Shamrock ISDN

In keinem anderen Land der Erde hat das ISDN (Integrated Services Digital Network) ein so rasantes Wachstum erfahren wie in Deutschland, nicht zuletzt wegen der vergleichsweise günstigen Anschlusspreise und der gezielten Förderung durch die Deutsche Telekom. Nach einem 1987 in Mannheim und Stuttgart durchgeführten Pilotprojekt wurde ISDN ab 1989 eingeführt und steht seit 1993 flächendeckend zur Verfügung (vgl. Geschichte der Kommunikation).

Anschlussarten

Mehrgeräte-Anschluss (S0, P2MP = Point-to-Multipoint, Punkt-zu-Mehrpunkt, die verbreitetste Anschlussart, auch BRI = Basic Rate Interface): Es können mehrere Geräte, z.B. Telefone, ISDN-Karten und sonstige Endgeräte, parallel angeschlossen werden. An jedem Endgerät ist einzeln zu konfigurieren, auf welche der zum Anschluss gehörenden Rufnummern es z.B. mit Klingeln reagiert und welche davon es bei einem abgehenden Anruf der Gegenstelle meldet. Es stehen zwei Nutzkanäle (B1, B2) mit je 64 kbit/s sowie ein Steuerkanal (D) mit 16 kbit/s zur Verfügung, der sich auch zur Datenübertragung nutzen lässt (X.31 für AO/DI oder Datex-P). Übrigens - S0 spricht man S-Null, nicht S-Oh!

Sammelanschluss: Mehrere Mehrgeräte-Anschlüsse können zu einem Sammelanschluss zusammengeschaltet werden. So hat man z.B. bei zwei Anschlüssen vier B-Kanäle zur Verfügung. Die Anschlüsse sind alle unter derselben Rufnummer erreichbar, ankommende Rufe werden auf ihnen abwechselnd (nicht gleichzeitig!) signalisiert. Einschränkungen: Bei dieser Anschlussart ist nur eine einzige Rufnummer möglich. Bei ankommenden Rufen wird konsequenterweise zwar die Anrufernummer, nicht aber die eigene Rufnummer (MSN) gemeldet, da es ohnehin nur eine gibt. Ferner stehen bei Sammelanschlüssen ISDN-Komfortmerkmale nur sehr eingeschränkt zur Verfügung. So ist etwa eine Anrufweiterschaltung nicht bei Besetzt oder Nichtmelden möglich, sondern nur immer/sofort, und sie kann nicht vom Benutzer selbst, sondern nur in der Vermittlung aktiviert werden.

Anlagenanschluss (T0, P2P = Point-to-Point, Punkt-zu-Punkt): Auch hier gibt es zwei B-Kanäle mit je 64 kbit/s und den Steuerkanal mit 16 kbit/s, aber man kann und darf nur ein einziges Endgerät anschließen, typischerweise eine Tk-Anlage. Der parallele Anschluss z.B. einer ISDN-Karte zur Tk-Anlage ist nicht möglich. Der Anlagenanschluss besitzt eine Amtsrufnummer, an die entweder eine Null für die Zentrale oder eine Nebenstellen-Nummer angehängt werden. Die Tk-Anlage verteilt die Rufe dann an die passende Nebenstelle. Ähnlich wie beim Mehrgeräte-Sammelanschluss ist es auch hier möglich, mehrere Anschlüsse zu kombinieren, um mehr B-Kanäle unter demselben Rufnummernblock zur Verfügung zu haben.

Primärmultiplex-Anschluss: Ähnlich dem Anlagenanschluss, aber es werden wesentlich mehr Nutzkanäle zur Verfügung gestellt. Die Bezeichnungen E1 und T1 kennzeichnen landestypische Varianten:

Abschätzung der nötigen Kanalzahl

Durchschnittliche Anrufdauer in Min.:
Anrufe in der Hauptverkehrs-Stunde:
B-Kanäle (1 S0-Bus = 2 Kanäle):
Besetzt-Wahr-
scheinlichkeit:

Mit dieser Eingabemaske können Sie je nach Kanalzahl, Anrufdauer und -häufigkeit die statistische Wahrscheinlichkeit berechnen, dass ein Anrufer das Besetztzeichen hört.

Das Formular benutzt die Berechnungsmethode des dänischen Theoretikers A. K. Erlang, um die Besetzt-Wahrscheinlichkeit anhand des erwarteten Verkehrs zu berechnen.

Verbindungskabel

Von der örtlichen Vermittlung werden die digitalen ISDN-Signale bei einem Mehrgeräte- oder Anlagen-Anschluss mit insgesamt 144 kbit/s in beiden Richtungen auf einem einzigen Kupfer-Adernpaar übertragen, wie es vorher für einen normalen analogen Telefonanschluss genutzt wurde. Die 144 kbit/s ergeben sich aus zwei Nutzkanälen mit je 64 kbit/s und einem Steuerkanal mit 16 kbit/s.

RJ45-SteckerDamit das sauber funktioniert, ist ein hoher Aufwand für die Frequenzgang-Korrektur und die Echo-Kompensation auf diesem Adernpaar (Uk0-Schnittstelle) erforderlich. Die teilnehmerseitige Elektronik dafür befindet sich im Hausanschluss-Kasten (NTBA = Network Termination for Bearer Access). Die Entfernung zwischen Vermittlung und NTBA darf je nach Adern-Querschnitt bis zu etwa 20 km betragen.

Um den technischen Aufwand in den einzelnen Endgeräten gering zu halten, erfolgt die Verbindung zwischen ihnen und dem NTBA meist nicht wie beim Hausanschluss über eine Zweidraht-Leitung, sondern über ein vierpoliges Kabel, den S0-Bus. Lediglich in einigen Tk-Anlagen wird alternativ eine zweiadrige Up0-Schnittstelle zum Anschluss jeweils eines Endgeräts benutzt; diese erfordert allerdings gewöhnlich herstellerspezifische Systemtelefone und eignet sich nicht für handelsübliche ISDN-Karten und ähnliche Geräte.

