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20.05.1983 - 

Datex-P-Kosten im Btx-Rechnerverbund - ein Roulette-Spiel

Protokollentwicklungspfade durch den Gebühren-Dschungel

Die Zauberformel für viele Unternehmen, die ihre Dienstleistungen und Waren in Zukunft per Computer in die Wohnungen bundesdeutscher Bürger bringen wollen, heißt "Bildschirmtext-Rechnerverbund". Die Deutsche Bundespost bietet mit der Anschlußmöglichkeit von privat betriebenen externen Rechnern ein breites Betätigungsfeld für Ideen und Initiativen. Daß sie dieses Feld nicht völlig uneigennützig öffnet, wird spätestens bei einem genaueren Blick auf die verschiedenen Btx- und Datex-P-Gebührenpositionen klar.

Gilt für die monatliche Abrechnung von Datenübertragungsgebühren im Fernsprechnetz die einfache Formel: "Grundgebühr + Modemgebühr + Gebühreneinheiten x 23 Pfennig", so muß ein Betreiber von externen Rechnern sich in einem "Dschungel" von 15 verschiedenen Datex-P- und 31 Bildschirmtext-Gebührenpositionen zurechtfinden. Da haben selbst Kenner der Datenfernverarbeitungsdienste Probleme, die kostenrelevanten Positionen für den Anschluß ihres externen Rechners herauszufinden. Noch schwieriger gestaltet sich eine Analyse, an welchen Stellen Übertragungskosten einzusparen sind.

Jeder, der auf die Karte Bildschirmtext gesetzt hat, sollte sich also tunlichst den Blick für die wirtschaftlichen Btx-Realitäten nicht durch den augenblicklichen Termin- und Protokoll-Poker zwischen der Post und dem Btx-Lieferanten verstellen lassen. Sonst läuft er Gefahr, daß ihm spätestens bei der ersten Datex-P-Gebührenrechnung die Augen übergehen: Mehrkosten bis zum Dreifachen erwarten denjenigen, der zu blauäugig an das Thema Protokollentwicklung für den externen Rechner herangeht.

Es gibt zwar kein Entrinnen aus dem dicht geknüpften Btx-Gebührennetz der Post. Dennoch kann ein Betreiber von externen Rechnern bei sorgfältiger Planung und Realisierung seiner Bildschirmtext-Software an vielen Stellen Datenübertragungs-Overhead einsparen. Nur so entgeht er der Gefahr, daß die Datex-P-Gebühren zu einem Roulettespiel mit ungewissem Ausgang werden.

Dieser Beitrag enthält Hinweise, an welchen Stellen im externen Rechner "Kostentreiber" lauern und wie diese Kostentreiber zu beseitigen sind. Die Ergebnisse basieren auf aktuellen Btx-Implementierungserfahrungen bei Telenet.

Zum besseren Verständnis des Beitrags zeigen die Bilder 1-1 und 1-2 einen Überblick über die Hardware- und Software-Komponenten, die für den Anschluß von externen Bildschirmtext-Rechnern erforderlich sind.

Externe Rechner kommunizieren mit den Btx-Zentralen der Post über gewählte virtuelle Verbindungen des Datex-P-Netzes. Dabei ist der Funktionsumfang eindeutig definiert und somit der Spielraum für mögliche Kosteneinsparungen auf dieser Ebene äußerst gering. Er liegt allenfalls in einer Optimierung der Datenflußkontrolle. Da jedoch die möglichen Kosteneinsparungen im Vergleich zu den anderen Software-Komponenten vernachläßigbar klein sind, wird dieser Punkt nicht weiter vertieft.

Datentransportprotokoll EHKP4

Einen ersten Ansatzpunkt für Kosteneinsparungen bietet das Datentransport-Protokoll EHKP4 (EHKP - Einheitliche höhere Kommunikations-Protokolle).

