Vermittlungstechnik

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8.3 Vermittlungstechnik

Ziel:

Das Ziel der Vermittlungstechnik ist die wahlfreie Verbindung von 2 aus N Teilnehmern

Vermittlung:

Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen n ≥ 2 Teilnehmern mit Rückkanal

Verbindungsaufbau: → Aufbau der (logischen) Verbindung mit folgenden Teilaufgaben:
- Wegesuche: Static or dynamic routing, optimaler Pfad
- Verstopfungs- oder Überlastkontrolle: Schutz des Netzes
- Flusskontrolle: Schutz des Empfängers
- Pufferspeicherverwaltung
Nutzungsphase → Austausch von Nutzdaten zwischen den Teilnehmern
Verbindungsabbau → Auslösen der (logischen) Verbindung

Raumstufe:

Aufschaltung einer bestimmten Eingangsleitung auf eine bestimmte Ausgangsleitung(, wie in Abb. 8.3.1 dargestellt) .

Abbildung 8.3.1: Beispiele für Raumstufen

Bei einer Konzentratorstufe ist die Zahl der Eingangsleitungen größer als die Zahl der Ausgangsleitungen.
→ Analoge VSt: Anrufsucher, DIV: Multiplexer
Bei einer Expansionsstufe ist die Zahl der Ausgangsleitungen größer als die Zahl der Eingangsleitungen.
→ Analoge VSt: Gruppenwähler, DIV: Demultiplexer

Technik:

Koppelpunkte im analogen Telefonnetz werden mit elektromechanischer Vermittlungstechnik realisiertwie in Abb. 8.3.2 dargestellt .

→ Erforderlich sind L Leitungen (Ltg) zwischen den Teilnehmern oder K Koppelpunkte (KP) in einer VST.

Abbildung 8.3.2: Analoge Koppelpunkte

→ Mechanisch: Relais oder Wähler bei POTS

→ Elektronisch: Gatter oder μP bei ISDN

→ Virtuell: Computer bei VoIP

Koppelpunkt:

Die Anzahl der Koppelpunkte K (siehe Abb. 8.3.4) bei N Teilnehmern (einer Nebenstellenanlage) ist¹⁴

N∑− 1 N K = i = (N − 1) --- i=1 2

(8.3.1)

→ Volle Ereichbarkeit bedeutet, dass jeder Tln jeden anderen Tln erreichen kann (unter der Randbedingung, dass dieses das erste Gespräch ist, das vermittelt wird).

→ Verlustfrei hingegen bedeutet, dass jeder freie Tln jeden anderen freien Teilnehmer erreichen kann unabhängig vom Zustand der VST.

Beispiel 8.3.1 (Koppelpunkte)

Gegeben seien N = 4 Teilnehmer, die zum einen mit M Leitungen und zum anderen mit K Koppelpunkten verbunden werden sollen. Ergänzen Sie die Abbildung! Sind alle Teilnehmer immer erreichbar?

Abbildung 8.3.3: Beispiel für Koppelpunkte

Lösung:

Die Lösung wird in der Vorlesung erarbeitet. Zahlenwerte sind:

Minimale Anzahl von Leitungen

4∑−1 4- K = M = i = (4 − 1)2 = 6 i=1

Koppelmatrix:

Die logische Zusammenfassung von Koppelpunkten wie in Abb. 8.3.4 wird als Koppelvielfach oder -matrix bezeichnet

Abbildung 8.3.4: Koppelvielfach oder Koppelmatrix

→Anzahl der Koppelpunkte K bei N Eingängen und M Ausgängen ist

K = N ⋅ M

(8.3.2)

→Verlust: Bei einer blockierungsfreien Koppelanordnung entsteht kein Verlust, d.h. jeder freie Tln kann unabhängig vom Zustand der VST mit jedem anderen freien Tln ein Gespräch führen.

