Integrated Services Digital Network

ISDN-Telefon

Integrated Services Digital Networkbzw.Integriertes Sprach- und Datennetz(ISDN) ist ein internationalerStandardfür eindigitalesTelekommunikationsnetz.Der deutschsprachige BegriffIntegriertes Sprach- und Datennetzwar der ursprüngliche Begriff; er stand gleichberechtigt (teilweise sogar bevorzugt) neben dem englischsprachigen Begriff, der auch im deutschen Sprachraum eingeführt wurde, um der Internationalität des Systems Rechnung zu tragen.Der internationale Begriff lässt sich alternativ auch deutsch alsdienstintegrierendes digitalesNetzübersetzen.Über dieses Netz werden verschiedeneDienstewieFernschreiben(Telex),Teletex,Datex-L(leitungsvermittelteDatenübertragung),Datex-P(paketvermittelteDatenübertragung) undTelefonieübertragen und vermittelt.

Vor der Einführung von ISDN gab es für die genannten Dienste jeweils eigene Netze, zwischen denen es Übergänge (Gateways) gab, zum Beispiel zwischen Fernschreibnetz und Teletex oder vomTelefonnetzzu den Datex-Netzen. Da das Telefonnetz das bekannteste der genannten Netze war und auch heute der DienstTelefonieder meistgenutzte ist, wird die BezeichnungISDNoft mitTelefongleichgesetzt.

Durch Ablösung deranalogen Vermittlungsstellendurch Digitaltechnik konnte die Leistungsfähigkeit derTeilnehmeranschlussleitungverdoppelt werden (gleichzeitig zweiGesprächebzw.Verbindungen); dabei blieb die Bedienung derEndgerätefür den Benutzer weitgehend gleich. DieDatenfernübertragung(z. B. auch dieEinwahlinsInternet) ist mit ISDN schneller und komfortabler als mit einemTelefonmodem.

Inzwischen gibt es weitere Techniken zum Telefonieren, etwaGSM,UMTSundLTEbeimMobilfunk,sowieIP-Telefonie(VoIP). Lange Zeit bildete ISDN die Basis für alle anderen Telefonnetze. Netztechnisch wurden alleVermittlungsstellenin Deutschland auf ISDN umgestellt, wobei aber die Teilnehmeranschlüsse nicht digitalisiert werden mussten. Die Kanäle von analog aufgeschalteten Teilnehmern werden von den Vermittlungsstellen in ein digitales Signal gewandelt und weitervermittelt. Neue Anschlüsse werden in Deutschland aber meist perNext Generation Network(NGN) realisiert.

Seit Anfang der 2000er Jahre besaß jedes Mitgliedsland derEuropäischen UnionISDN-Telekommunikationsstrukturen. InDeutschlandwar ISDN flächendeckend verfügbar.

Geschichtliche Entwicklung

Weltweit

In den 1970er Jahren erreichte die Digitaltechnik das Telefonnetz und sollte die mechanischen Vermittlungsstellen ersetzen. Damit sollte eine bessere Auslastung der Leitungen und mehr Komfort für die Benutzer erreicht werden. Die zuständige Organisation, dasComité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique(CCITT, heuteITU Telecommunication Standardization Sector(ITU-T), ein beratender technischer Ausschuss derInternationalen Fernmeldeunion(ITU)), erarbeitete dazu technische Spezifikationen (Recommendations) für ein digitales Telefonnetz, die unter dem NamenISDN1980 erstmals verabschiedet wurden.

Europa

Mitte der 1980er Jahre befürchteten zahlreiche Strategen in der europäischen Elektroindustrie und der damaligenEG-Kommission,dass Europa auf dem Gebiet der Telekommunikation gegenüber den USA und Japan deutlich ins Hintertreffen geriete, wenn es nicht gelänge, die staatsmonopolistischen Anachronismen abzuschaffen und den Wettbewerb nationaler Sonderlösungen zu beenden.

Um dieses Szenario zu verhindern, sollten einheitliche Normen und gemeinsame Märkte geschaffen werden. 1988 wurde dazu von der EG-Kommission dasEuropäische Institut für Telekommunikationsnormen(ETSI) gegründet, das Standards für ein gemeinsames digitales Telefonnetz erarbeiten sollte. Am 6. April 1989 wurde unter seiner Leitung von 26 Netzbetreibern aus 20 europäischen Ländern derDSS1-Standard (auchEuro-ISDNgenannt) ins Leben gerufen, der die nationalen ISDN-Systeme vereinheitlichen sollte und einige technische Verbesserungen brachte. Im Dezember 1993 erfolgte die Einführung von Euro-ISDN auf der Basis desMemorandum of Understandingon the Implementation of a European ISDN.

Deutschland

ISDN:Sonderbriefmarke der Deutschen Bundespost von 1988

ISDN-TelefonanlageEumex220PC

In derBundesrepublik Deutschlandentschied dieDeutsche Bundespost1979, alleOrtsvermittlungsstellenzu digitalisieren. Bei Feldversuchen in Berlin (unter dem Namen DIGON = „DIGitales OrtsNetz “) hatte sich gezeigt, dass durch den Einsatz digitaler Technik zwei unabhängige Duplex-Kanäle simultan übertragen werden konnten. 1982 fiel die Entscheidung für die ISDN-Technik und die Pläne wurden konkretisiert. Darauf folgte der Bau einer Teststrecke in West-Berlin sowie schließlich 1987 zweiPilotprojekteinMannheimundStuttgart.1989 begann der offizielle Betrieb des nationalen ISDN nach dem1TR6-Standard (damals durch die Deutsche Bundespost einfach alsISDN,heute zur besseren Unterscheidbarkeit alsnationales ISDNbezeichnet). Die Deutsche Bundespost war damit der Vorreiter für ISDN in Europa.