Im Btx-Rechnerverbund läßt die Post zwei verschiedene EHKP4-Versionen zu, die sich hinsichtlich der Datex-P-Gebühren unterscheiden:

- Die EHKP4-Basisversion ohne Multiplexen von mehreren Transportverbindungen über eine virtuelle Verbindung des Datex-P-Netzes und ohne explizite Flußkontrolle;

- EHKP4 mit Multiplexen von mehreren Transportverbindungen über eine virtuelle Verbindung und mit expliziter Flußkontrolle auf der Ebene 4.

Tabelle 2-1 gibt einen Überblick, welche Gebührenpositionen auf der Datex-P-Rechnung durch die beiden EHKP4-Versionen unterschiedlich stark belastet werden. Nähere Erläuterungen dazu sind den folgenden Abschnitten zu entnehmen.

- Die Zusatzgebühr für logische Kanäle

Die erste Gebührenposition, bei der Unterschiede zwischen den beiden EHKP4-Protokoll-Versionen auftreten, ist die monatliche Zusatzgebühr für jeden weiteren logischen Datex-P-Kanal. Ein externer Rechner mit der EHKP4-Basisversion ohne Multiplexen benötigt mehr logische Kanäle als der externe Rechner mit der EHKP4-Multiplexoption, um die gleiche Anzahl von Btx-Sessionen parallel bedienen zu können. Pro Kanal und Monat kostet das fünf Mark.

- Die Zuschlaggebühr für bereitgestellte Verbindungen

Ein weiterer Unterschied ergibt sich bei der Verbindungsgebühr: Für jede bereitgestellte virtuelle Verbindung muß ein Datex-P-Teilnehmer einen Zuschlag von fünf Pfennig bezahlen. Da ein externer Rechner ohne EHKP4-Multiplexen zum Bedienen mehrerer paralleler Btx-Sessionen jeweils eine virtuelle Verbindung benötigt, schneidet er auch in diesem Punkt ungünstiger ab als ein externer Rechner mit der EHKP4-Multiplexoption.

- Die Datex-P-Zeitgebühr

Die Datex-P-Zeitgebühr von einem Pfennig pro Minute und Verbindung treibt die Gebührenrechnung eines externen Rechners ohne EHKP4-Multiplexen ebenfalls höher im Vergleich zur zweiten Protokollversion. Beim externen Rechner mit der EHKP4-Multiplexoption ist der Zeitgebührenanteil um so günstiger, je mehr Btx-Sessionen zu Spitzenzeiten parallel über eine virtuelle Verbindung des Datex-P-Netzes geführt werden.

- Die Datex-P-Volumengebühr

Die Vorteile, die sich bei den vorigen drei Gebührenpositionen für die EHKP4-Version mit Multiplexen ergeben haben, werden durch Nachteile bei der Volumengebühr teilweise wieder aufgezehrt. Das liegt daran, daß mit der Multiplexoption eine explizite Datenflußkontrolle verknüpft ist. Dadurch entsteht ein EHKP4-Quittungs-Overhead, der sich ungünstig auf die Datex-P-Volumengebühr auswirkt. Mit der im Btx-Rechnerverbund vereinbarten Fenstergröße von vier Daten-Records entsteht für einen externen Rechner mit Multiplexoption ein minimaler Quittungs-Overhead von 12,5 Prozent. Das ist aber nur dann zu erreichen, wenn mit jedem vierten Daten-Record eine Quittung angefordert wird. In diesem Fall fällt nach jeweils acht Segmente-Nutzdaten ein Segment EHKP4-Quittung bei den Datex-P-Volumengebühren an. Im Normalfall ist der EHKP4-Quittungs-Overhead noch um einige Prozentpunkte höher. Die Fenstergröße 4 ist also im Sinne einer Datex-P-Gebührenminimierung ein nicht sehr günstiger Wert. Es ist eher ein Kompromiß zur Speicherplatz-Optimierung: Je großer man nämlich den Wert für die Fenstergröße bei der EHKP4-Flußkontrolle wählt, desto größer wird auch der Speicherplatzbedarf für das Zwischenspeichern von unquittierten Daten-Records.

