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Protokolle der OSI-Schicht 1
                                               Physical Layer
                                                  Kapitel 6.1

                                                      Netze und Protokolle
                                                       Dr.-Ing. J. Steuer




                                                   Institut für Kommunikationstechnik
                                                             www.ikt.uni-hannover.de




        Literatur:
        [Spra91]           J.D.Spragins,et.all, Telecommunications Protocols and Design, Addison
                           Wesley Publishing Company, 1991, ISBN 0-201-09290-5
        [Hals96]         F.Halshall, „Data Communications, Computer Networks and Open Systems“,       4th
        edition, Edison-Wesley, 1996, ISBN 0-201-42293-X


        [Stall90]          William Stallings, Local and Metropolitan Area Networks, 1990; MacMillen
                           Publishing Company, ISBN0-02-415465-2
        [Kann]             Kanbach, Körber, ISDN - Die Technik, Hüthig-Verlag




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Goals

                  Based on the OSI-model and the network structures
                  explained in the introduction this lecture shall clarify the
                  role of the layer 1 :
                        it shall enhance the understanding of the concept of the layer 1,
                        the physical layer:
                              specification of mechanical, electrical, functional and procedural
                              issues
                        the following examples are used to show the differences in
                        implementations
                               Terminal equipment for voice and data networks using wired and
                              wireless access
                              network elements for public and private networks using switched
                              and leased lines : PDH, SDH, switches and router




                                                                      (2)




        Sometimes we find more functions in layer one than defined in the OSI-Standard. Remember the
        value OSI-Standard is the concept, not the actual implementation. You will find these differences
        comparing the different physical layers presented here.
        Of course there is also a history in the development of the layer one functionality. The evolution
        was driven by technological enhancements. In the very beginning of digital systems (where the roots
        of the OSI-system descend from) we had only base band transmission, pulses of DC. Clearly the
        physical layer is with a high probability different in modern mobile systems with OFDM-transmission
        and SDMA access techniques.
        Sometimes the way of the graphical representation of the layered model of the communication stack
        is so different from the original OSI standard that you nearly can´t recognize it, still the concept is
        similar. We find this often in the layering transmission stacks. This is not for fun or because
        transmission engineers need to be different, it is just because they need a more detailed view on the
        transmission link than the switching engineer.




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Functions to layers in the ISDN protocol
                                                                                     stack
                  Layer                                                             Function

              7: Application   application related functions



              6:               encription            compression
              Presentation     decription            expansion


              5:               session               session         session to       session           session
                               connection            connection      transport        connection
              Session                                                                                   management
                                                                     connection
                               establishment         release                          synchronization
                                                                     mapping
              4:               Transport             Transport       Transport        Error detection   Flow          Segmenting
                               connection            connection      connection       /recovery         control       blocking
              Transport
                               multiplexing          establishment   release


              3:               Routing               network         network          network           congestion    addressing
                                                     connection      connection       connection        control
              Network          relaying
                                                     establishment   release          multiplexing

              2:               data link             data link       Flow control     Error control     sequence      Frame             media
                               connection            connection                                         control       synchronization   access
              Data Link
                               establishment         release                                                                            control


              1:               physical layer        physical        bit              channel           bit synchronization             connectors
                               connection            connection      transmission     structure
              Physical
                               activation            deactivation                     multiplex




                                                                               (3)




        The ISDN protocol stack serves as example for the functional assignment to the layers of a protocol stack. In
        this chapter we are dealing with the physical layer only.
        The student shall understand that other protocol stacks show different assignments. The assignments are
        influenced by history and functional requirements. Some protocols were developed during the same period than
        the OSI protocol concept. This explains mayor differences, because it took some time until OSI was stable.
        Protocols developed prior to OSI do not need explanations for deviations.
        But why even protocols differ from OSI which were developed post OSI? Very simple: OSI puts a burden on the
        implementation, because it might not be efficient regarding timing and control overhead. Time and transmission
        capacity critical applications, like ATM or TCP/IP in certain applications force the developer to deviate from OSI
        implementation. Notice: Deviations are only allowed in layering and in functional assignments to layers. All other
        issues of OSI concepts should be followed strictly!
        Try to find out, why the channel structure multiplex is implemented in the layer one and not in the layer two!




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Functions to layers in IEEE802.3 - Ethernet

                            Layer                                           Function

                           7:
                           Application


                           6:
                           Presentation

                                                                         Do you realize differences
                                                                         Do you realize differences
                           5:

                                                                         To the ISDN protocol stack?
                           Session
                                                                         To the ISDN protocol stack?
                           4:
                           Transport


                           3:
                           Network


                           2:             LLC Link
                                          Level
                           Data Link
                                          Control
                                          MAC Media
                                          Access
                                          Control
                           1:             connectors   bit            bit
                                                       transmission   synchronization
                           Physical




                                                                                (4)




        The IEEE 802.3 (Ethernet) protocol stack compared to the last slide (ISDN Protocol stack) proofs the statement,
        that the functional assignment differs from application to application.
        The Ethernet LAN (Local Area Network) establishes links between terminals simply by broadcasting the
        messages on a shared media, e.g. an coaxial cable. This holds for the 10Mbit/s Ethernet only! The packets
        broadcasted carry the address of the receiver and are passing every station. Only the addressed station shall
        access the packet. For such a scheme a network layer is not required, there is no switching, no routing, no
        connection control.
        The protocol is indeed very simple. The simplicity is paid for with a high need for bandwidth, but that is not
        critical in the local access. Especially not in the later versions of the IEEE 802.3 with 100Mbit/s ore 1 Gbit/s
        where the medium is no longer shared between the connected stations. Mor details will be given in the lecture
        dealing with the layer 2.




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mechanical principles, layer 1

                                                         Physical
                                                          Physical
                                     Terminal                                Communications    Communication
                                      Terminal                                Communications    Communication
                   Terminal                                Layer
                    Terminal                                Layer
                                     Interface                                 Equipment          Channel
                                      Interface                                 Equipment          Channel
                                                         Interface
                                                          Interface
                                          few 10             few 100              few 10 km
               few meters
                                          meters             meters

                  the closer we are to the Terminal, the more dedicated wires are
                  used for communication, control, synchronization and
                  grounding
                  the more wires a connection has the shorter it is designed
                  long distance networks are supplied with 4-wire (2-fibre)
                  techniques in order to support different channels for both
                  directions
                  subscriber access equipment is often designed for 2-wire
                  connections to save investment (last mile!) [seperation of both
                  communication directions are handled with frequency-, time-,
                  code- or hybrid-multiplex]


                                                                       (5)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
electrical principles, layer 1

                                                         Physical
                                                          Physical
                                     Terminal                                Communications         Communication
                                      Terminal                                Communications         Communication
                   Terminal                                Layer
                    Terminal                                Layer
                                     Interface                                 Equipment               Channel
                                      Interface                                 Equipment               Channel
                                                         Interface
                                                          Interface
                                                     high voltage             telecommunication
             logical power
                                                     e.g. 15V, high           level: about 0,7V,
             level, e.g. TTL,
                                                     distortion margin        near end cross talk
             CMOS,..
                  close to the terminal the logical levels of the logic family implemented
                  in the adjacent equipment are used
                  longer distances to the communications equipment require higher
                  distortion margins
                  long distance networks are supplied with 4-wire twisted pair (or 2-fibre)
                  techniques in order to support dedicated channels for both directions
                  subscriber access equipment is often designed for 2-wire connections
                  to save investment (last mile!) [separation of both communication
                  directions are handled with frequency-, time-, code- or hybrid-multiplex]
                  remote power feeding is found between the first network element and
                  the terminal equipment



                                                                       (6)




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User Communications Equipment Interfaces (1)


                                                                     Physical
                                                                      Physical
                                     Terminal                                             Communications            Communication
                                      Terminal                                             Communications            Communication
                   Terminal                                            Layer
                    Terminal                                            Layer
                                     Interface                                              Equipment                  Channel
                                      Interface                                              Equipment                  Channel
                                                                     Interface
                                                                      Interface

                                                                                                            2wire




                                                                                                                                        analog line 2w
                analog Telephone                                                                                        NT
                                                                                                 Modem         Plug with resistor
                 PC with Modem                                      RS 232 (min. 10w)                                   NT
                                                                       V.24, X.21                           2wire
                                                                                                            S0-bus
                                                                                                                        NT
                                                                                                            4 wire
                                                                                                 Terminal
                                                      alternative
                                                                           Modem                 adaptor




                                                                                                                                     2 w(U-Interface)
                 PC on ISDN                                                             2 wire
                                                                    min.                                    S0-bus      NT




                                                                                                                                       digital line,
                                                                    10w                                     4 wire
                                                                                   analog line
                                                                                                  ISDN      S0-bus
                                                                       RS 232 (min. 10w)                                NT
                                                                                                            4 wire
                                                                        V.24, X.21, USB
                                                                                                 adaptor
                                                                                                            S0-bus
                                                                                                                        NT
                                                                                                            4 wire
                  ISDN Telephone


                                                                                   (7)




        This and the following slides shall illustrate scenarios in our networks, where the OSI-concepts are applied.
        The scenarios above are not complete, they serve as example only.


        Terminal Equipment, Terminal Interface and Physical Layer Interface are normally integrated into the Computer.
        Only in the old days they were distributed over several boxes.
        Even the communications equipment is in modern systems integrated into the Terminal Equipment, e.g. the
        ISDN Adapter.
        major differences of the scenarios:
        number of wires used to interconnect the units
        specification of the electrical signal at the interfaces
        networks which are used
        different access methods to the network


        Another issue to be to be paid attention to is the implementation of the OSI-Layers in the different boxes. Each
        box does not serve the layer 1 only but upper layers as well. Which layers are implemented is differing from
        scenario to scenario.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Physical layer, modem

                                                             Modem
                                      RS 232 (min. 10w)                          NT
                                            V.24                       2 wire


            centronix plug
                                                                 TAE plug (1TR )
            (ISO 2110)

             • ITU V.24
                   •electrical: min +3V logical 0 / -3V
                                                                 Western plug
                    logical 1
                                                                 (ISO8877/RJ45) 4w of 8w
                   •max +15V logical 0 / -15V logical 1
                           note: symmetric to ground!
             • ITU V.28 or RS232:                                • electrical: 860mV ac (0Np)
                   •alternative: 20mA current on 2w              • modulation: ASK (Amplitude shift keying)
                    (insensitive against noise)                                  FSK (Frequency SK)
                   •cable length (V.24/RS232): 15m                               PSK (Phase SK)
                   •bit rates < 20kBit/s                         • transmission rates:
             • ITU V.10/11 RS423A/422A                               from 200bit/s to 56Kbit/s
                   •allow for max 10Mbit/s and 10m
                                or 100Kbit/s and 1000m

                                                                 (8)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Pins of RS 232




                                                             (9)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Connection set up (procedure)




                                                                (10)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Limitations of V.24/RS232

                  low speed
                  short length (15m)
                  different ground potentials at transmitter and receiver can
                  influence the signal
                  expensive due to min 10 wires
                  number of options in the standard is 15!




