Die politische Debatte um Multimedia und Datenautobahnen verstellt den Blick auf das, was technisch laengst machbar ist. Dies ist die zentrale These von Klaus-Dieter Heerklotz*, der den Breitband- Uebertragungsdienst Switched Multimegabit Data Service

(SMDS) als Basis kuenftiger globaler Information-Highways sieht. Der Autor untermauert seine Ansicht mit einem Portraet des auf dem DQDB-Standard (Distributed Queued Dual Bus) IEEE 802.6 basierenden ATM-Dienstes (Asynchronous Transfer Mode) und schildert am Beispiel der Porsche AG die Anwendung der deutschen "SMDS- Variante" Datex-M.

Die oeffentliche Diskussion ueber strategische Marktentwicklungen im Bereich der Breitbandkommunikation zeichnet sich momentan vor allem dadurch aus, dass sie einen klaren Blick auf die Gegenwart zu verhindern scheint. So werden intensiv Marktentwicklungen wie interaktives Fernsehen, Video-on-demand und Multimedia - was immer man darunter verstehen mag - unter Schlagworten wie "Communication-" oder "Information-Highway" diskutiert, ohne dabei auch nur im geringsten auf die bereits installierten und kommerziell nutzbaren Datenautobahnen Bezug zu nehmen - ganz so, als waeren diese Begriffe eine Erfindung der US-Regierung.

Der Information-Highway

ist bereits heute Realitaet

Dies ist um so erstaunlicher, wenn man die neuen, bereits eingefuehrten Breitbandservices international fuehrender Netzbetreiber betrachtet, die dem Experimentier- und Pilotstadium laengst entwachsen sind. Obwohl sich diese Dienste mit Fug und Recht als Information-Highways bezeichnen lassen, geniessen sie nur einen Bruchteil des oeffentlichen Interesses, das den sicherlich zukunftsweisenden Visionen der Clinton-Administration fuer den Eingang ins naechste Jahrtausend zuteil wird.

So bietet die Deutsche Bundespost Telekom seit April 1994 bundesweit verfuegbare Datenautobahnen unter dem Produktnamen "Datex-M" an (vgl. Abbildung 1). British Telecom (BT) vermarktet seinen Breitbanddienst unter dem Namen des allen derzeitigen Serviceangeboten zugrundeliegenden internationalen Standards - sprich: SMDS - und bezeichnet ihn selbst als Information- Superhighway. Auch in Belgien, Frankreich, Italien, Oesterreich und der Schweiz offerieren oeffentliche Betreiber einen solchen Service.

Mit SMDS-basierten Diensten sind die europaeischen Carrier allerdings beileibe nicht unter sich. Die Australia Telecom nennt ihr diesbezuegliches Angebot Fastpac, in den USA werden entsprechende Breitbandservices von Ameritech, Bell Atlantic, Bell South, GTE, Pacific Bell und US West bereitgestellt. Mit allein 390 "Points of Presence" ist MCI mit "Hyperstream" groesster Anbieter schneller Netzdienstleistungen in den USA.

Was sind nun die Gruende fuer die unzureichende Popularitaet einer Technik wie SMDS? Weswegen ist gerade auch hierzulande dieses innovative Angebot noch nicht genuegend bekannt? Boese Zungen wuerden behaupten, man vermisse in der Produktbezeichnung das telekommunikative Zauberwort "ATM" (Asynchronous Transfer Mode) - obwohl SMDS laengst auch fuer den Einsatz in ATM-basierten Netzen spezifiziert ist. Moeglicherweise wird ueber SMDS nur deshalb so wenig diskutiert, weil es in Deutschland geradezu modern ist, dem heimischen Carrier-Betreiber ablehnend und kritisch gegenueberzustehen.

Und vermutlich fehlen dem Ganzen auch so bedeutende Schirmherren wie Al Gore oder Bill Clinton, die die Information-Highway- Diskussion im Zusammenhang mit Multimedia- und TV-Anwendungen publikumswirksam in den USA initiiert haben.

SMDS ist der erste weltweit standardisierte breitbandige Datenuebertragungsdienst, der sich besonders zur Vernetzung von Rechnern und LANs eignet. Zunaechst auf Basis des DQDB-Standards (Distributed Queued Dual Bus) IEEE 802.6 entwickelt und umgesetzt, gehoert er seit Anfang des Jahres offiziell zum Dienstespektrum von ATM. Mit der in naher Zukunft zu erwartenden Verfuegbarkeit beziehungsweise abgeschlossenen Standardisierung von ATM wird dieser Punkt also nicht hinfaellig, sondern wird vielmehr an Bedeutung und Verbreitung gewinnen. Bislang jedenfalls ist er der einzige spezifizierte und auch verfuegbare Breitbandservice.

