1 Entwicklung - Perspektiven

2 Grundsätzliche Aspekte 9
2.1 Topologien 9
2.1.1 Vollständiger Graph 9
2.1.2 Ring 10
2.1.3 Stern 11
2.1.4 Bus 12
2.1.5 Baum 13
2.1.6 Vermaschtes Netz 16
2.1.7 Reguläre Strukturen 16
2.1.8 Zusammenfassung 17
2.2 Infrastruktur 18
2.2.1 Symmetrische Kupferkabel 18
2.2.2 Koaxialkabel 19
2.2.3 Lichtwellenleiter 20
2.2.3.1 Historischer Abriss 20
2.2.3.2 Grundlagen 21
2.2.3.3 Verluste in Lichtwellenleitern 25
2.2.3.4 Dispersionseffekte 26
2.2.3.5 Sender und Empfänger für Lichtwellenleiter 27
2.2.3.6 Bewertung und Einsatzbereich 28
2.2.4 Standards für die Gebäudeverkabelung 31
2.2.4.1 Ausgangssituation 31
2.2.4.2 Beschreibung 31
2.2.4.3 Wertung 35
2.2.5 Richtfunkstrecken, Satelliten Verbindungen 36
2.3 Übertragungstechnik 40
2.3.1 Digitalisierung analoger Informationen 41
2.3.1.1 PCM-Verfahren 41
2.3.2 Leitungscodes 42
2.3.2.1 NRZ-Code 44
2.3.2.2 NRZI-Code 44
2.3.2.3 RZ-Code 45
2.3.2.4 AMI-Code 45
2.3.2.5 Manchester-Code 45
2.3.2.6 Differential Manchester-Code 46
2.3.3 Asynchrone und synchrone Verfahren 46
2.3.4 Betriebsarten 47
2.3.4.1 Vollduplex-Betrieb 47
2.3.4.2 Halbduplex-Betrieb 47
2.3.4.3 Simplex-Betrieb 48
2.3.5 Datenübertragungsverfahren 48
2.3.5.1 Basisbandübertragung 48
2.3.5.2 Breitbandübertragung (Modemübertragung) 48
2.3.6 Fehlersicherung 50
2.3.6.1 Querparität 52
2.3.6.2 Längsparität 52
2.3.6.3 Zyklische Blocksicherung 53
2.4 Vermittlungstechniken 54
2.4.1 Leitungsvermittlung 54
2.4.2 Paketvermittlung 55
2.4.3 Nachrichtenvermittlung 57
2.4.4 Zellvermittlung 59
2.4.5 Probleme beim Aufbau und Betrieb von Netzen 61
2.4.5.1 Routing 61
2.4.5.2 Verstopfungskontrolle 66
2.4.5.3 Flusskontrolle 66
2.4.5.4 Pufferspeicherverwaltung 68
2.5 Standardisierung 70
2.5.1 Das Anliegen der Standardisierung 70
2.5.2 Standardisierungsgremien 72
2.5.2.1 Internationale Organisationen 72
2.5.2.2 Europäische Organisationen 74
2.5.2.3 Deutsche Organisationen 76
2.5.2.4 Amerikanische Organisationen 76
2.5.3 Funktionale Standards 77
2.5.4 Das ISO-Referenzmodell für Offene Systeme 78
2.5.4.1 Struktur und Funktionsprinzip 78
2.5.4.2 Funktionen der Schichten 80
2.5.4.3 Bedeutung der OSI-Standards 87
2.5.5 Wichtige Standards 88
2.5.5.1 Standards für die Schicht l 88
2.5.5.2 Standards für die Schicht 2 89
2.5.5.3 Standards für die Schicht 3 95
2.5.5.4 Standards für die Schicht 4 98
2.5.5.5 Standards für die Schicht 5 98
2.5.5.6 Standards für die Schicht 6 99
2.5.5.7 Standards für die Schicht 7 99

3 Lokale Datenkommunikation 101
3.1 Lokale Netze (LANs) 102
3.1.1 IEEE802.1-HILI (Higher Level Interface Standard) 105
3.1.2 ffiEE 802.2 - LLC (Logical Link Control) 105
3.1.3 IEEE 802.3 - CSMA/CD 105
3.1.3.1 Das CSMA/CD - Prinzip 106
3.1.3.2 Das Rahmenformat beim CSMA/CD-Verfahren 108
3.1.3.3 Netzaufbau 110
3.1.3.4 Varianten des CSMA/CD-Verfahrens 113
3.1.3.5 Ergänzungen im Ethernet-Standard 122
3.1.4 IEEE 802.5 - Token-Ring 124
3.1.4.1 Das Prinzip des Token-Rings 124
3.1.4.2 Das Rahmenformat beim Token-Ring 126
3.1.4.3 Funktion des Token-Rings 131
3.1.4.4 Netzaufbau 133
3.1.5 Performance lokaler Netze 139
3.1.5.1 CSMA/CD 140
3.1.5.2 Token-Ring 142
3.1.6 Brücken und Router 144
3.1.6.1 Brücken 145
3.1.6.2 Router 148
3.1.6.3 Wertung 149
3.1.7 EEEE 802.6 - DQDB (Distributed Queue Dual Bus) 150
3.1.7.1 Funktionsweise des DQDB 150
3.1.7.2 Eigenschaften des DQDB-Verfahrens 154
3.1.7.3 Das Format der DQDB-Slots 155
3.1.8 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 157
3.1.8.1 Funktion des FDDI-Rings 158
3.1.8.2 Aufbau eines FDDI-Rings 160
3.1.8.3 Einsatzbereich 163
3.1.8.4 Perspektiven 163
3.1.8.5 FDDI-2 164
3.1.9 Weitere LAN-Typen 164
3.1.9.1 PierceRing 165
3.1.9.2 Cambridge-Ring 165
3.2 Nebenstellenanlagen 168
3.2.1 Kriterien zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit von NStAnl 169
3.2.2 Aufbau einer Vermittlung 172
3.2.2.1 Peripherie 172
3.2.2.2 Zentrale Steuerung 174
3.2.2.3 Koppelanordnung 178
3.2.3 Anforderungen an Vermittlungseinrichtungen durch Datenverkehr 186
3.3 Entwicklung und Perspektiven 187