Ein ungünstiges EHKP4-Quittungsverhalten schlägt in der Datex-P-Gebührenrechnung deutlich zu Buche. Und das bekommt man im Btx-Rechnerverbund deutlich zu spüren. Dem externen Rechner werden nämlich sämtliche Datex-P-Gebühren zugeschrieben, die im Verlauf einer Btx-Session anfallen, unabhängig davon, wer die Verbindung aufgebaut hat und wer die Redundanz erzeugt. Jeder Quittungsrecord der Ebene 4 schlägt während der Hauptverkehrszeit mit 0,33 Pfennig in der Gebührenrechnung zu Buche.

Das Präsentationsprotokoll EHKP6

Weitere Ansatzpunkte für das Einsparen von Datex-P-Gebühren bietet das Präsentationsprotokoll EHKP6. Es enthält eine Reihe von Protokollelementen, die bei konsequenter Anwendung eine wirkungsvolle Datenverdichtung bei der Übertragung von Btx-Seiten erlauben:

Ändern sich zwischen der am Btx Terminal gerade angezeigten Seite und der neuen Seite, die zu übertragen ist, nur einzelne Teile, so können diese Änderungen mit Hilfe von EHKP6-Protokollelementen in wenigen Übertragungsschritten durchgeführt werden. Einfache EHKP6-Protokollimplementierungen vernachlässigen diese Optimierungsmöglichkeit. Derartige, auf den ersten Blick kostengünstige Implementierungen erweisen sich spätestens bei einem Blick auf die Datex-P-Gebührenrechnungen als kostentreibend. In welcher Größenordnung die Mehrkosten für schlechte EHKP6-Implementierungen liegen können, zeigen die Fallstudien.

Welche Randbedingungen sind nun beim Systementwurf zu beachten, damit eine EHKP6-Implementierung die Datex-P-Gebührenrechnung nicht in schwindelerregende Höhen treibt?

- Strukturieren von Btx-Seiten mit dem Editor

Die entscheidende Weichenstellung für die Wirtschaftlichkeit einer EHKP6-Implementierung findet beim Editieren der Btx-Seiten statt: Wer an dieser Quelle einige wichtige Grundregeln verletzt, der kann anschließend bei der Realisierung von EHKP6 kaum noch optimieren, um Datex-P-Gebühren zu sparen.

Eine dieser Grundregeln ist das Strukturieren von Btx-Seiten durch den Btx-Seiten-Editor in einer EHKP6-gerechten Form. Nur wenn erkennbar ist, an welchen Stellen des Bildes statische Informationen und an welchen Stellen variable Felder für Dialogeingaben stehen, kann EHKP6 die Datenübertragung optimieren.

- Konstante Bildteile in Btx-Seiten

Eine weitere Regel besagt, daß Bildteile, die in gleicher Form in verschiedenen Btx-Seiten vorkommen immer einen festen Platz auf dem Bildschirm erhalten sollten. Damit bekommen die Bilder nicht nur ein unverwechselbares Profil, sondern es optimiert auch die EHKP6-Datenübertragung.

- Ergonomie von Btx-Seiten

Die folgende Regel kommt aus dem Bereich der Ergonomie: Btx-Seiten sollten nie mit zu vielen Daten und Farbinformationen überfrachtet werden. Eine zu große Informationsdichte überfordert nicht nur die Aufnahmebereitschaft der Btx-Teilnehmer am Bildschirm, sie belastet auch die Datenübertragungsgebühren. Ein maßvoller Umgang mit Daten- und Farbinformationen bringt eine deutliche Entlastung des Datex-P-Budgets.

