Das diensteintegierende digitale Netz, kurz ISDN, ist in Deutschland weiterhin auf dem Vormarsch. Die laut Telekom stark wachsenden Teilnehmerzahlen sprechen für sich: 1317000 Basisanschlüsse (Vorjahr: 638100) und 41500 Primärmultiplex-Anschlüsse (Vorjahr: 31300) Ende Mai dieses Jahres.

Auch international zieht der ISDN-Dienst Kreise und ist dabei, sich in Europa und Übersee als wichtiger Kommunikationsdienst zu etablieren. Vier Hauptfaktoren machen ISDN so attraktiv: Anwender müssen nur für die tatsächlich in Anspruch genommene Übertragungsleistung bezahlen, Bandbreitenerweiterungen lassen sich flexibel erweitern, Übertragungsqualität ist gut, und es werden Geschwindigkeiten bis zu 2 Mbit/s erreicht.

Da der Verbindungsaufbau binnen einer Sekunde vonstatten geht, eignet sich dieser Dienst besonders für die Übertragung sporadischer Verkehrsaufkommen, wie sie bei Einzel-PC-Anbindungen und Kopplungen kleinerer bis mittlerer Netze üblich sind. Zweimal 64 Kbit/s pro S0-Schnittstelle - bei Bedarf zusammenführbar zu einem Basisanschluß - stehen zur Verfügung. Wer will, kann via Invers-Multiplexer im Rahmen eines S2M-Anschlusses die Bandbreite flexibel in 64-Kbit/s-Schritten bis auf 2 Mbit/s aufstocken und damit genügend Durchsatz für hohe Datenaufkommen, sogar für nicht allzu bandbreitenaufwendigen Multimedia-Verkehr vorhalten. 30 B-Kanäle zu je 64 Kbit/s stehen zur Verfügung.

Für das Unternehmen interessant sind zudem die ISDN-Gebühren. Seit 1. Juli beträgt die monatliche Grundgebühr nur noch 46 Mark für den Standard- und 51 Mark für den Komfortanschluß. Zudem ist mit der Gebührenreform vom 1. Januar 1996 die Kommunikation im Fernbereich (mehr als 200 Kilometer) billiger geworden - eine Tatsache, von der viele Unternehmen profitieren. ISDN-Adapter sind mittlerweile ab 200 Mark zu haben oder gehören von vornherein zur Ausrüstung von Multiplexer- und Access-Router-Systemen. Doch die flexible ISDN-Verbindung ist es nicht allein, die eine gute Kommunikationslösung ausmacht. Erst mit dem Kopplungssystem entscheidet sich, wie effektiv eine Verbindung tatsächlich genutzt wird und wie sicher die Informationsströme gegen unberechtigte Zugriffe geschützt werden können. Der Router ist hier aufgrund seiner höheren Intelligenz das ideale System an der Weitverkehrs-Schnittstelle zum ISDN - egal ob es dabei um die Kopplung von kleinen entfernten LANs oder den Anschluß von einzelnen Arbeitsplätzen geht. Auch der Preis für Access-Router stimmt mittlerweile: Sie sind bereits ab 1500 Mark zu haben.

Verbindung frei von Verkehrslasten

Wird der ISDN-Anschluß geräteintern realisiert, kann der Router einzelne Kanäle dynamisch zu- und abschalten. Sowohl Euro-ISDN als auch semipermanente Verbindungen über das nationale 1TR6-Protokoll sollten vom Access-Router unterstützt werden. Wird beim S0-Anschluß die Verbindung als Bus-System realisiert, können bis zu acht Endgeräte mit dem Basisanschluß verbunden werden.

Worin sind nun die Vorteile des ISDN-Routers begründet? Er trennt die Daten- und Broadcast- von den Lasten- und Steuerinformationen aller Endgeräte an der ISDN-Schnittstelle und hält damit die Verbindung frei von unnötigen Verkehrslasten. Der Lohn ist eine bessere Bandbreitenausnutzung und ein höherer Nettodatenverkehr. Der Anwender spart also Gebühren. Zudem bleibt den Prozessoren in den Endgeräten die aufwendige Verarbeitung der Broadcast-Informationen erspart.

Zusätzlich stehen im Router Filter zur Verfügung, um gezielt auf Datenströme Einfluß zu nehmen und damit Systeme und Teilnetze vor unberechtigten Zugriffen abzuschotten.

Gefiltert werden kann in der Regel auf MAC-Adressen, bestimmte Bit-Muster, Kommunikationsprotokolle, IP-Adressen und darüber hinaus auf Anwendungen wie Telnet und File Transfer Protocol (FTP).

