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Fachartikel, 02.01.2007
IT und Telekommunikation
Telekommunikation 2007 – was, wie, wofür und wohin (Teil 1)
Die Telekommunikation ist sicher eine der interessantesten Technologien und dynamischsten Märkte. Immer neuere und kleinere Handys, mobiles Fernsehen, Telefonieren über das Kabelnetz sind Kennzeichen der Entwicklung. 2-teiliger Artikel zu Grundlagen, Einsatzfeldern, Geschäftsmodellen und Trends der Telekommunikation.
Mithilfe der Telekommunikation sind Gesprch rund um den Erdball genauso leicht mglich wie die Online-Kontofhrung, das einkaufen und Verkaufen ber das Internet sowie das Herunterladen von Musikstcken und Videofilmen. Die Telekommunikation verndert Arbeitsprozesse z.B. durch integrierte Heimarbeitspltze, gleichzeitig verndert sie gesellschaftliche Verhaltensweise, indem z.B. Mobiltelefone unverzichtbare Begleiter vieler Menschen geworden sind.

Telekommunikations-Markt

Telekommunikation (TK) ist der Oberbegriff fr die verschiedenen Mglichkeiten zur technischen bertragung von Informationen zwischen einem Sender und einem oder mehreren Empfnger. Damit grenzt sich die Telekommunikation von der Kommunikation im Allgemeinen durch den Einsatz der bertragungstechnik ab und anders als die Kommunikationswissenschaft beschftigt sich die Telekommunikation nicht mit dem Verstehen und der Wahrnehmung von Informationen, sondern nur mit dem Transport und der Darstellung.

Die Telekommunikation ist schon lange eine Kerntechnologie fr die moderne Wirtschaft und Gesellschaft. Auch als eigenstndiger Markt betrachtet ist die Telekommunikation fr Deutschland von Bedeutung, wie folgende Zahlen dokumentieren:

::: Der TK-Markt betrug 2006 ca. € 68,7 Mrd. (ohne Hersteller), davon entfallen knapp 50 % auf die Wettbewerber der Deutschen Telekom

::: Das Markt-Wachstum lag 2006 bei etwa 2,9 %

::: Die Anzahl der Beschftigten (einschlielich der Hersteller) lag 2005 bei 287.000 Personen

::: 52,45 Mio. Festnetzanschlsse bestanden in 2006 (allerdings mit rcklufiger Tendenz und teilweise substituiert durch Mobilfunkanschlsse)

::: die Penetration im Mobilfunk hat 2006 die 100 %-Marke berschritten und wchst weiter

::: 65 % der Erwachsenen nutzen das Internet, 14 % der Haushalte hatten 2006 einen DSL-Breitbandanschluss

Durch Innovationen bei TK-Diensten wird das Wachstum auch in den nchsten Jahren weitergehen. Insbesondere Mobilfunk und Internet sind die Treiber der Entwicklung. Dabei wchst die verfgbare Bandbreite stndig und wird tatschlich auch gebraucht. Whrend vor zwei Jahren der durchschnittliche Breitbandanschluss noch 1 MBit/s hatte, lag 2006 der Durchschnitt schon bei 2 MBit/s. Im Internet mit „ISDN-Geschwindigkeit“ von 64 KBit/s zu surfen, ist schon fast unvorstellbar geworden. Die Einfhrung von VDSL durch die Deutsche Telekom wird die Bandbreite zunchst auf 20 MBit/s steigern, technisch mglich sind bis zu 50 MBit/s. „Fiber-to-the-Home“, d.h. Glasfaseranschlsse bis zum Hausanschluss werden die Bandbreite in absehbarer Zeit auf bis zu 100 MBit/s steigern. Vorreiter auf diesem Gebiet sind QSC und Netcologne. Andere Mrkte sind in dieser Hinsicht sogar schon weiter entwickelt und haben Glasfaseranschlsse beim Teilnehmer bereits realisiert, z.B. Sdkorea. Die Stadt Amsterdam will in absehbarer alle Hausanschlsse als „Fiber-to-the-Home“ Anschlsse aufrsten!

Hhere Bandbreiten ermglichen neue Anwendungen fr die Unterhaltung, aber auch fr Lernprogramme und das Arbeiten von zuhause. Die Fernsehbertragung ber das Internet (IP-TV) oder Triple-Play Dienste, d.h. die Zusammenfhrung von Sprache, Daten und Fernsehen auf einem Anschluss, sind mit einer solchen Infrastruktur problemlos mglich. Hoch auflsendes Fernsehen (HDTV) kann eigentlich nur mit einer solchen Infrastruktur bertragen werden

Telekommunikation wird zunehmend digital

Die Datenkommunikation erfolgt schon seit lngerem fast ausschlielich in digitaler Form. Dies gilt standardmig im Bereich der Backbone-Netze und auch natrlich fr das Internet. Im Sprachbereich ist nur noch der analoge Telefonanschluss (POTS) in der digitalen Welt der Sprachbertragung (ISDN, GSM, UMTS, VoIP, ... ) geblieben. Selbst der bislang noch in groen Teilen analoge Betriebfunk (z.B. Bndelfunk) fr den Einsatz in geschlossenen Nutzergruppen (z.B. Industrie, Polizei, Feuerwehr und EVUs (Energie- und Versorgungsunternehmen)) wird in absehbarer Zeit digitalisiert. Als Standard fr den digitalen Betriebsfunk setzt sich Tetra immer weiter durch.

