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10.10.1980 - 

Das Vermittlungssystem zur Philosophie "jeder mit jedem":

Nixdorfs Zukunftsmusik kommt digitalisiert

Zur Zeit sind noch viele alte, konventionelle Fernsprechzentralen im Dienst. Aber die Entwicklung geht weiter, und der Austausch alt gegen neu steht auch bei den meisten Fernsprecheinrichtungen einschließlich der zentralen Vermittlungen zur Debatte. Zunächst einmal haben sämtliche Fernsprechzentralen, ob konventionell, ob programmgesteuert oder als rechnerunterstütztes Vermittlungssystem die gleichen Aufgaben zu erfüllen, nämlich die Fernsprechteilnehmer miteinander zu verbinden und dann die Informationsübertragung aufrechtzuerhalten.

Während sich die Mehrzahl der Anbieter bemüht, die konventionelle Vermittlung durch programmgesteuerte Vermittlungssysteme (SPC-Systeme, stored program control) abzulösen, ist Nixdorf bestrebt, mit dem "Programmgesteuerten PCM Vermittlungssystem 8818 ' den Markt der "Integrierten Fernsprechvermittlungssysteme" vorzubereiten. Nixdorf sieht sich da als den ersten Hersteller im europäischen Raum, der ein Fernsprechvermittlungssystem entwickelt hat, das die analogen Sprachsignale die vom Telefonapparat über die Leitung ankommen (und umgekehrt), in digitale Datenströme umsetzt und innerhalb der Zentrale digital weiterverarbeitet. Anfragen liegen den Paderborner bereits vor.

Mit Hilfe dieser neuen Technik lassen sich Daten sowohl in gesprochener Form, also akustisch von Mensch zu Mensch, als auch im Sinne der EDV computergerecht in einem einzigen Bitstrom übertragen, weil das Nixdorf-System 8818 über die Sprache hinaus weitere Dienste anbietet. Es kann zwischen beliebigen Teilnehmern einen Mix aus digitalen Daten übertragen, und zwar unabhängig davon, ob es sich um eine digitalisierte Sprachübertragung oder um digitale Daten, wie sie die EDV benötigt, oder um Bildübertragungen (Faksimile) handelt. Das heißt, mit dem neuen Verfahren reicht ein einziges zentrales Vermittlungssystem aus, das vom Verbindungsaufbau über die Leitungsüberwachung bis hin zur Codewandlung von analog zu digital und umgekehrt alle Aufgaben gleichermaßen erledigt. Es ist vom Technischen und vom Wirtschaftlichen her interessant festzustellen, welche Aspekte, Vorteile und Umstrukturierungen sich durch konsequente digitale Rechnerunterstützung bei der Vermittlung aller Arten von Daten über eine einzige Schaltzentrale ergeben.

Schon in konventionellen Fernsprechzentralen gibt es einige Arbeitserleichterungen für den Fernsprechteilnehmer, zum Beispiel die Möglichkeit zur Rückfrage, zum Umlegen oder zum Zuteilen. Zur Rückfrage braucht der Teilnehmer nur die Erdtaste zu betätigen und danach die Rufnummer eines dritten Teilnehmers zu wählen, dann schaltet die Vermittlung automatisch so zu dem neuen Teilnehmer um, daß der bisherige Teilnehmer das Gespräch nicht mithören kann.

Mit Hilfe der programmgesteuerten Vermittlungssysteme kann aber ein Teilnehmer über das "Makeln" mit zwei weiteren Teilnehmern sprechen von denen einer sogar ein weiterer Amtsteilnehmer sein kann.

Die programmgesteuerten Vermittlungssysteme bieten außer dem "Makeln" Funktionen an, die unter anderem dazu dienen, Konferenzschaltungen mit einer begrenzten Anzahl von Teilnehmern (meistens drei) aufzubauen. Oder mit dem "Anklopfen" kann ein Teilnehmer bei einem "besetzten" Teilnehmer einen Anklopfton einspielen, damit er das Gespräch möglichst rasch beendet. Mit der "direkten Rufumleitung" läßt sich der eigene Anschluß zeitweilig auf jede beliebige andere Nummer so verlegen, daß ankommende Gespräche dorthin geleitet werden, sei es weil er sich dort aufhält oder weil er momentan Ruhe braucht.