Wer diese drei Grundregeln beachtet, schafft damit die Basis für eine wirtschaftliche Gestaltung der Datenübertragung auf der EHKP6-Ebene:

Ein gut entworfenes EHKP6-Protokoll optimiert die Datenübertragung durch einen Btx-Seitenvergleich alt/neu. Nach einem solchen Vergleich überträgt EHKP6 nur die geänderten Bildteile. Damit erzielt man deutliche Einsparungen gegenüber einem weniger gut optimierten EHKP6-Protokoll, das eine neue Btx-Seite ohne vorherigen Vergleich mit der alten Seite immer vollständig überträgt.

Weitere Einsparungsmöglichkeiten bietet EHKP6 mit der Blockung von Protokollelementen. Ein guter EHKP6-Entwurf stellt an der EHKP4-Schnittstelle Datenblöcke zusammen, die möglichst eine ganzzahlig vielfache Länge von 125 Bytes haben. Die 125 Bytes resultieren aus der im Btx-Rechnerverbund verwendeten EHKP4-Recordlänge von zur Zeit 128 Bytes (einschließlich drei Bytes EHKP4-Header). 128 Bytes wiederum darf maximal ein Datex-P-Datenpaket lang sein.

Auf EHKP6-Ebene ist es erlaubt, Protokollelemente bis zu einer Länge von maximal 500 Bytes zusammenzufassen und damit die Datex-P-Volumengebühren zu reduzieren.

Externe Rechner, die ohne diese EHKP6-Blockung arbeiten, produzieren wesentlich höhere Datex-P-Übertragungskosten, wie die Fallstudien im zweiten Teil dieses Beitrags zeigen werden. Unterschiede bis zum Doppelten der Normalgebühren bilden dabei keine Ausnahme.

Btx-Dialogprotokolle der Ebene 7

Die Akzeptanz des Bildschirmtextangebots eines externen Rechners steht und fällt mit der übersichtlichen Gestaltung der Dialogabläufe. Ein gut gestalteter Dialog verkürzt die durchschnittliche Zeitdauer einer Btx-Session und hilft darüber hinaus, das versehentliche Abrufen von Btx-Seiten zu vermeiden.

Eine schlechte Dialogführung verlängert einerseits die Dauer einer Session mit dem externen Rechner und erhöht damit den Datex-P-Zeitgebührenanteil. Andererseits kostet jeder Fehlabruf einer Btx-Seite Datex-P-Volumengebühren, ohne daß für den Betreiber eines externen Rechners ein wirtschaftlicher Nutzen zu erkennen ist.

Pufferorganisation im externen Btx-Rechner

Die Protokolle im Btx-Rechnerverbund orientieren sich am ISO-Architekturmodell für offene Kommunikationssysteme. Zur Erfüllung der Protokollspezifikationen ist eine mehrfache Verknüpfung der Nutzdaten mit EHKP6-, EHKP4- und X.25-spezifischen Steuerinformationen (Header) erforderlich. Eine effiziente Verknüpfung der Daten mit der Steuerinformation ist nur mit einer flexiblen Pufferorganisation zu erfüllen. Um den Kostenfaktor Rechenzeit möglichst gering zu halten, empfiehlt es sich - insbesondere bei weniger leistungsfähigen Systemen -, die Pufferorganisation an die speziellen Btx-Randbedingungen anzupassen. Ein wichtiges Ziel dabei ist, daß unnötige Datenbewegungen im Speicher des externen Rechners so weit wie möglich vermieden werden sollten. Die Summe solcher Bewegungen für mehrere parallele Btx-Sessionen verlängert die Antwortzeiten und damit die Dauer der Datex-P-Verbindungen.

Als eine gute Lösung hat sich das einmalige Transferieren einer Btx-Seite vom Datenbank- in das Puffersystem erwiesen. Die EHKP6-, EHKP4- und X.25-Header werden anschließend sowohl mit den Daten der Btx-Seite als auch untereinander so verzeigert, daß ein einmaliges Bewegen der Daten innerhalb des Speichers unmittelbar vor Übergabe an das Datenübertragungs-Interface ausreicht.