Auch die Verbreitung von Fernsehen und Radio wird bereits in digitalisierter Form angeboten, da auf diesem Wege zustzliche Programme ber die Kabelnetze verbreitet werden knnen, die mithilfe der fr die Umsetzung der Signale erforderlichen Receiver spezifischer vermarktbar werden, z.B. durch unterschiedliche Preisangebote fr spezifische Programmpakete.

So ist davon auszugehen, dass die Kommunikationstechnik zunehmend digital geprgt wird. Die Umsetzung in analoge Signale erfolgt eigentlich nur noch in den Fllen, in denen die Endgerte dies erfordern.

Unterscheidungskriterien

Ein offensichtliches Unterscheidungskriterium in der Telekommunikation ist das zwischen Sprache und Daten. Dieser Unterschied wird im Zuge der Digitalisierung von Sprache aber eher unwichtig. Insbesondere in der bertragungstechnik ist dem digitalen Datenstrom schon heute nicht mehr unmittelbar anzusehen, ob der Inhalt zu einem Filetransfer gehrt oder zu einer Sprachkommunikation.

Der Bereich der Datenkommunikation lsst sich in die beiden Blcke der reinen Datenbertragung und des Messaging, d.h. der Datenbertragung von kurzen Informationen unterteilen. Sprache, Messaging und Datenbertragung knnen jeweils in den Ausprgungen stationr, portabel und mobil unterschieden werden. Der Mobilbereich kann aufgrund der unterschiedlichen Netztechnologien in die Bereiche kurzreichweitig, regional, national und international unterschieden werden. In dieses Raster lassen sich viele verfgbare Dienste (allerdings nicht immer eindeutig) einsortieren und damit differenzieren.

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Einsatzbereich: Stationr
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Sprache: POTS, ISDN
Messaging: SMS, IM
Daten: DSL

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Einsatzbereich: Portabel
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Sprache: VoIP
Messaging: IM
Daten: WiMAX

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Einsatzbereich: Mobil – kurzreichweitig
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Sprache: DECT, VoIP
Messaging: IM
Daten: Bluetooth, WLAN

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Einsatzbereich: Mobil - regional
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Sprache: VoIP
Messaging: IM
Daten: WiMAX

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Einsatzbereich: Mobil - national
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Sprache: VoIP, GSM, UMTS
Messaging: SMS, MMS
Daten: GSM, UMTS

Bei der Sprachkommunikation kann in der Netzinfrastruktur zustzlich zwischen leitungsvermittelten oder paketvermittelter bertragung unterschieden werden. Whrend bei der Leitungsvermittlung fr die Dauer einer Verbindung (eines Gesprchs) eine physikalische Verbindung zwischen Anrufer und Angerufenem geschaltet bleibt, gibt es dies bei der Paketvermittlung nicht. Informationen (und auch die digitalisierte Sprache) werden bei der Paketbertragung in einzelne Datenpakete mit meistens festgelegtem Umfang zerlegt und jedes Datenpaket fr sich ber das Netz geschickt. Erst am Zielort werden die Pakete anhand der Informationen im Header der Pakete wieder richtig zusammengesetzt. Verschiedene Pakete ein und desselben Gesprches knnen dabei unterschiedliche Leitungswege nehmen, ohne dass die Gesprchsteilnehmer dies merken. Aufgrund der (technisch gesehen) geringen Informationsdichte der Sprachkommunikation, arbeitet ein paketvermitteltes Netz bei der Sprachbertragung um Grenordnungen effizienter als ein Leitungsvermitteltes.

Elemente in der Telekommunikationsinfrastruktur

In der Telekommunikationstechnik lassen sich unabhngig von der jeweiligen bertragungsform verschiedene Funktionsbausteine unterscheiden:

::: Endgerte als Bediengerte und Ein- / Ausgabeeinheit (Telefone, Handys, PDAs, Computer, ... )

::: Zugangsnetze, die eine Verbindung zwischen dem Endgert und dem bertragungsnetz herstellen. Die Betreiber dieser Netze werden auch als Teilnehmernetzbetreiber (TNB) bezeichnet

::: Gateways und Konverter schaffen eine Verbindung durch eine Protokoll-Konvertierung zwischen Netzen

::: Verbindungsnetze (z.B. im Backhaul zur Anbindung von Teilnehmern aus „fremden“ Netzen), die den Transport zwischen Zugangsnetzen ber grere Strecken bernehmen. Die jeweiligen Betreiber sind Verbindungsnetzbetreiber (VNB). Teilweise auch in der Spezialisierung auf internationale Verbindungsnetze, die die nationalen Verbindungsnetze zusammenschlieen.