Geschwindigkeiten bis zu

34 Mbit/s sind realisierbar

SMDS bietet dem professionellen Anwender neuartige Moeglichkeiten der Kommunikation zwischen den verschiedenen Standorten seines Unternehmens, aber auch mit Kunden, Partnern und Lieferanten. Es stellt die Leistungsfaehigkeit und Vermittlungs-Charakteristiken von LAN-Topologien wie Ethernet, Token Ring, FDDI oder Mainframe- Kanalnetzwerken auch fuer den oeffentlichen Weitverkehr bereit. Dabei reichen die derzeit angebotenen Zugangsgeschwindigkeiten von 64 Kbit/s bis 34 Mbit/s aus - mit Verzoegerungszeiten, die bis dato nur von LANs bekannt sind.

Ueber die Funktionalitaet der Vermittlungstechniken ATM oder DQDB hinausgehend, ist SMDS aber auch in der Lage, nicht nur Datenzellen fester Laenge zu verarbeiten, sondern bietet den Service des anwendungsorientierten Pakettransports. Das heisst, jede Anwendungssoftware kann - ihren Anforderungen entsprechend - Datenpakete variabler Laenge bis zu maximal 9188 Byte zum Transport uebergeben. Die zum Transport notwendige ATM- oder DQDB-gerechte Aufteilung in Zellen und die anschliessende Zusammensetzung der Pakete beim Adressaten wird der Anwendungssoftware abgenommen.

SMDS unterstuetzt alle

wesentlichen Protokolle

Durch die Ergebnisse der

"European and US-SMDS-Interest-Groups (ESIG, SIG)", in denen viele namhafte Hersteller, Betreiber und Anwender von Breitbandtechnologie zusammenarbeiten, unterstuetzt SMDS im uebrigen schon heute alle wesentlichen Protokollarchitekturen, die in den grossen Anwenderunternehmen vorgefunden werden: so etwa TCP/IP, Novell, Appletalk, Decnet, SNA und OSI. Es ist also moeglich, Rechner direkt an die standardisierte SMDS-Schnittstelle anzuschliessen. Im Regelfall werden allerdings ganze Standorte ueber einen Router ans oeffentliche Netz angebunden. Darueber hinaus ist der Anschluss von Mainframe-Kanalverlaengerungen als Plug-and-play- Loesung verfuegbar.

Schon jetzt gibt es beispielsweise im weltweit groessten Rechnerverbund - dem Internet - Engpaesse bei der Adressvergabe. Um solche Probleme zu vermeiden, setzt SMDS auf das Adressierungsschema E.164, das auch im ISDN angewendet wird. Fuer den Benutzer bedeutet dies die langfristige Sicherheit einer eindeutigen Adressierung auch bei globalen Kommunikations- Anforderungen und steigenden Teilnehmerzahlen - eine beim Telefonieren laengst vorhandene Selbstverstaendlichkeit, auf die auch bei der Datenkommunikation nicht laenger zu verzichten ist. Je komplexer die internen und externen Kommunikations-Beziehungen eines Unternehmens sind, desto staerker wirken sich die Restriktionen des gewaehlten Adressierungsprinzips auf den Netzbetrieb aus.

SMDS-Multicasting unterstuetzt das in LANs uebliche Broad-

casting, wie es beispielsweise beim weitverbreiteten Address Resolution Protocol (ARP) angewendet wird.

Darueber hinaus koennen im Rahmen einer Gruppenadressierung virtuelle private Netze gebildet werden, die in SMDS besonders einfach zu handhaben sind. So lassen sich einzelne Kommunikations- Teilnehmer oder -beziehungen hinzufuegen oder entfernen, ohne dass an allen Standorten komplizierte und zeitaufwendige Rekonfigurierungen vorgenommen werden muessen, wie es bisher der Fall ist.

Die Netzbetreiber sind aufgrund der standardisierten Management- Information-Base in der Lage, das gesamte Netz bis hin zu den Kommunikations-Einrichtungen des Kunden zu kontrollieren. Andererseits ist es dem Anwender durch SNMP-basierte Netz- Management-Prozeduren moeglich, im Rahmen des "Customer-Network- Managements" das fuer ihn relevante Netzsegment zu beobachten und zu beeinflussen.