Leider findet ein Software-Entwickler diese "heile Welt" für eine effiziente Pufferorganisation nur selten vor. Dennoch lohnt es sich, an dieser Stelle einigen Aufwand zu investieren, um allzu großen Speicher- und Verarbeitungs-Overhead zu vermeiden. Bei einem zu großzügigen Umgang mit den Ressourcen kann auch ein vermeintlich leistungsfähiger Rechner schnell an seine Leistungsgrenzen gelangen.

Nunmehr wird nun anhand einiger Fallstudien gezeigt, mit welchen absoluten Beträgen bei den Datex-P-Kosten monatlich zu rechnen ist, wenn man beim Entwurf der Btx-Kommunikationssoftware allzu sorglos elementare Wirtschaftlichkeitsaspekte verletzt. Tabelle 3-1 zeigt noch einmal eine Zusammenfassung dieser Aspekte.

Die Fallstudien

- Fall A

Der Idealfall mit EHKP4-Multiplexen: Der Informationsanbieter betreibt einen externen Rechner mit dem Datentransportprotokoll EHKP4 mit Multiplexoption. Bei jeder Dialogsession werden durchschnittlich sechs Bilder übertragen. Da die Bilder gut strukturiert und ergonomisch gut gestaltet sind, sind pro Btx-Seite im Mittel mit 1000 Bytes zu übertragen. Durch die Flußkontrolle entsteht ein Quittungs-Overhead von 17 Prozent, das heißt: EHKP4 fordert mit jedem dritten Record eine Quittung an. Das Präsentationsprotokoll EHKP6 beherrscht alle Funktionen, die für eine optimierte Datenübertragung erforderlich sind. Dadurch wird ein idealer Segment-Nutzungsgrad bezüglich der Datex-P-Volumengebühr von 90 Prozent erreicht. Darüber hinaus enthält jede Btx-Seite die notwendigen Bedienungshinweise, so daß auch weniger erfahrene Btx-Teilnehmer ohne ungewollte Fehlabrufe von Btx-Seiten arbeiten können.

- Fall B

Der Idealfall ohne EHKP4-Multiplexen: Wie Fall A, jedoch ohne EHKP4-Multiplexoption und deshalb ohne Quittungs-Overhead.

Der Fall B zeigt im direkten Vergleich zum Fall A den Gebührenunterschied zwischen den beiden Transport-Protokollversionen.

- Fall C

Der Durchschnittsfall: Der externe Rechner arbeitet mit EHKP4-Multiplexen und einem Quittungs-Overhead von 25 Prozent, das heißt, er fordert mit jedem zweiten Record eine Quittung an.

Bei jeder Dialogsession werden im Schnitt sechs Bilder übertragen. Da die Bilder weniger gut strukturiert und teilweise mit zu viel Informationsgehalt überfrachtet sind, müssen durchschnittlich 1500 Bytes pro Btx-Seite übertragen werden. Das Präsentationsprotokoll EHKP6 nutzt nicht alle Funktionen, die für eine optimierte Datenübertragung erforderlich sind. Dadurch wird ein mittlerer Segment-Nutzungsgrad bezüglich der Datex-P-Volumengebühr von 80 Prozent erreicht. Die Bedienungshinweise in den Btx-Seiten sind nicht immer eindeutig, so daß pro Session mit einem ungewollten Fehlabruf zu rechnen ist.

- Fall D

Der Sündenfall: Im Fall D wurden alle Fehler, die man beim Entwurf eines privaten Btx-Rechners nur machen kann, auch prompt begangen. Der externe Rechner arbeitet mit EHKP4-Multiplexen und einem Quittungs-Overhead von 50 Prozent, das heißt, er fordert mit jedem Record eine Quittung an.