Vermitt-_
lung
___
Uk0
NTBA __
S0
Tk-
Anlage
--S0--
-Up0-
Endgeräte
Systemtel.

Der S0-Bus benutzt getrennte Adernpaare für jede Richtung (a1, b1 bzw. a2, b2) und achtpolige RJ45-Stecker, von denen nur die mittleren vier Kontakte belegt sind. Dadurch ist hier keine Echo-Kompensation nötig, und eine Signalverfälschung durch fehlerhafte Impedanz-Anpassung ist bis zu einem gewissen Grad verschmerzbar. Allerdings darf die Gesamt-Leitungslänge nur maximal 1000 m betragen.

Kabel <= RJ45-
Stecker
1 -
2 -
3 - b2
4 - b1
5 - a1
6 - a2
7 -
8 -
Belegung eines RJ45-Steckers
beim S0-Bus (Draufsicht auf die
Stecker-Kontakte)

Bei einem Primärmultiplex-/S2M-Anschluss ist die Belegung des genauso aussehenden achtpoligen RJ45-Steckers etwas anders: an/a = 4, ab/a = 1, ab/b = 2, an/b = 5. Diese Namen entsprechen der Telekom-üblichen Anschlussbezeichnung.

Wenn am gleichen S0-Bus mehrere Endgeräte, z.B. ein ISDN-Telefon und eine ISDN-Karte im PC angeschlossen sind, beträgt die maximale Entfernung zwischen ihnen nur 200 m, um die zulässigen Signallaufzeit-Differenzen nicht zu überschreiten. Prinzipiell sind an einem S0-Bus maximal 8 Endgeräte erlaubt. Im Gegensatz zum analogen Telefonanschluss dürfen die a-/b-Adern der Stecker nicht vertauscht werden, andernfalls kommt es zu Problemen beim gleichzeitigen Betrieb mehrerer Endgeräte am Bus.

    Telefon   PC    ® Abschlusswiderstand 
NT __ ___|____ ___ _|®   _|_ Abzweig

Die S0-Leitung zwischen dem Hausanschluss (NT) und den einzelnen Endgeräten ist als Bus aufgebaut, ähnlich wie ein Koaxkabel-Netzwerk, nur wird kein Koaxkabel, sondern eine Vierdrahtleitung benutzt. Reflektionen an den Kabel-Enden können Probleme verursachen, z.B. hörbare Störgeräusche im Telefon oder wiederholungsbedingte Pausen beim Datentransfer. In diesem Fall sind bei dem am weitesten vom Hausanschluss entfernten Endgerät zwei 100-Ohm-Widerstände erforderlich, und zwar jeweils zwischen den inneren beiden und den äußeren beiden Adern der vierpoligen ISDN-Leitung, d.h. bei a1-b1 und bei a2-b2. Die Abzweige (Stichleitungen) zu den übrigen Endgeräten sollten so kurz wie möglich sein, möglichst unter zwei Metern.

PC1   NT   Telefon   PC2    ® Abschlusswid. 
®|_ __ __|__ __ ___|____ __ _|®   _|_ Abzweig

Falls sich der Hausanschluss (NT) nicht an einem Ende des S0-Busses befindet, müssen (sofern möglich) die zwei Abschlusswiderstände in ihm deaktiviert werden. In diesem Fall sind an jedem Ende des S0-Busses zwei Abschlusswiderstände von je 100 Ohm erforderlich. RJ45-Zwischenstecker mit eingebauten Abschlusswiderständen sind auch fertig im Handel erhältlich.

Entsprechendes gilt natürlich für einen internen S0-Bus bei Nebenstellen-Anlagen. Auch hier lassen sich die internen Abschlusswiderstände der Anlage gewöhnlich über Steckbrücken deaktiveren, für den Fall, dass die Anlage nicht an einem Ende des S0-Busses, sondern in der Mitte eingeschleift wird.

Bitte beachten Sie auch, dass man eine ISDN-Karte an einem Anlagen-Anschluss (Amtsnummer mit angehängten Nebenstellen-Nummern) nicht parallel zur Anlage am NT betreiben kann. Diese Möglichkeit gibt es nur bei einem Mehrgeräte-Anschluss. Beim Anlagen-Anschluss muss der PC stets als Nebenstelle innerhalb der Tk-Anlage angeschlossen werden, da er sich nicht für den direkten Anschluss von Endgeräten eignet.

ISDN-Protokolle

Mit stabilen 2 * 64000 bit/s ist ISDN heute für den professionellen Datenaustausch praktisch ein Muss. Ein zusätzlicher Steuerkanal (16 kbit/s) wird nicht nur für die Wähl- und Gebühreninformationen benutzt, sondern eignet sich auch für den Datenaustausch mit Datex-P-Gegenstellen (X.31-Standard), auch während die beiden anderen Kanäle gerade z.B. zum Telefonieren benutzt werden. Die zwei Nutzkanäle mit je 64000 bit/s in jeder Richtung nennt man B-Kanäle (Bearer), den 16-kbit/s-Steuerkanal dagegen D-Kanal. Diese drei Kanäle werden zeitlich verschachtelt über eine gemeinsame Leitung übertragen.

Früher wurde in Deutschland und den Niederlanden der Standard 1TR6 im D-Kanal benutzt, der inzwischen weitgehend vom international genormten DSS1-Protokoll (auch Euro-ISDN genannt) abgelöst wurde. Während der 1TR6-Standard die einzelnen beim Teilnehmer angeschlossenen Geräte mit einer an die eigentliche Rufnummer angehängten "Endgeräte-Auswahlziffer" (EAZ) adressierte, erfolgt das beim Euro-ISDN einfach durch unterschiedliche Rufnummern (MSNs = Multiple Subscriber Numbers), die nicht notwendigerweise zusammenhängend vergeben werden müssen. Die Übersicht zeigt einige nationale und internationale ISDN-Standards, wobei die nutzbare Datenrate im B-Kanal in den USA gewöhnlich 56 kbit/s und in Europa 64 kbit/s beträgt.