Fuer Netzsicherheit ist bei SMDS in zweierlei Hinsicht gesorgt: Zum einen wird eine extrem hohe Netzverfuegbarkeit garantiert, zum anderen sorgen hochentwickelte Sicherheitsmechanismen fuer einen adaequaten Schutz vor Datenkriminalitaet. Mittels "Address Screening" und "Validation" wird dabei jedes Datenpaket beim Eintreten und beim Verlassen des Netzes auf seine Authentizitaet hin ueberprueft. Zudem ist der Zugang zu SMDS ueber das Subscriber Network Interface (SNI) auf DQDB-Basis und ueber das ATM-User- Network-Interface (UNI) definiert. Fuer den Anwender bringt das eine langfristige Planungssicherheit, weil es mit derselben Schnittstelle moeglich ist, den Bandbreitenbedarf von 64 Kbit/s bis 34 Mbit/s zu befriedigen und gleichzeitig den kuenftig noch steigenden Anforderungen technologieunabhaengig gerecht zu werden.

Die Verbindung zwischen

Carriern ist standardisiert

Damit ist der Anwender auch hinsichtlich der Entwicklung beim Netzbetreiber und Carrier abgesichert. Migriert ein Betreiber beispielsweise von DQDB zu ATM oder umgekehrt, hat dies keine einschraenkende Auswirkung auf die Gestaltung der Netzinfrastruktur des Unternehmens. Das sogenannte Inter Carrier Interface (ICI) ermoeglicht im Rahmen von SMDS die standardisierte Verbindung verschiedener Carrier und ist damit eine wesentliche Voraussetzung zur Bereitstellung globaler SMDS-Serviceangebote. So wurden bereits internationale Verbindungen zwischen Deutschland und der Schweiz sowie den USA erfolgreich getestet.

Mit diesem Diensteprofil repraesentiert SMDS also eine voellig neue Serviceklasse: Sie stellt Anwendern erstmals so viel Leistungsfaehigkeit und Flexibilitaet bereit, wie zur Realisierung verteilter Informations-Infrastrukturen noetig ist. Darueber hinaus sind breitbandige Applikationen, die im LAN-Bereich laengst zum Alltag gehoeren, nun auch im WAN moeglich. SMDS bietet dabei die Vorteile eines voll "vermaschten" Netzes, erfordert aber nicht die Installation kostenintensiver Netzstrukturen oder einer Vielzahl virtueller Pfade, die sich nur unter grossem Aufwand verwalten lassen.

Globale Adressierung macht Management einfacher

SMDS vereinfacht durch das globale Adressierungsschema und die transparente Vermittlung der wichtigsten Protokollarchitekturen - insbesondere bei komplexen Installationen - den Management-Aufwand erheblich. Das vorherige Definieren und Zuweisen von Uebertragungsraten ist nicht erforderlich. Alle Teilnehmeranschluesse koennen unabhaengig von ihren jeweiligen Zugangsgeschwindigkeiten miteinander kommunizieren.

Natuerlich ist eine Beurteilung des Anwendernutzens unvollstaendig, wenn die Kostenfrage nicht mit einbezogen wurde. SMDS bietet hier aufgrund seiner Verkehrscharakteristik erstmals wirtschaftliche Moeglichkeiten der Breitbandkommunikation.

Dies allem deshalb, weil sich die in der Rechnerkommunikation auftretenden Burst-artigen Lastspitzen in herkoemmlichen verbindungsorientierten Netzen nicht effizient abwickeln lassen, und es sich nicht lohnt, fuer solche Faelle breitbandige Standleitungen anzumieten.

SMDS bietet gemaess seiner Spezifikation die Moeglichkeit der entfernungs-, volumen- und zeitabhaengigen Tarifierung. In der Praxis weitgehend durchgesetzt haben sich Tarifangebote, die sich an der Zugangsgeschwindigkeit (Access Class) orientieren und entfernungsunabhaengig sind. Ein weiterer wesentlicher Parameter fuer den individuellen Tarif in Deutschland ist die Entfernung eines Unternehmensstandorts zum naechsten Point of Presence. Derzeit sind im gesamten Bundesgebiet zwoelf Ballungszentren erschlossen. Der weitere Netzausbau wird nach Angaben der Telekom bedarfsorientiert vorangetrieben. Darueber hinaus werden Volumenklassen von 10 Gbit/s als Tarifeinheit herangezogen.

Einen wesentlichen Parameter fuer die Tarifgestaltung von SMDS- Diensten stellen auch die Preise fuer die sogenannten Monopoluebertragungswege dar, die in Deutschland sehr hoch sind. Trotzdem koennen durch die gemeinsame Nutzung der teuren Infrastruktur durch viele Teilnehmer normalerweise guenstige Tarife angeboten werden. Allerdings sind die Gebuehren von Datex-M nicht veroeffentlicht. Als Richtwert gilt bei der Telekom die Tatsache, dass die Vernetzung mehrerer Standorte auf 2-Mbit/s-Basis etwa eineinhalbmal soviel kostet wie eine vergleichbare 64-Kbit/s- Loesung, die auf Standleitungen aufbaut.