                                                             (11)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
physical layer, X.21

                                                                              DCE
                                   DTE                                               kein Telefonnetz!
                                                       X.21                                          NT
                                                                                       4 wire




                                                                       B-Bytetakt/Byte timing

                                                                       S-Schrittakt/Signal element timing

                                                                       I-Melden/Indication


                                                                                                            DÜE
                                                                       C-Steuern/Control

                   DEE                                                 R-Empfangen/Receive

                                                                                                            DCE
                                                              T-Senden/Transmit
                   DTE                                        Ga-DEE Rückleiter/Signal Ground

                                                              G-Erdleiter/Ground

                                                              Gb-DÜE Rückleiter/Signal Ground



                                                                       (12)




        X.21 ist der ITU-T-Standard für den Zugriff auf digitale Netze. (max. 10MBit/s)
        Infos siehe: http://www.frankuhlig.de/basics/schnittstellen.htm
        DEE DatenEndEinrichtung
        DTE DataTerminalEquipment
        DÜE DatenÜbertragungsEinrichtung
        DCE DataCommunicationEquipment


        Anschlüsse der X.21-Schnittstelle




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
physical layer, X.21
                                                                                                   DCE
                                              DTE                                                              kein Telefonnetz!
                                                                        X.21                                                   NT
                                                                                                                  4 wire




                                                                                                                                               Zeit/time
                         DÜE/DCE
                                                                                                                      Transmit




                                                                                                                                                          Network
                                          Steuerinfo zum                                                                             Steuerinfo zum
                                                                               Transparente Daten, 8bit orientiert/
                                          Rufabbau (IA5)                                                                            Rufaufbau (IA5)
                                          Control Info to                                                                              Control Info
                                           Release (IA5)                                                                           for call setup (IA5)



                                          Zeit/time                                                                   Receive
                                            Steuerinfo zum                                                                     Steuerinfo zum
                                                                                Transparente Daten, 8bit orientiert
                                           Rufaufbau (IA5)                                                                     Rufabbau (IA5)
                                              Control Info                                                                     Control Info to
                                          for call setup (IA5)                                                                  Release (IA5)




                                                                                            (13)




                                                                     DCE-Schnittstelle X.21 - V.11, 15-polige D-Sub Buchse


      Pin Nr.   X.21 /             Richtung             Funktion
                V.11
        1
        2       Txd(+)                >               transmit data
        3       Ctrl(+)               >                   control
        4       Rxd(+)                <                receive data
        5       Ind(+)                <                  indicate
        6       Set(+)                <               signal element
                                                          timing
        7
        8       GND                  <>               signal ground
        9       Txd(-)                >               transmit data
        10      Ctrl(-)               >                   control
        11      Rxd(-)                <                receive data
        12      Ind(-)                <                  indicate
        13      Set(-)                <               signal element
                                                          timing
        14
        15


      Pin Nr.   X.21 / V.11         Richtung          Funktion

         1
                                                                                      Die Schnittstelle vom Netzabschluß (DUE) zum Netz ist
         2      Txd(+)                    <           transmit data

                                                                                      in X.21vierdrähtig. Die Übertragung ist vollduplex und
         3      Ctrl(+)                   <           control
         4      Rxd(+)                    >           receive data
                                                                                      nur durch Paritätsbits gesichert. Die Information wird
         5      Ind(+)                    >           indicate
                                                                                      mit den Zeichen des internationalen Alphabets No 5
         6      Set(+)                    >           signal element
                                                                                      übertragen.
                                                      timing
         7
                                                                                      Das internationale Alphabet No5 ist ein sieben Unit
         8      GND                    <>             signal ground

                                                                                      Alphabet, d.h. es wird mit 7Bit per Zeichen codiert. Ein
         9      Txd(-)                    <           transmit data

                                                                                      achtes Bit ist für die Parität vorgesehen
        10      Ctrl(-)                   <           control
        11      Rxd(-)                    >           receive data
                                                                                      (s.Recommendation ITU-T X4)
        12      Ind(-)                    >           indicate
        13      Set(-)                    >           signal element
                                                      timing
        14
        15




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
characteristica X.21

                  better than RS232 (number of pins, length)
                  X.21bis allows adaptation to RS232
                  control flow is slower than with RS232
                  no control during data transfer
                  contol logic (procedures) implemented in layer 1! (not OSI-
                  conform)




                                                                 (14)




         Die X.21-Empfehlung ist Anfang der 70er-Jahre bei CCITT (Vorgänger ITU-T) entstanden. Zu diesem Zeitpunkt
        gab es das OSI-Modell noch nicht. So nimmt es nicht Wunder, daß die Abbildung der X.21- Empfehlung auf das
        OSI-Schichtenmodell nicht vollständig möglich ist. Die X.21-Empfehlung hat Elemente aus den Schichten 1,2
        und 3. Sie kennt z.B.. noch nicht die Service Access Points aus dem OSI-Modell. Selbst die Schicht 1 entspricht
        nicht dem OSI-Standard, da sie nicht bittransparent ist. Kurzzeitige Signale werden in der Schicht 1 gespeichert
        und als Zustände an die Schicht 2/3 weitergegeben. Aus dieser Speicherfunktion ergibt sich die Notwendigkeit
        auch zeitliche Zusammenhänge zu betrachten. Die bei X.21 vereinbarten Protokolle sind noch sehr einfach. Sie
        erlauben in der Schicht 2 kaum Fehlerbehebungen, sondern nur gezieltes Auslösen der Verbindung.
        Die Signalisierung ist nur sehr mangelhaft gesichert! Dies ist einer der Hintergründe, warum man die
        vermittelten X.21-Netze außer Betrieb nimmt. Für die fest geschalteten Verbindungen wird keine Signalisierung
        eingesetzt, sondern nur die Zusammenschaltung durch den Operator, entweder durch manuelle Verbindung
        (Löten, Stecken) oder mit hilfe der Cross Connect-Systeme. Bei der X.21Schnittstelle werden physikalisch die
        oben bezeichneten Leitungen verwendet. Es ist darauf zu achten, daß die Erdleitungen nicht
        zusammengeschaltet werden. G steht für Ground. Der G-Leiter kann für Abschirmzwecke an den Kabeln
        verwendet werden.
        Die eigentliche Datenübertragung findet auf den Leitern R (receive) und T (transmit) statt. Die Leitungen I
        (indicate) und C (control) dienen der Steuerung der Datenflusses. Mit dem Schrittakt S wird die Synchronität der
        Endeinrichtung mit dem netz hergestellt. Der Bytetakt B ist nur optional.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
User Communications Equipment Interfaces (1)


                                                                     Physical
                                                                      Physical
                                     Terminal                                             Communications            Communication
                                      Terminal                                             Communications            Communication
                   Terminal                                            Layer
                    Terminal                                            Layer
                                     Interface                                              Equipment                  Channel
                                      Interface                                              Equipment                  Channel
                                                                     Interface
                                                                      Interface

                                                                                                            2wire




                                                                                                                                        analog line 2w
                analog Telephone                                                                                        NT
                                                                                                 Modem         Plug with resistor
                 PC with Modem                                      RS 232 (min. 10w)                                   NT
                                                                       V.24, X.21                           2wire
                                                                                                            S0-bus
                                                                                                                        NT
                                                                                                            4 wire
                                                                                                 Terminal
                                                      alternative
                                                                           Modem                 adaptor




                                                                                                                                     2 w(U-Interface)
                 PC on ISDN                                                             2 wire
                                                                    min.                                    S0-bus      NT




                                                                                                                                       digital line,
                                                                    10w                                     4 wire
                                                                                   analog line
                                                                                                  ISDN      S0-bus
                                                                       RS 232 (min. 10w)                                NT
                                                                                                            4 wire
                                                                        V.24, X.21, USB
                                                                                                 adaptor
                                                                                                            S0-bus
                                                                                                                        NT
                                                                                                            4 wire
                  ISDN Telephone


                                                                                  (15)




        This and the following slides shall illustrate scenarios in our networks, where the OSI-concepts are applied.
        The scenarios above are not complete, they serve as example only.


        Terminal Equipment, Terminal Interface and Physical Layer Interface are normally integrated into the Computer.
        Only in the old days they were distributed over several boxes.
        Even the communications equipment is in modern systems integrated into the Terminal Equipment, e.g. the
        ISDN Adapter.
        major differences of the scenarios:
        number of wires used to interconnect the units
        specification of the electrical signal at the interfaces
        networks which are used
        different access methods to the network


        Another issue to be to be paid attention to is the implementation of the OSI-Layers in the different boxes. Each
        box does not serve the layer 1 only but upper layers as well. Which layers are implemented is differing from
        scenario to scenario.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
physical layer, ISDN


                                                             S0-bus
                                                                      NT
                                                             4 wire




                         What is substantially different from the
                         configurations of RS232 and X.21?




                                                             (16)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
S0-Schnittstelle (1)

                  3 Kanäle je Richtung im Zeitmultiplex, 2B+D16
                  Busstruktur für max. 8 aufgesteckte Endgeräte
                  gemeinsame Nutzung des D-Kanals durch alle Endgeräte
                  zwei Endgeräte können gleichzeitig je einen Nutzkanal
                  belegen
                  kein Internverkehr möglich
                  Richtungstrennung durch Vierdrahtbetrieb




     Internationale Normung der S-Schnittstelle zur Erreichung einer weltweiten Endgeräte-Portabilität
                                                             (17)
     Bisher leider nur für Schicht 1 und Schicht 2 erreicht, Endgeräte sind daher mit unterschiedlicher Software für
     die jeweiligen Protokolle auszustatten.




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S0-Schnittstelle (2)


                                     TEA            TEB                     NT
                                                                                                 Uk0




                          R                                                                  R


                                                                                             R
                          R


                                                             S0



                                                                  (18)




        Richtungstrennung auf S durch Vierdrahtbetrieb:
                 auf einer Doppelader sendet der NT an alle TEs
                 die zweite Dopplerader nutzen alle TE gemeinsam für ihre Sendewünsche Richtung NT


        Abschluß der Leitungen mit je R=100 Ohm
        galvanische Trennung zwischen Leitungen und Geräten durch Übertrager
        Nennübertragungsrate auf S0 je Richtung 192 kbit/s (2 mal 64kbit/s, 1mal 16kbits, zus. Synchronisations- und
        Steuerungsbits s.u.)




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Merkmale des S0-Rahmens

                  nach ITU-T I.430/431
                  Buskonfiguration 1)
                  alle Endgeräte empfangen das selbe Signal
                  alle Endgeräte senden gemeinsam über eine Doppelader;
                  insbesondere gemeinsamer Zugriff auf den D-Kanal 2);
                  Echo-Kanal zur D-Kanal-Zugriffsteuerung
                  Aufstecken und Ziehen eines Endgerätes am Bus ohne
                  Störung bestehender Verbindungen möglich3)
                  Zeitmultiplex der einzelnen Kanäle




                                                                 (19)




        1)Diese Buskonfiguration führt zu wesentlichen Unterschieden in dem grundsätzlich angewendeten HDLC-
        Protokoll auf der Schicht 2
        2) Hier liegt wieder das Problem der Benutzung gemeinsamer Kommunikationsmedien dezentralen Partner
        ohne gemeinsame Steuerung vor. Gleichzeitige Versuche, das Kommunikationsmedium zu benutzen führt zu
        Konflikten, folglich muß der Zugriff besonders gesteuert werden. Das übliche Verfahren ist, dass vor einem
        Sendeversuch in das Kommunikationsmedium herein gehört wird und nur wenn der Eindruck besteht, es sei frei
        tatsächlich gesendet wird. Wenn dieser Vorgang von zwei Teilnehmern exakt zur gleichen Zeit erfolgt, ist der
        Konflikt vorprogrammiert, da beide im guten Glauben sind das Medium sei frei. Der Konflikt muss dann erkannt
        werden und kann nach der Erkennung beseitigt werden.


        3)Sollte von dem Apparat, der gezogen wird eine Verbindung bestehen, so wird diese eigene Verbindung in der
        Regel sehr wohl gestört (abgebaut), da das Endgerät seine TEI „vergisst“, es sei denn der Apparat verfügt über
        eine Batteriepufferung und benutzt nicht das Fehlen der Schicht 1 als Indikator zum Rücksetzen. Sollte in einem
        solchen Fall eine Batteriepufferung vorliegen und der Vorgang des Umsteckens an eine andere Steckdose
        dauert zu lange, so wird die Verbindung von der Vermittlungsstelle nach Ablauf eines Timers ausgelöst.




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Merkmale des S0-Rahmens

                  Rahmenorientierte Übertragung auf S0 1)
                  Gleichanteilsfreie Übertragung 2)
                  Aktivierungsprozedur zur Herstellung von Bit- und
                  Rahmensynchronisation 3)
                  Bittakterkennung durch Flankenerkennung 4)
                  Schicht 2:
                        Rahmenerkennung durch definierte Verletzung der Coderegel 5)




                                                                  (20)




        1) Der Rahmen muss vorhanden sein, da mehrere Kanäle gemultiplext werden. Es existiert darüber hinaus ein
        Überrahmen für die Signalisierung, da die Übertragungsrate der Signalisierung sehr viel kleiner ist, als die des
        Nutzkanales.