Mit dem neuen Vermittlungssystem bietet Nixdorf Dienste für die Zukunft an, die uns ein Zusammenschalten von Leitungen aus unterschiedlichen Netzen erlauben. Das läßt die Deutsche Bundespost zwar heute noch nicht zu, aber es sind auch dort ernsthafte Überlegungen im Gange, auch in Deutschland ein großes neues Leitungsnetz ISDN (integrated services digital network) für eine allumfassende Kommunikation einzurichten. Denn der Trend geht eindeutig in Richtung auf die Zusammenschaltung der unterschiedlichen Bürodienste, was wiederum naturgemäß nach Möglichkeit ein einziges zentrales Vermittlungssystem im eigenen Haus voraussetzt, das nicht nur die Anschaltung von Telefonleitungen vorsieht, sondern auch Verbindungen verschiedenster Art zu Terminalarbeitsplätzen, Fernschreibern, den neuen Teletex- und Telefaxdiensten, zum Datentelefon oder einem "Multifunktionsterminal" aufbaut (siehe Bild 1). Gerade die Erwartungen, die wir ganz allgemein an ein Multifunktionsterminal stellen, liegen doch heute schon einigermaßen fest. Es geht im wesentlichen darum, Geräte wie Telefon, Fernschreiber, Faksimile, Terminals mit Anschluß an Datenbanken, an einem Arbeitsplatz in einem komfortablen intelligenten Multifunktionsterminal zu integrieren.

Wenn wir andererseits zentrale Einrichtungen wie Datenbanken, EDV-Anlagen oder Textsysteme an eine Zentralvermittlung anschließen, dann eröffnen sich hierdurch wichtige Verbesserungen für die Dezentralisierung, die durch eine enorme Ausweitung der Flexibilität die Betriebe an jedem Arbeitsplatz mobiler und dadurch effektiver macht. Darüber hinaus baut es die üblichen Komplikationen ab, wenn ein Betrieb heute Teile eines Zentralsystems austauscht. Mit dem Anschluß des neuen Systems an die Zentrale des Gesamtverbundes geht das sofort reibungslos, wobei der Endteilnehmer nicht einmal den Wechsel, zum Beispiel von einem Textsystem zum anderen, bemerken muß. Die Modularisierung der Zentraleinrichtung auf der einen Seite und der uneingeschränkte Zugang zum Zentralsystem auf der anderen Seite schaffen völlig neue Arbeitssituationen. Die innovativen Kräfte in den Entwicklungsabteilungen haben hier sicher einen großen Spielraum in einem weiten Betätigungsfeld.

Digitale Sprachübertragung

In Deutschland arbeitet die Übertragungstechnik immer noch mit konventionellen Methoden, das heißt, die Sprache wird generell analog und noch nicht digital übertragen. Allerdings bedeutet das keinen Nachteil an sich. Aber die digitale Übertragung bietet in letzter Konsequenz höchstwahrscheinlich doch erhebliche Vereinfachungen, wenn Daten und Sprache im gleichen Bitstrom fließen und damit noch ungeahnte Integrationseffekte erschließen können. Das widerspricht zwar der heutigen Praxis bei der Deutschen Bundespost. Aber andere Länder gehen bereits dazu über die Sprache digital zu übertragen. Es gibt beispielsweise ein Verfahren, bei dem die Sprache beim Eingang in den Vermittlungsrechner zunächst analysiert wird und in Bitfolgen umgewandelt wird. Der Sprachausgang erfolgt in diesem Fall digital mit einem künstlichen Kehlkopf ' als Ausgabegerät, wodurch allerdings die künstliche Sprache etwas blechern klingt. Mit Hilfe dieses Verfahrens läßt sich die Sprache auf Leitungen mit Geschwindigkeiten von 2400 Bit pro Sekunde übertragen, während die weltweite Normung für Sprachübertragung 64-KBit-Leitungen vorsieht.

