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Rolf Herheuser

Planung von Vermittlungsnetzen

Eine Einführung

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Lieferzeit: 2-3 Tage

EAN/ISBN
9783838583945
2. 2008

Details

Dieses Buch bietet eine auch für das Selbststudium geeignete Einführung in grundlegende Themen der Telekommunikationsnetze.

Das Buch möchte vor allem das Verständnis der Arbeitsweise der Vermittlungsnetze und Überlegungen zur Planung solcher Netze fördern. Es beschränkt sich auf Grundlagen der Vermittlungsnetze, behandelt diese jedoch themenorientiert, aufeinander aufbauend und mit vielen erläuterten Abbildungen, sodass der Inhalt mit geringen Vorkenntnissen gut verständlich ist. Auf mathematische Begründungen und detaillierte Beschreibungen von Protokollen wird zugunsten einer nicht zu umfangreichen Einführung verzichtet.

Alle vorkommenden wichtigen Fachausdrücke werden in einem erklärenden Zusammenhang eingeführt und im Index referenziert. Ausgearbeitete Aufgabenbeispiele mit Lösungen ergänzen die Ausführungen.
  • Planung von Vermittlungsnetzen 1
  • Impressum4
  • Vorwort5
  • Inhalt7
  • Hauptteil15
  • 1 Dienste und Netze15
  • 1.1 Themenabgrenzung15
  • 1.2 Das Netz, ein schillernder Begriff15
  • 1.3 Benutzer, Netzbetreiber, Hersteller17
  • 1.4 Normen und Standards in der Telekommunikation18
  • 1.4.1 Gerät oder Funktion?18
  • 1.4.2 Kompatibilität18
  • 1.4.3 Normen und Standards18
  • 1.4.4 Entstehung der Standards20
  • 1.4.5 Anwendung und Nutzen von Standards20
  • 1.4.6 Produkte für unterschiedliche Standards und Anwendungsfälle21
  • 1.4.7 Normen- und andere wichtige Organisationen21
  • 1.5 Dienstgüte23
  • 1.5.1 Begriff der Dienstgüte23
  • 1.5.2 Festlegung, Messung und Verwendung der Dienstgütemerkmale24
  • 1.5.3 Wichtige Merkmale der Dienstgüte25
  • 1.6 Bau und Erweiterung von Netzen25
  • 2 Bauten für Telekommunikationsnetze27
  • 2.1 Themenabgrenzung27
  • 2.2 Bauliche Einrichtungen des Weitverkehrsnetzes28
  • 2.2.1 Netzbeispiel28
  • 2.2.2 Bauten für Übertragungssysteme29
  • 2.2.3 Räumlichkeiten für Telekommunikationsausrüstungen30
  • 2.3 Bauliche Einrichtungen im Anschlussbereich32
  • 2.3.1 Zweck des Anschlussnetzes32
  • 2.3.2 Die Zweidrahtleitungen des Anschlussnetzes32
  • 2.4 Gebäudeverkabelung34
  • 3 Mehrfachausnutzung der Übertragungssysteme35
  • 3.1 Themenabgrenzung35
  • 3.2 Signalübertragung35
  • 3.2.1 Punkt-zu-Punkt-Verbindung35
  • 3.2.2 Vielfachzugriffskanal37
  • 3.3 Einige Multiplextechniken der Übertragungstechnik37
  • 3.3.1 Frequenzmultiplex und Wellenlängenmultiplex37
  • 3.3.2 Zeitmultiplex38
  • 3.3.3 Multiplexierung multiplexierter Signale41
  • 3.4 Realisierung von Halbduplex- und Duplexkanälen41
  • 3.4.1 Begriff halbduplex/duplex41
  • 3.4.2 Realisierungsbeispiele für Duplexkanäle42
  • 4 Vermittlungstechniken45
  • 4.1 Themenabgrenzung45
  • 4.2 Transfermodi: Oktettstrom oder Pakete?46
  • 4.2.1 Begriff des Transfermodus46
  • 4.2.2 Vermittlung eines Oktettstroms (Leitungsmodus)46
  • 4.2.3 Paketvermittlung48
  • 4.3 Funktionsweise der Paketvermittlung49
  • 4.3.1 Weiterleitung der Pakete49
  • 4.3.2 Verbindungsorientierte und verbindungslose Paketvermittlung53
  • 4.3.3 Einige aktuelle Paketvermittlungstechnologien60
  • 4.3.4 Schnittstellen der Paketvermittlungsknoten60