Einige leistungsfähige Router-Systeme erlauben zudem, sogenannte Call-Filter einzurichten. Diese gewährleisten, daß Routing-Informationen nur gemeinsam mit Nutzdaten übermittelt werden, für die Übertragung von reinen Routing-Informationen also keine gesonderten Kanäle geschaltet werden müssen. Auch diese Technik hilft also, Gebühren einzusparen. Dazu wird ein Timer auf eine bestimmte Zeitspanne gesetzt, während der ausschließlich Nutzdaten transferiert werden dürfen. Stehen nach Ablauf dieser Zeitspanne keine Nutzdaten zur Übertragung an, wird die physikalische, aber nicht die logische Verbindung getrennt.

Auch unterschiedliche Kommunikationsprotokolle wie TCP/IP, Novell IPX, Decnet und Appletalk stellen in der Regel für die ISDN-Router kein Problem mehr dar, denn die meisten von ihnen beherrschen als Multiprotokoll-Router eine Vielzahl an Protokollen. Und dort, wo Ebene-2-Funktionalität gefordert ist wie bei Netbios und SNA, werden die Protokolle von leistungsfähigen Router-Systemen parallel im Brückenmodus verarbeitet. Als Transportprotokoll über ISDN dienen bei einer Ein-Kanal-Verbindung das Point-to-point Protocol (PPP) und bei Mehr-Kanal-Verbindungen Multichannel Point-to-point (MP).

Müssen Medienwechsel zwischen unterschiedlichen Kommunikationswelten vorgenommen werden, helfen Verfahren wie Serial Line Internet Protocol (Slip) beim Transport von ISDN-Daten in analoge Systeme und Frame Relay Encapsulation (ISDN-Daten über das Frame-Relay-Netz) weiter. Für die notwendige Bitraten-Adaption auf den Weitverkehrsverbindungen sorgen V.110 und V.120.

Wer noch mehr Sicherheit will, kann in Kombination mit leistungsfähigen Mechanismen wie Challenge Handshake Authentication Protocol (Chap), Terminal Access Controler Access Control System (Tacacs) und Remote Authentication Dial-in User Server (Radius) Kommunikationsprozesse via ISDN zusätzlich absichern.

Chap über PPP gehört zur Funktionalität der meisten ISDN-Router. Es schickt beim Aufbau eines ISDN-Kanals zur Prüfung der Zugangsberechtigung an das Endgerät des Teilnehmers eine zufallsgenerierte Zahlenfolge (Challenge), die zur Verschlüsselung seines Paßwortes genutzt wird. Danach wird das verschlüsselte Paßwort an den Router übertragen und dort anhand einer Tabelle der beabsichtigte Zugriff geprüft. Für größere Netze mit vielen ISDN-Teilnehmern ist Tacacs mit einer leistungsfähigen Datenbank zur Benutzerverwaltung als Ergänzung zu Chaps eine wirkungsvolle Lösung. Das Protokoll bietet zudem zahlreiche Abrechnungsfunktionen, um die Gebührenverursacher im ISDN-Netz zu identifizieren und Kosten genau zuzuweisen.

Mit Radius können sogar für einzelne Teilnehmer individuelle Zugriffsregeln festgelegt werden, um ein Optimum an Zugriffssicherheit zu erreichen. So ist es beispielsweise möglich, einzelne Teilnehmer von der Kommunikation über bestimmte Netzwerkprotokolle auszunehmen oder bestimmte logische Netzadressen als Ziele auszugrenzen. Oder der Kommunikationsweg wird fest zu einem bestimmten LAN oder Rechner, beispielsweise Host, konfiguriert, so daß der Anwender erst gar nicht mit diesen Netzteilnehmern kommunizieren kann. Kommt zusätzlich eine Secure-ID-Karte zum Einsatz, kann der Zugriffsschutz sogar auf Anwendungsebene ausgedehnt werden. Unberechtigte Zugreifer kommen damit bei ihren Anwählversuchen erst gar nicht ins Netz.

Aber nicht nur zur reinen Datenübertragung eignet sich das ISDN. Der gleiche Kanal kann parallel zur Übermittlung von Telefonaten und Faksimiles genutzt werden - zumindest solange innerhalb eines Unternehmensnetzes kommuniziert wird. Darüber hinaus darf externer Sprachverkehr ins Corporate Network eingespeist - interessant beispielsweise für Telearbeit - oder interner Verkehr nach draußen geleitet, aber nicht von extern nach extern vermittelt werden. Die kombinierte Sprach-Daten-Übertragung lohnt sich für das Unternehmen allerdings nur dann, wenn ein Großteil der Sprachkommunikation firmenintern abgewickelt wird. Der Markt bietet dazu Multiplexer-Systeme, die die unterschiedlichen Verkehre - Daten und Sprache - über reservierte Bandbreiten innerhalb des ISDN-Kanals schicken.