Einstufig:

Anzahl der Koppelpunkte bei einstufigen Koppelnetzen¹⁵:

100 ⋅ 12 ⋅ 2 = 2400KP

(8.3.3)

Abbildung 8.3.5: Einstufige Koppelnetze

Mehrstufig:

Anzahl der Koppelpunkte bei 2-stufigen Koppelnetzen:

2 ⋅ 5◟0-⋅◝◜ 12◞+ 2◟4-⋅ 1◝◜2-⋅ 2◞ = 1776KP KV A KV B

(8.3.4)

Abbildung 8.3.6: Mehrstufige Koppelnetze

Optimierung:

Durch eine weitere Aufteilung in noch kleine Stufen können mehr KP eingespart werden.

→ Die Wahrscheinlichkeit einer Blockierung erhöht sich.

Problem:

Sind alle (12) Ltg zu einer (50) Gruppe belegt¹⁶, so sind die restlichen Anschlüssen dieser Gruppe auch nicht mehr erreichbar

→ Es kommt zu einer Blockierung, die zu einer nicht mehr vollkommenen Ereichbarkeit führt.

Lösung:

Mit einer internen Vermaschung (Link-Anordnung), bei der von jedem KV (Koppelvielfach) der 1. Stufe ein Link (Verbindungsleitung) zu jedem KV der nächsten geführt wird.

→ Die Anzahl der KV in einer Stufe legt die Anzahl der notwendigen Links fest.

Praxis:

Anzahl der Koppelpunkte für eine 3-stufige Linkanordnung:

10 ⋅ 1◟0◝⋅◜ 5 ◞ +5 ⋅ 1◟0◝⋅◜ 5 ◞ +5 ⋅ 5◟◝⋅◜ 5◞ = 875KP KV A KVB KV C

(8.3.5)

Abbildung 8.3.7: 3-stufige Linkanordnung

OSI-Modell:

Die Signalisierung zwischen VSts erfolgt mit der Zeichengabe nach dem SS Nr. 7. In Abb. 8.3.8 wird SS7 mit dem OSI-Modell verglichen. Das SS7 läßt sich nur teilweise auf das OSI-Modell abbilden. Ähnliche Probleme ergeben sich auch bei anderen Beschreibungen, z.B. dem Ethernet-Modell nach OSI. Die Abkürzungen bedeuten: SCCP Signalling Connection Control Part zur Ergänzung des MTP für OSI Layer 3 zum NSP, OMAP Operational and Maintenance Application Part, TCAP Transaction Capability Application Part für Anwendungen ohne Nutzkanal, z.B. Chipkartenauthentifizierung.

Abbildung 8.3.8: Signalisierungssystem Nr. 7 (SS Nr. 7) mit dem Transportsystem für die Zeichengabe

Signalisierung:

Mit Signalisierung oder Zeichengabe werden Steuerinformationen Peer-To-Peer (keine Adresse notwendig) ausgetauscht für

Auf- und Abbau der Nachrichtenverbindung
Steuerung von Nachrichtenpaketen
Aktivierung und Deaktivierung von Dienstmerkmalen und Betriebsfunktionen

Im-Band:

Werden die Signale im Nutzkanal (z.B. Sprachband) gesendet, so spricht man von In Band Signalling — andernfalls von Out Band Signalling.

Rahmen:

Rahmenstrukturder SS Nr. 7 Meldungen in Abb. 8.3.9 der Schicht 2 entspricht dem HDLC-Protokoll. Es können 3 Arten an der Länge der Nutzinformationen unterschieden werden. Die Abkürzungen bedeuten: BSN Backword Sequence Number zur Quittierung von Meldungen, BIB Backword Indication Bit für explizite Quittierung, FSN Forward Sequence Number für Nachrichten der Schicht 3, FIB Forward Indication Bit für Meldung oder Wiederholung, LI Length Indicator. Weitere Informationen dazu sind in (Kaderali, 1991) zu finden.

Abbildung 8.3.9: Rahmenstruktur der SS Nr. 7 Meldungen

¹⁴Kleiner Gauß: N = 4, K = 3 ⋅ 4∕2 = 6

¹⁵Koppelmatrix mit 100 Eingängen und 24 Ausgängen, wobei jeder Ausgang mit jedem Eingang verbunden werden kann!

¹⁶Bei 6 Gesprächen in der eigenen Gruppe

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