Grundsaetzlich laesst sich sagen, dass diejenigen Unternehmen spuerbare wirtschaftliche Vorteile erzielen koennen, die ueber mehrere, weit voneinander entfernte Standorte verfuegen, zwischen denen mit hoher Geschwindigkeit kommuniziert beziehungsweise grosse Datenvolumen transferiert werden muessen. Ueber die Betrachtung der reinen TK- Kosten hinaus lohnt sich eine uebergreifende Betrachtung der Ausgaben aber auch fuer die gesamte Informationsinfrastruktur eines Unternehmens. Hier sind die Anwender durchaus in der Lage, durch den Einsatz breitbandiger WAN-Kommunikation so zu verfahren, dass auch erhebliche Einsparungen im Hard- und Softwarebereich zu erzielen sind.

Erkannt wurde das beispielsweise auch beim deutschen Sportwagenhersteller Porsche AG, dessen Entwicklungszentrum in Weissach nicht nur als exklusive Sportwagenschmiede, sondern auch als erste Adresse fuer High-Tech-Entwicklungsauftraege aus aller Welt gilt. "Modernste Informationstechnologien sind fuer unser Unternehmen ein Schluesselfaktor beim Bestehen im immer haerter werdenden Wettbewerb", gibt Christoph Guembel, Leiter der Abteilung Simulation und Berechnung bei der Porsche AG, zu Protokoll.

So muessen Funktionalitaet und Leistungsfaehigkeit der Fahrzeuge stets gesteigert werden - bei gleichzeitiger Verbesserung der Umweltfreundlichkeit, beispielsweise im Hinblick auf Verbrauch und Emissionen. Dies alles findet unter erschwerten Rahmenbedingungen statt, da sich, so der Porsche-Manager, allein der Umfang der Gesetzesvorschriften in den letzten Jahren nahezu verdoppelt hat. Wie in anderen Branchen besteht trotz oder gerade aufgrund dieser Faktoren der Zwang, Produktentwicklungszyklen zu verkuerzen und harte Massstaebe an die Kostenstrukturen anzulegen.

Bei der Bewaeltigung dieser Aufgaben spielt die Informationsverarbeitung eine wesentliche Rolle. Verfahren wie "Rapid Prototyping" und "Simultaneous Engineering" gehoeren bei Porsche zum Alltag. Staendig werden Prozessketten optimiert und, wann immer moeglich, parallelisiert. Qualitaets-Management beginnt dabei schon in der ersten Konzeptionsphase und findet seine Fortsetzung bis zur Fertigstellung des Produkts.

Moeglich ist dies nur auf der Basis integrierter Daten- und Informationskonzepte. Schon heute werden bei den Zuffenhausenern alle Entwicklungsprozesse durch Computer unterstuetzt (vgl. Abbildung 2). Angefangen beim Entwurf des Designs, der mit sogenannten Computer-aided-Styling-Systemen durchgefuehrt wird, zieht sich die Rechnerunterstuetzung durch den gesamten Entwicklungsprozess des Fahrzeugs. Modernste CAD- beziehungsweise CAE-Systeme (Computer-aided Design; Computer-aided Engineering) optimieren dabei die konstruktiven Ablaeufe; rechnergestuetzte Fertigung und Computer-aided Testing runden das Repertoire informationstechnischer Moeglichkeiten ab. Der Datenfluss zieht sich dabei durch die gesamte Wertschoepfungskette, in der sich allerdings nicht alle Arbeitsschritte streng sequentiell anordnen lassen. So ist es beispielsweise durchaus moeglich, dass sich ein Detail des Fahrzeugdesigns waehrend des Konstruktionsprozesses als problematisch erweist. Oder es stellt sich waehrend der Simulation von Crashs heraus, dass ein Fahrzeugelement anders konstruiert werden muss.

Porsche vernetzt

Standorte ueber Datex-M

In einem solchen Umfeld hat die Kommunikation zwischen verschiedenen Rechnersystemen selbstverstaendlich strategischen Stellenwert. Porsche verfuegt im Raum Stuttgart ueber drei Standorte: das Werk in Zuffenhausen, wo sich Produktion und Verwaltung befinden, den Vertrieb in Ludwigsburg und das Entwicklungszentrum mit einer Teststrecke im 25 Kilometer entfernten Weissach.