Die Digitalisierung des seit 100 Jahren analogen Telefonnetzes galt als gigantisches Investitionsprojekt, mit dem die Bundesrepublik und ihre Telekommunikationskonzerne an die Spitze im zukunftsträchtigen Telekommunikationsmarkt katapultiert werden sollten. Bei diesem ersten großen Digitalisierungsprojekt stand schon von Beginn an die Trennung des Digitalen Transportwegs von den darauf beruhenden Diensten (als zusätzlicher Kommunikationsdienst) im Vordergrund. Da das Internet noch nicht verbreitet war, dachte man zunächst vorwiegend an Bildübertragung bzw. Bildtelefonie.Da viele Verbraucher den Sinn der Digitalisierung noch nicht verstanden, wurde die Abkürzung „ISDN “spöttisch zumBackronym„Ist sowas denn nötig? “glossiert.Gleichzeitig wurde vor Risiken von ISDN gewarnt. Beispielsweise argumentierten einige Datenschutzexperten, dass ISDN ein „qualitativer Sprung “bei der totalen Erfassung sei, da es die Erfassung und Speicherung sämtlicher Verbindungsdaten ermögliche (vgl.Vorratsdatenspeicherung).

Nachdem bis zum Mai 1994 notwendige Softwareänderungen in den Vermittlungsstellen abgeschlossen waren, warEuro-ISDNin Deutschland kommerziell verfügbar. Seit September 1995 war dasTelefonnetzso weit digitalisiert, dass ISDN flächendeckend verfügbar war (bei noch nicht digitalen Vermittlungsstellen durchFremdanschaltung;die vollständige Digitalisierung wurde Ende 1997 erreicht). Bis Mitte 1996 wurde die Umstellung auf ISDN-Technik durch dieDeutsche Telekommit einer großen Fördermaßnahme unterstützt – für einen neuen Anschluss wurden bis zu 300DMund bei Anschaffung einerTelefonanlagebis zu 700 DM gutgeschrieben.

In der Geschäftsstrategie der Deutschen Telekom hatte die Vermarktung von ISDN lange außerordentliches strategisches Gewicht. Daher entschied man sich als weltweit einzigeretablierter Netzbetreiberbei der Einführung derADSL-Technik flächendeckend für das mit Reichweiten- und Bandbreitennachteilen behaftete ADSL-over-ISDN (Annex B). Kunden mitanalogemT-Net-Anschluss sollten keineDSL-Verfügbarkeits- bzw. Bandbreitenvorteile gegenüberT-ISDN-Kunden haben. Mit der Umstellung aufNGNwird seitens der Deutschen Telekom ISDN nicht mehr vermarktet und es wurden anbieterseitige Kündigungen der ISDN-Anschlüsse ausgesprochen, um die Umstellung auf IP-basierte Anschlüsse in der Fläche zu erproben. Von der Deutschen Telekom wird bei den IP-basierten Anschlüssen für splitterloses DSL („DSL ohne Splitter “)Annex Jverwendet.Das bedeutet nach Planung das Ende für Telefonanschlüsse des ISDN (und damit für ADSL-over-ISDN, „Annex B “) im Netz der Deutschen Telekom.

Ende 2006 existierten 12,65 Mio.ISDN-Basisanschlüsse(genau ein Drittel der Telefonanschlüsse insgesamt) und 113.000ISDN-Primärmultiplexanschlüsse.2016 gab es 8,23 Mio. Analog-, 4,57 Mio. Basis- und 85.000 Primärmultiplexanschlüsse sowie 26.000 öffentliche Telefonstellen, Tendenz weiter fallend.

Im Jahr 2009 waren in der Bundesrepublik bei 32,1 % aller Haushalte ISDN-Anschlüsse geschaltet.Von 2007 bis 2013 sank die Anzahl der ISDN-Basis-Anschlüsse in Deutschland von 12,86 Millionen auf 9,02 Millionen.

Die Telekom hat ursprünglich angekündigt, die Migration aller Privatkunden mit ISDN-Anschlüssen auf andere Produkte bis 2018 abgeschlossen zu haben. Dieser Termin wurde mehrfach verschoben, zuletzt auf Ende 2020.Ende 2022 wurde ISDN komplett abgeschaltet.