  • 4.4 Funktionsweise der Leitungsvermittlung61
  • 4.4.1 Nutzkanäle und Signalisierkanäle61
  • 4.4.2 Zeitmultiplex-Vermittlung62
  • 4.4.3 Empfang und Senden des Synchronisationszeitschlitzes64
  • 4.4.4 Signalisierung64
  • 4.4.5 Eigenschaften leitungsvermittelter Verbindungen65
  • 4.4.6 Zwei Beispiele zur Abschätzung der Übertragungsdauer66
  • 4.4.7 Schnittstellen der Leitungsvermittlungsknoten67
  • 5 Dimensionierung69
  • 5.1 Themenabgrenzung69
  • 5.2 Ressourcen69
  • 5.2.1 Einige Ressourcen der Telekommunikationsnetze69
  • 5.2.2 Mass für die Intensität der Ressourcenbelegung70
  • 5.2.3 Was heisst Dimensionierung?71
  • 5.2.4 Behandlung der Belegungswünsche bei Ressourcenmangel71
  • 5.2.5 Annahmen für die Dimensionierung der Verlust- und Wartesysteme71
  • 5.3 Verlustsysteme73
  • 5.3.1 Einige Begriffe zu Verlustsystemen73
  • 5.3.2 Dimensionierung von Verlustsystemen75
  • 5.3.3 Weiterführende Beispiele76
  • 5.4 Wartesysteme79
  • 5.4.1 Begriffe zu Wartesystemen und zum Verhalten der Wartesysteme79
  • 5.4.2 Berechnungsbeispiel zu Wartesystemen81
  • 5.5 Ermittlung des Angebots83
  • 6 Topologie der Vermittlungsnetze85
  • 6.1 Themenabgrenzung85
  • 6.2 Verkehrsflüsse85
  • 6.2.1 Beispiel: Schätzung des Verkehrsangebots bei Leitungsvermittlung85
  • 6.2.2 Beispiel: Schätzung des Durchsatzes bei Paketvermittlung87
  • 6.3 Häufig verwendete Netztopologien88
  • 6.3.1 Begriffe88
  • 6.3.2 Durch die Topologie bestimmte Netzeigenschaften89
  • 6.4 Grundformen praktisch verwendeter Netztopologien89
  • 6.4.1 Hierarchisches Netz89
  • 6.4.2 Regional dem Bedarf angepasste Netzhierarchie90
  • 6.4.3 Vermaschung mit Querbündeln90
  • 6.4.4 Flache obere Netzebene92
  • 6.4.5 Doppelter Anschluss eines Knotens an die höhere Netzebene92
  • 6.5 Einige Netzbeispiele93
  • 6.5.1 Leitungsvermittlungsnetz der Swisscom93
  • 6.5.2 IP-Netz von IP-PLUS94
  • 6.5.3 IP-Netz von Abilene95
  • 6.5.4 Vernetzung der Netze95
  • 7 Verfügbarkeit97
  • 7.1 Themenabgrenzung97
  • 7.2 Einige Begriffe der Zuverlässigkeitstheorie98
  • 7.3 Erhöhung der Verfügbarkeit (Übersicht)99
  • 7.4 Massnahmen zur Verminderung der Ausfallrate99
  • 7.4.1 Verminderung der Häufigkeit der Frühausfälle99
  • 7.4.2 Verminderung der Häufigkeit der Zufallsausfälle99
  • 7.4.3 Verminderung des Risikos eines Verschleissausfalls100
  • 7.4.4 Vermeidung falscher Handhabung und Bedienung100
  • 7.4.5 Schutz gegen äussere Einwirkungen100
  • 7.4.6 Reparatur redundanter Komponenten101
  • 7.5 Massnahmen zur Verminderung der Ausfalldauer101
  • 7.5.1 Allgemeine Empfehlungen zur Verminderung der Ausfalldauer101
  • 7.5.2 Nichtanrechnung angekündigter Ausserbetriebnahmen102
  • 7.5.3 Nichtanrechnung kurzer Betriebsunterbrüche102
  • 7.6 Massnahmen bei programmgesteuerten Anlagen102
  • 7.6.1 Notwendigkeit guter Programmqualität102
  • 7.6.2 Erkennbarkeit durch Programmfehler bewirkter Ausfälle102
  • 7.6.3 Vorgehen beim Neustart eines programmgesteuerten Systems103
  • 7.6.4 Erkennungsmöglichkeiten für Ablauffehler eines Programms104
  • 7.7 Redundanz105
  • 7.7.1 Eigenschaften redundanter Ausrüstung105
  • 7.7.2 Veranschaulichung mit dem Zuverlässigkeitsblockdiagramm106
  • 7.7.3 Einige Beispiele zur Redundanz107
  • 8 Adressierung111
  • 8.1 Themenabgrenzung111
