Fachartikel, 02.01.2007
Perspektive Mittelstand
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 Gespräch rund um den Erdball genauso leicht möglich wie die Online-Kontoführung, das einkaufen und Verkaufen über das Internet sowie das Herunterladen von Musikstücken und Videofilmen. Die Telekommunikation verändert Arbeitsprozesse z.B. durch integrierte Heimarbeitsplätze, gleichzeitig verändert sie gesellschaftliche Verhaltensweise, indem z.B. Mobiltelefone unverzichtbare Begleiter vieler Menschen geworden sind.

Telekommunikations-Markt

Telekommunikation (TK) ist der Oberbegriff für die verschiedenen Möglichkeiten zur technischen Übertragung von Informationen zwischen einem Sender und einem oder mehreren Empfänger. Damit grenzt sich die Telekommunikation von der Kommunikation im Allgemeinen durch den Einsatz der Übertragungstechnik ab und anders als die Kommunikationswissenschaft beschäftigt 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 für die moderne Wirtschaft und Gesellschaft. Auch als eigenständiger Markt betrachtet ist die Telekommunikation für 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 Beschäftigten (einschließlich der Hersteller) lag 2005 bei 287.000 Personen

::: 52,45 Mio. Festnetzanschlüsse bestanden in 2006 (allerdings mit rückläufiger Tendenz und teilweise substituiert durch Mobilfunkanschlüsse)

::: die Penetration im Mobilfunk hat 2006 die 100 %-Marke überschritten und wächst 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 nächsten Jahren weitergehen. Insbesondere Mobilfunk und Internet sind die Treiber der Entwicklung. Dabei wächst die verfügbare Bandbreite ständig und wird tatsächlich auch gebraucht. Während 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 Einführung von VDSL durch die Deutsche Telekom wird die Bandbreite zunächst auf 20 MBit/s steigern, technisch möglich sind bis zu 50 MBit/s. „Fiber-to-the-Home“, d.h. Glasfaseranschlüsse 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 Märkte sind in dieser Hinsicht sogar schon weiter entwickelt und haben Glasfaseranschlüsse beim Teilnehmer bereits realisiert, z.B. Südkorea. Die Stadt Amsterdam will in absehbarer alle Hausanschlüsse als „Fiber-to-the-Home“ Anschlüsse aufrüsten!

Höhere Bandbreiten ermöglichen neue Anwendungen für die Unterhaltung, aber auch für Lernprogramme und das Arbeiten von zuhause. Die Fernsehübertragung über das Internet (IP-TV) oder Triple-Play Dienste, d.h. die Zusammenführung von Sprache, Daten und Fernsehen auf einem Anschluss, sind mit einer solchen Infrastruktur problemlos möglich. Hoch auflösendes Fernsehen (HDTV) kann eigentlich nur mit einer solchen Infrastruktur übertragen werden

Telekommunikation wird zunehmend digital

Die Datenkommunikation erfolgt schon seit längerem fast ausschließlich in digitaler Form. Dies gilt standardmäßig im Bereich der Backbone-Netze und auch natürlich für das Internet. Im Sprachbereich ist nur noch der analoge Telefonanschluss (POTS) in der digitalen Welt der Sprachübertragung (ISDN, GSM, UMTS, VoIP, ... ) geblieben. Selbst der bislang noch in großen Teilen analoge Betriebfunk (z.B. Bündelfunk) für den Einsatz in geschlossenen Nutzergruppen (z.B. Industrie, Polizei, Feuerwehr und EVUs (Energie- und Versorgungsunternehmen)) wird in absehbarer Zeit digitalisiert. Als Standard für 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 zusätzliche Programme über die Kabelnetze verbreitet werden können, die mithilfe der für die Umsetzung der Signale erforderlichen Receiver spezifischer vermarktbar werden, z.B. durch unterschiedliche Preisangebote für spezifische Programmpakete.

So ist davon auszugehen, dass die Kommunikationstechnik zunehmend digital geprägt wird. Die Umsetzung in analoge Signale erfolgt eigentlich nur noch in den Fällen, in denen die Endgeräte 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 Übertragungstechnik ist dem digitalen Datenstrom schon heute nicht mehr unmittelbar anzusehen, ob der Inhalt zu einem Filetransfer gehört oder zu einer Sprachkommunikation.

Der Bereich der Datenkommunikation lässt sich in die beiden Blöcke der reinen Datenübertragung und des Messaging, d.h. der Datenübertragung von kurzen Informationen unterteilen. Sprache, Messaging und Datenübertragung können jeweils in den Ausprägungen stationär, 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 verfügbare Dienste (allerdings nicht immer eindeutig) einsortieren und damit differenzieren.