Österreich

InÖsterreichbegann die Digitalisierung 1978 mit der Einführung desOES(Oesterreichisches Elektronisches System) durch die Post- und Telegraphenverwaltung (PTV). Ab 1986 wurde die OES-Technik flächendeckend eingesetzt. Im Februar 1992 wurde im Bereich der Wiener Ortsvermittlungsstelle „Dreihufeisengasse “ein ISDN-Pilotversuch gestartet, an dem bis zum Jahresende bereits 200 Basisanschlüsse angeschlossen wurden. Bis 1999 wurde das gesamte österreichische Telefonnetz digitalisiert, in diesem Jahr gab es insgesamt 247.000 ISDN-Anschlüsse. 2002 stieg die Zahl auf insgesamt 438.000. Die österreichische Implementierung von ISDN unterscheidet sich von anderen u. a. dadurch, dass es eine „Globalnummer “gibt, die keinem Gerät perMSNzugeordnet werden kann. Manche ISDN-Geräte (zum Beispiel Telefonanlagen) müssen dieses Spezifikum berücksichtigen, um problemlos zu funktionieren. Mit dem Telekom Austria Produkt AON-Complete – der ersten Österreichischen Internetflatrate – kam es am 15. November 1999 zu einem Boom an ISDN-Neuanmeldungen, während ein ISDN B-Kanal der Internet Flatrate diente, war über den zweiten B-Kanal zugleich Telefonie möglich.Der ISDN-Complete-Tarif wurde aufgrund von massiven Protesten der Mitbewerber bereits Ende Februar 2000 für Neukunden wieder eingestellt.

Schweiz

In derSchweizwurde 1988 mitSwissnet 1das erste ISDN in Betrieb genommen. Bis 1996 konnten insgesamt 250.000 Kunden gewonnen werden, im Jahr 2004 gab es über 900.000 Anschlüsse. Im Jahre 2008 ist der Anteil von ISDN-Anschlüssen jedoch wieder geschrumpft. Da zu dieser Zeit ein VDSL-Modem über eine Analogleitung Datenübertragungsraten von 20.000 kbit/s in Empfangsrichtung erreicht, hat sich die Bedeutung von ISDN und die Beschränkung von ADSL-over-ISDN verringert. Zudem setzen dem ProviderSwisscom(der als Einziger in dem sich öffnenden Markt ISDN anbietet) andere Lösungen entgegen:Sunrise CommunicationssowieSalt Mobilemit reinen Drahtloslösungen, sowie verschiedene Kabelnetzbetreiber (wieUPC Schweiz,Quickline,NetPlus,ImporWare– insgesamt weit über 1 Million Kunden) mit einem Angebot für Daten, Telefon, Fax und Fernsehsignal für über 200 Kanäle, darunter viel inHDTVQualität auf Breitbandnetzen. Swisscom startete 2017 den großflächigen Wechsel von ISDN auf IP.Bis Ende September 2019 wurden alle Anschlüsse umgestellt.

USA

In denUSAwurde 1992 unter dem Namen NI-1 (US National ISDN Phase 1) das System5ESSeingeführt, das sich von DSS1 stark unterschied. Später wurde als NI-2 eine verbesserte Version dieses Systems eingeführt. Aufgrund der fehlenden Förderung und der preislichen Gestaltung ist dieses System in den USA nur ein Nischenprodukt geblieben.

Parallel bietetAT&Tunter dem Namen „5ESS “ein eigenes nur endkundenseitig NI-1-kompatibles System an. Der aufVery Compact Digital Exchange(VCDX) basierende Datenstandard5ESS-2000stellt NI-1-Merkmale für digitale Endgeräte an einer analogen Vermittlungsstelle zur Verfügung und ist damit eineBrückentechnologiezwischen analoger und digitaler Telefonie für einen verhältnismäßig kleinen Kundenkreis.

Internationale Verbreitung

Sehr unterschiedlich entwickelte sich die Verbreitung von ISDN weltweit.

ISDN-Anschlüsse pro 1000 Einwohner im Jahr 2005:

Norwegen	401
Dänemark	339
Deutschland	333
Schweiz	331
Japan	240
Großbritannien	170
Finnland	170
Schweden	140
Italien	105
Frankreich	90
Spanien	58
USA	47

Unterschiede zum analogen Anschluss

Der Hauptunterschied zumanalogenFestnetzanschlussbesteht in derdigitalenÜbertragung bis zum Endgerät. Dadurch ist es möglich, über einen Anschluss mehrere Kanäle gleichzeitig zu übertragen. Beim ISDN-Basisanschlussstehen zwei Kanäle zur Verfügung, die völlig unabhängig voneinander fürTelefongespräche,FaxoderDatenübertragungengenutzt werden können; man kann also zum Beispiel während eines Telefongesprächs ein Fax absenden oder gleichzeitig telefonieren und (ohne ADSL) im Internet surfen.

Für einen ISDN-Mehrgeräteanschluss können in Deutschland bis zu 10Rufnummern(genanntMultiple Subscriber Number,MSN) vergeben werden, die beliebig auf die ISDN-Endgeräte verteilt werden können. Durch dieDienstkennungenunterschieden, kann eine MSN für verschiedene Anwendungen (Dienste), zum Beispiel fürTelefonieund ISDN-Datenübertragung,genutzt werden, ohne dass diese sich gegenseitig stören – in der Theorie. In der Praxis kommt es zu Konflikten, wenn beispielsweise ein Fax von einem Analoganschluss (also ohne Dienstkennung) eine MSN anruft, die nur per Dienstkennung zwischen Fax und Telefon unterscheidet. In der Praxis verließ man sich deshalb meist nicht auf diese Funktion, sondern vergab für jedes Gerät eine der zehn MSNs. Zusätzlich stellt ISDN zahlreichevermittlungstechnische Leistungsmerkmalebereit, deren Steuerinformationen – wie auch dieSignalisierungzum Aufbau und Abbau der Verbindungen – über einen separaten Datenkanal (D-Kanal) übertragen werden.