        2) Das Signal muss gleichanteilsfrei sein, damit die Leitungen mit Übertragern absolut symmetrisch
        abgeschlossen werden können; auf diese Weise lassen sich eingekoppelte Störsignale am Übertrager als
        Abschluss eliminieren.


        3) Die Aktivierungsprozedur wird von dem ersten Endgerät das an den S0-Bus angesteckt wird eingeleitet. Alle
        nachfolgenden Geräte müssen sich in den dann schon bestehenden Rahmen einfügen.


        4) Zur Bittakterkennung: Die Vermittlungsstelle gibt den Takt mit hoher Genauigkeit vor. Die Länge der
        Teilnehmeranschlussleitung ist bezogen auf die Laufzeit und Laufzeitschwankungen kurz. Die Dauer eines
        einzelnen Bits ist bekannt. Wenn im D-Kanal und im B-Kanal keine Information übertragen wird, ist immer noch
        das F-Bit und das FA-Bit vorhanden, die Taktinformation liefern. Der lokale Quarz muß nur genau genug sein,
        um die Zeit zwischen diesen Bits zu überbrücken. Es wird also keine PLL benötigt (schadet aber auch nicht).


        5) Diese Codeverletzung reduziert den Overhead für die Synchronisation auf ein Bit pro Rahmen. Im Vergleich
        dazu: HDLC-Protokoll wird ein Oktett für die Synchronisation pro Paket eingesetzt, ebenso wird im PCM30
        Rahmen ein ganzes Oktett für die Synchronisation verwendet.




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Signale in der Schicht 1

                  Info0 von TE oder NT
                        kein Signal , Ruhe
                  Info1von TE
                        Aktivierungsanforderung an den NT
                        ----HL------HL------HL------HL--...
                  Info2 von NT
                        einen Grundrahmen zur Syncronisation der TEs (A=0)
                  Info3 von TE
                        stabile Rahmen mit Kanälen zum NT
                  Info4 von NT
                        stabile Rahmen mit Kanälen zu den TEs (A=1)




                                                                (21)




        Die Aktivierungsinformation (Info 1) wird nur vom ersten Endgerät, das sich anschaltet auf den S0-Bus gegeben.
        Wenn schon ein Endgerät angeschaltet ist, steht schon Info 3 und Info 4 an, auf diese Rahmen kann sich das
        neue Endgerät direkt aufschalten und die Verhandlung mit der VST zum Aushandeln der TEI vornehmen; dieser
        Vorgang gehört allerdings in die Schicht 2.




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Signale in der Schicht 1




                                                             (22)




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Leitungscodierung auf der S0 -Schnittstelle

                                                             AMI - Alternate Mark Inversion:
                                                             Eine Markierung (1) wird abwechselnd mit
            AMI-Code                                         positivem bzw. negativem Impuls dargestellt.
                01011100                                     Pseudoternärer Code: zwei logische Zustände
                  +    +                                     (Null, Eins) werden auf 3 physikalische
                                                             Zustände abgebildet (pos. Impuls +, kein
                     -   -                                   Impuls 0, neg. Impuls -)
                                                             (gleichspannungsfrei)
            inv. AMI-Code
                                                             Am ISDN-Basisanschluß eingesetzt wird ein
                  01011100
                                                             invertierter AMI-Code:
                  +       +                                  nicht die (1), sondern die (0) wird
                      -     -                                abwechselnd mit positivem bzw. negativem
                                                             Impuls dargestellt.
                                                             Grund: beim Kanalzugriff setzt sich die binäre
                                                             null durch, s. layer 2


                                                                   (23)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Physical Layer: Definitionen

                  Es müssen Toleranzbereiche für die Signale definiert
                  werden!
                  Impulsmaske:




                                                               (24)




        Problem: An einem Anschluss können mehrere Geräte sein. Die Signale von diesen Geräten können
        unterschiedliche Entfernungen von der Empfangsstation haben und somit unterschiedlich verzögert und verzerrt
        bzw. gedämpft ankommen.
        Außerdem können andere Störungen auf dem Bus vorhanden sein.


        Der NT verwendet die Impulsmaske, um zu entscheiden, welche Impulse als gültig angenommen werden.
        Impulse, die nicht in die Maske passen, werden als ungültig betrachtet.




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S0-Rahmenaufbau
                                                                  48 bits in 250 microseconds

                     N T to TE

            D L. F L. B1B1B1B1B1B1B1B1 E D A FA N B2B2B2B2B2B2B2B2 E D M B1B1B1B1B1B1B1B1 E D S B2B2B2B2B2B2B2B2 E D L. F L.
        0
        1
        0

                       2 bits offs et

                       TE to NT
                D L. F L. B1B1B1B1 B1 B1 B1 B1 L. D L. FA L. B2B2 B2 B2 B2 B2B2 B2 L. D L. B1 B1 B1 B1 B1B1 B1 B1 L. D L. B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 L. D L. F L.
        Impuls:
        +
        0
        -


                 t


                A     Aktivierungsbit                            FA   Hilfsrahmenbit                           . an diesen Stellen ist der
                B1    Bit des 1. B-Kanals                        L    DC-Ausgleichbit                            Code gleichanteilsfrei
                B2    Bit des 2. B-Kanals                        M    Multiframingbit = 0
                D     Bit des D-Kanals                           N    = FA                                     Bruttobitrate
                E     Bit des Echokanals                         S    Spare = 0                                4000kHz * 48 = 192 kbps
                F     Rahmenbit



                                                                                     (25)




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S0-Busbetrieb

                  max. 12 Steckverbinder
                  Lage des NT am Bus beliebig
                  Längenbegrenzung auch für Stichleitungen

                                                        NT

             R                                                                                          R


                     TE                                            TE    TE
                                 TE            TE            TE                   TE               TE


                                                             max. 150m




                                                                  (26)




        Begrenzung der Länge durch max. zulässigen Phasenversatz zwischen den sendenden TE.
        Begrenzung der Anzahl aufgesteckter TE durch die resultierende max. zul. Signaldämpfung.




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weitere S0-Betriebsarten


               R                                                                                   R
                                                       max. 1000m
                   NT
                                                                                              TE
                   a) Punkt-zu-Punkt




                             R                                                            R
                                                      max. 500m
                                 NT
                                                                                     TE
                   b) Punkt-zu-Büschel


                                                               (27)




        Begrenzung des Punkt-zu-Punkt Betriebs durch max. zul. Dämpfung.
        Punkt-zu-Büschel: max. 4 TE, die einen max. Abstand von 25 m haben dürfen.




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Speisung

                  Speisung der NT aus DIVO
                  Speisung der Telefone aus dem lokalen Strom-Netz,
                        Spannungswandler im Telefon
                        max. Speiseleistung auf S0 : 7W
                  Notbetrieb eines Telefons aus DIVO
                        Speiseleistung aus DIVO ca. 1,3 W
                        max. 400mW für TE
                        max. 350mW für NT
                        max. 500mW für Regenerator




                                                              (28)




        Das normale analoge Fernsprechendgerät wird aus der Vermittlungsstelle gespeist. Damit ist der Dienst
        Fernsprechen unabhängig vom Vorhandensein einer lokalen Spannungsversorgung (z.B. durch die EVUs)
        sichergestellt. Die Grundfunktion Fernsprechen soll auch im ISDN ohne lokale Versorgungsspannung möglich
        sein.


        Aufgaben des Regenerators s. U-Schnittstelle




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Speiseschaltung

                              TE                                                           NT

                                                       a1
                                                                                                                    a

                                                       b1
                Telefon-                                                                   2/4 Draht-
               elektronik                                                                  Umsetzer
                                                       a2
                                                                                                                    b

                                                       b2

                                                                                                        5V
                         5V

                                                                                                               Is
                                                                                               0V
                                                                                                      I/U-
                                                                                                     Wandler
                                                                                              40 V
                                                             na
                               U/U-                                       0V
                              Wandler                                    +40 V
                                                                                      +40 V
                                                                                              220V/
                                                                                 NA
                                                                                               40V
                                                                                       0V

                                                                                              ~220 V


                                                                  (29)




        Über die a,b-Ader und eine Speisedrossel wird die Speisespannung auf einen Wandler gegeben, der die
        Betriebsspannung für den NT erzeugt.
        Über einen an das EVU-Netz angeschalteten Spannungswandler im NT wird im Normalbetrieb der S-Bus mit
        40V Gleichspannung über den Phantomkreis gespeist. Jedes TE besitzt wiederum einen Wandler, der die im
        Endgerät benötigte Versorgungsspannung aus der Busspeisung erzeugt bzw. zumindest die Polarität der
        Speisung prüft.
        Fällt die EVU-Netzspannung aus, fällt das Relais NA ab und na schaltet auf den von der VST gespeisten
        Wandler um. Dadurch wechselt die Polarität der Speisespannung. Nur das notspeiseberechtigte Endgerät bleibt
        betriebsbereit, alle anderen Endgeräte schalten sich ab.
        Die Einstellung der Notspeiseberechtigt erfolgt über einen Schalter im Endgerät.




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U-Schnittstelle (1)

                  zweidrähtige Schnittstelle
                  aus Kostengründen Verwendung der bereits installierten
                  2-adrigen Teilnehmeranschluß-leitungen (sowohl in der
                  öffentlichen Technik (Telekom) als auch in der
                  Nebenstellentechnik)
                  am Basisanschluß: Duplexübertragung von 144 kbit/s
                  keine internationale Normung




                                                              (30)




        Hohe Investionskosten für eine ev. Neuverkabelung der Teilnehmer.




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U-Schnittstelle (2)

                  denkbare Übertragungsverfahren
                        Frequenzgetrenntlageverfahren
                              nicht eingesetzt wegen hohem Bandbreitebedarf, geringer
                              Reichweite und schlechter Integrierbarkeit
                        Zeitgetrenntlageverfahren
                              Einsatz in TK-Anlagen
                        Echokompensation
                              Einsatz im öffentlichen Netz (Reichweite größer als beim
                              Zeitgetrenntlageverfahren)
                  Auswahl des Verfahren obliegt dem Netzbetreiber (keine
                  int. Normung)




                                                                (31)




        Anschlußleitungsnetze der Netzbetreiber sehr unterschiedlich, daher keine internationale Festlegung eines
        einzigen Übertragungsverfahrens möglich und sinnvoll. Vielmehr erhält der jeweilige Netzbetreiber die
        Möglichkeit, ein für sein Asl-Netz optimales Verfahren einzusetzen.




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User Communications Equipment Interfaces
                                                                           (2)

                                                          Physical
                                                           Physical
                                     Terminal                                    Communications                Communication
                                      Terminal                                    Communications                Communication
                   Terminal                                 Layer
                    Terminal                                 Layer
                                     Interface                                     Equipment                      Channel
                                      Interface                                     Equipment                      Channel
                                                          Interface
                                                           Interface



                                                                                                               Plug
                                                             802.3, coaxial cable, max 10Mbit/s (5Mbit/s)
                  PC IEEE 802.3
                                                                                                                      NT   LAN
                    Ethernet



                                                                                                        Hub/Switch
                                              802.3, twisted pair, optical fibre, 2 to 4 pairs, 100Mbit/s, 1Gbit/s
                 PC IEEE 802.3                                                                                       NT
                                                                                                                           LAN
                   Ethernet



                                                                                                         Plug, Hub
                                                                  802.4/5 , or token, phy gleich
               PC IEEE 802.4/5
                                                                                                                     NT
               Token Ring / Bus                                                                                            LAN


                                                                          (32)




        Here we are looking into access technologies for LAN. Again, the scenarios above are not complete, they serve
        as example only. For instance the mobile access is not shown, although it exists as HIPERLAN, or W-LAN
        (IEEE 802.11) or the Bluetooth, amongst others.
        The ring structure is mainly maintained in the first LAN´s with coaxial cable and a maximum transmission speed
        of 10Mbit/s. But notice, that due to the Media Access Protocol for all practical purposes it is only possible to
        achieve a data rate of 5Mbit/s.
        For 100Mbit/s and 1Gbit/s LAN´s the structure of the access was changed from a ring topology to a star
        topology. Thus we have the full transmission capacity available (if not with a Hub or Bridge several segments
        are brought together)




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User Communications Equipment Interfaces
                                                                           (3)

                                                         Physical
                                                          Physical
                                     Terminal                                Communications        Communication
                                      Terminal                                Communications        Communication
                   Terminal                                Layer
                    Terminal                                Layer
                                     Interface                                 Equipment              Channel
                                      Interface                                 Equipment              Channel
                                                         Interface
                                                          Interface



                                                    Data Terminal Equipment
                                                                                               circuit switched line, 4W
                                                                      15Wires
           X.21, X.21bis                                     DTE                   DCE

                                                                      Data Communication Equipment




                                                                 Data Communication:
                                                                HSCSD, GPRS, UMTS,
                                                             HIPERLAN,W-LAN (802.11),......