Auch bei der kombinierten Sprach-Daten-Übertragung sind mit Router-Funktionalität aufgerüstete Multiplexer oder Access-Router aufgrund der höheren Intelligenz die besseren Kopplungssysteme. Zudem erlauben erste Router-Systeme, ausgerüstet mit Funktionen zu ISDN-Tarifen unterschiedlicher Carrier, Daten, Telefonate und Faxe jeweils über den kostengünstigsten Weg durchs Unternehmensnetz zu schicken (Least-Cost-Routing) und dadurch zusätzlich ISDN-Gebühren einzusparen.

In diesem Fall wird der Router zwischen TK-Anlage und Amtsanschluß geschaltet. Solche Systeme registrieren Informationen wie die Startzeit, die Dauer und das Ziel der Verbindung gleich mit, um die firmeninterne Kommunikation insgesamt für das Unternehmen transparenter zu machen.

Damit auf der bestehenden Bandbreite - 64 Kbit/s beziehungsweise 128 Kbit/s - Daten und Sprache Platz finden, muß der Anwender zusätzlich über leistungsfähige Sprachkomprimierungs-Verfahren nachdenken, um die zur Verfügung stehende Bandbreite effizient zu nutzen. Der Komprimierungsgrad entscheidet letztlich darüber, wie bandbreitenschonend und damit kostensparend die Sprach- und Datenkommunikation über die ISDN-Verbindung abgewickelt wird. Dennoch sollte insbesondere beim Komprimieren von Sprache der Anwender nicht übertreiben, wenn die Reduzierung der Bandbreite nicht auf Kosten der Sprachausgabequalität gehen soll.

Theoretische Minimalwerte der Anbieter sind in diesem Zusammenhang kaum ernst zu nehmen. Bei ADPCM, beispielsweise, sollte nur um den Faktor zwei komprimiert werden. Wer wirkungsvollere Komprimierungsverfahren wie G.728 und G.729 einsetzt, kann den Bandbreitenbedarf zumindest auf ein Viertel reduzieren, ohne bei der Ausgabe von Sprachverfälschungen ausgehen zu müssen. Eine effektivere Komprimierung ohne Qualitätsverlust ist dann nur noch über Sprachpausen-Erkennung und -Ausschluß zu erzielen. Insbesondere mehrfaches Komprimieren im Netz führt zu Sprachverfälschungen. Einfachkomprimierung und anschließendes Routing der Sprachinformationen durchs Netz ist deshalb die bessere Lösung. Der Weg der Mehrfachkomprimierung sollte nur dann eingeschlagen werden, wenn im Unternehmensnetz ausschließlich Kopplungssysteme eines Herstellers zum Einsatz kommen.

Unerwartete Kosten durch Ankopplung

Für Unternehmen, die mehr Bandbreite als 128 Kbit/s benötigen, also auf einen ISDN-Primärmultiplex-Anschluß (S2M) zurückgreifen müssen, spielt eine weitere Technik eine wesentliche Rolle: die der dynamischen Bandbreitenverwaltung. Durch flexibles Zu- und Abschalten von Sprach- beziehungsweise Datenkanälen werden immer nur die Kanäle aktiviert, die zur Übertragung tatsächlich notwendig sind - eine Technik, die der Multiplexer beziehungsweise Router am ISDN-Netz beherrschen muß. Dabei wird eine definierte Anzahl an B-Kanälen für die Sprachübertragung reserviert. Die restlichen B-Kanäle werden der Datenübertragung flexibel zugeordnet. Wird keine Sprache übertragen, können die Sprachkanäle auch zur Datenübertragung genutzt werden, aber nicht umgekehrt. Auch die dynamische Bandbreitenverwaltung am ISDN-Primärmultiplex-Anschluß ist letztlich eine wesentliche Voraussetzung, um ISDN-Gebühren einzusparen.

