Definition

Was ist ISDN?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Andreas Donner

(Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

ISDN (Integrated Services Digital Network) ist ein digitaler Telekommunikationsstandard, der Sprache und Daten überträgt. Es existieren unterschiedliche Arten von Anschlüssen, die sich in der Anzahl maximal möglicher Übertragungskanäle unterscheiden. Im Zuge der NGN-Einführung erfolgt die Ablösung von ISDN.

Die Abkürzung ISDN steht für Integrated Services Digital Network und bezeichnet eine international gültige digitale Übertragungs- und Vermittlungstechnik, die unterschiedliche Dienste unterstützt.

In Deutschland wurde ISDN 1989 eingeführt und löste analog arbeitende Vermittlungsstellen und getrennte Netze für Sprach- und Datendienste ab. Obwohl schon wenige Jahre später die Netze der Telefonanbieter vollständig digitalisiert waren, wurden neben ISDN-Anschlüssen weiterhin analoge Telefonanschlüsse für Endkunden bereitgestellt.

Das Integrated Services Digital Network setzte sich vorwiegend im professionellen und semiprofessionellen Bereich zum Anschluss von Telefonanlagen und zur Verbindung einer größeren Zahl von Endgeräten durch. Unterschiedliche Endgeräte wie Telefone, Faxgeräte, Computer oder Kassenterminals verwenden den gleichen ISDN-Anschluss parallel. Die durch die verschiedenen Dienste zu übertragenen Informationen werden digitalisiert im Zeitmultiplexverfahren über das Kommunikationsnetz übertragen.

Die Signalisierung erfolgt bei ISDN im Gegensatz zur analogen Telefonie nicht inband, sondern outband in einem separaten Signalisierungskanal. Je nach Anschlussvariante bietet ein ISDN-Anschluss eine bestimmte Zahl von Nutzkanälen. Ein Nutzkanal stellt in Europa und den meisten Regionen eine Datenrate von 64 Kilobit pro Sekunde zur Verfügung (in den USA 56 Kilobit pro Sekunde).

Durch die Umstellung der Kommunikationsnetze auf NGN-Technik (Next Generation Network) und Voice over IP (VoIP) verliert das Integrated Services Digital Network zunehmend an Bedeutung und wird durch alternative Techniken wie SIP und SIP-Trunk ersetzt.

Die Stromversorgung über ISDN

Ähnlich wie aus den analogen Telefonnetzen bekannt, ist es auch bei ISDN möglich, Endgeräte über den Telekommunikationsanschluss mit der benötigten elektrischen Energie zu versorgen. Allerdings hat sich diese Variante der Energieversorgung nicht so stark wie in analogen Telefonnetzen durchgesetzt, sodass ISDN-Endgeräte meist separat am Stromnetz angeschlossen sind.

Grundsätzlich lässt sich zwischen der Regelstromversorgung und der Notstromversorgung unterscheiden. Bei der Regelstromversorgung erzeugt der mit der Hausstromversorgung verbundene NTBA (Network Termination for ISDN Basic Rate Access) die Speisespannung. Diese beträgt 40 Volt und gelangt über den S0-Bus per Signaladern zu den Endgeräten. Maximal darf er mit 4,5 Watt belastet werden. Die Regelstromversorgung ist nur notwendig, wenn die mit dem S0-Bus verbundenen Endgeräte wie beispielsweise Telefone nicht selbst mit dem Stromnetz verbunden sind. Sind alle Endgeräte über das normale Stromnetz versorgt, muss der NTBA nicht mit dem Stromnetz verbunden sein.

Um auch bei einem Stromausfall noch Notrufe absetzen zu können, ist es möglich, geeignete Endgeräte über die Ortsvermittlungsstelle mit Strom zu versorgen. Dieses Verfahren nennt sich Notstromversorgung und liefert maximal 400 Milliwatt Leistung. Nur ein einziges Endgerät ist per Notstrombetrieb nutzbar. Meist stehen nur die wichtigsten Grundfunktionen eines Telefons beim Notstrombetrieb zur Verfügung. Basisstationen von Schnurlostelefonen sind auf diese Art nicht betreibbar.

Sprach- und Datenübertragung über das Integrated Services Digital Network

Im Integrated Services Digital Network können Sprache und Daten übertragen werden. Bei der Sprachübertragung erfolgt zunächst eine Abtastung der analogen Sprachinformation mit einer Frequenz von acht Kilohertz. Die erhaltenen Werte werden anschließend mit acht Bit kodiert. Daraus ergibt sich die für ISDN typische Übertragungsrate von 8 x 8 = 64 Kilobit pro Sekunde je Übertragungskanal. Wie bei der analogen Telefonie ermöglicht ISDN einen nutzbaren Sprachfrequenzbereich von 300 bis 3400 Hertz. Kommt der Codec G.722 für die Sprachkommunikation zum Einsatz, ist die Telefonie HD-fähig und unterstützt einen Frequenzbereich von 50 bis 7000 Hertz.

