswahl Statische Auswahl Nachziehen der Sprache bei Identifikation per PIN Besonderheiten bei der Darstellung der Displaytexte Das Leistungsmerkmal ist an folgenden Endgeräten verfügbar Abhängigkeiten zur Applikation ComManager Querbeziehungen zu anderen Leistungsmerkmalen Integrierte Wechsel- und Gegensprechanlage Abfragen der Tastenfunktion an digitalen Endgeräten Programmieren der Tastenfunktion an digitalen Endgeräten Türbesetztanzeige für Digite Digite ohne Display Benutzerservices Voic -Service VMS Flex Routing Flex Routing-Anrufbearbeitung Ansage vor dem Melden Flex Routing-spezifische Leistungsmerkmale Flex Routing-Leistungsmerkmale für das ursprungs-/zielabhängige Routing Leistungsmerkmale für ACD-Agenten/Bedienplatz Leistungsmerkmale für ACD-Supervisor ACD-Nachrichtenaustauschdienste Externer ACD-Server (CCMS) Besondere Funktionen für den Benutzer Anzeigenunterdrückung (ANZU) Briefkasten PC-Applikationen Hicom PC Karte und Applikationen Leistungsmerkmale Applikationen für Hicom PC Karte Aufsichtsplatz - Attendant Supervisor Console - ASC Display Telephone Book- DTB Call Traffic Measurement - CTM Tele-PC WIN Systemvoraussetzungen Funktionen des Tele-PC TCS-Verwaltungsfunktionen Weitere Funktionen ComManager für optiset E Systemverwaltung Zugangskonzept für Hicom 300 E Erweiterter Zugangsschutz ab Hicom 300 E V Zugangskonzept für Systeme bis inkl. Hicom 300 E V Fernwartung und Fernverwaltung Hicom Teleservice Anwendungsgebiete des Hicom-Teleservice Betriebsterminal Teilnehmernumerierung Teilnehmernumerierung in einer Anlage ISDN-Rufnummern Datensicherung mit MOD (Magneto-optical-Drive/Disc) Amtsanruf bei vermittelten Gesprächen AMO Logbuch Weitere technische Leistungsmerkmale Baby-Phone-Funktionalität Sequentielle Wählton-Überwachung Tiefpegel-Überwachung HOST-Schnittstelle und Anwendungen Externe Musikanschaltung Staffelwahl und Nachwahl in analogen Fernsprechnetzen TFZ-Signalisierung EB5/NAL-Signalisierung Retten von Amtsverbindungen bei 'Not Ready' Barring List für Fax-Rufnummern Synchronisation bei aktiver Schicht Einrichten und Inbetriebnehmen von Baugruppen (Pflichtaufruf AMO CONSY) Aktueller Prüfzustand von HW-Elementen (AMO TSU) Mute-Funktion (set451/551/751/optiset E) Bündelanzahl T-Referenz-Punkt (Einstellung der digitalen Dämpfungswerte) Örtliche Zuordnung des T-Referenzpunktes Dämpfungs-/Verstärkungsglieder zur Erfüllung der T-Referenz MFC-R2-Signalisierung R2-Leitungs-Signalisierung MFC-R2-Register-Signalisierung Gestörtschaltung Amtsleitungsumschaltung Freischalten des Verbindungsweges bei Dauerschleife Duplex-Betrieb

26 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Leistungsmerkmale ECMA Q-SIG Leistungsmerkmale NSt TKAnl Leistungsmerkmale Euro-ISDN Leistungsmerkmale, die der Anwender wirklich nutzt!

27 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Einige Grundbegriffe Betrachten Sie ein Leitungsbündel, dessen Leitungen durch eine Anzahl von C Belegungen für die Belegungsdauern t i belegt werden während einer Beobachtungsdauer T. Die Verkehrsmenge Y ist dann die Summe der Belegungsdauern t i : C Y=  t i i=1 Die mittlere Belegungsdauer t m (während einer gegenüber den t i großen Beobachtungsdauer T) ist t m = Y/C Y hat die Maßeinheit einer Zeit und wird in Erlangstunden angegeben. Für Y gilt ebenfalls: Y = C* t m Der Verkehrswert y ist definiert als y = Y/T (dimensionslos, Einheit Erl, gesprochen Erlang)

28 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau A. K. Erlang Agner Karup Erlang, Kopenhagen, 1878 – 1929, erforschte den Zusammenhang zwischen der Anzahl von Belegungen, Leitungen und Blockierungen. Das CCITT benannte 1946 die Einheit des Verkehrswerts nach ihm. Bell Canada und AT&T versuchten viele Jahre gegen diese Einheit Widerstand zu leisten und verwendeten für die Angabe von Verkehrsmengen die Einheit ccs (100 call seconds), konnten dies aber gegen die Erlangstunde letztlich nicht durchsetzen.

29 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Einige Grundbegriffe (2) Ein S2M-Kanal kann also maximal einen Verkehrswert von 30 Erl erbringen. Als Angebot A bezeichnet man den Verkehrswert, der einer Anlage zur Verarbeitung zugeführt wird, unabhängig davon, ob er bearbeitet wird oder nicht. Die entsprechende Anzahl der Belegungsversuche in der Beobachtungsdauer T sei C a Das Angebot an eine Vermittlungseinrichtung ist dann A= C a * t m /T Als Leistung bezeichnet man den maximalen Verkehrswert, den das System gerade noch verarbeiten kann. Überschreitet das Angebot die Leistung, muss man zwischen „Verlustsystemen“ und „Wartezeitsystemen“ unterschieden.

30 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Einige Grundbegriffe (3) Momentanwerte und Zeitabhängigkeit: Betrachtet man den Grenzwert für beliebig kleine Beobachtungsdauern T, so ist offenbar Y = c*T und daher der Momentanwert y(t) = c(t), dem Momentanwert der Anzahl der Belegungen c (eine ganzzahlige Funktion), unabhängig von der Beobachtungsdauer T t+T Umgekehrt ist also die Verkehrsmenge Y(t) =  y(t)dt t bei gegebenem y(t). Es ist also zwischen dem momentanen Verkehrswert und dem (mittleren) Verkehrswert während einer längeren Beobachtungsdauer zu unterscheiden. Beide sind jedoch zeitabhängig.

31 1. Telefonie Günter-Ulrich Tolkiehn, TFH Wildau Einige Grundbegriffe (2) t1t1 t2t2 t3t3 t4t4 t5t5 t6t6 t7t7 t8t8 L1 L2 L3 L4 L5 L6 y(t) T y Belegungen eines Leitungsbündels (L1-L6) und Verkehrswert


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