Die digitaleÜbertragungermöglicht gegenüber der analogen Technik zahlreiche Qualitätsverbesserungen: Die Signale können bei durchgehend digitaler Übertragung verlustfrei übertragen werden. Bei der analogen Übertragung wird das Signal nurverstärkt,nicht regeneriert. Dabei wird nicht nur das Nutzsignal verstärkt, sondern auchRauschenundFremdspannungen.Je länger die Verbindungsstrecke ist, desto kleiner wird bei analoger Übertragung dasSignal-Rausch-Verhältnis,somit verschlechtert sich die Qualität der Übertragung. Die Sprachqualität digitaler Übertragungen ist deshalb deutlich besser. Außerdem sind Datenübertragungen schneller, da keinModemzwischengeschaltet werden muss, sondern die Daten direkt über das Netz übermittelt werden. Prinzipiell kann die Übertragung über eine Anschlussleitung bei Verwendung effektiver Codierungs- und Modulationsverfahren viel schneller als die ISDN-Geschwindigkeit von 2 × 64 kbit/s sein (etwa beiDSL), die Begrenzung auf den für Sprache typischen Frequenzbereich von 300 Hz bis 3400 Hz in den Übertragungs- und Vermittlungssystemen schränkt die Geschwindigkeit jedoch ein.

Um analoge Endgeräte wie Telefon, Fax, Anrufbeantworter oder Modem an einen ISDN-Anschluss anzuschließen, benötigt man einena/b-Wandler, der auch alsTerminaladapter(abgekürzt TA) bezeichnet wird, oder eine ISDN-Telefonanlagemit analogenNebenstellenanschlüssen.

Nachteil der ISDN-Technik gegenüber analogen Anschlüssen ist, dass ein Betrieb eines einfachen schnurgebundenen Telefons ohne eigenständige Stromversorgung im Regelbetrieb nicht vorgesehen ist – zumindest entweder NTBA oder das ISDN-Telefon müssen laut ISDN-Spezifikation im Regelbetrieb extern mit Strom versorgt werden. Ausnahme davon ist der Notbetrieb, bei dem, falls der NTBA nicht mit Netzspannung versorgt wird, die Versorgungsspannung auf dem S₀-Bus umgekehrt wird und dadurch dem (dann einzigen zulässigen) Endgerät signalisiert wird, dass es seinen Verbrauch einschränken muss.

Öffentlich verfügbare Anschlusstypen

Ein ISDN-Anschluss ist in zwei Varianten verfügbar: AlsBasisanschluss(an einerU_k0-Schnittstelle) oder alsPrimärmultiplexanschluss(an einerU_k2- oderU_G2-Schnittstelle).

Basisanschluss (Basic Rate Interface (BRI))

EinBasisanschlusshat zwei Nutzkanäle (B-Kanäle) und einen Kanal für Steuerinformationen (D-Kanal). Jeder der beiden Nutzkanäle bietet eineDatenübertragungsratevon 64 kbit/s (USA und einige andere Länder 56 kbit/s), der Steuerkanal (D-Kanal) von 16 kbit/s. Für die Rahmenkennung (Synchronisation) und für Servicezwecke werden weitere 16 kbit/s belegt, sodass die Bruttobitrate am Basisanschluss 160 kbit/s beträgt.

Basisanschlüsse sind verfügbar als

• Mehrgeräteanschluss (Point-to-Multipoint) zum Anschluss von bis zu acht ISDN-Endgeräten
• AnlagenanschlussmitBasisnummer(Point-to-Point) zum Anschluss einer einzigen Telekommunikationseinrichtung, zum Beispiel einerTelefonanlage

Primärmultiplexanschluss (Primary Rate Interface (PRI))

EinPrimärmultiplexanschlusshat 30 Nutzkanäle mit je 64 kbit/s (USA und einige andere Länder 56 kbit/s) und einen Steuerkanal mit 64 kbit/s sowie einen weiteren Kanal für Synchronisation und Wartung mit weiteren 64 kbit/s. Er ist nur als Anlagenanschluss verfügbar und wird zum Anschluss von Telefonanlagen oder für 2-Mbit/s-Festverbindungengenutzt.

Anbieter in Deutschland

In Deutschland können seit dem Inkrafttreten der dritten Stufe derPostreform1998 neben derDeutschen Telekomauch andere Netzbetreiber Telefonanschlüsse anbieten, wobei die alternativen Netzbetreiber üblicherweise die sogenannteLetzte Meile,also die Anschlussleitung von der Ortsvermittlungsstelle bis in die Wohnung des Teilnehmers, von der Deutschen Telekom mieten und zur Anbindung des Teilnehmers an die eigene Vermittlungstechnik nutzen. Weiterhin könnenVerbindungsnetzbetreiberundInternetproviderISDN-Verbindungsleistungen auf der Basis vonCall-by-Call/Internet-by-CallundPreselectionüber bestehendeT-ISDN-Anschlüsse der Telekom anbieten. Im Jahr 2022 stellte mit Vodafone auch der letzte Betreiber eines ISDN-Netzes aufIP-Telefonieum; neu ist ein ISDN-Anschluss nicht mehr erhältlich.