Land Protokoll Bemerkung
Europa
Deutschland
England
England
Frankreich
Frankreich
Japan
USA
USA
USA
USA
Aeronautisch
DSS1/Euro
1TR6
ISDN30
DPNSS1
VN3, VN4
VN5, VN6
INS-Net
5ESS
DMS-100
ISDN1/NI1
ISDN2/NI2
ARINC-746
Europa+Australien
Veraltet
Veraltet  (DASS2)
PBX-Kopplung
Veraltet
DSS1-kompatibel
Seit 1989
Von AT&T benutzt
NI1-Vorläufer
Bellcore
ISDN1-Erweiterung
In Flugzeugen

Bei der ISDN-Sprachübertragung erzeugt eine annähernd logarithmische Codierung mit linearen Teilstücken (A-Law in Europa, µ-Law in den USA) aus den von einem 12-Bit-A/D-Umsetzer stammenden Werten 8-Bit-Datenworte für den B-Kanal. Dadurch wird eine höhere Dynamik als bei reiner 8-Bit-Codierung erreicht. Bei einem Bittakt von 64 kbit/s werden 8000 Analogwerte je Sekunde übertragen. Die maximal übertragbare Sprachfrequenz beträgt somit knapp 4 kHz (nominell 3,5 kHz). Das Verfahren, Sprache oder sonstige Analogdaten wie etwa herkömmliche Fax- und Modem-Signale digital zu codieren, nennt man auch PCM (Puls-Code-Modulation).

Die Vermittlung oder Nebenstellen-Anlage erzeugt, sobald Sie den Telefonhörer abnehmen, im B-Kanal zunächst den Wählton und nach der Eingabe der Rufnummer den Rufton, das Besetztzeichen oder eine Ansage wie "Der Teilnehmer ist derzeit nicht erreichbar". (Nur dann, wenn beide B-Kanäle auf dem S0-Bus bereits belegt sind, erzeugt ein ISDN-Telefon das Besetztzeichen selbst!) Sobald eine Verbindung erfolgreich aufgebaut ist, wird der B-Kanal mit dem Zielteilnehmer zusammengeschaltet. Ein ISDN-Monitor wie die Freeware CapiDog von Shamrock Software kann anhand der D-Kanal-Daten die Kanalbelegung auf dem Bus anzeigen sowie abgehende und ankommende Verbindungen mit Rufnummern protokollieren.

Für die Datenübertragung gibt es im ISDN ähnlich wie bei Modems Standards, die (meist außer X.31) von allen üblichen PC-ISDN-Adaptern unterstützt werden. Die Kennzeichnung wie B2 oder B3 bezieht sich dabei auf die entsprechende Schicht des B-Kanal-Protokolls entsprechend dem ISO-Referenzmodell. Der CAPI-Standard umfasst dabei die Schichten 1 bis 3.

Die B1-Schicht sorgt für die physikalische, noch ungesicherte Übertragung von Sprache oder Daten (das bedeutet beispielsweise, dass das V.110-Protokoll keinerlei Fehlerkorrektur durchführt!):

Für die darüberliegende B2-Schicht, die (außer bei bittransparenter Übertragung) die Korrektheit der Daten durch automatische Blockwiederholungen im Fehlerfall gewährleistet, gibt es folgende Möglichkeiten, wobei einige Adapter bei X.75 und V.120 optional auch eine Datenkompression nach dem V.42bis-Verfahren ermöglichen:

Für die B3-Schicht bieten die Treiber von ISDN-Adaptern gewöhnlich folgende Verfahren an:

X.31 ist ein Spezialfall: Dabei wird ISDN als Datex-P-/X.25-Zugang benutzt. Es wird zwischen den folgenden Fällen unterschieden, wobei der dritte am häufigsten Verwendung findet:

  1. X.31 case A: X.25 im B-Kanal mit bis zu 64 kbit/s, wählender Verbindungsaufbau.
  2. X.31 case B, B-Kanal: Die angerufene Seite (X.25-Vermittlung) wird von Telekom fest eingestellt.
  3. X.31 case B, D-Kanal: Daten werden im D-Kanal mit max. 9600 bit/s übertragen, die X.25-Vermittlung ist von der Telekom fest eingestellt, der TEI wird manuell eingestellt, der SAPI (Service Access Point Identifier) ist 16, zur Unterscheidung der Verbindungsinformationen (Setup, Connect usw.) werden diese mit SAPI 0 übertragen und haben daher eine höhere Priorität bei Kollision.

Auch UUS-1 (User-User-Signalling) benutzt den D-Kanal; es ist ein bisher wenig verbreitetes Verfahren zum Anhängen kurzer Informationstexte an die Steuerpakete beim Verbindungsauf- und -abbau, das nicht zur Datenübertragung vorgesehen ist, sondern etwa auf einem Telefon-Display die Anzeige zusätzlicher Informationen z.B. über den Anrufer erlaubt.

Es ist auch möglich, die beiden B-Kanäle zu bündeln, also beispielsweise denselben Internet-Provider zweimal gleichzeitig anzurufen, um die Daten mit 2 * 64 = 128 kbit/s durch die Leitung sausen zu lassen. Leider hat das den Haken, dass dafür die doppelten Kosten anfallen, ohne dass in der Praxis wirklich die doppelte Geschwindigkeit erzielt wird, denn das setzt ja auch eine entsprechende Kapazität beim "Backbone" des Internet-Providers voraus. Selbst bei einer Windows-Fernwartung wie etwa WinTel von Shamrock Software würde eine Kanalbündelung wegen der intern erforderlichen Rechenzeit für Datenkompression und Bildschirm-Darstellung lediglich die Verbindungskosten, aber nicht die Geschwindigkeit verdoppeln. Eine solche Bündelung beider B-Kanäle kommt deshalb nur für wenige spezielle Anwendungen wirklich in Betracht.