                                                                      (33)




        The X.21 respective the X.21.bis (adaptation to the RS232) are still mentioned, although the technology is a little
        outdated, but the number of running systems with this interface is still tremendous.


        A very modern example of interfacing data equipment to networks is given with the „Data“-handy. In this case
        the interface boxes are completely integrated into the handy. The interface is the air interface, which has a
        highly complicated structure. The handy is not really dealt with during this lecture. The lecture „Intelligent
        Networks and Mobile networks will take care.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
PDH-Technik zur Verbindungsnetz


                                                                   34 Mbit/s
                                                                                          140/
                 140M            140/                                                               140M
                  140M            140/                                                               140M
                                                                                           32
                   TE             34                                                                  LT
                    TE             34                                                                  LT
                                                                   8 Mbit/s
                                                                                    34/
                                               34/
                                                34/
                                                                                     2
                                                88
                                                                   2 Mbit/s

                                                                               8/
                                                             8/
                                                              8/
                                                                               2
                                                             22



                                                                                          70er-90er
                                                               Teilnehmer
                                                               Teilnehmer


                                                                        (34)




        Die ihm Rahmen verstreute Stopfinformation macht es unmöglich aus z.B. dem 140Mbit/s-Strom direkt einen
        64Kbit/s-Kanal oder einen 2Mbit/s-Kanal herauszumultiplexen. Die exakte Lage der Bits ist auf den höheren
        Ebenen nicht bekannt! Also muß immer zu der Ebene zurückgemultiplext werden, auf der der gewünschte kanal
        liegt.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Transmission Equipment Interfaces (1)

                                             Transmission                                                   Communication
             ITU-Standard

                                              Transmission                                                   Communication
                                                                       Line Termination
                                                                        Line Termination
                                               Function                                                        Channel
                                                Function                                                        Channel

                              ITU-G.703
                                                                                                        optical, RF, coaxial
                                                                                                         optical, RF, coaxial
                                                                      optical, RF, coaxial
                                                                       optical, RF, coaxial               Communication
                                                      PDH                                                  Communication
                                                                       Line Termination
                                                                        Line Termination                      Channel
                                                                                                               Channel
                                          ITU-G.703
          ITU-G.703




                                                                                              ITU-G.650ff
                                                                                                        optical, RF, coaxial
                                                                                                         optical, RF, coaxial
                                                                      optical, RF, coaxial
                                                                       optical, RF, coaxial
                                                       PDH                                                Communication
                                                                                                           Communication
                                                                       Line Termination
                            PDH                                         Line Termination                      Channel
                                                                                                               Channel
                              ITU-G.703




                                                                                                            optical, RF, coaxial
                                                                                                             optical, RF, coaxial
                                                                      optical, RF, coaxial
                                                         Signal        optical, RF, coaxial
                                                          Signal                                              Communication
                                                                                                               Communication
                                                      Regeneration     Line Termination
                                                       Regeneration     Line Termination                          Channel
                                                                                                                   Channel

                                                                           (35)




        Not only the Terminal equipment is designed according to the layering rules of the OSI-model, but also the
        transmission equipment. For the PDH-equipment (Plesiochronous Digital Hierarchy) shown here we have some
        difficulties to map the structure into the OSI-concept. PDH was developed much earlier than OSI-stacks. But at
        least the physical layer of interfacing to the transmission media can be considered to be close to OSI-ideas.
        Because transmission equipment is defined to serve as link it covers only layer 1 (physical) and layer 2 (link
        control).
        It is not very common to express the relations of transmission entities by the properties of the OSI-model,
        although it could be done. A very important issue in transmission is the aggregation of signals using
        multiplexing techniques and even the multiplexing of multiplexed signals. This is difficult to show in the OSI
        nomenclature.
        The Regenerator is a symmetrical unit. The picture shows one half of it. The Regenerator is used to form the
        digital Signal after it is distorted on its path through the transmission media.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
SDH-Multiplexspinne

                           XN         X1
                                                                                                               140 Mbit/s
                  STM-N         AUG        AU-4         VC-4                                            C-4


                                                           X3

                                                                              X1
                                                                 TUG-3                  TU-3    VC-3
                                      X3


                                                                         X7
                                                                                                               45 Mbit/s
                                       AU-3             VC-3                                            C-3
                                                                                                               34 Mbit/s

                                                                X7               X1
                                                                     TUG-2              TU-2     VC-2   C-2    6 Mbit/s

                                                                                   X3

                                                                                        TU-12   VC-12   C-12   2 Mbit/s
                                  multiplexing (*N)
                                                                              X4
                                  aligning (+Pointer)
                                                                                        TU-11   VC-11   C-11   1.5 Mbit/s
                                  mapping (+POH)




                                                                          (36)




        Die SDH-Spinne ist ein Entity-Relationship Diagram (E-R). E-R zeigen Zusammenhänge(relationship) zwischen
        funktionalen Einheiten(entity) auf.
        Sowohl synchrone als auch plesiochrone Nutzlasten können über SDH-Transportsysteme übertragen werden.
        In Europa ist der VC-4 die Basistransporteinheit, während in den USA der VC-3 dieselbe Rolle spielt.
        Die x-Werte an den Multiplexpfeilen geben den Multiplexfaktor an.
        Die niedrigen Bitraten 1,5, 2 und 6Mbit/s führen durch Zufügen des Pathoverheads und Pointers erst zur
        Tributary Unit. Bei den höheren Bitraten entspricht das der Administrativ Unit.
        Zu beachten ist noch die Indizierung der Bitraten in den Containern (Cik), i=1 für 1,5 und 2Mbit/s, k=1 für
        1,5Mbit/s und k=2 für 2Mbit/s, i=2 für 6Mbit/s




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Transmission Equipment Interfaces (2)

                                              Multiplex                                         Communication
                                               Multiplex                                         Communication
                                                               Line Termination
                                                                Line Termination
                                              Interface                                            Channel
                                               Interface                                            Channel
           ITU-Standard




                                                                                                    optical, RF
                                ITU-G.701-9
                                                                                                     optical, RF
                                                                  optical, RF,
                                                                   optical, RF,                   Communication
                                                                                                   Communication
                                                               Line Termination
                                                                Line Termination                     Channel
                                                                                                      Channel
                                                SDH
                                                                                                    optical, RF
                                                                                                     optical, RF
                                                                  optical, RF,
                                                                   optical, RF,                   Communication
                                                                                                   Communication
                                                               Line Termination
                                                                Line Termination                     Channel
                                                                                                      Channel
           ITU-G.701-9




                                                                                                    optical, RF
                                                                                                     optical, RF
                                                                   optical, RF,
                                                                    optical, RF,                  Communication
                                                                                                   Communication
                                                                Line Termination
                          SDH                                    Line Termination                    Channel
                                                                                                      Channel
                                                SDH
                                                                                                    optical, RF
                                                                  optical, RF,                       optical, RF
                                                                   optical, RF,                   Communication
                                                               Line Termination                    Communication
                                                                Line Termination                     Channel
                                                                                                      Channel

                                                                                  ITU-G.650ff
                                                                  (37)




        The general remarks for the PDH are valid for the SDH (Synchronous Digital Hierarchy) as well. SDH has a
        number of advantages compared to PDH which promoted the switch from PDH to SDH in a few years only. SDH
        is much more cost efficient. Further explanations will be given in the ISDN-lecture.
        The SDH family has a regenerator as member, but on this level of abstraction the function is identically to the
        regenerator of the PDH systems. Thus it is not shown.




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Add Drop Multiplexer (ADM)
                                                                                              STM4 in       STM4out




              TUG21 TUG22         TUG264     TUG21 TUG22         TUG264              TUG21 TUG22        TUG264

                             STM11                           STM12                                 STM14
                                                             Patchen eines
                                                                                     STM4 in
                                                             155Mbit/s-Signales


                                  Patchen eines
                                  2Mbit/s-Signales

                       TUG21 TUG22          TUG264    TUG21 TUG22           TUG264          TUG21 TUG22           TUG264

                                      STM11                          STM12                                 STM14

                                                                                           STM4 out
                                                                                       Add und Drop
                    Add und Drop
                                                                                       eines 155Mbit/s Signales
                    eines 2Mbit/s Signales

                                                                     (38)




        ADM‘s sind in der Lage, aus einem hochbitratigen SDH-Bitstrom plesiochrone und niederratige synchrone
        Signale herauszulösen bzw. einzufügen. Deshalb ist der Aufbau von Ringstrukturen möglich.
        Ein Multiplexer hat keinen Zeitlagenumstieg. Ein Eingangscontainer kann immer nur auf denselben
        Ausgangscontainer geschaltet werden (patchen), oder ein Eingangscontainer kann heraus geschaltet (drop)
        werden und dafür der zeitlich gleiche im Ausgangsswignal neu belegt (add) werden.
        Zeitliche Verzögerungen entstehen nur durch die multiplexinterne Bearbeitungszeit der Signale und den
        Phasenausgleich bei Eingangssystemen unterschiedlicher Herkunft.
        Eingangs- und Ausgangsleitungen sind topologisch gesehen 1-polige Busleitungen, auf denen serieller Betrieb
        stattfindet.
        Durch vervierfachen der STM4-Blöcke kann das Bild auf STM16 Betrieb erweitert werden. Dann können auch
        die STM4 Signale gepatched oder ein- und ausgefügt werden.
        Hinweise:         Das Blocksymbol oben rechts ist vollduplex gezeichnet, so wie die Realisierungen heute
                          vorliegen. Halbduplexsysteme sind nicht üblich, da diese Technik aus den
                                           Sprachdialognetzen stammen, in denen man immer beide Richtungen
        benötigt (wenn kein                TASI (Time Assignement Speech Interpolation) angewendet wird, also
        keine Sprachpausen                 genutzt werden, um mit dem Kanal andere Signale zu übertragen).
                           Im Hauptbild ist nur eine Übertragungsrichtung gezeichnet. Die zweite ist zugunsten der
                           Klarheit der                        Darstellung entfallen, in der Realität aber vorhanden.




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Physical Layer SDH/SONET

                  The specifications cover :
                        optical interfaces (ITU G.957) ,
                        electrical interfaces (ITU G.703)
                        radio interfaces
                        submarine systems interfaces
                        compatibility of equipment from different vendors
                        transmission distances depending on fibres and bit rates




                                                               (39)




        SONET :            Synchronous Optical Network
        SDH:               Synchronous Digital Hierarchy


        We will not cover the radio interfaces and the submarine systems. The radio systems show very special
        requirements regarding bit error rates (BER) and the submarine systems need a span (length of multiplex
        section) of several thousand kilometers(http://home.singtel.com/news/default.asp?art_id={4F269FA3-F938-
        031A-E12E-B3FA44FA2458}).