Bei jeder Dialogsession werden im Schnitt sechs Bilder übertragen. Da die Bilder schlecht strukturiert und mit zu viel Informationsgehalt übertragen sind, müssen durchschnittlich 2000 Bytes pro Btx-Seite übertragen werden. Dieser hohe Wert läßt sich damit erklären, daß das EHKP6-Protokoll den Inhalt von Btx-Seiten immer komplett ohne vorherigen Vergleich alt/neu übermittelt. Das Präsentationsprotokoll EHKP6 nutzt darüber hinaus keine der beschriebenen Funktionen, die für eine optimierte Datenübertragung erforderlich sind. Dadurch wird ein schlechter Segment-Nutzungsgrad bezüglich der Datex-P-Volumengebühr von 70 Prozent erreicht. Die Bedienungshinweise in den Btx-Seiten sind so spärlich, daß es pro Session zu zwei ungewollten Fehlabrufen kommt.

Die Btx-Anbieter

Der folgende Abschnitt zeigt eine Aufstellung mit vier verschiedenen Informations- und EDV-Dienstleistungs-Anbietern, die einen externen Rechner im Btx-Dienst betreiben.

Für diese Gruppe von Bildschirmtext-Anhängern werden dann abschließend die Datex-P-Gebühren durchgerechnet, und zwar jeweils für alle vier Fallstudien A bis D.

1. Der Kleinanbieter

- kann maximal fünf Btx-Sessionen parallel bedienen;

- empfängt pro Tag im Mittel 50 Dialog-Anforderungen.

2. Der mittlere Anbieter

- kann maximal zehn Btx-Sessionen parallel bedienen;

- empfängt pro Tag im Mittel 150 Dialog-Anforderungen.

3. Der mittelgroße Anbieter

- kann 25 Btx-Sessionen parallel bedienen;

- empfängt pro Tag im Mittel 300 Dialog-Anforderungen.

4. Der Großanbieter

- kann maximal 50 Btx-Sessionen parallel bedienen;

- empfängt pro Tag im Mittel 1000 Dialog-Anforderungen.

Die Tabelle 3-2 gibt einen Überblick über die monatlichen Datex-P-Gebühren, mit denen die vier verschiedenen Informationsanbieter rechnen müssen. Die erste Spalte enthält die Datex-P-Kosten für EHKP4 mit Multiplexen, während in Spalte 2 die Kosten für die EHKP4-Version ohne Multiplexen stehen. Hinzu kommen noch in beiden Fällen je nach Intensität des Datenstroms die Datex-P-Volumengebühren.

Tabelle 3-3 faßt diese Datex-P-Basisgebühren für die externen Rechner der vier Informationsanbieter zusammen:

Zusammenfassung

Ein Verzicht auf die EHKP4-Multiplexoption bringt bei Kleinanbietern mit etwa 50 bis 100 Btx-Sessionen pro Tag keine Nachteile in der Datex-P-Gebührenrechnung

Ab etwa 150 Sessionen pro Tag empfiehlt sich die EHKP4-Multiplexoption. Das zeigt ein Vergleich der Kurvenverläufe für die Fälle A und B. Im Klartext heißt das: Ein externer Rechner ohne EHKP4-Multiplexen erzeugt bei den untersuchten Fällen bis zu 58 Prozent mehr Datex-P-Gebühren als unter gleichen Bedingungen ein externer Rechner mit EHKP4-Multiplexen.

Der fast identische Verlauf der Kurven für die Fälle A und C zeigt, daß bei weniger guter Gestaltung der Bilder und der Dialogabläufe die Gebühren für einen Rechner mit EHKP4-Multiplexoption nur geringfügig höher liegen als bei dem Rechner ohne EHKP4-Multiplexen unter idealen Randbedingungen.

Der Verlauf der Kurve für den Fall D vermittelt einen Eindruck, wie groß die Bandbreite für die Datex-P-Gebühren eines externen Rechners bei Mißachtung aller Wirtschaftlichkeitsaspekte ist. Für vergleichbare Anwendungen kann der Kostenfaktor bei einem Großanwender bis zum Dreifachen des Minimalbetrags schwanken.

In der Tat - ein Roulettespiel mit zweifelhaftem Ausgang.