AO/DI (Always on/Dynamic ISDN) ist ein Multilink-Verfahren, das über den D-Kanal eine relativ langsame X.31-Dauerverbindung im D-Kanal stehen lässt und nur bei Bedarf an höherer Bandbreite einen oder zwei B-Kanäle zuschaltet. Die Deutsche Telekom hat das Verfahren zunächst als Pilotprojekt erprobt, dann allerdings im Juli 2000 wieder eingestellt, da T-DSL (ADSL) ebenfalls eine Quasi-Standleitung bietet, jedoch mit höherer Datenrate.

ISDN-Adapter für PCs

Primux 4S0Wenn Sie Ihren PC mit einem ISDN-Anschluss verbinden möchten, haben Sie eine ganze Reihe von Möglichkeiten:

  1. Sie verwenden Ihr Analog-Modem weiter, entweder am Analoganschluss einer Nebenstellen-Anlage oder an einem speziellen Terminaladapter für analoge Endgeräte - aber wozu dann überhaupt ISDN?!
  2. Sie benutzen einen externen ISDN-Datenadapter, der wie ein Modem an die serielle PC-Schnittstelle angeschlossen wird. Nachteile: Einige Anwendungen, z.B. die ISDN-Sprachmailbox CapiCall von Shamrock Software, sind mit solchen Geräten nicht nutzbar, und die serielle Verbindung birgt die Gefahr zusätzlicher Übertragungsfehler. Eine Kanalbündelung und die Nutzung spezieller Dienstmerkmale (z.B. Weiterverbinden, Konferenz) werden gewöhnlich nicht unterstützt.
  3. Sie verwenden einen externen Adapter, der über eine parallele Drucker-Schnittstelle mit dem PC verbunden wird. Diese Lösung ist erheblich besser als die vorher genannte Nutzung einer seriellen Schnittstelle, dennoch ist die Geschwindigkeit der parallelen Schnittstelle (die ja ursprünglich nur zur Drucker-Ausgabe gedacht ist) sehr vom benutzten Rechner abhängig.
  4. Sie benutzen eine interne ISDN-Karte im Desktop-PC, z.B. AVM-Fritz, Teles-S0, Elsa und so weiter. Gegenüber externen Geräten, die an die parallele oder serielle Schnittstelle angeschlossen werden, ist das aus technischer Sicht optimal!
  5. Sie benutzen einen PC-Card-Adapter im PCMCIA-Slot eines Laptops - eine Lösung, die einer internen ISDN-Karte völlig gleichwertig ist.
  6. Sie benutzen einen USB-Adapter (Universal Serial Bus): Solange Sie den USB-Anschluss nicht gleichzeitig mit umfangreichen Datentransfers z.B. durch Benutzung eines Scanners "zustopfen", ist diese Lösung fast so gut wie eine interne ISDN-Karte, allerdings ist die Latenzzeit (Antwort-Verzögerung) etwas höher.
  7. Für Datex-P-Anwendungen im D-Kanal (X.31, bis 16 kbit/s) existieren spezielle Terminal-Adapter mit V.24-Anschluss für synchrone X.25-Endgeräte und für die asynchronen COM-Ports von PCs. Mit speziellen Treibern sind auch herkömmliche ISDN-Karten dafür nutzbar.

Es gibt übrigens preiswerte passive ISDN-Karten, etwas aufwendigere semi-aktive (mit zusätzlichem Puffer-Speicher) sowie aktive Karten. Solange Sie nur einen einzigen ISDN-Anschluss mit zwei B-Kanälen haben, bringt die Benutzung einer passiven Karte keinerlei Nachteile mit sich, da alle heutigen PCs genügend Rechenleistung dafür übrig haben. Aktive Karten sind nur dann sinnvoll, wenn Sie in einem PC zwei oder mehr ISDN-Karten bzw. eine entsprechende Mehrfach-Karte mit z.B. vier S0-Anschlüssen betreiben.

Rufnummern und Dienste

MSN

Mit einem ISDN-Anschluss enthält man typischerweise drei, auf Wunsch sogar bis zu zehn Rufnummern vom Netzbetreiber zugewiesen, sogenannte MSNs (Multiple Subscriber Numbers). Beispielsweise kann der Inhaber einer kleinen Firma die erste Nummer für sein Büro-Telefon, die zweite für ein Faxgerät und die dritte für ein Privat-Telefon benutzen.

Die korrekte Rufnummern-Zuweisung ist das Wichtigste bei der Inbetriebnahme eines ISDN-Anschlusses und gleichzeitig das, was am häufigsten falsch gemacht wird! Wenn man einem Endgerät wie etwa einem ISDN-Telefon oder einer CAPI-basierenden ISDN-Applikation keine Rufnummer zuweist, reagiert es entweder überhaupt nicht auf ankommende Anrufe, oder es nimmt unbeabsichtigt einfach jeden Anruf an, egal auf welcher der typischerweise drei MSNs er hereinkommt. So klingelt das Telefon auch bei einem Fax-Anruf, oder das Fax-Gerät nimmt ungefragt alle Telefongespräche entgegen.

Welche (eigene) Rufnummer als MSN bei einem ISDN-Endgerät oder einer PC-Applikation einzustellen ist, hängt davon ab, ob Sie eine Nebenstellenanlage mit internem S0-Bus benutzen:

  1. Endgerät direkt am Amts-NT angeschlossen: Lokale Rufnummer ohne Vorwahl, z.B. 98765. Bei falscher Einstellung sind abgehende Rufe möglich, aber u.U. keine ankommenden.
  2. Am internen S0-Bus einer Telefonanlage mit DSS1-Protokoll: Nebenstelle ohne Amtsnummer, z.B. 42. Bei falscher Einstellung sind meist weder abgehende noch ankommende Rufe möglich.
  3. Endgerät an internem S0-Bus einer älteren Nebenstellenanlage mit 1TR6-Protokoll angeschlossen: MSN = letzte Ziffer der Nebenstellen-Rufnummer.

Bitte beachten Sie beim Herstellen abgehender Verbindungen, dass beim Anschluss der ISDN-Karte an einen internen S0-Bus einer Nebenstellenanlage genau wie beim Telefon eine Null am Anfang mitgewählt werden muss, um eine externe Nummer anzurufen, es sei denn, in der Anlage ist für die betreffende Nebenstelle eine "automatische Amtsholung" konfiguriert.

