Netzwerklösungen
Datenübertragung mit Telefon-Modems im Internet
Fortsetzung des Artikels von Teil 4
Auf die richtigen Geräte kommt es an
Wie die bisherigen Beschreibungen zeigen, kann die Funktionsweise des Signalwandlers entscheidend für die Betriebssicherheit der Modemverbindung sein. Jedoch gibt es noch weitere, hierfür relevante Aspekte. Dabei wichtig ist, in welchen Geräten die notwendigen Funktionen der Signalbehandlung implementiert sind und welche Schnittstellen dafür zwischen Modem und der Internet-Telefonie verwendet werden.
Telefonmodems haben meist einen analogen Anschluss, was nicht nur preiswerter ist, sondern damit sind diese auch universell an allen Arten von Kundenanschlüssen verwendbar. Darum wurde bei den Beschreibungen bisher nur ein solcher Signalwandler betrachtet, bei dem die Funktion für die PCM-Signaldigitalisierung und der Endpunkt für die IP-Pakete der Internet-Telefonie mit dem Jitter-Puffer sich in einem Gerät befinden. Diese Kombination kann für spezielle Funktionen von Vorteil sein. Ein analoge Anschluss bringt aber auch einen technischen Nachteil, denn dafür muss immer eine Y-Gabelschaltung für die Zusammenführung von getrennten Übertragungsrichtungen, notwendig für die Signalbehandlung, auf ein bidirektionales Drahtpaar (a/b-Anschluss) verwendet werden, und ist sowohl im Modem als auch am Anschlussport vorhanden. Diese Y-Gabel verursacht immer eine Rückkopplung, die bei hoher Signalverzögerung zum Echo wird, was mit einer Echo-Eliminierung kompensiert werden muss. Wenn auf beiden Seiten einer Verbindung ein analoger a/b -Anschluss verwendet wird, sind in einer Übertragungsrichtung Echo-Eliminierungen mehrfach vorhanden. Bei hoher Signalverzögerung dazwischen können manchmal ungewöhnliche Beeinflussungen auftreten, sodass diese nicht immer zufriedenstellend arbeiten und damit auch Störungen bei der Modemübertragung verursachen können. Schon mit einer andere Modemanschaltung nur auf einer Seiter einer Verbindung kann das verbessert werden. Doch dies erfordert dort eine andere Bauart des Modems. Die heutigen Modemgeräte sind recht kompakt im Vergleich mit den Anfangszeiten, da auch hier moderne Technologie mit digitalen Signalprozessoren (DSP) verwendet wird, welche die Modemsignale schon in PCM digital erzeugen und auch daraus direkt verarbeiten kann. Darum kann ein Modem manchmal auch einen digitalen Anschluss haben, welches meist ein ISDN S0-Bus ist. Damit lässt sich dort eine Y-Gabel vermeiden und das Signal muss nicht erneut digitalisiert werden, sodass die Signalqualität auch an der Gegenstelle erheblich besser wird. Bei einem modernen Modemverfahren (V.90) ist diese digitale Anschaltung sogar vorgeschrieben, um in die Richtung vom digitalen zum analogen Anschluss eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 56 kBit/s erreichen zu können
Die digitale Anschaltung ist immer mit TDM-Verfahren, am S0-Bus sind das zwei Kanäle für gleichzeitige Verbindungen, am S2M-Anschluss schon bis zu 30 Kanäle, welches eigentlich wie am ISDN mit einem zentralen Netztakt arbeiten sollte. Doch wie schon beschrieben gibt es an einem Breitbandanschluss diesen Netztakt nicht, sondern der Kunden-Router muss den Schritttakt lokal generieren, der dann aber für alle bestehenden Verbindungen verwemdet werden muss, was bei verschiedenen Gegenstellen problematisch werden kann. Doch wenn bereits die Gegenstelle der Verbindung mit der analogen Modemanschaltung den dortigen Schritttakt adaptiv generiert, ist dies für die Synchronisierung dieser Verbindung schon ausreichend. Sollte die Gegenstelle ein analoger Anschluss an einem Netzknoten sein, der einen Zentraltakt bekommt, muss dann aber der Kunden-Router seinen Schrittakt aus dieser Verbindung ableiten können, welches bei merhreren gleichzeitigen Verbindungen unproblematisch bleiben sollte. Dies erfordert jedoch im Kunden-Router ein komplexes Schritttaktmanagement, das die Jitter-Puffer aller gleichzeitig bestehenden Verbindungen berücksichtigt.