In neuer Zeit tritt verstärkt das Phänomen des sog. „unechten “ISDN-Anschlusses auf. Dabei stellt ein Anbieter dem Kunden über einIADeine S₀-Schnittstelle zur Verfügung, ohne allerdings alle ISDN-Funktionen zu unterstützen. Es handelt sich dann meist um Anschlüsse auf der Basis vonNGN.Eine klassische Übertragung per Uk₀im Basisband liegt dann nicht mehr vor. Diese Technik wird z. B. vonKabelnetzbetreibernmit einerFritz!Boxvom HerstellerAVMangeboten, da über dasKabelfernsehnetznurVoice over Cablemöglich ist.

Physische Spezifikationen

Verkabelung beim Mehrgeräteanschluss (Point-to-Multipoint)

Anschlussplan für den S₀-Bus

Bei einem Mehrgeräteanschluss erfolgt die Verbindung zur Ortsvermittlungsstelle ebenso wie bei einem analogen Anschluss über eine Kupfer-Doppelader.Die alteTAE-Dose ist eigentlich überflüssig geworden, bleibt meist jedoch aus Kostengründen (zum Anschluss einesNTBAdurch den Kunden;NTBA mit Selbstmontage) bestehen. In der Regel wird der NTBA mit einem mitgelieferten Spezialkabel an die TAE-Dose angeschlossen. Der NTBA setzt das digitale Signal von der ankommenden zweiadrigenU_K0- auf die vieradrigeS₀-Schnittstelleum.

Alternativ sind in nebenstehendem Anschlussplan bei Verwendung vonUAE-Dosenauch folgende Klemmenbezeichnungen möglich: 1a = 4; 1b = 5; 2a = 3; 2b = 6.

Reichen die am NTBA vorhandenen Steckmöglichkeiten nicht aus oder sollen die Endgeräte räumlich getrennt aufgestellt werden, kann bei Bedarf ein bis zu 150 m langer passiverS₀-Busangeklemmt werden. Dafür sollten Leitungen mit mindestens 0,6 mm Aderndurchmesser verwendet werden, eine spezielle Abschirmung ist in der Regel nicht erforderlich; Leitungen derKategorie 3reichen aus. An maximal zwölfIAE- oderUAE-Dosen können gleichzeitig insgesamt bis zu acht Endgeräte angeschlossen werden, maximal vier Geräte können dabei über den NTBA mit Strom versorgt werden (12:8:4-Regel). Das Ende desS₀-Bussessollte über zwei 100-Ω-Abschlusswiderständeterminiert werden. Diese Abschlusswiderstände verhindern eine Reflexion des Signals am offenen Ende des Bussystems. Ausschließlich bei einer theoretisch unendlich langen Leitung könnte die Terminierung vernachlässigt werden. Eine Installation mit dem NTBA in der Busmitte verlangt an beiden Bus-Enden Abschlusswiderstände, die Widerstände im NTBA sind in diesem Fall abzuschalten.

Der NTBA ist kein Endgerät, sondern eine Netzkomponente: Den Übergang vom öffentlichen Telefonnetz in das teilnehmereigene Hausnetz (mit allen Rechten und Pflichten) bildet nicht wie beim analogen Anschluss die sogenannte1. TAE,sondern der NTBA. Sind im Haus (schaltungstechnisch) vor dem NTBA noch analoge Zusatzgeräte (zum Beispiel Zusatzwecker oder Wechselschalter) vorhanden, müssen diese vor Inbetriebnahme des ISDN-Anschlusses abgebaut werden.

• 
  TAE-Dose
• 
  Eumex220PC Telefonanlage
• 
  NTBAder Deutschen Telekom
• 
  NTBAder Deutschen Telekom

Verkabelung beim Anlagenanschluss (Point-to-Point)

Bei einem Anlagenanschluss wird an denNTBAbeziehungsweiseNTPMnur ein ISDN-Gerät angeschlossen. Das ist in der Regel eineTelefonanlage.

• Bei einem Basisanschluss ist die Verkabelung prinzipiell wie unter Mehrgeräteanschluss beschrieben, mit dem Unterschied, dass maximal eine Dose verwendet wird. Der Anschluss des NTBA an die Hausstromversorgung ist dabei nicht erforderlich (sieheStromversorgung bei S₀).
• Bei einem Primärmultiplexanschluss erfolgt die Verkabelung meist sechsadrig; zweiDoppeladernfür dieS_2M-Schnittstelleund eine Doppelader für die Stromversorgung des NTPM, da dieser in der Regel durch dieTelefonanlagemit Strom versorgt wird.
• Die Kabellänge zwischen dem NTBA und der Telefonanlage, als einzigem angeschlossenem Gerät, kann je nach verwendetem Kabeltyp maximal 500 bis 1000 m betragen.
• Neben speziellen ISDN-Kabeln (Westernstecker,zwei Aderpaare verwendet) können auch Netzwerkkabel zur Verbindung der Geräte verwendet werden.