Dienstekennung

1 Sprache
2 Daten/Standard
3 Daten/Restricted
4 Sprache 3,1 kHz
5 Sprache 7 kHz
6 Video
7 Packet Mode
8 Adapt. 56 kbit/s
9 Daten+Ansagen
16 Sprache digital
  17 Fax G2/3
18 Fax G4-I
19 Fax G4-II/III
20,21,23 Telex
22 Videotex
24 X.400/E-Mail
25 X.200/OSI Layer
26 Sprache 7 kHz
27 Videotelefon L1
28 Videotelefon L2

Ob ein bestimmtes ISDN-Endgerät einen ankommenden Ruf annimmt, hängt zusätzlich auch davon ab, ob seine eigene Dienstekennung mit der des Anrufers übereinstimmt (siehe Tabelle, Euro-ISDN-Werte). So wird beispielsweise ein Telefon gar nicht erst klingeln, wenn Sie es mit einem ISDN-Filetransfer-Programm anrufen. Dadurch kann man dieselbe Rufnummer für mehrere Endgeräte unterschiedlicher Dienstekennungen nutzen. In der Übersicht sind die häufigsten Dienste fettgedruckt (Euro-ISDN bzw. CAPI 2.0; 1TR6/CAPI 1.1 benutzt andere!):

Eine nützliche, allerdings nicht immer erwünschte Eigenschaft von ISDN-Anschlüssen ist die Rufnummern-Übermittlung. Sie lässt sich mit einigen Leistungsmerkmalen steuern und nutzen, die allerdings u.U. erst beim Netzbetreiber beantragt werden müssen (A = rufender, B = angerufener Teilnehmer):

Einige weitere Dienstmerkmale werden im folgenden Kapitel bei den CAPI 2.0 Supplementary Services besprochen.

CAPI-Standards

CAPI 2.0Interne ISDN-Karten sowie externe Adapter, die als USB-Gerät (Universal Serial Bus) oder über die parallele Schnittstelle mit dem PC verbunden werden, werden mit sogenannten CAPI-Treibern geliefert (Common Application Program Interface). Dahinter verbirgt sich ein von der CAPI Association definierter Standard, wie Anwendungs-Programme via ISDN Daten austauschen können.

Für den Fall, dass ein Programm eine ISDN-Karte nicht direkt über die CAPI-Schnittstelle ansprechen kann, z.B. ein Fax-Programm oder das Windows-DFÜ-Netzwerk, gibt es Emulations-Programme, die einen virtuellen COM-Port simulieren und das Benutzen von AT-Befehlen wie bei Modems erlauben. Ein Beispiel dafür ist der CapiPort-Treiber von AVM. Manchmal bietet der Treiber sogar die Möglichkeit, eine Verbindung zu einem Analog-Modem aufzubauen; da allerdings die CPU eines PC für eine Signalverarbeitung in Echtzeit weniger gut geeignet ist als spezielle Modem-Chips, stellt das nur eine Notlösung dar und ist einem echten Modem hinsichtlich erreichbarer Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit stets unterlegen.

CAPI 2.0

Die meisten heutigen Windows-Applikationen unterstützen den CAPI-2.0-Standard. Allerdings sind frühere CAPI-1.1-basierenden Applikationen nicht mit einem reinen CAPI-2.0-Treiber benutzbar. Deshalb haben zahlreiche ISDN-Karten-Hersteller Dual-CAPI-Treiber entwickelt, die beide Standards unterstützen.

Welche Art von Windows-Applikationen die Treiber einer bestimmten ISDN-Karte unterstützen, merken Sie am Vorhandensein der folgenden Dateien (sie sind gewöhnlich im Verzeichnis der sonstigen ISDN-Treiberdateien oder auch im Windows-SYSTEM-Verzeichnis zu finden):

Eine Applikation muss die einzelnen Protokoll-Schichten wie B2 und B3 explizit einzeln aufbauen, bevor ein Datentransfer möglich ist.

Mit den CAPI 2.0 Supplementary Services, die allerdings von vielen ISDN-Karten-Herstellern überhaupt nicht und von manchen nur teilweise unterstützt werden, sind folgende CTI-Funktionen (Computer Telephony Integration) möglich:

Welche Supplementary Services Ihre ISDN-Karte unterstützt, können Sie mit dem Freeware-Prüfprogramm CapiInfo von Shamrock Software ermitteln. Beispielsweise kann Shamrocks Sprachmailbox-Software CapiCall mit den Funktionen 3PTY, ICT oder ECT einen Anrufer menügeführt zu einem Telefon weiterverbinden ("Drücken Sie 1 für den Vertrieb, 2 für die Hotline" und so weiter).

Einige der Services wie etwa ECT werden auch als Centrex-Funktionen bezeichnet, d.h. Vermittlungsstellen öffentlicher Netze stellen Funktionen zur Verfügung, wie sie bisher nur ein privaten Tk-Anlagen zu finden waren, und können dadurch auch eine virtuelle Tk-Anlage etwa zwischen mehreren Standorten eines Unternehmens realisieren.

Wenn eine abgehende Verbindung fehlschlägt, liefert der CAPI-Treiber einen vierstelligen Fehlercode, und wenn Sie Glück haben, zeigt die Applikations-Software diesen auch an, so dass Sie auf die mögliche Ursache schließen können. Die ersten zwei Ziffern des Codes erlauben bereits eine grobe Abschätzung, wo der Fehler liegt:

Die folgende Tabelle zeigt eine Übersicht der typischen CAPI-2.0-Fehlercodes (0000 = kein Fehler).