Wenn die gerade erst einsetzende Entwicklung in der rechnergesteuerten Sprachübertragung weiter so wie bisher voranschreitet, dann gibt es keinen Zweifel, daß alle Netze langfristig die Sprache auch digital übertragen können. Das vereinfacht nicht nur die Sprachausgabe, sondern auch die Spracherkennung (Analyse von Daten, die der Mensch akustisch in den Computer eingibt). Obwohl heute der Zugang mit digitalisierter-Sprache zu den öffentlichen Netzen in der Makro-Ebene noch nicht möglich ist, besteht im Inhause-Bereich ohne weiteres die Möglichkeit, relativ schnell integrierte Netze für Daten und digitale Sprache einzurichten, Aber eine Voraussetzung dafür liegt in einer Vermittlungszentrale, die in der Lage ist diese Netze voll digital mit etwa 80 KBit pro Sekunde zu steuern. Das geht heute schon mit Hilfe der Nixdorf-Vermittlung 8818 über Entfernungen bis zu zwei Kilometern über einfache 2-Draht-Leitungen ohne großen technischen Aufwand. Zusammen mit dem Telefon wird über eine derartige Leitung ein integriertes Terminal angeschlossen. Die bereits existierende Infrastruktur eines Betriebes läßt sich damit über bereits existierende Kommunikationswege in erstaunlicher Vielfalt mit dem vollen Leistungsangebot ausnutzen.

Zur Digitalisierung der Sprache sind zur Zeit mehrere Verfahren bekannt. Nixdorf verwendet die Zeitmultiplex-PCM-Technik (PCM von Puls-Code-Modulation), die es erlaubt, die Sprache im Zeitraster von etwa einer 8000stel Sekunde zu übertragen. Der Rechner stellt den jeweiligen Zustand fest und gibt ihn sofort weiter. Die Zeit bis zu Registrierung

des nächsten Zustandes auf einer Telefonleitung wird genutzt, um andere Leitungen zu steuern. Es reicht, wenn der Rechner aus einer Sprachinformation nur kurze Gesprächsfetzen festhält, die später an anderer Stelle wieder zu kompletten Sprachinformationen zusammengefügt werden. Das Ohr ist nämlich ähnlich träge wie das Auge. Während das Auge bei Standbildern, die in ausreichend rascher Folge gesendet werden, die Unterbrechungen nicht erkennt, ebensowenig nimmt das Ohr fortgesetzte kurze Unterbrechungen auf der Leitung wahr.

Zunächst noch analog

In der nächsten Zeit wird die Sprache zwar nach wie vor analog über die Leitung gehen. Aber das Vermittlungssystem 8818 arbeitet intern nur noch ausschließlich mit digitalen Signalen, die dann generell sowohl für Steuerinformationen (zum Beispiel Wählvorgang) als auch für die Sprachübertragung einheitliche Übertragungsverfahren erlauben. Es ist dann nur noch eine Frage der Zeit, bis der Telefonapparat Einrichtungen erhält, die eine Analog-Digital-Umwandlung vor dem Senden und eine Digital-Analog-Umwandlung nach dem Empfang vornehmen.

Im Zusammenhang mit der Integration von Sprache und Daten in einem Kommunikationssystem dürfen wir nicht übersehen, daß der Mensch in Zukunft immer mehr in die Lage versetzt wird, mit Computer alternativ Informationen auszutauschen, zum Beispiel zeitlich parallel oder nacheinander mal Sprache und/oder Eingaben über die Tastatur. Bisher war die Datenverarbeitung eine Sache, und das Sprechen war etwas ganz anderes. Heute nehmen die Computeranwendungen mit Ein- und Ausgabe von Sprachinformationen zusehends zu. Damit werden sich in absehbarer Zeit Daten- und Sprachinformation nicht mehr wesentlich voneinander unterscheiden.