Die Datenübertragung nutzt ebenfalls eine Datenrate von 64 Kilobit pro Sekunde je Kanal. Da die einzelnen Kanäle bei ISDN synchron und bittransparent sind, lassen sich mehrere Kanäle problemlos bündeln und fast beliebige Leitungscodierungen verwenden. Ein Basisanschluss besitzt zwei parallel nutzbare Kanäle und stellt für die Datenübertragung eine Datenrate von 128 Kilobit pro Sekunde zur Verfügung. Bei einem Primärmultiplexanschluss mit 30 Nutzkanälen beträgt die realisierbare Übertragungsrate 1920 Kilobit pro Sekunde.

Die Signalisierung bei ISDN

Eine Besonderheit des Integrated Services Digital Networks ist, dass die Signalisierung für die Vermittlung und den Aufbau von Verbindungen nicht im Nutzkanal (inband), sondern in einem eigenen Signalisierungskanal (outband) erfolgt. Hierfür stellt der digitale Anschluss jeweils einen eigenen Kanal mit einer definierten Datenrate zur Verfügung. Beim Basisanschluss sind dies 16 Kilobit pro Sekunde, beim Primärmultiplexanschluss 64 Kilobit pro Sekunde. Dank dieses Verfahrens lässt sich eine wesentlich sicherere und schnellere digitale Steuerung des Verbindungsaufbaus durch die Vermittlungsstelle realisieren. Zwischen den Vermittlungsstellen im Kernnetz kommt das Zeichengabesystem 7 (Signalling System 7) zum Einsatz.

Basisanschluss und Primärmultiplexanschluss

ISDN-Anschlüsse werden hauptsächlich in zwei verschiedenen Varianten betrieben. Dies sind der Basisanschluss und der Primärmultiplexanschluss.

Der Basisanschluss ist gekennzeichnet durch zwei Nutzkanäle mit jeweils 64 Kilobit pro Sekunde und je einen Signalisierungs- und Synchronisationskanal mit 16 Kilobit pro Sekunde. Die Gesamtbandbreite des Basisanschlusses beträgt somit 160 Kilobit pro Sekunde. Kunden erhalten einen Basisanschluss in den Varianten als Mehrgeräteanschluss oder als Anlagenanschluss. Der Mehrgeräteanschluss ist zur direkten Verbindung weniger Endgeräte (bis zu acht Endgeräte) oder zum Anschluss einer kleinen TK-Anlage für wenige Teilnehmer vorgesehen. Der Anlagenschluss ist für die direkte Verbindung mit einer größeren TK-Anlage geeignet.

Beim Primärmultiplexanschluss, auch als S2M oder E1 bezeichnet, sind insgesamt 30 Nutzkanäle und jeweils ein Steuerkanal und ein Synchronisationskanal mit 64 Kilobit pro Sekunde vorhanden. Die Gesamtbandbreite des Anschlusses beträgt somit 2048 Kilobit pro Sekunde. Als Nutzbandbreite stehen 1920 Kilobit pro Sekunde zur Verfügung. Diese Art von Anschluss eignet sich für große TK-Anlagen oder als Festverbindungsersatz zwischen zwei Endpunkten.

ISDN in VoIP-basierten Netzwerken

Im Zuge der Modernisierung der Telekommunikationsnetzwerke und der Einführung von NGN-Technik werden ISDN-Anschlüsse mehr und mehr ersetzt. Sollen ISDN-Endgeräte weiterhin am VoIP-basierten Netzwerk betrieben werden, existieren Adapter, die die Leistungsmerkmale und Anschlussschnittstellen emulieren. Das ISDN-Endgerät lässt sich direkt mit dem Adapter verbinden. Netzseitig nutzt es allerdings SIP (Session Initiation Protocol) und Voice over IP.

Als Ersatz für die Verbindung von Telefonanlagen mit einem Telefonnetz hat sich der SIP-Trunk etabliert. Über den SIP-Trunk lässt sich ein kompletter Rufnummernblock bereitstellen, dessen Durchwahlnummern die Telefonanlage zu den Endgeräten vermittelt. Die TK-Anlage selbst ist über einen breitbandigen Internetanschluss verbunden und nutzt den SIP-Trunk für die Kommunikation mit dem Next Generation Network. Die Anzahl parallel bedienbarer Telefonate ist lediglich durch die Bandbreite des Internetzugangs, die Art der Telefonanlage und die Leistungsfähigkeit des VoIP-Providers beschränkt. Als Faustregel gilt, dass für jeden Sprachkanal etwa eine Bandbreite von 100 Kilobit pro Sekunde zur Verfügung stehen sollte.

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