CAPI-2.0-Applikations-Fehlernummern
2001 Message im aktuellen Zustand nicht erlaubt
2002 Falscher Controller oder PLCI/NCCI falsch
2003 Kein PLCI frei
2004 Kein NCCI frei
2005 Kein LISTEN frei
2007 Falsche CAPI-Message-Codierung
2008 Keine Resourcen zur Kanalzusammenschaltung vorhanden
CAPI-2.0-Protokoll- und Hardware-Fehler
3001 B1-Protokoll nicht unterstützt
3002 B2-Protokoll nicht unterstützt
3003 B3-Protokoll nicht unterstützt
3004 B1-Protokollparameter nicht unterstützt
3005 B2-Protokollparameter nicht unterstützt
3006 B3-Protokollparameter nicht unterstützt
3007 B-Protokollkombination nicht unterstützt
3008 NCPI nicht unterstützt
3009 CIP-Wert unbekannt (falsche Dienstekennung)
300A Flags nicht unterstützt (reservierte Bits)
300B Facility-Wert nicht unterstützt
300C Datenlänge vom derzeitigen Protokoll nicht unterstützt
300D Reset-Prozedur wird vom Protokoll nicht unterstützt
300E Supplementary Service nicht unterstützt
3010 Anforderung im aktuellen Zustand nicht erlaubt
3011 Facility-spezifische Funktion wird nicht unterstützt
3301 Protokollfehler Schicht 1 (oft Kabel- oder Hardwareproblem)
3302 Protokollfehler Schicht 2 (z.B. 1TR6 statt DSS1)
3303 Protokollfehler Schicht 3 bzw. Timeout
3304 Eine andere Applikation erhielt diesen Ruf
3305 Supplementary Service zurückgewiesen
3800 PLCI hat keinen B-Kanal, Zusammenschaltung nicht möglich
3801 Leitungen nicht kompatibel, Zusammenschaltg. nicht möglich
3802 PLCI nicht verfügbar, Zusammenschaltung nicht möglich
Fax-Fehlernummern bei CAPI-Treibern (T.30-Standard)
3311 Fax-Aushandlung erfolglos bzw. Gegenstelle ist kein Faxgerät
3312 Training (Geschwindigkeits-Abgleich) erfolglos
3313 Gegenstelle unterstützt Parameter nicht, z.B. Auflösung
3314 Verbindungsabbruch durch Gegenstelle während Übertragung
3315 Abbruch durch Prozedurfehler, z.B. erfolglose Wiederholung
3316 Abbruch durch sendeseitigen Datenmangel (tx data underflow)
3317 Abbruch durch Empfangs-Datenüberlauf (rx data overflow)
3318 Verbindungsabbruch durch lokales Auflegen
3319 Ungültige Daten, z.B. Fehler in der SFF-/TIF-Datei
CAPI-2.0-Codes von der Vermittlung oder Tk-Anlage
3480 Normales Verbindungsende
3481 Zielrufnummer oder eigene MSN falsch
3482 Kein Routing zum angegebenen Transit-Netz
3483 Kein Routing zum Ziel
3486 Kanal nicht annehmbar
3487 Ruf im aktiven Kanal erkannt
3490 Normales Verbindungsende oder Anwahl-Abbruch
3491 Endgerät ist besetzt
3492 Kein Endgerät antwortet (falsche/keine MSN beim Ziel?)
3493 Kein Endgerät nimmt den Ruf an
3495 Anruf abgelehnt
3496 Die Rufnummer hat sich geändert
349A Ruf wurde von anderem Endgerät entgegengenommen
349B Ziel derzeit nicht erreichbar
349C Ungültiges Rufnummernformat bzw. eigene MSN falsch
349D Facility-Wert abgewiesen
349E Antwort auf Statusabfrage
349F Normales Verbindungsende
34A2 Kein Kanal frei
34A6 Vermittlung nicht betriebsbereit
34A9 Vorübergehender Engpass im Netz
34AA Fehler in der Vermittlung
34AB Zugangsinformation ignoriert
34AC Gewünschter Kanal nicht verfügbar
34AF Resourcen nicht verfügbar
34B1 Leitungsqualität nicht ausreichend
34B2 Gewünschtes Dienstmerkmal nicht beantragt
34B9 Dienstmerkmal gesperrt
34BA Dienstmerkmal derzeit nicht verfügbar
34BF Dienst oder Option nicht verfügbar
34C1 Dienstmerkmal nicht implementiert
34C2 Kanaltyp nicht implementiert
34C5 Gewünschtes Merkmal nicht implementiert
34C6 Nur eingeschränkter Datendienst verfügbar
34CF Service oder Option nicht implementiert
34D1 Ungültiger Anruf-Referenzwert
34D2 Angegebener Kanal existiert nicht
34D3 Gehaltene Verbindung existiert, aber nicht diese ID
34D4 Verbindungs-ID ist in Benutzung
34D5 Keine gehaltene Verbindung vorhanden
34D6 Die Verbindung mit dieser ID wurde beendet
34D8 Gegenstelle nicht kompatibel (z.B. Dienstekennung)
34DB Ungültiges Transit-Netzwerk
34DF Ungültige Message
34E0 Ein vorgeschriebenes Informationselement fehlt
34E1 Message-Typ existiert nicht oder ist nicht implementiert
34E2 Message-Typ passt nicht zum Verbindungszustand
34E3 Informationselement existiert nicht oder nicht implementiert
34E4 Ungültiger Inhalt eines Informationselements
34E5 Message passt nicht zum Verbindungszustand
34E6 Zeitüberschreitung aufgetreten
34EF Protokollfehler ohne nähere Angabe
34FF Verbindungsfehler ohne nähere Angabe
3600 Fehler bei Supplementary Service, z.B. Dienst nicht beantragt
3603 Supplementary Service ist nicht verfügbar
3604 Supplementary Service ist nicht implementiert
3607 Ungültiger Verbindungszustand, z.B. 3PTY nicht möglich

CAPI 1.1 (veraltet)

Parallel zum nationalen ISDN-Standard 1TR6 entstand in den Anfangsjahren der Standard CAPI 1.1, der noch auf den bei 1TR6 nötigen Endgeräteauswahlziffern basierte. Als immer mehr 1TR6-Anschlüsse auf DSS1 (Euro-ISDN) umgerüstet wurden und Neuanschlüsse nur noch mit DSS1 arbeiteten, wurde CAPI 1.1 durch Hilfsprogramme so erweitert, dass die DSS1-Rufnummern (MSNs) den früheren Endgeräteauswahlziffern zugewiesen werden konnten.