Als einer der ersten Anwender des neuen Hochgeschwindigkeits- Datenservices der Telekom konnte das Unternehmen seine verteilten Standorte auf eine integrierte kommunikative Basis stellen. "Datex-M bot uns zum einen die erforderliche Bandbreite, um die erheblichen Datenvolumina in wesentlich kuerzerer Zeit zu transportieren, und ermoeglichte uns gleichzeitig, bisher bestehende Inselloesungen in eine geschlossene Einheit zu ueberfuehren", erklaert Guembel. Ausserdem waren die IT-Spezialisten bei Porsche auf diese Weise in der Lage, Sprach- und Videokommunikation zwischen den Standorten zu integrieren.

So befindet sich beispielsweise in der Fertigung eine mobile Videokonferenzeinheit. Bei Bedarf koennen Probleme direkt mit der Entwicklungsmannschaft in Weissach begutachtet und diskutiert werden, ohne dass die Mitarbeiter jedesmal hin- und herfahren muessten. Eine in Weissach installierte "Workstation-Farm" wurde nahtlos mit dem Rechenzentrum in Zuffenhausen verbunden - mit dem Effekt, dass man die ehemals drei Rechenzentren durch das eine verbliebene ersetzen konnte. Dabei werden zwischen allen Standorten unterschiedlichste Anwendungen mit verschiedenen Kommunikationsprotokollen gefahren

(vgl. Abbildung 3); aus der bisherigen Vielzahl dedizierter Standleitungen wurde eine Service-Schnittstelle pro Standort. Mit anderen Worten: Erstmals ist die unternehmensweite Bereitstellung einheitlicher DV-Services moeglich.

Eine weitere wichtige Anwendung des Breitbandservices ist die Integration der Rechenleistung der Cray-Supercomputer der Universitaet Stuttgart, die ebenfalls an das oeffentliche Netz angebunden sind. Das zwischen der Universitaet und Porsche bewegte Datenvolumen ist ein betraechtliches. Gegenueber den 64-Kbit/s- Verbindungen, die Porsche frueher fuer die Kommunikation nutzte, reduzierte der Automobilhersteller den Aufwand bei numerischen Crash-Simulationen allein durch die schnellere Datenuebertragung um rund 50 Tage.

Insgesamt ist man in Zuffenhausen also zufrieden mit der neuen Infrastruktur. Die Verfuegbarkeit des Netzes ueberzeugte, so dass die anfangs aus Sicherheitsgruenden beibehaltenen Standleitungen inzwischen abgemietet wurden. Die weiteren Bemuehungen konzentrieren sich nun verstaerkt darauf, Zulieferer und Partner im In- und Ausland zu integrieren. Dabei soll die fehleranfaellige und teuere Mehrfachhaltung von Daten durch leistungsfaehigen Direktzugriff kuenftig vermieden werden. Auch in wirtschaftlicher Hinsicht zieht man bei Porsche eine positive Zwischenbilanz. Guembel: "Natuerlich ist das alles nicht billig. Trotzdem konnten wir gegenueber unserer vorherigen Loesung bei den unmittelbaren TK- Kosten einsparen."

SMDS bietet also, wie nicht zuletzt das Beispiel Porsche AG zeigt, heute als einziger Service im Rahmen eines weltweit etablierten Standards die Moeglichkeit kommerzieller Breitbandkommunikation in einem oeffentlichen Netz. Mittelfristig koennen sich daraus globale Diensteangebote auf der Basis internationaler Verbindungen der zahlreichen Carrier ergeben, die sich allerdings nur bei entsprechender Nachfrage kostendeckend realisieren lassen.

Die Liste der SMDS-Anbieter gleicht schon heute dem "Who's who" bedeutender Netzbetreiber. Mehr als 40 meist fuehrende Hersteller bieten zudem SMDS-kompatible Technologie in Vermittlungssystemen, Bridges, Routern und Testgeraeten an. Netzbetreiber, Diensteanbieter und Hersteller treiben die Standardisierungsarbeiten in den SMDS Interest Groups (ESIG, SIG) und im ATM-Forum gemeinsam voran - mit fuer den Markt beziehungsweise die weitere Verbreitung von SMDS-Diensten wichtigen Ergebnissen. So wurde durch die Phalanx dieser breiten Allianz die Einbindung von SMDS in kuenftige ATM-Netze im Rahmen von Breitband-ISDN sichergestellt.

Statt sich also mit der Migration zu kuenftigen Kommunikationstechniken zu beschaeftigen, erlaubt es SMDS dem Anwender, sich mit Hilfe neuer, zukunftssicherer Kommunikations- Moeglichkeiten auf sein Kerngeschaeft zu konzentrieren.