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Einsatzbereich: Stationär
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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 zusätzlich zwischen leitungsvermittelten oder paketvermittelter Übertragung unterschieden werden. Während bei der Leitungsvermittlung für die Dauer einer Verbindung (eines Gesprächs) 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 Paketübertragung in einzelne Datenpakete mit meistens festgelegtem Umfang zerlegt und jedes Datenpaket für sich über das Netz geschickt. Erst am Zielort werden die Pakete anhand der Informationen im Header der Pakete wieder richtig zusammengesetzt. Verschiedene Pakete ein und desselben Gespräches können dabei unterschiedliche Leitungswege nehmen, ohne dass die Gesprächsteilnehmer dies merken. Aufgrund der (technisch gesehen) geringen Informationsdichte der Sprachkommunikation, arbeitet ein paketvermitteltes Netz bei der Sprachübertragung um Größenordnungen effizienter als ein Leitungsvermitteltes.

Elemente in der Telekommunikationsinfrastruktur

In der Telekommunikationstechnik lassen sich unabhängig von der jeweiligen Übertragungsform verschiedene Funktionsbausteine unterscheiden:

::: Endgeräte als Bediengeräte und Ein- / Ausgabeeinheit (Telefone, Handys, PDAs, Computer, ... )

::: Zugangsnetze, die eine Verbindung zwischen dem Endgerät und dem Übertragungsnetz 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 über größere Strecken übernehmen. Die jeweiligen Betreiber sind Verbindungsnetzbetreiber (VNB). Teilweise auch in der Spezialisierung auf internationale Verbindungsnetze, die die nationalen Verbindungsnetze zusammenschließen.

::: Vermittlungstechnik erkennt ein angewähltes Ziel, stellt eine Verbindung zwischen Anrufer und Angerufenem her und überwacht diese

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

::: Dienste-Server, Audiotex-Plattformen etc. ermöglichen 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 Überwachung und Steuerung des Netzes

Für die Realisierung der verschiedenen Dienste (z.B. auch für Mobilfunk und Festnetz) werden oft gleiche oder ähnliche Infrastrukturen im Bereich des Backbone-Netzes verwendet. Für die zu übertragenden Dienste ist es in der Regel gleichgültig, welche Infrastrukturkomponenten eingesetzt werden, solange die Bandbreiten-Bedürfnisse und Anforderungen an die „Qualities of Service“ (die z.B. eingehalten werden müssen, damit bei Videokonferenzen ein störungsfreies Bild geliefert werden kann) eingehalten werden. Typische Übertragungselemente sind Lichtwellenleiter-Kabel und Richtfunkstrecken.

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

Logik des Netzaufbaus

Damit die einzelnen Komponenten der Netzinfrastruktur miteinander zusammenarbeiten können und die Umsetzung von Diensten, aber alleine auch schon die Herstellung eines Gesprächs über verschiedene Netzgrenzen und vielleicht auch Länder 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 für eine Strukturierung des Kommunikationsablaufs 7 Ebenen definiert wurde:

::: Schicht 1: Bitübertragung
::: 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 Kompatibilität der Schnittstellen zwischen den unterschiedlichen Übertragungstechnologien erforderlich. Die Schwierigkeiten der Kompatibilität wird beim Zusammenspiel von Internet-Telephonie nach einem IP-Standard (z.B. SIP – Session Initiation Protocol) und der herkömmlichen leitungsvermittelten Telephonie deutlich. Die verschiedenen Netze übernehmen in leitungsvermittelten Netzen Gespräche anderer Netze nach einem standardisierten Protokoll (SS7). In der Internet-Telephonie gibt es diese Strukturen nicht, so dass für die Übergabe von VoIP an leitungsvermittelte Netze ein Konverter im Netz erforderlich ist, der den Datenstrom von SIP auf SS7 umsetzt und umgekehrt. So werden Gespräche von und zu einem VoIP-Nutzer auch von jedem Anschluss aus den öffentlichen Netzen ermöglicht.

Weitere Protokolle unterstützen das Zusammenspiel unterschiedlicher Netze. Hierzu gehören z.B. UMA (Universal Mobile Access) zur Verbindung öffentlicher Zellularfunknetze mit privaten Funknetzen (WLAN, Bluetooth) oder IMS (IP Multimedia Subsystem), das die einheitliche Nutzung von komplexeren Multimediadiensten über unterschiedliche Netzzugänge ermöglicht.

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