1TR6-Dienstekennungen bei CAPI 1.1
0 Bildtelefon
1 Fernsprechen
2 Analogadapter
3 X.21-Dienste
4 Telefax G4
5, 15 Btx
7 Daten
8 X.25
9 Teletex
10 Text-Fax
13 Fernwirken
14 Grafiktelefon

Unter DOS erfolgt diese EAZ-/MSN-Zuweisung für den CAPI-1.1-Treiber bei AVM über das Hilfsprogramm MSN.EXE, bei Teles mit MAPCFG.EXE (die Beschreibung findet sich im jeweiligen Handbuch oder der Online-Dokumentation). Unter Windows kann man die Zuweisung gewöhnlich über das Konfigurations-Programm vornehmen. CAPI 1.1 benutzt Dienstekennungen entsprechend dem 1TR6-Protokoll, die nicht mit den DSS1-Kennungen übereinstimmen (typische Werte sind in der Tabelle fettgedruckt).

Auch die CAPI-1.1-Fehlercodes basieren auf 1TR6 und unterscheiden sich deshalb von CAPI-2.0. Selbst wenn man einen CAPI-1.1-Treiber an einem DSS1-Anschluss (Euro-ISDN) betreibt, werden Dienstekennungen und Netzmeldungen in die entsprechenden 1TR6-Codes umgesetzt.

CAPI-1.1-Applikations-Fehlernummern
2001 Falscher Controller
2002 Ungültiger PLCI
2004 Ungültiger NCCI
3101 B-Kanal falsch codiert
3102 Info-Maske falsch codiert
3103 EAZ-Maske falsch codiert
3104 Service-Maske falsch codiert
3105 Falsches B-Kanal-Protokoll in Schicht 2
3106 DLPD falsch
3107 Falsches B-Kanal Protokoll in Schicht 3
3108 NCPD falsch
3109 NCPI falsch
310A Flags falsch codiert
3201 Controller-Fehler (Hardwareproblem)
3202 Applikations-Konflikt bei Service-Maske oder EAZ
3203 Funktion nicht implementiert
3204 Ungültiger PLCI
3205 Ungültiger NCCI
3206 B-Kanal-Protokoll in Schicht 2 nicht unterstützt
3207 Protokollwechsel in diesem Zustand nicht möglich
3208 B-Kanal-Protokoll in Schicht 3 nicht unterstützt
3209 Protokollwechsel in diesem Zustand nicht möglich
320A DLPD-Parameter nicht unterstützt
320B NCPD-Parameter nicht unterstützt
320C NCPI-Parameter nicht unterstützt
320D Datenpaketlänge nicht unterstützt
Hardware-, Treiber- und Kabelprobleme bei CAPI 1.1
3301 Fehler bei D-Kanal-Ebene 1 (Kabel- oder Hardware-Problem)
3302 Fehler bei D-Kanal-Ebene 2 (z.B. 1TR6 statt DSS1)
3303 Fehler bei B-Kanal-Ebene 1
3304 Fehler beim Aufbau der B-Kanal-Ebene 2
3305 Abbruch der Verbindung D-Kanal Ebene 1
3306 Abbruch der Verbindung D-Kanal Ebene 2
3307 Abbruch der Verbindung D-Kanal Ebene 3
3308 Abbruch der Verbindung B-Kanal Ebene 1
3309 Abbruch der Verbindung B-Kanal Ebene 2
330A Abbruch der Verbindung B-Kanal Ebene 3
330B Wiederaufnahme der Verbindung B-Kanal Ebene 2
330C Wiederaufnahme der Verbindung B-Kanal Ebene 3
Meldungen der Vermittlung oder Tk-Anlage bei CAPI 1.1
3400 Normales Verbindungsende oder Anwahl-Abbruch
3481 Ungültiger Rufreferenz-Wert
3483 Dienst ist nicht verfügbar oder nicht beantragt
3487 Unbekannter Anrufer
3488 Ruf-ID ist nicht mehr gültig
348A Kein B-Kanal auf lokaler Anschlussleitung verfügbar
348F Die Verbindung wurde getrennt
3490 Leistungsmerkmal nicht implementiert
3491 Dienstmerkmal wurde abgelehnt, keine Berechtigung
34A0 Abgehende Rufe gesperrt
34A1 Gegenstelle besetzt
34A2 Nur für geschlossene Benutzergruppe (GBG)
34A3 Angegebene GBG (geschlossene Benutzergruppe) unbekannt
34A5 Semipermanente Verbindung (SPV) nicht freigegeben
34A9 Vorübergehende Störung im Netz
34B5 Rufnummer oder Dienst falsch
34B8 Rufnummer des gerufenen Teilnehmers hat sich geändert
34B9 Fernes Endgerät nicht betriebsbereit
34BA Ruf wurde nicht beantwortet (EAZ/MSN beim Ziel konfiguriert?)
34BB Gerufenes Endgerät ist besetzt
34BD Sperre beim gerufenen Teilnehmer oder Dienst nicht beantragt
34BE Ruf wurde von gerufenem Endgerät abgewiesen
34D9 Engpass im Netz, kein B-Kanal verfügbar
34DA Verbindung von fernem Endgerät beendet oder abgelehnt
34E0 Anwahlelemente fehlen
34F0 Im aktuellen Verbindungszustand keine Dienstanforderung möglich
34F1 Auslösung wegen Fehler bei der gerufenen Station
34F2 Die Gegenstelle hat die Verbindung abgebrochen
34FF D-Kanal-Info nicht unterstützt

D-Kanal-Trace

Ein D-Kanal-Trace wird nicht nur von speziellen Messgeräten, sondern auch von einigen Tk-Anlagen sowie von Shamrocks Freeware-Programm CapiDog angeboten, um Probleme zu diagnostizieren, deren Ursache aus CAPI-Fehlercodes nicht ersichtlich ist. Wenn beispielsweise in einer Tk-Anlage der analoge Teilnehmer 31 die interne ISDN-Nummer 41 anruft, liefert ein Trace auf dem gerufenen S0-Bus eine hexadezimale Bytefolge wie diese hier:

02 FF 03 08 01 37 05 04 03 80 90 A3 18 01 89 6C 04 41 80 33 31 70 03 80 34 31

Die ersten drei Bytes gehören hier zum ISO-Layer 2 des D-Kanals (ETSI-Norm Q.921), der sozusagen eine Schale um den Nutzdaten-Layer 3 darstellt. Layer 2 dient dazu, zunächst mit dem HDLC-Protokoll (High-performance Data Link Control) zwischen Endgerät und Vermittlung bzw. Tk-Anlage eine fehlergesicherte Verbindung im D-Kanal aufzubauen. Die Vermittlung vergibt an die Endgeräte dabei dynamische Adressen (TEI = Terminal Endpoint Identifier).