Stromversorgung

Schaltbild eines NTBA

Regelstromversorgung

Um angeschlossene Geräte mit Strom versorgen zu können, erzeugt der an die Hausstromversorgung angeschlossene NTBA eine Speisespannung von 40V.Diese wird über denS₀-Buszu den Endgeräten geleitet und darf mit maximal 4,5Wbelastet werden. Die Speisung erfolgt dabei durch das Einkoppeln in die Signaladern. Um die Sende- und Empfangselektronik nicht zu behindern, wird die Spannung zwischen den Adernpaaren für die Sende- und Empfangsrichtung aufgebaut. Innerhalb eines Adernpaares ist also keine Spannung messbar. Dieses Konzept wird auch alsFernspeisungbezeichnet. Bei Regelstromversorgung liegt der Pluspol der Speisung an den Pins 3 und 6 des NTBA, der Minuspol an den Pins 4 und 5.

Der Anschluss des NTBA an die 230-V-Versorgung ist nur dann notwendig, wenn direkt am NTBA oder an einem angeschlossenenS₀-BusEndgeräte ohne eigene Stromversorgung (z. B. ein ISDN-Telefon) angeschlossen werden sollen. Haben alle angeschlossenen Geräte eine eigene Stromversorgung, muss der NTBA nicht an die 230-V-Versorgung angeschlossen werden; die Energie für seinen eigenen Betrieb erhält der NTBA immer von derVermittlungsstelleüber dieTeilnehmeranschlussleitung.Letztere Installationsform spart Energie und kann sich positiv auf die Lebensdauer des NTBA auswirken, da das integrierte Netzteil dann nicht in Betrieb ist und somit weniger Wärme erzeugt wird.

Notstromversorgung

Damit auch bei einem teilnehmerseitigen Stromausfall telefoniert werden kann, können geeignete ISDN-Telefone von der Ortsvermittlungsstelle mit Energie versorgt werden (Notstrombetrieb). Die Leistung, die der NTBA bei Stromausfall liefern kann, ist jedoch auf 380 mW begrenzt.Bei Notstrombetrieb kann nur ein einziges (notspeisefähiges und -berechtigtes) ISDN-Telefon versorgt werden, obwohl mehrere notspeisefähige Geräte am S₀-Bus angeschlossen sein können, die jedoch keine Notspeiseberechtigung haben (dürfen), da das die Notspeisung überlasten würde bzw. eine Schutzabschaltung eintritt. Diese Option, den Notbetrieb bei einem Telefon zu aktivieren, ist in der Regel als mechanischer Schalter ausgeführt. Dadurch kann diese Einstellung auch im Fall eines bereits vorliegenden Notbetriebs noch geändert werden, da hier oft nur Grundfunktionen des ISDN-Telefons zur Verfügung stehen: Telefoniert werden kann ganz normal, aber apparateseitige Komfortmerkmale mit hohem Stromverbrauch (z. B. Freisprechen, Lauthören, Displaybetrieb) funktionieren im Notstrombetrieb meist nicht.

Im Unterschied zur normalen Speisung wird die Notspeisespannung mit umgekehrter Polarität an die Leitungen des Busses angelegt. Dadurch erkennen ISDN-Endgeräte den Notstrombetrieb.

Nicht alle Telefontypen sind notspeisefähig. So brauchen beispielsweise die Basisstationen vonSchnurlostelefonenauf jeden Fall eine lokale Spannungsversorgung, die bei Netzausfall z. B. aus einerUSVerfolgen kann.

Logische Spezifikationen

Implementierungen

In Deutschland wurde ursprünglich ISDN nach dem nationalen Standard1TR6angeboten, seit 1991 existiert jedoch ein europaweit einheitlicher ISDN-Standard (DSS1); ISDN mit DSS1-Protokoll wird auch alsEuro-ISDNbezeichnet. Außerhalb Europas und inTelefonanlagenkommen auch andere Implementierungen zum Einsatz. Die letzten ISDN-Anschlüsse, die noch das nationale 1TR6-Protokoll unterstützten, wurden im Dezember 2006 endgültig auf das DSS1-Protokoll umgestellt.

In denUSAgibt es ISDN unter dem Namen NI-1 (US National ISDN Phase 1) und NI-2. Die Datenübertragungsrate der Nutzkanäle (B-Kanäle) beträgt wegen der in Nordamerika verwendetenPCM-Kodierungund Sprachkompression (μ-law) dabei nur 56 kbit/s.

In Japan und Hongkong gibt es ISDN-Systeme mit dem NamenINS-Net 64,in AustralienTPH 1962.

Sprachübertragung

Die Sprachsignale werden für die Übertragung im Euro-ISDN mit einerAbtastratevon 8kHzdigitalisiert(Puls-Code-Modulation,PCM) und mit Hilfe einerlogarithmischenKennlinie,die die Besonderheiten der menschlichen Wahrnehmung berücksichtigt (ITU-T-StandardG.711,A-law-Verfahren), zu 8 Bit pro Abtastwert codiert. Damit ergibt sich die für ISDN typische Übertragungsgeschwindigkeit von 64 kbit/s (8000-mal pro Sekunde 8 Bit). Übertragen wird der Frequenzbereich von 300 bis 3400Hz.

Es ist jedoch auch möglich, den CodecG.722über ISDN zu übertragen (sieheHD-Telefonie), da dieser auch 64 kbit/s Bandbreite benötigt. Dieser überträgt die Frequenzen von 50 Hz bis 7000 Hz. Beide Gegenstellen müssen dabei HD-fähig sein.