  • 8.2 Allgemeines zur Adressierung113
  • 8.2.1 Aufbau der Adressen113
  • 8.2.2 Adressverwaltung114
  • 8.2.3 Adressen und Adressräume mit festgelegter Verwendung115
  • 8.2.4 Beziehung zwischen Adressierung und Verkehrslenkung115
  • 8.2.5 Adressplanung117
  • 8.3 Adressierung beim Telefonnetz und beim ISDN121
  • 8.3.1 Aufbau der Adressen121
  • 8.3.2 Adressverwaltung123
  • 8.3.3 Adressen und Adressräume mit festgelegter Verwendung123
  • 8.3.4 Beziehung zwischen Adressierung und Verkehrslenkung124
  • 8.3.5 Adressplanung124
  • 8.3.6 Beziehung zwischen Namen und Adressen124
  • 8.4 Adressierung beim Internet-Protokoll Version 4124
  • 8.4.1 Aufbau der Adressen124
  • 8.4.2 Adressverwaltung126
  • 8.4.3 Adressen und Adressräume mit festgelegter Verwendung127
  • 8.4.4 Beziehung zwischen Adressierung und Verkehrslenkung127
  • 8.4.5 Adressplanung131
  • 8.4.6 Beziehung zwischen Namen und Adressen137
  • 8.5 Adressierung beim Internet-Protokoll Version 6138
  • 8.5.1 Aufbau der Adressen138
  • 8.5.2 Adressverwaltung140
  • 8.5.3 Adressen und Adressräume mit festgelegter Verwendung140
  • 8.5.4 Beziehung zwischen Adressierung und Verkehrslenkung142
  • 8.5.5 Adressplanung142
  • 9 Routing143
  • 9.1 Themenabgrenzung143
  • 9.2 Übersicht144
  • 9.2.1 Wünschbare Eigenschaften der Routing-Verfahren144
  • 9.2.2 Einige Einteilungskriterien für Routing-Verfahren144
  • 9.3 Verteiltes Routing im Internet146
  • 9.3.1 Statisches und adaptives Routing im Internet146
  • 9.3.2 Einige Begriffe zu Routing-Protokollen146
  • 9.4 Statisches Routing im ISDN bzw. im Telefonnetz153
  • 10 Einführungs- und Ausbaustrategien155
  • 10.1 Themenabgrenzung155
  • 10.2 Anschlussnetz155
  • 10.3 Ausbaustufung156
  • 10.4 Verteilung der Verkehrsziele157
  • 10.5 Netzweite Umstellungen157
  • 10.5.1 Ziele des Netzbetreibers157
  • 10.5.2 Ersatz oder Overlay158
  • 10.5.3 Umstellung eines Protokolls159
  • Technologiebeispiele163
  • 11 Plesiochrone Digitale Hierarchie (PDH)163
  • 11.1 Parameter des Systems PCM-30163
  • 11.2 Schnittstellen der multiplexierten Signale164
  • 11.3 Schnittstellen der Zubringersignale165
  • 12 Synchrone Digitale Hierarchie (SDH)167
  • 12.1 Wesentliche Vorteile von SDH im Vergleich zu PDH167
  • 12.2 SDH-Übertragungseinrichtungen167
  • 12.3 Ersatzschaltungen169
  • 13 Lokale Netze (IEEE 802.3 und Ethernet)171
  • 13.1 Themenabgrenzung171
  • 13.2 Der Protokollstapel bei IEEE 802.3 und Ethernet171
  • 13.3 Die Bitübertragungsschicht173
  • 13.4 Die MAC-Teilschicht175
  • 13.4.1 Halbduplex- und Duplexbetrieb175
  • 13.4.2 Rahmenformat176
  • 13.4.3 Adressierung176
  • 13.4.4 Mechanismen für Kollisionsvermeidung und Kollisionsauflösung178
  • 13.4.5 Begrenzung der Netzausdehnung bei Halbduplexbetrieb181
  • 13.4.6 Durchsatz des CSMA/CD-Protokolls182
  • 13.4.7 Echtzeitfähigkeit183
  • 13.5 Koppelelemente184
  • 13.5.1 Zweck der Koppelelemente in lokalen Netzen184
  • 13.5.2 Repeater184
  • 13.5.3 Brücke185
  • 13.5.4 Switch (Layer-2-Switch)190
  • 13.5.5 Routing mit Schicht-3-Adressen und Angaben höherer Schichten193
  • 13.6 Adressierung und Konfiguration195
  • 13.6.1 Adressen verschiedener Geräte195
  • 13.6.2 Bei der Paketübertragung benötigte Adressierelemente195
  • 13.6.3 Ermittlung der MAC-Adresse196