HDLC-Paketarten im ISO-Layer 2
SABM = Set Asynchr. Balanced Mode, Layer-2-Verbindung herstellen
UI = Unnumbered Information, unnumerierte Daten, z.B. Broadcast
UA = Unnumbered Answer, Bestätigung auf UA, SABM, DISC
DISC = Disconnect, Layer-2-Verbindung beenden
DM = Disconnect Mode, vor Datentransfers ist erst SABM nötig
RR = Receive Ready (*), Empfangsbestätigung mit nä. Blocknr.
RNR = Receive Not Ready, Flusskontrolle (mit nächster Blocknummer)
REJ = Reject, Fordert verloren gegangene Blöcke neu an (mit Nr.)
CMDR = Command Reject, ungültiges Kommandoformat
FRMR = Frame Reject, zngültige Daten, z.B. zu langer Block

(*) Das Programm CapiDog schreibt RR-Pakete nicht ins Protokoll, da sie keinen Informationswert besitzen. Die Trace-Datei würde durch RR-Pakete sehr schnell wachsen, weil sie auch im Ruhezustand regelmäßig gesendet werden.

Mit Hilfe der Layer-2-Pakete werden Layer-3-Nutzdaten zwischen der Vermittlung und den Endgeräten übertragen (ETSI-Norm Q.931). Je nach Message-Typ sind in einem Paket auch zusätzliche Informations-Elemente wie etwa die Anrufernummer und die gerufene Nummer enthalten. Die Übersicht entspricht der tatsächlichen Reihenfolge beim Auf- und Abbau einer Verbindung; "=>" steht für eine Message vom Anrufer zum gerufenen Endgerät und "<=" für die umgekehrte Richtung.

Die wichtigsen Layer-3-Messages im D-Kanal
<> Englisch Bedeutung
=>
<=
<=
<=
<=
=>
<=
=>
Setup
Setup Acknowledge
Call Proceeding
Alerting
Connect
Disconnect
Release
Release Complete
Verbindungswunsch
Ruf-Bestätigung
B-Kanal zugeteilt
Endgerät klingelt
B-Kanal-Verbind. ok
Verbindungsabbau
Verbindungsabbau ok
Verbindung beendet

Darüber hinaus existieren noch weitere Messages z.B. für Supplementary Services (vgl. CAPI). - Wie eine typische Trace-Bytefolge zu deuten ist, zeigt das folgende Beispiel. Es handelt sich dabei um einen Setup-Block, der einen ankommenden Ruf signalisiert. Beispiel für einen ankommenden Ruf (Layer 2 und 3), jeweils mit Hex-Bytes und zugehöriger Bedeutung:

02: Bit 0 = 0, Bit 1=Command/Response (hier Command), Bit 2-7 = SAPI (Service Access Point Identifier, hier 0)
FF: Bit 0 = 1, Bit 1-7 = TEI (Terminal Endpoint Identifier, wird von der Vermittlung/Tk-Anlage an Endgerät vergeben; FF=an alle)
03: Control byte von Layer 2, hier 03 = UI = Unnumbered Information
08: Ab hier folgen Layer-3-Daten: Protocol Discriminator, bei Euro-ISDN/DSS1 immer 08!
01 37: Länge und Wert der Call Reference (fortlaufende Nummer)
05: Message-Typ, hier 5 = Setup (ankommender Ruf)
04 03: Info-Element "Bearer Capability" mit 3 Byte Länge folgt
80 90 A3: Bearer Capability = CCITT/Sprache, Circuit Mode, A-Law-codiert
18 01: Channel Identification folgt mit Länge 1
89: Bit 0-1 = B-Kanal (hier 1), Bit 4 = nur dieser B-Kanal möglich
6C 04: Calling party number folgt (Anrufer-Nummer), Längenangabe = 4
41 80: Nummerntyp=ISDN, 80=lokal (40=national, 20=international; damit könnte eine Applikation 1 oder 2 Nullen vor der Nr. melden)
33 31: Rufender Teilnehmer = "31" (Anrufernummer als ASCII-Ziffern)
70 03: Called party number folgt (gerufene Nummer), Längenangabe = 3
80: Typ der gerufenen Nummer, 80=lokal (40=national, 20=international)
34 31: Gerufene Nummer = "41" (ASCII); da,ot entscheidet ein Endgerät, ob es den Ruf melden/annehmen oder ignorieren soll

Es sei noch erwähnt, dass gedrückte Telefontasten nur während der Wahl als D-Kanal-Daten übertragen werden, während der Verbindung aber als Wähltöne wie bei einem analogen Anschluss im normalen Sprachkanal (B-Kanal). Ein Anrufbeantworter-Programm, das sich mit Telefontasten steuern lässt, muss deshalb die Tonsignale per Software ermitteln. Da es sich dabei um Doppeltöne handelt, scheiden einfache Verfahren wie etwa eine Nulldurchgangs-Zählung aus. Das Sprachmailbox-Programm CapiCall von Shamrock verwendet dafür ein Kreuzkorrelations-Verfahren, bei dem die binären PCM-Daten nach Linearisierung mit intern gespeicherten Sinus- und Cosinus-Mustern unterschiedlicher Frequenzen verglichen werden.


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