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Reference points for the SDH optical section




                              RS/OS                                                              RS/OS

                                OS                                                                OS
                                                             optical section trail


                           OpticalSocket                                                    OpticalSocket




                                                             physical media trail

                            OpticalPlug                                                       OpticalPlug




                                                                    Fibre
                                      S                                                      R



                                                                         (40)




        Reference points are no interfaces! They describe logical or functional points within the network. The reference
        point S is the input of an optical fiber for the SDH transmission. The transmission margins for the connection of
        the optical plug are counted within the transmission system, not within the fiber. The corresponding reference
        point at the output of that fiber is the R-reference point.
        Abreviations:      RS: repeater section
                           OS: optical section




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Classification of optical interfaces based on
                                                                         application



                                             Intra-
                      Application                                                 Inter-office
                                             office
                                                              Short-haul                     Long-haul

                   Source nominal            1310            1310          1550      1310            1550
                   wavelength (nm)

                   Type of fibre            Rec.         Rec.           Rec.        Rec.         G.652   Rec.
                                            G.652        G.652         G.652        G.652        G.654   G.653
                   Distance                  ~ 20                   ~ 15             ~ 40            ~ 80
                   (km)a)




                                                                       (41)




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Transmission Equipment Interfaces (3)

                                         Multiplex                                                    Communication
                                          Multiplex                                                    Communication
                                                               Line Termination
                                                                Line Termination
                                         Interface                                                       Channel
                                          Interface                                                       Channel




                                                                                                 ITU
           Standard




                                                                                                                optical
                              IETF


                                                                                                                 optical
                                            Wrapper                 optical
                                                                     optical                                Communication
                                                                                                             Communication
                                            Protocol           Line Termination
                                                                Line Termination                               Channel
                                                                                                                Channel




                                                                                              ITU-G.650ff
                              IEEE




                                                                                                                optical
                                                                                                                 optical
                                                                    optical
                                           802.3                     optical                                Communication
                                                                                                             Communication
                                                               Line Termination
                                                                Line Termination                               Channel
                                                                                                                Channel




                                                                   (42)




        The wrapper protocol is used e.g. to gain cost efficient access for IP packets to an optical long distance network.




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ISDN-Switching Equipment Interfaces (3)

                                         Multiplex                                                Communication
                                          Multiplex                                                Communication
                                                                 Line Termination
                                                                  Line Termination
                                         Interface                                                   Channel
                                          Interface                                                   Channel
                    Switching
                     matrix



                                                                    Uko, 2w
                                     ISDN line                                          NT
                                                                                         NT
                                       card
                                                      analog, 300-3400Hz
                                    analog line
                                                                                        NT
                                                                                         NT
                                       card
                                                                                     private automatic branch exchange

                                      S2m line         digital, 2Mbit/s, S2m
                                                                                                   PABX
                                                                                                    PABX
                                        card
                                                             2Mbit/s
                                       2Mbit/s
                                      line card
                                                                                              155Mbit/s
                             Control
                                                             Communication
                                                              Communication
                                                                Channel
                                                                 Channel
                                                                    (43)




        The concentration in this slide is on the switch, not the terminals which are only given for better understanding.


        The ISDN switches serve four different types of communication channels:
                  the analog channel with a bandwidth of 3100Hz
                  the ISDN Basic rate access for the ISDN telephone
                  the ISDN primary rate access with 2Mbit/s (2,048) for the interconnection of PABX´s with a minimum
                 need
                   of 30 channels
                  the 2Mbit/s access to other switches, using the transmission network (mainly SDH)
        Note, that the switching matrix is operating on 64Kbit/s only, world wide!


        The scenario for routers or switches in the data communication networks is very similar. The routers and
        switches are connected to the environment by the interfaces to the appropriate terminals (given there) and
        interfaces to the transmission and switching networks (SDH, X.25, ATM, WDM)




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
Internationale Referenzverbindung
                                                                               im öffentlichen Netz

                                                                              160.000 km


                                                                       A1                     A1

                                                                  40000 km             40000 km

                                                                                  G1
                                                                  12.500 km             12.500 km

                                                                         A1                   A1
                                                                      5000 km           5000 km
                         100 km             400 km             1000 km                                  1000 km           400 km       100 km
                                                                                1000km
                              x        xx       xx        xx       xx                              xx   xx     xx    xx        x           DEE
                 DEE
                                  x                                                                                                y
                                       National                                  International                       National
                          Lokal                                                                                                        Lokal


                          D                  A                    A                     G1                A                 A              D

                                                     B1                                                         B1

                                                                                  B
                                                                                  C
                                                                                  E




                                                                                       (44)




        Diese internationale Referenzverbindung ist bei ITU standardisiert. Sie soll an dieser Stelle zeigen, welche
        Entfernungen in den einzelnen Netzabschnitten einer internationalen Datenverbindung zu überbrücken sind.
        Eine nationale Anschlußleitungslänge von 100km mag international kurz erscheinen, wenn wir aber diese Länge
        mit der Asl im Telefonnetz vergleichen, die höchstens 20km lang ist, und im Mittel sogar nur wenige km
        überbrückt, dann ist die Asl des Datennetzes extrem lang. Die Ursache dafür ist die niedrige Anschlußdichte in
        der Fläche. Für wenige Teilnehmer werden nur wenige Vermittlungsstellen aufgebaut und dafür die Teilnehmer
        über eine lange Asl herangeführt. Zum Vergleich, im ISDN sind einige tausend Vermittlungsstellen in der
        Bundesrepublik installiert, um etwa 40Mio Teilnehmer zu versorgen. Im dedizierten Datennetz werden einige
        100Tsd Teilnehmer von einigen 10 Datenvermittlungsstellen versorgt.
        Die Konsequenzen aus dieser Länge der Asl sind:
        keine Fernspeisung der Endgeräte (die Verlustleistung auf der Asl wäre zu groß)
        elektronische Einrichtungen in der Asl sorgen für die Reichweitenerhöhung (Wartungsaufwand im Vergleich zu
        Investitionskosten)


        Die 160 000km kommen durch 2 Satellitenhops zusammen : gerundete Entfernung der Geostationären
        Satelliten (36000km senkrecht) 40000km rauf, 40000km runter, 40000rauf und 40000km runter.




© UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
The End




                                                             (45)