Dennoch sollte der Anwender das Einsparungspotential im Corporate Networking durch Least-Cost-Routing, Router-Funktionalität, Komprimierung und dynamische Bandbreitenverwaltung nicht überschätzen, denn letztlich werden vom Carrier die betriebsinternen Verbindungen über ISDN genauso wie externe Verbindungen abgerechnet. "Die Vorteile der Komprimierung beispielsweise kommen nur bei weitgehender Ausnutzung der ISDN-Verbindung zum Tragen", so Michael Schmidt, Geschäftsführer der Cornet Gesellschaft für Kommunikations-Dienstleistungen mbH in Idstein. "Und der Anwender muß mit den Einsparungen, die er mit diesen Techniken erzielt, letztlich seine Systeminvestitionen in die Multiplexer beziehungsweise Router oder die Gebühr für das Virtuelle Private Netz (VPN) decken. In diesem Fall übernimmt der Carrier die Multiplexer-Router-Funktionalität. Immerhin erwartet der Anwender in der Regel, daß sich seine Investitionen innerhalb von drei bis vier Jahren amortisieren."

Zudem kann die Ankopplung des Multiplexers beziehungsweise Router-Systems an die TK-Anlage, um aus dem Unternehmensnetz heraus auch externe ISDN-Teilnehmer erreichen zu können, unerwartete Kosten nach sich ziehen. Viele ältere TK-Systeme sind auf die Ankopplung nicht vorbereitet.

Bei Installationsproblemen verweist der eine Hersteller regelmäßig auf den anderen - und der Anwender hat oft das Nachsehen. Darüber hinaus befindet sich das Unternehmen mit proprietären Systemen, sofern es in einem TK-Anlagen-Verbund arbeitet, in einer Zwickmühle. Setzt das Unternehmen auf Systeme unterschiedlicher Hersteller, trifft es auf spezifische Signalisierungsprotokolle im D-Kanal wie Cornet-N (Siemens), 1TR6 und Euro-ISDN (Deutsche Telekom), ABC (Alcatel), DPNSS (Northern Telecom und Ericsson) bis hin zu TNET, IPN und VPN, alle von Bosch-Telenorma, die eine Koexistenz der Installationen äußerst schwierig macht.

Entscheidet sich das Unternehmen aber für ein Signalisierungs-Protokoll mit Standardambitionen wie Quersignalisierung (Q.Sig), muß es bei den unternehmensinternen Telefonaten auf Leistungsmerkmale wie Rückrufoption, Anklopfen, Anrufweiterschaltung, Übermittlung der Rufnummer, Übermittlung der Verbindungsentgelte, Makeln und Dreierkonferenz nahezu vollständig verzichten.

Auch ist ISDN nicht in jedem Fall die bessere Kommunikationslösung, zumindest wenn es um die reine Datenübertragung geht. Als Faustformel gilt: Wird die Weitverkehrsverbindung pro Tag länger als drei bis vier Stunden mit Verkehr belegt, lohnt es sich, über eine andere Übertragungsschiene - Frame Relay - nachzudenken. Wo sich die Anwendungswelten von ISDN und Frame Relay trennen, macht Michael Müller - DV-Leiter bei der PA Consulting Group in Frankfurt - deutlich: "ISDN überzeugt durch relativ einfache Konfiguration und Administration bei kleineren WAN-Installationen und ist sinnvoll, wenn die Verbindungen nur sporadisch genutzt werden. Bei mehreren Anschlußpunkten, größeren Übertragungsmengen und längeren Verbindungszeiten bietet Frame Relay die besseren Kommunikationsperspektiven."

Die Erklärung dafür ist einfach: Bei ISDN handelt es sich um Punkt-zu-Punkt-Verbindungen, die man im Unternehmen in der Regel sternförmig organisiert.

Damit steigt aber auch mit jeder Niederlassung, die eingebunden wird, der Kostenaufwand für die Infrastruktur sowie der Administrationsaufwand in der Zentrale. Und es ballt sich zentral das Verkehrsaufkommen. Zudem werden die Kostenvorteile von ISDN bei längeren Verbindungszeiten schnell zu Kostennachteilen. Insbesondere wenn größere lokale Netzwerke über das Weitverkehrsnetz gekoppelt werden müssen oder bei LAN-Host-Kopplungen über das WAN ist Frame Relay die zeitgemäßere Lösung.

Ein Blick auf die Technik und die Tarifstruktur von Frame Relay verdeutlicht die Vorteile dieses Protokolles. Im Frame-Relay-Netz selbst findet, bis auf die Abprüfung der Frame Check Sequence (FCS), keine Fehlerkontrolle statt - ein Kompromiß, der auf der sicheren digitalen Verbindung beruht.