::: Vermittlungstechnik erkennt ein angewhltes Ziel, stellt eine Verbindung zwischen Anrufer und Angerufenem her und berwacht diese

::: IN-Plattformen (Intelligent Network) ermglichen eine komplexe Zuordnung eines Anrufs zu einem Terminierungsziel, abhngig von voreingestellten Parametern wie Urzeit, Datum, Verfgbarkeit, Auslastung etc.

::: Dienste-Server, Audiotex-Plattformen etc. ermglichen die Umsetzung von Mehrwertdiensten

::: Server zu Realisierung von E-Mail und Portal-Diensten

::: Billing-Systeme setzen Anrufdaten in Verbindung mit Tariftabellen in Preise um

::: OMC (Operation Maintenance Center) und NMC (Network Management Center) dienen zur berwachung und Steuerung des Netzes

Fr die Realisierung der verschiedenen Dienste (z.B. auch fr Mobilfunk und Festnetz) werden oft gleiche oder hnliche Infrastrukturen im Bereich des Backbone-Netzes verwendet. Fr die zu bertragenden Dienste ist es in der Regel gleichgltig, welche Infrastrukturkomponenten eingesetzt werden, solange die Bandbreiten-Bedrfnisse und Anforderungen an die „Qualities of Service“ (die z.B. eingehalten werden mssen, damit bei Videokonferenzen ein strungsfreies Bild geliefert werden kann) eingehalten werden. Typische bertragungselemente sind Lichtwellenleiter-Kabel und Richtfunkstrecken.

Im Bereich der Zugangsnetze ergeben sich im Vergleich dazu Dienste-spezifische Unterschiede. Im Bereich der ffentlichen Netze knnen dies die Teilnehmeranschlussleitung (TAL) oder eine Funkstrecke (GSM, UMTS oder ab 2007 auch WiMAX) sein, bei privaten Netzen Funk (Bndelfunk, WLAN, Bluetooth) oder ein eigenes Kabelnetz, das u.U. an ein ffentliches Netz angebunden ist.

Logik des Netzaufbaus

Damit die einzelnen Komponenten der Netzinfrastruktur miteinander zusammenarbeiten knnen und die Umsetzung von Diensten, aber alleine auch schon die Herstellung eines Gesprchs ber verschiedene Netzgrenzen und vielleicht auch Lnder hinweg funktionieren kann, hat die ISO (International Standardisation Organisation) eine Struktur geschaffen, die einen Dienst in seine logischen Schritte zerlegt. Die Zuordnung zu den Ebenen erfolgt nach der Systematik des OSI-Schichtenmodells (Open Systems Interconnection), das fr eine Strukturierung des Kommunikationsablaufs 7 Ebenen definiert wurde:

::: Schicht 1: Bitbertragung
::: Schicht 2: Sicherungsschicht
::: Schicht 3: Vermittlung /Network
::: Schicht 4: Transport
::: Schicht 5: Sitzung / Session
::: Schicht 6: Darstellung / Presentation
::: Schicht 7: Anwendung / Application

Bei der Gestaltung neuer Dienste und Technologien sind die Zuordnung zu den einzelnen Schichten und die Kompatibilitt der Schnittstellen zwischen den unterschiedlichen bertragungstechnologien erforderlich. Die Schwierigkeiten der Kompatibilitt wird beim Zusammenspiel von Internet-Telephonie nach einem IP-Standard (z.B. SIP – Session Initiation Protocol) und der herkmmlichen leitungsvermittelten Telephonie deutlich. Die verschiedenen Netze bernehmen in leitungsvermittelten Netzen Gesprche anderer Netze nach einem standardisierten Protokoll (SS7). In der Internet-Telephonie gibt es diese Strukturen nicht, so dass fr die bergabe von VoIP an leitungsvermittelte Netze ein Konverter im Netz erforderlich ist, der den Datenstrom von SIP auf SS7 umsetzt und umgekehrt. So werden Gesprche von und zu einem VoIP-Nutzer auch von jedem Anschluss aus den ffentlichen Netzen ermglicht.

Weitere Protokolle untersttzen das Zusammenspiel unterschiedlicher Netze. Hierzu gehren z.B. UMA (Universal Mobile Access) zur Verbindung ffentlicher Zellularfunknetze mit privaten Funknetzen (WLAN, Bluetooth) oder IMS (IP Multimedia Subsystem), das die einheitliche Nutzung von komplexeren Multimediadiensten ber unterschiedliche Netzzugnge ermglicht.

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