  • 13.7 Struktur lokaler Netze199
  • 13.7.1 Notwendigkeit der Strukturierung199
  • 13.7.2 Verkleinerung der Collision-Domains199
  • 13.7.3 Dediziertes Segment für stark belastete Geräte200
  • 13.7.4 Backbone200
  • 13.7.5 Virtuelle LANs201
  • 13.7.6 Vergrösserung der Anschlusszahl und des Durchsatzes203
  • 13.7.7 Redundanz durch duplizierte Switches203
  • 13.7.8 Redundanz durch duplizierte Router204
  • 13.8 Beispiele lokaler Netze204
  • 13.8.1 Anforderungen und Entwurfsmöglichkeiten204
  • 13.8.2 Netzbeispiele ohne Redundanz206
  • 13.8.3 Netzbeispiel mit Redundanz207
  • 14 Lernen und Verlernen beim DV-Routing209
  • 14.1 Ausgangssituation209
  • 14.2 Austausch der Routing-Pakete209
  • 14.3 Lernen und Verlernen einer Route210
  • 14.4 Zeitlicher Ablauf des Lernens210
  • 14.5 Zeitlicher Ablauf des Verlernens211
  • 15 Vergleich Routing-Protokolle OSPF und BGP213
  • 15.1 Typ der Routenberechnung213
  • 15.2 Anwendungsbereich213
  • 15.3 Metrik213
  • 15.4 Einige Protokollfunktionen213
  • 15.5 Vermeidung von Schlaufen214
  • 15.6 Reduktion der Ressourcenbelastung214
  • 15.7 Policy Routing bei BGP216
  • 15.7.1 Policy Routing216
  • 15.7.2 Beispielnetz217
  • 15.7.3 Verhinderung unerwünschter Wege217
  • 16 Quality of Service: Dienstgüte nach Wunsch219
  • 16.1 Überblick219
  • 16.2 Wege für die Verbesserung der Dienstgüte220
  • 16.3 Differentiated Services: dienstspezifischeWeiterleitung der Pakete221
  • 16.4 Integrated Services: reservierte Bandbreite222
  • Anhänge223
  • A Übertragung von Bitfolgen223
  • A.1 Prinzip der Nachrichtenübertragung223
  • A.1.1 Themenabgrenzung223
  • A.1.2 Analoge und digitale Grössen223
  • A.1.3 Signale224
  • A.1.4 Übertragungssysteme224
  • A.2 Übertragung analoger/digitaler Grössen mitanalogen/digitalen Signalen226
  • A.2.1 Übertragung analoger Grössen mit analogen Signalen226
  • A.2.2 Übertragung digitaler Grössen mit digitalen Signalen226
  • A.2.3 Übertragung analoger Grössen mit digitalen Signalen232
  • A.2.4 Signalübertragung durch Modulation234
  • B Protokolle und Protokollstapel235
  • B.1 Themenabgrenzung235
  • B.2 Begriffe zur Kommunikation mit dem Paketmodus235
  • B.3 Ein Beispiel zur Kommunikation mit Protokollen239
  • B.3.1 Kommunizierende Anwendungen239
  • B.3.2 Bitübertragungsschicht239
  • B.3.3 Sicherungsschicht240
  • B.3.4 Vermittlungsschicht241
  • B.3.5 Transportschicht242
  • B.3.6 Anwendungsschicht243
  • B.4 Ähnliche Mechanismen mehrerer Schichten244
  • B.5 Der Protokollstapel des Internets247
  • C Programmgesteuertes Senden/Empfangen251
  • C.1 Themenabgrenzung251
  • C.2 Arten der Steuerung251
  • C.3 Komponenten eines programmgesteuerten Systems251
  • C.4 Programm, Konfigurationsdaten, Laufzeitdaten253
  • C.5 Arbeitsweise einer Programmsteuerung254
  • C.6 Einfachstes Kommunikationssystem:Prozessor bedient Register255
  • C.7 Entlastung des Prozessors / Vermeidung von Jitter256
  • C.7.1 Sende- und Empfangspuffer256
  • C.7.2 Grössere Sende- und Empfangsregister257
  • C.7.3 Datenaustausch über einen gemeinsamen Speicherbereich258
  • C.7.4 Interruptsystem259
  • C.7.5 Steigerung der Verarbeitungsleistung259
  • C.8 Überlast und Überlastabwehr260
  • D Tabelle für Verlustsysteme262
  • E Tabelle für Wartesysteme263
  • Quellenangaben / Bildnachweis264
  • Index266