Was darüber hinaus zu kontrollieren und zu beheben ist, wird bei Frame Relay an die Endgeräte delegiert.

Der Lohn ist ein geringer Steuerungsaufwand in den Paketen, verbunden mit einem hohen Nettodatendurchsatz. Die Tatsache, daß Pakete bis zu einer maximalen Länge von 4 Kbit/s zum Einsatz kommen können, steigert zusätzlich den Nettodatentransfer.

Weil der Prüfungsaufwand für die Pakete gering ist, hält sich auch der technische Aufwand in den Vermittlungsknoten in engen Grenzen. Ebenso wie bei ISDN sind heute in Deutschland via Frame Relay maximal 2 Mbit/s an Bandbreite möglich. Der Anwender muß die Committed Interface Rate (CIR) im Frame-Relay-Netz nur so groß dimensionieren wie die Grundlast auf der Verbindung und entsprechend auch nur für diese CIR zahlen. Übertragungsspitzen darüber hinaus werden kostenlos transferiert.

Dennoch sollte das Unternehmen bei der Preiskalkulation nicht die Festverbindung bis zum nächsten Frame-Relay-Knoten vergessen. Der Durchsatz auf dieser Verbindung sollte doppelt so groß ausgelegt sein wie die CIR, damit es auch bei großen Übertragungslasten nicht zu empfindlichen Verzögerungen kommt.

Entsprechend optimistisch sehen die Prognosen für den Frame-Relay-Dienst aus. Wurden laut Dataquest im Jahr 1994 in Europa 38 Millionen Dollar mit Frame-Relay-Produkten und -Diensten umgesetzt, so sollen es 1998 bereits mehr als 1,1 Milliarden Dollar sein. Eine Einschätzung, die sich auch mit der des Marktforschers IDC deckt.

Frame Relay - nichts für Sprache und Video

Ob Frame Relay letztlich auch eine Übertragungsschiene für Sprache und Video und damit ein Konkurrent für ISDN werden könnte, darüber gehen die Meinungen weit auseinander. Einige Carrier wie Unisource Business Networks (Deutschland) GmbH, Thyssen Telecom AG und Scitor verweisen auf ein zellorientiertes Backbone im Hintergrund, das Verspätungen bei zeitsensiblen Übertragungsformen wie Sprache und Video weitgehend ausschließe. Insider der Technik stellen heraus, daß Frame Relay weder von der Tarifierung (CIR) noch von der Technik her (paketvermittelter Dienst mit Paketen variabler Länge) sich für die Übertragung von Sprache und Video eigne. Sie haben im Endeffekt die besseren Argumente. Denn welcher Anwender will schon für eine CIR bezahlen, die den maximalen Bandbreitenbedarf beispielsweise der Videoübertragung deckt, damit es zu keiner Zeit an den Endgeräten zu Bildaussetzern kommt?

Kein Standard für Frame-Relay-Übertragung

Zudem müßten in diesem Szenario kleine Zellen (bei Stratacom 23 Byte lang) statt langer Pakete variabler Länge (maximal 4 Kbit/s) zum Einsatz kommen. Das Verhältnis von Steuer- zu Nutzdaten ist entsprechend schlecht - ein weiterer Vorteil von Frame Relay, der hohe Nettodatendurchsatz, damit also dahin. Darüber hinaus liegt bis heute noch kein Standard für die zellorientierte Übertragung via Frame Relay vor.

ISDN wird also weiter ins Übertragungskonzept der Unternehmen passen - und dies vor allem, weil mit der Expansion der Netze eine zunehmende Dezentralisierung der Unternehmen einhergehen wird, bis hin zur Telearbeit und zur verstärkten Nutzung von Online-Diensten. Doch ISDN wird sich letztlich erst voll entfalten können, wenn auch die letzte Monopolhürde - das Sprachmonopol am 1. Januar 1998 - genommen ist. Erst dann - mit neuen Kommunikationsfreiräumen - wird sich die kombinierte Sprach-Daten-Übertragung über ISDN für die Unternehmen so richtig auszahlen.

Angeklickt

ISDN zusätzlich zur Unternehmens-DV - ja oder nein? Immer häufiger fällt die Entscheidung zugunsten des diensteintegrierenden digitalen Netzes ISDN, das nicht nur in Deutschland auf Erfolgskurs ist. Diffizil gestaltet sich heute noch der Entscheidungs- und Implementationsprozeß. Eine Vielfalt von Routern, Sicherheits-Tools, Gebührenberechnungen und Frame Relay (für große Übertragungsmengen) ist unter die Lupe zu nehmen.