Es ist noch eine weitere Verbesserung möglich, die aber nur in seltenen Fällen verwendet werden kann, denn das Telefonmodem ist heute meist in das Anwendungsgerät eingebaut und hat damit zur Anwendung nur eine Geräte-interne und -spezifische Schnittstelle. Für diese weitere Verbesserung muss aber das Telefonmodem vom Anwendungsgerät getrennt werden, wozu zur Anwendung eine offene Schnittstelle benötigt wird, die nicht unbedingt die alte serielle Datenschnittstelle wie der COM-Port am PC (RS232) sein muss. Doch für diese Schnittstelle muss die Struktur der übertragenen Daten bekannt sein. Diese Trennung vom Anwendungsgerät ermöglicht nämlich die Kombination von Telefonmodem und Endpunkt für die Internet-Telefonie in einem Gerät, welches auf einer Seite der Modemverbindung funktionell die beste Implementierung wäre. Dies zeigt sich am deutlichsten für die Empfangsrichtung, bei der das digitalisierte Modemsignal direkt aus den IP-Paketen von einer DSP-Software verarbeitet werden kann. Damit ist keine Rückwandlung des Signals für einen Anschluss, kein Schritttakt und auch kein Jitter-Puffer mehr erforderlich, sodass ein erheblicher Teil der oben beschriebenen Probleme vermieden werden und dabei auch die Signalverzögerung deutlich verringert wird .
Eine solche Implementieung wurde schon von der Irischen Firma Virtual Access erfolgreich realisiert, für einen neue Generation von Einwahlserver, genannt SIP-RAS. Die Anwendung ist hier die Einwahl mit PPP/IP über die Modemverbindung, die der SIP-RAS zu einem separaten Zugangsrouter (Remote Access Router, RAR) in L2TP oder LCP umsetzt. Damit kann der alte Internet-Zugang über das ISDN zuverlässig in die Internet-Telefonie migriert werden, sodass dies für Telefonanschlüsse auch von außerhalb der Festnetz-Breitbandversorgung erhalten bleiben kann. Als Hardware dafür wird ein Industriestandart microTCA-Chassis verwendet, welcher bis zu zwölf Module verschiedenen Typs aufnehmen kann. Dabei stehen auch Anschlussmodule für verschiedene physikalische Schnittstellen je nach Kundenbedürfnis zur Auswahl (zum Beispiel E1/T1/J1 oder Gigabit Ethernet), die wie ein lokales Media Gateway arbeiten. Die Signalverarbeitung erfolgt in CPU-Modulen, welche jeweils bis zu 120 Modemverbindungen unterstützen, sodass die Kapazität eines Chassis abhängig von der entsprechenden Modulbestückung ist.
Die Firma Virtual Access bietet weiterhin auch eine Vielzahl unterschiedlicher Kunden-Router mit verschiedenen Geräteanschluss-Schnittstellen, speziell auch mit den ISDN-Anschlüssen S0 und S2M (Basis- und -Primärmultiplex-As), mit einer hochqualitativen Implementierung, welche die Anforderungen für VBDoIP (V.152) voll unterstützt. Dabei gibt es nicht nur Kunden-Router für die Internet-Telefonie, sondern auch für entsprechende Festverbindungen über IP-Netze. Für verschiedene Projekte zum Austausch von Kupferkabel gegen Glasfaser wurden auch Router mit Modem-Relay (V.150) entwickelt und geliefert, teilweise sogar für harsche Umgebungsbedingungen wie in Gehäusen an der Straße (out-door). Damit sind die Produkte der Firma Virtual Accessbesonders für den gewerblichen Einsatz geeignet. Weitere Einzelheiten dazu finden Interessierte über die Firmenhomepage des Anbieters speziell in der Rubrik: „Legacy Migration Solutions“. Hier können Fragen auch auf Deutsch gestellt werden.
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