4 Weitverkehrsnetze 191
4.1 SNA (Systems Network Architecture) 194
4.1.1 Beschreibung 194
4.1.2 Weitere Entwicklungen 201
4.1.2.1 APPC (Advanced Program-to-Program Communicatiori) 201
4.1.2.2 SNI (Systems Network Interconnect) 202
4.1.2.3 NetView 203
4.1.2.4 SNADS (SNA Distribution Services) 204
4.2 TCP/IP 205
4.2.1 Einführung 207
4.2.2 Namen und Adressen im Internet 209
4.2.2.1 Domain-Namen 209
4.2.2.2 Internet-Adressen 211
4.2.2.3 Hardware-Adressen 215
4.2.3 IP (Internet Protocol) 217
4.2.3.1 Fragmentierung 217
4.2.3.2 Format eines Internet-Datagramms 218
4.2.3.3 Routing im Internet 221
4.2.4 ICMP (Internet Control Message Protocol) 222
4.2.5 IPv6 (Internet Protocol Version 6) 226
4.2.5.1 Format des IPv6-Header 229
4.2.5.2 Extension Header 230
4.2.6 ICMPv6 (Internet Control Message Protocol for IPv6) 241
4.2.6.1 ICMPvö Error Messages 243
4.2.6.2 ICMPv6 Informational Messages 244
4.2.7 TCP (Transmission Control Protocol) 245
4.2.8 UDP (User Datagram Protocol) 249
4.2.9 Anwendungsdienste im Internet 250
4.2.9.1 TELNET 250
4.2.9.2 FTP (File Transfer Protocol) 251
4.2.9.3 TFTP (Trivial File Transfer Protocol) 253
4.2.9.4 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) 253
4.2.9.5 SNMP (Simple Network Management Protocol) 256
4.2.10 Perspektiven 257

5 Öffentliche Kommunikationsnetze 261
5.1 Fernsprechnetz (T-Net) 265
5.1.1 Digitalisierung des Fernsprechnetzes 266
5.1.1.1 Digitalisierung der Übertragungsstrecken 267
5.1.1.2 Digitalisierung der Vermittlungstechnik 268
5.1.1.3 Zentralkanalzeichengabe 270
5.2 ISDN 270
5.2.1 Beschreibung des ISDN 270
5.2.2 ISDN-Teilnehmeranschluss 273
5.2.3 Technik des ISDN 279
5.2.3.1 Übertragungsverfahren auf der Teilnehmeranschlussleitung 279
5.2.3.2 D-Kanal-Protokoll 282
5.2.3.3 ITU-T-Zeichengabesystem Nr. 7 285
5.2.4 Ausbau des ISDN 286
5.2.5 Leistungsmerkmale und Dienste im ISDN 288
5.2.5.1 Leistungsmerkmale im ISDN 289
5.2.5.2 Dienste im ISDN 292
5.3 Breitband-ISDN (T-Net-ATM) 293
5.3.1 ATM-Technik 297
5.3.1.1 Physical Layer 298
5.3.1.2 ATM-Layer 300
5.3.1.3 Dienstklassen 304
5.3.1.4 Verkehrsmanagement 312
5.3.1.5 ATM Adaption Layer (AAL) 313
5.3.2 Perspektiven 328
5.4 xDSL-Techniken 334
5.5 Integriertes Text- und Datennetz (EDN) 336
5.5.1 Telex-Netz 337
5.5.2 Datex-Netz 337
5.5.2.1 Datex-P 338
5.5.3 Datendirektverbindungen (DDV, früher Direktrufanschluss) 341
5.5.4 Standardfestverbindungen (SFV), Monopolübertragungswege 341
5.6 FrameRelay 342
5.7 Datex-M 343

6 Mobilfunksysteme 345
6.1 Einführung 345
6.2 Eigenschaften drahtloser Übertragungssysteme 346
6.3 Spezielle Multiplex-Verfahren für Mobilfunknetze 352
6.3.1 CDMA (Code Division Multiple Access) 352
6.3.2 Frequency Hopping 354
6.4 GSM (Global System for Mobile Communications) 355
6.4.1 GSM-Architektur 355
6.4.2 GSM-Datenstrukturen 358
6.4.3 GSM-Funktionen 360
6.4.4 GSM-Dienste 364
6.4.5 Fortgeschrittene GSM-Dienste 365
6.4.5.1 HSCSD (High Speed Circuit Switched Data Service) 365
6.4.5.2 GPRS (General Packet Radio Service) 365
6.4.5.3 EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) 368
6.5 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 369
6.6 Lokale Funknetze 372
6.6.1 DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) 374
6.6.2 fflPERLAN/2 375
6.6.3 IEEE 802.11 Wireless LAN (WLAN) 379
6.6.4 Bluetooth 382

Literatur 389

Sachwortverzeichnis 399