Datenübertragung

DieB-Kanälesind bittransparent undsynchron,sodass beliebigeLeitungscodesverwendet werden können. Um eine Verdoppelung derDatenübertragungsratezu erreichen, können die beiden B-Kanäle einesBasisanschlussesauchgebündeltwerden. Um diese Möglichkeit zu nutzen, sindEndgeräteerforderlich, die in der Lage sind, die beiden B-Kanäle zu synchronisieren (beispielsweise ISDN-PC-Karten oderVideokonferenzsysteme).

Mit Hilfe geeigneterRouterkönnen mehrere oder alle Nutzkanäle einesPrimärmultiplexanschlussesgebündelt werden. Dadurch können Datenübertragungsraten bis zu 1920 kbit/s (netto) erzielt werden. Diese Möglichkeit wird insbesondere für die Vernetzung von entfernten Standorten innerhalb einesFirmennetzwerksoder fürStandleitungeninsInternetgenutzt.

V.110

V.110ist ein Protokoll derITU-Tzur Nutzung von Endgeräten mit Schnittstellen der V-Serie (zum BeispielV.24-Schnittstelle) an diensteintegrierenden Netzen. V.110 realisiert eineBitratenadaptionzur Anpassung der Datenübertragungsrate von langsamen Endgeräten, z. B.Modems,an ISDN. Die Datenübertragungsraten sind bis 19,2 kbit/s standardisiert; bei den meisten V.110-kompatiblenTerminaladapternsind jedoch Datenübertragungsraten bis 38,4 kbit/s verfügbar. JedesBitder V-Schnittstelle wird in ein Bit des 64 kbit/s-Stromes desB-Kanalsabgebildet, die Restkapazität wird mit Füllbits gefüllt. Bei einigen Implementierungen können niedrigere Geschwindigkeiten im Multiplexverfahren genutzt werden. Die in V.110 beschriebene Bitratenadaption wird oft auch außerhalb von ISDN verwendet.

V.120

V.120ist eine Weiterentwicklung des ProtokollsV.110.Die standardisierte Datenübertragungsrate beträgt hier bis zu 56 kbit/s. V.120 sieht Möglichkeiten für statistisches Multiplexen vor.

Signalisierung

DieSignalisierungerfolgt bei ISDNOut-of-Band– sie wird auf einem eigenen Kanal übertragen, und nicht wie im analogen Netz beispielsweise mit Hilfe desMehrfrequenzwahlverfahrensim Sprachkanal. Dadurch funktionieren derVerbindungsaufbauund die Steuerung dervermittlungstechnischen Leistungsmerkmalesicherer und schneller. Technisch wird für die Signalisierung derD-Kanalgenutzt, der bei Basisanschlüssen eine Datenrate von 16 kbit/s und bei Primärmultiplexanschlüssen von 64 kbit/s hat.

Im Kernnetz wird für die Signalisierung zwischen den Vermittlungsstellen auf den sogenanntenZentralen Zeichengabekanälendas ProtokollSignalling System No 7verwendet.

Referenzpunkte und Schnittstellen

Ein ISDN-Anschluss besteht aus zwei Teilen: aus derTeilnehmeranschlussleitung(beimBasisanschlussdieU_K0-Schnittstelle; beimPrimärmultiplexanschlussdieU_K2-Schnittstelle) und der hausinternen Verkabelung (beim Basisanschluss derS₀-Bus;beim Primärmultiplexanschluss die S_2M-Schnittstelle). Die Teilnehmeranschlussleitung wird durch einenNetzabschlussabgeschlossen (beim Basisanschluss NTBA; beim Primärmultiplexanschluss NTPM).

ISDN-Referenzpunkte

Funktionseinheiten:

• ET: Exchange Termination (Vermittlungsabschluss) (Ortsvermittlungsstelle)
  • Vermittlungsstelle (Schichten 1 bis 3)
• LT: Line Termination (Leitungsabschluss) (Ortsvermittlungsstelle)
  • Leitungsübertragungseinrichtung
  • Umsetzung zwischen relativ niedrigratigem Teilnehmeranschluss und hochratigem Multiplexanschluss auf der Vermittlungsseite
• NT1:Network Termination1 (NTBA)
  • Schicht 1
• NT2: Network Termination 2
  • Schicht 1 bis 3
  • optional, erfüllt (wenn vorhanden) vermittelnde oder konzentrierende Aufgaben (z. B. eine Telefonanlage)
• TA: Terminal Adaptor (Terminaladapter,a/b-Wandler)
  • passt TE2 an die Anforderungen von NT1 bzw. NT2 an
• TE1: Terminal Equipment Type 1 (ISDN-Endgerät)
  • Gerät, das allen ISDN-Interface-Empfehlungen genügt
• TE2: Terminal Equipment Type 2 (nicht ISDN-fähiges Endgerät)
  • Gerät, das die ISDN-Interface-Empfehlungen nicht erfüllt

Die Schnittstelle zuSoftwarewird meist durch dieCAPIhergestellt. UnterLinuxwurden früher auch dieHisax-Treiber verwendet.