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[10] Nu P 06 1
[10] Nu P 06 1
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  • 1. Protokolle der OSI-Schicht 1 Physical Layer Kapitel 6.1 Netze und Protokolle Dr.-Ing. J. Steuer Institut für Kommunikationstechnik www.ikt.uni-hannover.de Literatur: [Spra91] J.D.Spragins,et.all, Telecommunications Protocols and Design, Addison Wesley Publishing Company, 1991, ISBN 0-201-09290-5 [Hals96] F.Halshall, „Data Communications, Computer Networks and Open Systems“, 4th edition, Edison-Wesley, 1996, ISBN 0-201-42293-X [Stall90] William Stallings, Local and Metropolitan Area Networks, 1990; MacMillen Publishing Company, ISBN0-02-415465-2 [Kann] Kanbach, Körber, ISDN - Die Technik, Hüthig-Verlag © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 2. Goals Based on the OSI-model and the network structures explained in the introduction this lecture shall clarify the role of the layer 1 : it shall enhance the understanding of the concept of the layer 1, the physical layer: specification of mechanical, electrical, functional and procedural issues the following examples are used to show the differences in implementations Terminal equipment for voice and data networks using wired and wireless access network elements for public and private networks using switched and leased lines : PDH, SDH, switches and router (2) Sometimes we find more functions in layer one than defined in the OSI-Standard. Remember the value OSI-Standard is the concept, not the actual implementation. You will find these differences comparing the different physical layers presented here. Of course there is also a history in the development of the layer one functionality. The evolution was driven by technological enhancements. In the very beginning of digital systems (where the roots of the OSI-system descend from) we had only base band transmission, pulses of DC. Clearly the physical layer is with a high probability different in modern mobile systems with OFDM-transmission and SDMA access techniques. Sometimes the way of the graphical representation of the layered model of the communication stack is so different from the original OSI standard that you nearly can´t recognize it, still the concept is similar. We find this often in the layering transmission stacks. This is not for fun or because transmission engineers need to be different, it is just because they need a more detailed view on the transmission link than the switching engineer. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 3. Functions to layers in the ISDN protocol stack Layer Function 7: Application application related functions 6: encription compression Presentation decription expansion 5: session session session to session session connection connection transport connection Session management connection establishment release synchronization mapping 4: Transport Transport Transport Error detection Flow Segmenting connection connection connection /recovery control blocking Transport multiplexing establishment release 3: Routing network network network congestion addressing connection connection connection control Network relaying establishment release multiplexing 2: data link data link Flow control Error control sequence Frame media connection connection control synchronization access Data Link establishment release control 1: physical layer physical bit channel bit synchronization connectors connection connection transmission structure Physical activation deactivation multiplex (3) The ISDN protocol stack serves as example for the functional assignment to the layers of a protocol stack. In this chapter we are dealing with the physical layer only. The student shall understand that other protocol stacks show different assignments. The assignments are influenced by history and functional requirements. Some protocols were developed during the same period than the OSI protocol concept. This explains mayor differences, because it took some time until OSI was stable. Protocols developed prior to OSI do not need explanations for deviations. But why even protocols differ from OSI which were developed post OSI? Very simple: OSI puts a burden on the implementation, because it might not be efficient regarding timing and control overhead. Time and transmission capacity critical applications, like ATM or TCP/IP in certain applications force the developer to deviate from OSI implementation. Notice: Deviations are only allowed in layering and in functional assignments to layers. All other issues of OSI concepts should be followed strictly! Try to find out, why the channel structure multiplex is implemented in the layer one and not in the layer two! © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 4. Functions to layers in IEEE802.3 - Ethernet Layer Function 7: Application 6: Presentation Do you realize differences Do you realize differences 5: To the ISDN protocol stack? Session To the ISDN protocol stack? 4: Transport 3: Network 2: LLC Link Level Data Link Control MAC Media Access Control 1: connectors bit bit transmission synchronization Physical (4) The IEEE 802.3 (Ethernet) protocol stack compared to the last slide (ISDN Protocol stack) proofs the statement, that the functional assignment differs from application to application. The Ethernet LAN (Local Area Network) establishes links between terminals simply by broadcasting the messages on a shared media, e.g. an coaxial cable. This holds for the 10Mbit/s Ethernet only! The packets broadcasted carry the address of the receiver and are passing every station. Only the addressed station shall access the packet. For such a scheme a network layer is not required, there is no switching, no routing, no connection control. The protocol is indeed very simple. The simplicity is paid for with a high need for bandwidth, but that is not critical in the local access. Especially not in the later versions of the IEEE 802.3 with 100Mbit/s ore 1 Gbit/s where the medium is no longer shared between the connected stations. Mor details will be given in the lecture dealing with the layer 2. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 5. mechanical principles, layer 1 Physical Physical Terminal Communications Communication Terminal Communications Communication Terminal Layer Terminal Layer Interface Equipment Channel Interface Equipment Channel Interface Interface few 10 few 100 few 10 km few meters meters meters the closer we are to the Terminal, the more dedicated wires are used for communication, control, synchronization and grounding the more wires a connection has the shorter it is designed long distance networks are supplied with 4-wire (2-fibre) techniques in order to support different channels for both directions subscriber access equipment is often designed for 2-wire connections to save investment (last mile!) [seperation of both communication directions are handled with frequency-, time-, code- or hybrid-multiplex] (5) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 6. electrical principles, layer 1 Physical Physical Terminal Communications Communication Terminal Communications Communication Terminal Layer Terminal Layer Interface Equipment Channel Interface Equipment Channel Interface Interface high voltage telecommunication logical power e.g. 15V, high level: about 0,7V, level, e.g. TTL, distortion margin near end cross talk CMOS,.. close to the terminal the logical levels of the logic family implemented in the adjacent equipment are used longer distances to the communications equipment require higher distortion margins long distance networks are supplied with 4-wire twisted pair (or 2-fibre) techniques in order to support dedicated channels for both directions subscriber access equipment is often designed for 2-wire connections to save investment (last mile!) [separation of both communication directions are handled with frequency-, time-, code- or hybrid-multiplex] remote power feeding is found between the first network element and the terminal equipment (6) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 7. User Communications Equipment Interfaces (1) Physical Physical Terminal Communications Communication Terminal Communications Communication Terminal Layer Terminal Layer Interface Equipment Channel Interface Equipment Channel Interface Interface 2wire analog line 2w analog Telephone NT Modem Plug with resistor PC with Modem RS 232 (min. 10w) NT V.24, X.21 2wire S0-bus NT 4 wire Terminal alternative Modem adaptor 2 w(U-Interface) PC on ISDN 2 wire min. S0-bus NT digital line, 10w 4 wire analog line ISDN S0-bus RS 232 (min. 10w) NT 4 wire V.24, X.21, USB adaptor S0-bus NT 4 wire ISDN Telephone (7) This and the following slides shall illustrate scenarios in our networks, where the OSI-concepts are applied. The scenarios above are not complete, they serve as example only. Terminal Equipment, Terminal Interface and Physical Layer Interface are normally integrated into the Computer. Only in the old days they were distributed over several boxes. Even the communications equipment is in modern systems integrated into the Terminal Equipment, e.g. the ISDN Adapter. major differences of the scenarios: number of wires used to interconnect the units specification of the electrical signal at the interfaces networks which are used different access methods to the network Another issue to be to be paid attention to is the implementation of the OSI-Layers in the different boxes. Each box does not serve the layer 1 only but upper layers as well. Which layers are implemented is differing from scenario to scenario. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 8. Physical layer, modem Modem RS 232 (min. 10w) NT V.24 2 wire centronix plug TAE plug (1TR ) (ISO 2110) • ITU V.24 •electrical: min +3V logical 0 / -3V Western plug logical 1 (ISO8877/RJ45) 4w of 8w •max +15V logical 0 / -15V logical 1 note: symmetric to ground! • ITU V.28 or RS232: • electrical: 860mV ac (0Np) •alternative: 20mA current on 2w • modulation: ASK (Amplitude shift keying) (insensitive against noise) FSK (Frequency SK) •cable length (V.24/RS232): 15m PSK (Phase SK) •bit rates < 20kBit/s • transmission rates: • ITU V.10/11 RS423A/422A from 200bit/s to 56Kbit/s •allow for max 10Mbit/s and 10m or 100Kbit/s and 1000m (8) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 9. Pins of RS 232 (9) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 10. Connection set up (procedure) (10) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 11. Limitations of V.24/RS232 low speed short length (15m) different ground potentials at transmitter and receiver can influence the signal expensive due to min 10 wires number of options in the standard is 15! (11) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 12. physical layer, X.21 DCE DTE kein Telefonnetz! X.21 NT 4 wire B-Bytetakt/Byte timing S-Schrittakt/Signal element timing I-Melden/Indication DÜE C-Steuern/Control DEE R-Empfangen/Receive DCE T-Senden/Transmit DTE Ga-DEE Rückleiter/Signal Ground G-Erdleiter/Ground Gb-DÜE Rückleiter/Signal Ground (12) X.21 ist der ITU-T-Standard für den Zugriff auf digitale Netze. (max. 10MBit/s) Infos siehe: http://www.frankuhlig.de/basics/schnittstellen.htm DEE DatenEndEinrichtung DTE DataTerminalEquipment DÜE DatenÜbertragungsEinrichtung DCE DataCommunicationEquipment Anschlüsse der X.21-Schnittstelle © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 13. physical layer, X.21 DCE DTE kein Telefonnetz! X.21 NT 4 wire Zeit/time DÜE/DCE Transmit Network Steuerinfo zum Steuerinfo zum Transparente Daten, 8bit orientiert/ Rufabbau (IA5) Rufaufbau (IA5) Control Info to Control Info Release (IA5) for call setup (IA5) Zeit/time Receive Steuerinfo zum Steuerinfo zum Transparente Daten, 8bit orientiert Rufaufbau (IA5) Rufabbau (IA5) Control Info Control Info to for call setup (IA5) Release (IA5) (13) DCE-Schnittstelle X.21 - V.11, 15-polige D-Sub Buchse Pin Nr. X.21 / Richtung Funktion V.11 1 2 Txd(+) > transmit data 3 Ctrl(+) > control 4 Rxd(+) < receive data 5 Ind(+) < indicate 6 Set(+) < signal element timing 7 8 GND <> signal ground 9 Txd(-) > transmit data 10 Ctrl(-) > control 11 Rxd(-) < receive data 12 Ind(-) < indicate 13 Set(-) < signal element timing 14 15 Pin Nr. X.21 / V.11 Richtung Funktion 1 Die Schnittstelle vom Netzabschluß (DUE) zum Netz ist 2 Txd(+) < transmit data in X.21vierdrähtig. Die Übertragung ist vollduplex und 3 Ctrl(+) < control 4 Rxd(+) > receive data nur durch Paritätsbits gesichert. Die Information wird 5 Ind(+) > indicate mit den Zeichen des internationalen Alphabets No 5 6 Set(+) > signal element übertragen. timing 7 Das internationale Alphabet No5 ist ein sieben Unit 8 GND <> signal ground Alphabet, d.h. es wird mit 7Bit per Zeichen codiert. Ein 9 Txd(-) < transmit data achtes Bit ist für die Parität vorgesehen 10 Ctrl(-) < control 11 Rxd(-) > receive data (s.Recommendation ITU-T X4) 12 Ind(-) > indicate 13 Set(-) > signal element timing 14 15 © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 14. characteristica X.21 better than RS232 (number of pins, length) X.21bis allows adaptation to RS232 control flow is slower than with RS232 no control during data transfer contol logic (procedures) implemented in layer 1! (not OSI- conform) (14) Die X.21-Empfehlung ist Anfang der 70er-Jahre bei CCITT (Vorgänger ITU-T) entstanden. Zu diesem Zeitpunkt gab es das OSI-Modell noch nicht. So nimmt es nicht Wunder, daß die Abbildung der X.21- Empfehlung auf das OSI-Schichtenmodell nicht vollständig möglich ist. Die X.21-Empfehlung hat Elemente aus den Schichten 1,2 und 3. Sie kennt z.B.. noch nicht die Service Access Points aus dem OSI-Modell. Selbst die Schicht 1 entspricht nicht dem OSI-Standard, da sie nicht bittransparent ist. Kurzzeitige Signale werden in der Schicht 1 gespeichert und als Zustände an die Schicht 2/3 weitergegeben. Aus dieser Speicherfunktion ergibt sich die Notwendigkeit auch zeitliche Zusammenhänge zu betrachten. Die bei X.21 vereinbarten Protokolle sind noch sehr einfach. Sie erlauben in der Schicht 2 kaum Fehlerbehebungen, sondern nur gezieltes Auslösen der Verbindung. Die Signalisierung ist nur sehr mangelhaft gesichert! Dies ist einer der Hintergründe, warum man die vermittelten X.21-Netze außer Betrieb nimmt. Für die fest geschalteten Verbindungen wird keine Signalisierung eingesetzt, sondern nur die Zusammenschaltung durch den Operator, entweder durch manuelle Verbindung (Löten, Stecken) oder mit hilfe der Cross Connect-Systeme. Bei der X.21Schnittstelle werden physikalisch die oben bezeichneten Leitungen verwendet. Es ist darauf zu achten, daß die Erdleitungen nicht zusammengeschaltet werden. G steht für Ground. Der G-Leiter kann für Abschirmzwecke an den Kabeln verwendet werden. Die eigentliche Datenübertragung findet auf den Leitern R (receive) und T (transmit) statt. Die Leitungen I (indicate) und C (control) dienen der Steuerung der Datenflusses. Mit dem Schrittakt S wird die Synchronität der Endeinrichtung mit dem netz hergestellt. Der Bytetakt B ist nur optional. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 15. User Communications Equipment Interfaces (1) Physical Physical Terminal Communications Communication Terminal Communications Communication Terminal Layer Terminal Layer Interface Equipment Channel Interface Equipment Channel Interface Interface 2wire analog line 2w analog Telephone NT Modem Plug with resistor PC with Modem RS 232 (min. 10w) NT V.24, X.21 2wire S0-bus NT 4 wire Terminal alternative Modem adaptor 2 w(U-Interface) PC on ISDN 2 wire min. S0-bus NT digital line, 10w 4 wire analog line ISDN S0-bus RS 232 (min. 10w) NT 4 wire V.24, X.21, USB adaptor S0-bus NT 4 wire ISDN Telephone (15) This and the following slides shall illustrate scenarios in our networks, where the OSI-concepts are applied. The scenarios above are not complete, they serve as example only. Terminal Equipment, Terminal Interface and Physical Layer Interface are normally integrated into the Computer. Only in the old days they were distributed over several boxes. Even the communications equipment is in modern systems integrated into the Terminal Equipment, e.g. the ISDN Adapter. major differences of the scenarios: number of wires used to interconnect the units specification of the electrical signal at the interfaces networks which are used different access methods to the network Another issue to be to be paid attention to is the implementation of the OSI-Layers in the different boxes. Each box does not serve the layer 1 only but upper layers as well. Which layers are implemented is differing from scenario to scenario. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 16. physical layer, ISDN S0-bus NT 4 wire What is substantially different from the configurations of RS232 and X.21? (16) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 17. S0-Schnittstelle (1) 3 Kanäle je Richtung im Zeitmultiplex, 2B+D16 Busstruktur für max. 8 aufgesteckte Endgeräte gemeinsame Nutzung des D-Kanals durch alle Endgeräte zwei Endgeräte können gleichzeitig je einen Nutzkanal belegen kein Internverkehr möglich Richtungstrennung durch Vierdrahtbetrieb Internationale Normung der S-Schnittstelle zur Erreichung einer weltweiten Endgeräte-Portabilität (17) Bisher leider nur für Schicht 1 und Schicht 2 erreicht, Endgeräte sind daher mit unterschiedlicher Software für die jeweiligen Protokolle auszustatten. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 18. S0-Schnittstelle (2) TEA TEB NT Uk0 R R R R S0 (18) Richtungstrennung auf S durch Vierdrahtbetrieb: auf einer Doppelader sendet der NT an alle TEs die zweite Dopplerader nutzen alle TE gemeinsam für ihre Sendewünsche Richtung NT Abschluß der Leitungen mit je R=100 Ohm galvanische Trennung zwischen Leitungen und Geräten durch Übertrager Nennübertragungsrate auf S0 je Richtung 192 kbit/s (2 mal 64kbit/s, 1mal 16kbits, zus. Synchronisations- und Steuerungsbits s.u.) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 19. Merkmale des S0-Rahmens nach ITU-T I.430/431 Buskonfiguration 1) alle Endgeräte empfangen das selbe Signal alle Endgeräte senden gemeinsam über eine Doppelader; insbesondere gemeinsamer Zugriff auf den D-Kanal 2); Echo-Kanal zur D-Kanal-Zugriffsteuerung Aufstecken und Ziehen eines Endgerätes am Bus ohne Störung bestehender Verbindungen möglich3) Zeitmultiplex der einzelnen Kanäle (19) 1)Diese Buskonfiguration führt zu wesentlichen Unterschieden in dem grundsätzlich angewendeten HDLC- Protokoll auf der Schicht 2 2) Hier liegt wieder das Problem der Benutzung gemeinsamer Kommunikationsmedien dezentralen Partner ohne gemeinsame Steuerung vor. Gleichzeitige Versuche, das Kommunikationsmedium zu benutzen führt zu Konflikten, folglich muß der Zugriff besonders gesteuert werden. Das übliche Verfahren ist, dass vor einem Sendeversuch in das Kommunikationsmedium herein gehört wird und nur wenn der Eindruck besteht, es sei frei tatsächlich gesendet wird. Wenn dieser Vorgang von zwei Teilnehmern exakt zur gleichen Zeit erfolgt, ist der Konflikt vorprogrammiert, da beide im guten Glauben sind das Medium sei frei. Der Konflikt muss dann erkannt werden und kann nach der Erkennung beseitigt werden. 3)Sollte von dem Apparat, der gezogen wird eine Verbindung bestehen, so wird diese eigene Verbindung in der Regel sehr wohl gestört (abgebaut), da das Endgerät seine TEI „vergisst“, es sei denn der Apparat verfügt über eine Batteriepufferung und benutzt nicht das Fehlen der Schicht 1 als Indikator zum Rücksetzen. Sollte in einem solchen Fall eine Batteriepufferung vorliegen und der Vorgang des Umsteckens an eine andere Steckdose dauert zu lange, so wird die Verbindung von der Vermittlungsstelle nach Ablauf eines Timers ausgelöst. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 20. Merkmale des S0-Rahmens Rahmenorientierte Übertragung auf S0 1) Gleichanteilsfreie Übertragung 2) Aktivierungsprozedur zur Herstellung von Bit- und Rahmensynchronisation 3) Bittakterkennung durch Flankenerkennung 4) Schicht 2: Rahmenerkennung durch definierte Verletzung der Coderegel 5) (20) 1) Der Rahmen muss vorhanden sein, da mehrere Kanäle gemultiplext werden. Es existiert darüber hinaus ein Überrahmen für die Signalisierung, da die Übertragungsrate der Signalisierung sehr viel kleiner ist, als die des Nutzkanales. 2) Das Signal muss gleichanteilsfrei sein, damit die Leitungen mit Übertragern absolut symmetrisch abgeschlossen werden können; auf diese Weise lassen sich eingekoppelte Störsignale am Übertrager als Abschluss eliminieren. 3) Die Aktivierungsprozedur wird von dem ersten Endgerät das an den S0-Bus angesteckt wird eingeleitet. Alle nachfolgenden Geräte müssen sich in den dann schon bestehenden Rahmen einfügen. 4) Zur Bittakterkennung: Die Vermittlungsstelle gibt den Takt mit hoher Genauigkeit vor. Die Länge der Teilnehmeranschlussleitung ist bezogen auf die Laufzeit und Laufzeitschwankungen kurz. Die Dauer eines einzelnen Bits ist bekannt. Wenn im D-Kanal und im B-Kanal keine Information übertragen wird, ist immer noch das F-Bit und das FA-Bit vorhanden, die Taktinformation liefern. Der lokale Quarz muß nur genau genug sein, um die Zeit zwischen diesen Bits zu überbrücken. Es wird also keine PLL benötigt (schadet aber auch nicht). 5) Diese Codeverletzung reduziert den Overhead für die Synchronisation auf ein Bit pro Rahmen. Im Vergleich dazu: HDLC-Protokoll wird ein Oktett für die Synchronisation pro Paket eingesetzt, ebenso wird im PCM30 Rahmen ein ganzes Oktett für die Synchronisation verwendet. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 21. Signale in der Schicht 1 Info0 von TE oder NT kein Signal , Ruhe Info1von TE Aktivierungsanforderung an den NT ----HL------HL------HL------HL--... Info2 von NT einen Grundrahmen zur Syncronisation der TEs (A=0) Info3 von TE stabile Rahmen mit Kanälen zum NT Info4 von NT stabile Rahmen mit Kanälen zu den TEs (A=1) (21) Die Aktivierungsinformation (Info 1) wird nur vom ersten Endgerät, das sich anschaltet auf den S0-Bus gegeben. Wenn schon ein Endgerät angeschaltet ist, steht schon Info 3 und Info 4 an, auf diese Rahmen kann sich das neue Endgerät direkt aufschalten und die Verhandlung mit der VST zum Aushandeln der TEI vornehmen; dieser Vorgang gehört allerdings in die Schicht 2. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 22. Signale in der Schicht 1 (22) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 23. Leitungscodierung auf der S0 -Schnittstelle AMI - Alternate Mark Inversion: Eine Markierung (1) wird abwechselnd mit AMI-Code positivem bzw. negativem Impuls dargestellt. 01011100 Pseudoternärer Code: zwei logische Zustände + + (Null, Eins) werden auf 3 physikalische Zustände abgebildet (pos. Impuls +, kein - - Impuls 0, neg. Impuls -) (gleichspannungsfrei) inv. AMI-Code Am ISDN-Basisanschluß eingesetzt wird ein 01011100 invertierter AMI-Code: + + nicht die (1), sondern die (0) wird - - abwechselnd mit positivem bzw. negativem Impuls dargestellt. Grund: beim Kanalzugriff setzt sich die binäre null durch, s. layer 2 (23) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 24. Physical Layer: Definitionen Es müssen Toleranzbereiche für die Signale definiert werden! Impulsmaske: (24) Problem: An einem Anschluss können mehrere Geräte sein. Die Signale von diesen Geräten können unterschiedliche Entfernungen von der Empfangsstation haben und somit unterschiedlich verzögert und verzerrt bzw. gedämpft ankommen. Außerdem können andere Störungen auf dem Bus vorhanden sein. Der NT verwendet die Impulsmaske, um zu entscheiden, welche Impulse als gültig angenommen werden. Impulse, die nicht in die Maske passen, werden als ungültig betrachtet. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 25. S0-Rahmenaufbau 48 bits in 250 microseconds N T to TE D L. F L. B1B1B1B1B1B1B1B1 E D A FA N B2B2B2B2B2B2B2B2 E D M B1B1B1B1B1B1B1B1 E D S B2B2B2B2B2B2B2B2 E D L. F L. 0 1 0 2 bits offs et TE to NT D L. F L. B1B1B1B1 B1 B1 B1 B1 L. D L. FA L. B2B2 B2 B2 B2 B2B2 B2 L. D L. B1 B1 B1 B1 B1B1 B1 B1 L. D L. B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 B2 L. D L. F L. Impuls: + 0 - t A Aktivierungsbit FA Hilfsrahmenbit . an diesen Stellen ist der B1 Bit des 1. B-Kanals L DC-Ausgleichbit Code gleichanteilsfrei B2 Bit des 2. B-Kanals M Multiframingbit = 0 D Bit des D-Kanals N = FA Bruttobitrate E Bit des Echokanals S Spare = 0 4000kHz * 48 = 192 kbps F Rahmenbit (25) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 26. S0-Busbetrieb max. 12 Steckverbinder Lage des NT am Bus beliebig Längenbegrenzung auch für Stichleitungen NT R R TE TE TE TE TE TE TE TE max. 150m (26) Begrenzung der Länge durch max. zulässigen Phasenversatz zwischen den sendenden TE. Begrenzung der Anzahl aufgesteckter TE durch die resultierende max. zul. Signaldämpfung. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 27. weitere S0-Betriebsarten R R max. 1000m NT TE a) Punkt-zu-Punkt R R max. 500m NT TE b) Punkt-zu-Büschel (27) Begrenzung des Punkt-zu-Punkt Betriebs durch max. zul. Dämpfung. Punkt-zu-Büschel: max. 4 TE, die einen max. Abstand von 25 m haben dürfen. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 28. Speisung Speisung der NT aus DIVO Speisung der Telefone aus dem lokalen Strom-Netz, Spannungswandler im Telefon max. Speiseleistung auf S0 : 7W Notbetrieb eines Telefons aus DIVO Speiseleistung aus DIVO ca. 1,3 W max. 400mW für TE max. 350mW für NT max. 500mW für Regenerator (28) Das normale analoge Fernsprechendgerät wird aus der Vermittlungsstelle gespeist. Damit ist der Dienst Fernsprechen unabhängig vom Vorhandensein einer lokalen Spannungsversorgung (z.B. durch die EVUs) sichergestellt. Die Grundfunktion Fernsprechen soll auch im ISDN ohne lokale Versorgungsspannung möglich sein. Aufgaben des Regenerators s. U-Schnittstelle © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 29. Speiseschaltung TE NT a1 a b1 Telefon- 2/4 Draht- elektronik Umsetzer a2 b b2 5V 5V Is 0V I/U- Wandler 40 V na U/U- 0V Wandler +40 V +40 V 220V/ NA 40V 0V ~220 V (29) Über die a,b-Ader und eine Speisedrossel wird die Speisespannung auf einen Wandler gegeben, der die Betriebsspannung für den NT erzeugt. Über einen an das EVU-Netz angeschalteten Spannungswandler im NT wird im Normalbetrieb der S-Bus mit 40V Gleichspannung über den Phantomkreis gespeist. Jedes TE besitzt wiederum einen Wandler, der die im Endgerät benötigte Versorgungsspannung aus der Busspeisung erzeugt bzw. zumindest die Polarität der Speisung prüft. Fällt die EVU-Netzspannung aus, fällt das Relais NA ab und na schaltet auf den von der VST gespeisten Wandler um. Dadurch wechselt die Polarität der Speisespannung. Nur das notspeiseberechtigte Endgerät bleibt betriebsbereit, alle anderen Endgeräte schalten sich ab. Die Einstellung der Notspeiseberechtigt erfolgt über einen Schalter im Endgerät. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 30. U-Schnittstelle (1) zweidrähtige Schnittstelle aus Kostengründen Verwendung der bereits installierten 2-adrigen Teilnehmeranschluß-leitungen (sowohl in der öffentlichen Technik (Telekom) als auch in der Nebenstellentechnik) am Basisanschluß: Duplexübertragung von 144 kbit/s keine internationale Normung (30) Hohe Investionskosten für eine ev. Neuverkabelung der Teilnehmer. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 31. U-Schnittstelle (2) denkbare Übertragungsverfahren Frequenzgetrenntlageverfahren nicht eingesetzt wegen hohem Bandbreitebedarf, geringer Reichweite und schlechter Integrierbarkeit Zeitgetrenntlageverfahren Einsatz in TK-Anlagen Echokompensation Einsatz im öffentlichen Netz (Reichweite größer als beim Zeitgetrenntlageverfahren) Auswahl des Verfahren obliegt dem Netzbetreiber (keine int. Normung) (31) Anschlußleitungsnetze der Netzbetreiber sehr unterschiedlich, daher keine internationale Festlegung eines einzigen Übertragungsverfahrens möglich und sinnvoll. Vielmehr erhält der jeweilige Netzbetreiber die Möglichkeit, ein für sein Asl-Netz optimales Verfahren einzusetzen. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 32. User Communications Equipment Interfaces (2) Physical Physical Terminal Communications Communication Terminal Communications Communication Terminal Layer Terminal Layer Interface Equipment Channel Interface Equipment Channel Interface Interface Plug 802.3, coaxial cable, max 10Mbit/s (5Mbit/s) PC IEEE 802.3 NT LAN Ethernet Hub/Switch 802.3, twisted pair, optical fibre, 2 to 4 pairs, 100Mbit/s, 1Gbit/s PC IEEE 802.3 NT LAN Ethernet Plug, Hub 802.4/5 , or token, phy gleich PC IEEE 802.4/5 NT Token Ring / Bus LAN (32) Here we are looking into access technologies for LAN. Again, the scenarios above are not complete, they serve as example only. For instance the mobile access is not shown, although it exists as HIPERLAN, or W-LAN (IEEE 802.11) or the Bluetooth, amongst others. The ring structure is mainly maintained in the first LAN´s with coaxial cable and a maximum transmission speed of 10Mbit/s. But notice, that due to the Media Access Protocol for all practical purposes it is only possible to achieve a data rate of 5Mbit/s. For 100Mbit/s and 1Gbit/s LAN´s the structure of the access was changed from a ring topology to a star topology. Thus we have the full transmission capacity available (if not with a Hub or Bridge several segments are brought together) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 33. User Communications Equipment Interfaces (3) Physical Physical Terminal Communications Communication Terminal Communications Communication Terminal Layer Terminal Layer Interface Equipment Channel Interface Equipment Channel Interface Interface Data Terminal Equipment circuit switched line, 4W 15Wires X.21, X.21bis DTE DCE Data Communication Equipment Data Communication: HSCSD, GPRS, UMTS, HIPERLAN,W-LAN (802.11),...... (33) The X.21 respective the X.21.bis (adaptation to the RS232) are still mentioned, although the technology is a little outdated, but the number of running systems with this interface is still tremendous. A very modern example of interfacing data equipment to networks is given with the „Data“-handy. In this case the interface boxes are completely integrated into the handy. The interface is the air interface, which has a highly complicated structure. The handy is not really dealt with during this lecture. The lecture „Intelligent Networks and Mobile networks will take care. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 34. PDH-Technik zur Verbindungsnetz 34 Mbit/s 140/ 140M 140/ 140M 140M 140/ 140M 32 TE 34 LT TE 34 LT 8 Mbit/s 34/ 34/ 34/ 2 88 2 Mbit/s 8/ 8/ 8/ 2 22 70er-90er Teilnehmer Teilnehmer (34) Die ihm Rahmen verstreute Stopfinformation macht es unmöglich aus z.B. dem 140Mbit/s-Strom direkt einen 64Kbit/s-Kanal oder einen 2Mbit/s-Kanal herauszumultiplexen. Die exakte Lage der Bits ist auf den höheren Ebenen nicht bekannt! Also muß immer zu der Ebene zurückgemultiplext werden, auf der der gewünschte kanal liegt. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 35. Transmission Equipment Interfaces (1) Transmission Communication ITU-Standard Transmission Communication Line Termination Line Termination Function Channel Function Channel ITU-G.703 optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial Communication PDH Communication Line Termination Line Termination Channel Channel ITU-G.703 ITU-G.703 ITU-G.650ff optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial PDH Communication Communication Line Termination PDH Line Termination Channel Channel ITU-G.703 optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial optical, RF, coaxial Signal optical, RF, coaxial Signal Communication Communication Regeneration Line Termination Regeneration Line Termination Channel Channel (35) Not only the Terminal equipment is designed according to the layering rules of the OSI-model, but also the transmission equipment. For the PDH-equipment (Plesiochronous Digital Hierarchy) shown here we have some difficulties to map the structure into the OSI-concept. PDH was developed much earlier than OSI-stacks. But at least the physical layer of interfacing to the transmission media can be considered to be close to OSI-ideas. Because transmission equipment is defined to serve as link it covers only layer 1 (physical) and layer 2 (link control). It is not very common to express the relations of transmission entities by the properties of the OSI-model, although it could be done. A very important issue in transmission is the aggregation of signals using multiplexing techniques and even the multiplexing of multiplexed signals. This is difficult to show in the OSI nomenclature. The Regenerator is a symmetrical unit. The picture shows one half of it. The Regenerator is used to form the digital Signal after it is distorted on its path through the transmission media. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 36. SDH-Multiplexspinne XN X1 140 Mbit/s STM-N AUG AU-4 VC-4 C-4 X3 X1 TUG-3 TU-3 VC-3 X3 X7 45 Mbit/s AU-3 VC-3 C-3 34 Mbit/s X7 X1 TUG-2 TU-2 VC-2 C-2 6 Mbit/s X3 TU-12 VC-12 C-12 2 Mbit/s multiplexing (*N) X4 aligning (+Pointer) TU-11 VC-11 C-11 1.5 Mbit/s mapping (+POH) (36) Die SDH-Spinne ist ein Entity-Relationship Diagram (E-R). E-R zeigen Zusammenhänge(relationship) zwischen funktionalen Einheiten(entity) auf. Sowohl synchrone als auch plesiochrone Nutzlasten können über SDH-Transportsysteme übertragen werden. In Europa ist der VC-4 die Basistransporteinheit, während in den USA der VC-3 dieselbe Rolle spielt. Die x-Werte an den Multiplexpfeilen geben den Multiplexfaktor an. Die niedrigen Bitraten 1,5, 2 und 6Mbit/s führen durch Zufügen des Pathoverheads und Pointers erst zur Tributary Unit. Bei den höheren Bitraten entspricht das der Administrativ Unit. Zu beachten ist noch die Indizierung der Bitraten in den Containern (Cik), i=1 für 1,5 und 2Mbit/s, k=1 für 1,5Mbit/s und k=2 für 2Mbit/s, i=2 für 6Mbit/s © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 37. Transmission Equipment Interfaces (2) Multiplex Communication Multiplex Communication Line Termination Line Termination Interface Channel Interface Channel ITU-Standard optical, RF ITU-G.701-9 optical, RF optical, RF, optical, RF, Communication Communication Line Termination Line Termination Channel Channel SDH optical, RF optical, RF optical, RF, optical, RF, Communication Communication Line Termination Line Termination Channel Channel ITU-G.701-9 optical, RF optical, RF optical, RF, optical, RF, Communication Communication Line Termination SDH Line Termination Channel Channel SDH optical, RF optical, RF, optical, RF optical, RF, Communication Line Termination Communication Line Termination Channel Channel ITU-G.650ff (37) The general remarks for the PDH are valid for the SDH (Synchronous Digital Hierarchy) as well. SDH has a number of advantages compared to PDH which promoted the switch from PDH to SDH in a few years only. SDH is much more cost efficient. Further explanations will be given in the ISDN-lecture. The SDH family has a regenerator as member, but on this level of abstraction the function is identically to the regenerator of the PDH systems. Thus it is not shown. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 38. Add Drop Multiplexer (ADM) STM4 in STM4out TUG21 TUG22 TUG264 TUG21 TUG22 TUG264 TUG21 TUG22 TUG264 STM11 STM12 STM14 Patchen eines STM4 in 155Mbit/s-Signales Patchen eines 2Mbit/s-Signales TUG21 TUG22 TUG264 TUG21 TUG22 TUG264 TUG21 TUG22 TUG264 STM11 STM12 STM14 STM4 out Add und Drop Add und Drop eines 155Mbit/s Signales eines 2Mbit/s Signales (38) ADM‘s sind in der Lage, aus einem hochbitratigen SDH-Bitstrom plesiochrone und niederratige synchrone Signale herauszulösen bzw. einzufügen. Deshalb ist der Aufbau von Ringstrukturen möglich. Ein Multiplexer hat keinen Zeitlagenumstieg. Ein Eingangscontainer kann immer nur auf denselben Ausgangscontainer geschaltet werden (patchen), oder ein Eingangscontainer kann heraus geschaltet (drop) werden und dafür der zeitlich gleiche im Ausgangsswignal neu belegt (add) werden. Zeitliche Verzögerungen entstehen nur durch die multiplexinterne Bearbeitungszeit der Signale und den Phasenausgleich bei Eingangssystemen unterschiedlicher Herkunft. Eingangs- und Ausgangsleitungen sind topologisch gesehen 1-polige Busleitungen, auf denen serieller Betrieb stattfindet. Durch vervierfachen der STM4-Blöcke kann das Bild auf STM16 Betrieb erweitert werden. Dann können auch die STM4 Signale gepatched oder ein- und ausgefügt werden. Hinweise: Das Blocksymbol oben rechts ist vollduplex gezeichnet, so wie die Realisierungen heute vorliegen. Halbduplexsysteme sind nicht üblich, da diese Technik aus den Sprachdialognetzen stammen, in denen man immer beide Richtungen benötigt (wenn kein TASI (Time Assignement Speech Interpolation) angewendet wird, also keine Sprachpausen genutzt werden, um mit dem Kanal andere Signale zu übertragen). Im Hauptbild ist nur eine Übertragungsrichtung gezeichnet. Die zweite ist zugunsten der Klarheit der Darstellung entfallen, in der Realität aber vorhanden. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 39. Physical Layer SDH/SONET The specifications cover : optical interfaces (ITU G.957) , electrical interfaces (ITU G.703) radio interfaces submarine systems interfaces compatibility of equipment from different vendors transmission distances depending on fibres and bit rates (39) SONET : Synchronous Optical Network SDH: Synchronous Digital Hierarchy We will not cover the radio interfaces and the submarine systems. The radio systems show very special requirements regarding bit error rates (BER) and the submarine systems need a span (length of multiplex section) of several thousand kilometers(http://home.singtel.com/news/default.asp?art_id={4F269FA3-F938- 031A-E12E-B3FA44FA2458}). © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 40. Reference points for the SDH optical section RS/OS RS/OS OS OS optical section trail OpticalSocket OpticalSocket physical media trail OpticalPlug OpticalPlug Fibre S R (40) Reference points are no interfaces! They describe logical or functional points within the network. The reference point S is the input of an optical fiber for the SDH transmission. The transmission margins for the connection of the optical plug are counted within the transmission system, not within the fiber. The corresponding reference point at the output of that fiber is the R-reference point. Abreviations: RS: repeater section OS: optical section © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 41. Classification of optical interfaces based on application Intra- Application Inter-office office Short-haul Long-haul Source nominal 1310 1310 1550 1310 1550 wavelength (nm) Type of fibre Rec. Rec. Rec. Rec. G.652 Rec. G.652 G.652 G.652 G.652 G.654 G.653 Distance ~ 20 ~ 15 ~ 40 ~ 80 (km)a) (41) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 42. Transmission Equipment Interfaces (3) Multiplex Communication Multiplex Communication Line Termination Line Termination Interface Channel Interface Channel ITU Standard optical IETF optical Wrapper optical optical Communication Communication Protocol Line Termination Line Termination Channel Channel ITU-G.650ff IEEE optical optical optical 802.3 optical Communication Communication Line Termination Line Termination Channel Channel (42) The wrapper protocol is used e.g. to gain cost efficient access for IP packets to an optical long distance network. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 43. ISDN-Switching Equipment Interfaces (3) Multiplex Communication Multiplex Communication Line Termination Line Termination Interface Channel Interface Channel Switching matrix Uko, 2w ISDN line NT NT card analog, 300-3400Hz analog line NT NT card private automatic branch exchange S2m line digital, 2Mbit/s, S2m PABX PABX card 2Mbit/s 2Mbit/s line card 155Mbit/s Control Communication Communication Channel Channel (43) The concentration in this slide is on the switch, not the terminals which are only given for better understanding. The ISDN switches serve four different types of communication channels: the analog channel with a bandwidth of 3100Hz the ISDN Basic rate access for the ISDN telephone the ISDN primary rate access with 2Mbit/s (2,048) for the interconnection of PABX´s with a minimum need of 30 channels the 2Mbit/s access to other switches, using the transmission network (mainly SDH) Note, that the switching matrix is operating on 64Kbit/s only, world wide! The scenario for routers or switches in the data communication networks is very similar. The routers and switches are connected to the environment by the interfaces to the appropriate terminals (given there) and interfaces to the transmission and switching networks (SDH, X.25, ATM, WDM) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 44. Internationale Referenzverbindung im öffentlichen Netz 160.000 km A1 A1 40000 km 40000 km G1 12.500 km 12.500 km A1 A1 5000 km 5000 km 100 km 400 km 1000 km 1000 km 400 km 100 km 1000km x xx xx xx xx xx xx xx xx x DEE DEE x y National International National Lokal Lokal D A A G1 A A D B1 B1 B C E (44) Diese internationale Referenzverbindung ist bei ITU standardisiert. Sie soll an dieser Stelle zeigen, welche Entfernungen in den einzelnen Netzabschnitten einer internationalen Datenverbindung zu überbrücken sind. Eine nationale Anschlußleitungslänge von 100km mag international kurz erscheinen, wenn wir aber diese Länge mit der Asl im Telefonnetz vergleichen, die höchstens 20km lang ist, und im Mittel sogar nur wenige km überbrückt, dann ist die Asl des Datennetzes extrem lang. Die Ursache dafür ist die niedrige Anschlußdichte in der Fläche. Für wenige Teilnehmer werden nur wenige Vermittlungsstellen aufgebaut und dafür die Teilnehmer über eine lange Asl herangeführt. Zum Vergleich, im ISDN sind einige tausend Vermittlungsstellen in der Bundesrepublik installiert, um etwa 40Mio Teilnehmer zu versorgen. Im dedizierten Datennetz werden einige 100Tsd Teilnehmer von einigen 10 Datenvermittlungsstellen versorgt. Die Konsequenzen aus dieser Länge der Asl sind: keine Fernspeisung der Endgeräte (die Verlustleistung auf der Asl wäre zu groß) elektronische Einrichtungen in der Asl sorgen für die Reichweitenerhöhung (Wartungsaufwand im Vergleich zu Investitionskosten) Die 160 000km kommen durch 2 Satellitenhops zusammen : gerundete Entfernung der Geostationären Satelliten (36000km senkrecht) 40000km rauf, 40000km runter, 40000rauf und 40000km runter. © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik
  • 45. The End (45) © UNI Hannover, Institut für Allgemeine Nachrichtentechnik