Arbeitsweise des Systems

Von und zum Telefonteilnehmer laufen die Informationen über normale 2-Draht-Leitungen, wobei die Sprache in analoger Darstellung ankommt beziehungsweise abgeht. dieser Bericht befaßt sich weniger mit der Steuerungen aller Leistungen, die aufgezählt

wurden, als in der Hauptsache damit wie die Verbindungen innerhalb des Vermitlungssystem angeordnet sind, um sowohl die Sprache als auch die Steuersignale weiterzuleiten In der Anlage wird die ankommende Informationen von der 2-Draht auf eine 4-Draht-Leitung verteilt und zu einen Coder durchgeschaltet ( siehe Bild 2) Im Coder findet eine Analog-Digital-Wandlung statt. Die Steurologik öffnet das Gatter zu einem ganz bestimmten Zeitpunkt, um eine Sprachprobe in der Dauer von einer achttausendstel Sekunde in digitaler Form auf den Bus des Systems zu geben. Danach läuft der Informationsabschnitt über den Sendeweg zum Empfangsweg des Bus Auf dem Bus, der von Hörtongenerator (HTG) synchronisiert wird und der im Grunde genommen eine Schleife darstellt ,laufen gleichzeitig alle gesendeten Informationen hinüber auf den Empfangsweg über den die Informationen endgültig dadurch eingespeist wird, daß sich jetzt zur selben Zeit wie bei Sendeweg der Zeitschlietz für alle zusammengeschalteten Teilnehmer einheitlich und unverwechselbar fest Das bedeutet, der Decoder des Empfängers öffnet sein Gatter nur zu dem Zeitpunkt, zu dem sein zugeschalteter Sender gerade sendet. Der Rechner hat die Möglichkeit einen aus 256 verschiedene Zeitschlitzen zu vergeben. Mit Hilfe der Zeitschlitze wird im Decoder immer nur das empfangen was der zugehörige Coder (Sender) gerade auf den Bus abgeschickt hat.

Hauptkoppler als Rechner

Während über den Bus die Sprachübermittlung abläuft, benutzt die Steuerlogik den Hauptkoppler (HK ganz links in der Schemazeichnung) um alle einzelnen Funktionen innerhalb des Vermittlungssystems zu steuern. Die Steuerlogik erkennt beispielsweise nicht nur sofort daß ein Teilnehmer. den Hörer abnimmt und der Teilnehmer mit der Rufnummer angefordert wird sondern gibt diese Informationen (Signale) an den Hauptkoppler weiter. Wenn man so will, dann stellt der Hauptkoppler den eigentlichen Rechner dar, der die Verbindungen zustande bringt. Bei ein Konferenzschaltung teilt er eben einem Decoder mehrere Empfangsschlitze zu.

Zusammenfassend läßt sich sagen daß die Steuerlogik die Wählinformationen erkennt und den ganzen Übertragungsbetrieb vom Auf- bis zum Abbau steuert. Dagegen laufen die Informationen, die zwischen den Sendern und Empfängern ausgetauscht werden, innerhalb des Vermittlungssystems völlig andere Wege mit Toren zu den Empfängern oder Senden die der Rechner zu einem ganz bestimmten kurzen Zeitpunkt öffnet.

Einsam auf Europas Markt

In den USA sind die ersten computergesteuerten Fernsprechvermitelungssysteme seit einigen Jahren im Einsatz. In Europa gäbe es bislang außer einiger Lizenznachbauten keine nennenswerten, anderen Eigenentwicklung, meint Nixdorf, Der Paderborner Computerhersteller beweist mit seinen einsamen Aktivitäten, wie wichtig er den obenbeschriebenen Rechnereinsatz in zentralen Vermittlungssystem nimmt Leider ist Nixdorf oft seiner Zeit voraus.

*Franz Fischbach ist freier EDV - Fachjournalist, Minden