Adressierung bei ISDN

Aufbau der ISDN-Adressen

ISDN-Adressen sind nach derITU-T-RichtlinieE.164festgelegt. Die ISDN-Adresse besteht aus der ISDN-Rufnummer und -Subadresse. Die ISDN-Rufnummer adressiert zum Beispiel einen Teilnehmer an einemBasisanschluss.Die Subadresse ist maximal 32 Zeichen lang und dient zum Beispiel zur Adressierung einesHostsin einemLAN(dieses muss dazu über ein geeignetesGatewayam ISDN angeschlossen sein). Die Subadresse ist für ISDN transparent und nur den nutzendenTeilnehmernbekannt.

ISDN-Emulation über NGN

Seit der zunehmenden Migration derleitungsvermittelten Festnetzehin zurNGN-Netztopologie bieten einige Anbieter mittelsIP-Telefonie„ISDN “über vorhandene DSL-Anschlüsse als sogenannte ISDN-NGN-Anschlüssean. Das erfolgt dort, wo der Anbieter keine eigenenOrtsvermittlungsstellenunterhält bzw. diese nicht mehr weiter ausbaut und seine Telekommunikationsdienstleistung stattdessen exklusiv mittelsDatenanschluss-Vorleistung(Bitstromzugang,T-DSL-Resale) oder eigenenDSLAMsanbietet.

Anstatt durch den NTBA erfolgt der Netzabschluss mit dem für ISDN-Endgeräte bereitgestellten ISDN-S₀-Busdurch einIntegrated Access Deviceund die Kommunikation läuftIP-basiert über einSIP-Gateway. Dabei werden ISDN-typische Merkmale nachgebildet bzw. emuliert; es handelt sich aber um keinen vollwertigen DSS1-ISDN-Anschluss. Aufgrund eines fehlenden Datenkanals werden meist nur Sprachdienste unterstützt – zahlreiche ISDN-Dienstmerkmale stehen somit nicht zur Verfügung (z. B.Gruppe-4-Telefax,B-Kanalbündelung, Datex-P, Parken/Entparken).

Meist fehlt auch die Notspeisefähigkeit. Bei einem Ausfall der regulären Energieversorgung ist der Teilnehmer eines solchen emulierten ISDN-Anschlusses bei fehlenderUSVnicht erreichbar und kann nicht telefonieren – anders als bei einem Anschluss mit Notspeisung. Selbst bei vorhandener USV muss allerdings beachtet werden, dass ein evtl. zwischengeschalteter Outdoor-DSLAMnicht notstromversorgt ist und somit die Kommunikation trotzdem ausfällt – im Gegensatz zu ISDN. Hier wurde die Vermittlungsstelle meist über Stützbatterien und Notstromaggregate notversorgt; außerhalb der Vermittlungsstellen war im Normalfall nur passive Technik (Kabelverzweiger) eingesetzt. MitISDN over IPexistiert ein proprietäres Protokoll, das ISDN mit allen Leistungsmerkmalen auch über Voice-over-IP-Verbindungen ermöglicht, aber wegen des kostengünstiger realisierbaren SIP kaum Anwendung findet.

Literatur

• Peter Kahl:ISDN – Das neue Fernmeldenetz der Deutschen Bundespost Telekom.R. v. Decker, Heidelberg 1992,ISBN 3-7685-0592-8.
• Andreas Kanbach, Andreas Körber:ISDN – Die Technik.Hüthig, Heidelberg 1999,ISBN 3-7785-2288-4.
• Torsten Schulz:ISDN am Computer.Springer, Berlin / Heidelberg 1998,ISBN 3-540-62783-9.
• Wolf-Dieter Haaß:Handbuch der Kommunikationsnetze. Einführung in die Grundlagen und Methoden der Kommunikationsnetze.Springer, Berlin Heidelberg 1997,ISBN 3-540-61837-6.
• Peter Bocker:ISDN – Digitale Netze für Sprach-, Text-, Daten-, Video- und Multimediakommunikation.Springer, Berlin / Heidelberg 1997,ISBN 3-540-57431-X.
• Horst Frey:ISDN selbst anschließen und einrichten.Franzis, Poing 2003,ISBN 3-7723-4237-X.
• Oliver Rosenbaum:ISDN-Fachlexikon.2. Auflage. bhv, Kaarst 1998,ISBN 3-8287-6021-1(formal falsch).KorrekteISBN 3-8287-6021-X
• Hubert Zitt:ISDN für PC und Telefon.Markt & Technik, München, 1998,ISBN 3-8272-5273-3.

Weblinks

Commons:ISDN– Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Integrated services digital network.International Telecommunication Union (ITU);abgerufen am 3. Juni 2024(englisch, Liste der Standards zu ISDN).
• ISDN.In:protocols.com.RADCOM, archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am19. Februar 2016;abgerufen am 23. August 2006(englisch, Beschreibung des ISDN-Protokolls).
• Jürgen Plate:ISDN-Grundlagen.In:Telefon- und ISDN-Installation.netzmafia, archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am4. Mai 2021;abgerufen am 16. Februar 2016(Ausführliches ISDN-Skript).
• Installation von Endeinrichtungen der Telekommunikation – Hinweise, Beispiele, Material, Regeln der Technik – Leitfaden.(PDF; 2,2 MB) In:BITKOM/ZVEI-Forum 10.BITKOM,31. Mai 2011, archiviert vomOriginal(nicht mehr online verfügbar) am12. Februar 2013;abgerufen am 3. Juni 2024(u. a. Erläuterung von sternförmigem S₀-Bus).