VoIP

Allgemeines

Die Internettelefonie (auch Voice over IP – VoIP genannt) bezieht sich auf vertraute Telefoniedienste – Sprache und Fax, die über das Internet anstatt über das PSTN oder ISDN übertragen werden.

 

Zu den grundlegenden Schritten in einem Telefonanruf über das Internet gehört die Umwandlung des analogen Sprachsignals in das digitale Format und seine Kompression/Übertragung in die Internet-Protokoll-Pakete (IP) für die Übertragung über das Internet ohne eine Leitungs-vermittelte Verbindung aufbauen zu müssen, wie dies über das ISDN und PSTN notwendig ist. Diese Art Verbindung wird als Paket-vermittelte Verbindung bezeichnet. Natürlich muss auf der Empfangsseite das Signal wieder in ein Analogsignal umgewandelt werden.

 

Ursprünglich wurde die Internettelefonie (Anfang 1995) als Internet-Telefonsoftware eingeführt, die einen 486/33-MHz-PC (oder besser) voraussetzte, der zusätzlich mit Soundkarte, Lautsprecher, Mikrofon und Modem ausgerüstet sein musste. Die Anrufe wurden über eine gewöhnliche Internet-Verbindung ausgeführt und eine QoS war nicht möglich. Dies war ein PC-zu-PC-Dienst, bei dem auf beiden PCs die geeignete Software geladen sein musste. Die Idee entwickelte sich rasch weiter und als nächster Schritt wurden sogenannte IP-Telefonie-Gateway-Server eingeführt, die erlaubten, Standard-Telefonapparate zu benutzen. Grundsätzlich konvertieren diese Gateways die über die IP- und PSTN-oder ISDN zu übertragende Sprache in beiden Richtungen, d.h. ein Anruf kann auf einem Standard-Telefon erzeugt werden, das mit einem PSTN- oder ein ISDN-Netz verbunden ist; danach folgt ein Gateway als Bindeglied zum IP-Netz und auf der andern Seite dieses Netzes bildet ein weiterer Gateway die Schnittstelle zum PSTN oder ISDN, das die Verbindung zu einem anderen Standard-Telefonapparat herstellen kann.

 

Dienstgüte (Quality of Service, QoS)

Der hauptsächlichste Problemkreis in Verbindung mit VoIP ist die Frage nach der sogenannten Dienstgüte (Quality of Service, QoS). Dies hat mit der Natur des Internet zu tun.

 

Die Nichtverwendung von Leitungs-vermittelten Verbindungen ermöglicht einerseits eine bessere Nutzung der Netzressourcen (Leitungs-vermittelte Verbindungen werden am Anfang des Anrufs aufgebaut und am Ende des Anrufs wieder freigegeben; dazwischen bleiben sie auch dann belegt, wenn kein Sprachverkehr stattfindet, zum Beispiel wenn beide Gesprächspartner schweigen; während Paket-vermittelte Netze die Verbindung gerade lange genug "öffnen", um eine kleine Datenfolge, Paket genannt, zu übertragen), andererseits jedoch kann sie selbst nicht garantieren, dass die Sprachpakete rechtzeitig und in der richtigen Reihenfolge eintreffen (die Pakete werden im Internet über Pfade übertragen, die nicht vorbestimmt werden können – so können zum Beispiel IP-Pakete, die einen Teil eines Bildes darstellen, das Sie aus der Schweiz von einer Web-Site in Deutschland herunterladen wollen, über ganz unterschiedliche Pfade bei Ihnen eintreffen – einige über die USA, andere über Japan) und dabei keine Pakete verloren gehen (der Verlust einiger Pakete führt zu Lücken oder Ruhepausen im Gespräch, was bewirkt, dass die Sprache abgehackt erscheint).

 

Bei der Verarbeitung der Pakete entstehen auch Verzögerungen.

 

Ein weiterer Problemkreis ist die Begrenzung der verfügbaren Bandbreite – wenn nicht genügend Bandbreite zur Verfügung steht, können Internet-Verbindungen über bestimmte Strecken des Netzes voll gestopft sein. Die QoS hat zum Ziel, für VoIP die gleiche Sprachqualität wie über eine Leitungs-vermittelte Verbindung zu garantieren. Folglich kann ein auf IP basierender VoIP-Dienst von jedem Betreiber zur Verfügung gestellt werden, der über IP und QoS, z.B. xDSL, Cable, LAN, DECT und spezielle, dedizierte IP-Netze verfügt.

 

Einen IP-Anruf ausführen

Sie haben verschieden Möglichkeiten, mit jemandem unter Verwendung von VoIP zu sprechen. Dazu könnten Sie folgende Komponenten benötigen: einen Computer, ein IP-Telefon, ein Standard-Telefon (nicht-IP) und eine Netzverbindung, die auf die eine oder andere Weise IP behandeln kann. Wenn Sie über einen Computer oder ein Telefon verfügen, können Sie mindestens eine dieser Methoden benutzen, ohne neue Ausrüstungen kaufen zu müssen:

• Computer-zu-Computer – Dies ist sicher die einfachste Art, um VoIP zu nutzen, aber vom Standpunkt der Qualität aus gesehen kaum die beste. Sie benötigen lediglich die Software (kostenlos oder sehr billig und leicht verfügbar), ein Mikrofon, Lautsprecher, eine Soundkarte und einen vorzugsweise schnellen Internetanschluss, z.B. über ein Kabel- oder DSL-Modem. Abgesehen von der normalen monatlichen ISP-Gebühr sind die Computer-zu-Computer-Verbindungen unabhängig von der Distanz kostenlos.

• Computer-zu-Telefon – Diese Methode ermöglicht Ihnen, von Ihrem Computer aus jede beliebige Person anzurufen, die über ein Telefon verfügt. Wie bei einer Computer-zu-Computer-Verbindung wird ein Software-Client benötig. Zusätzlich ist ein Dienstanbieter erforderlich (das könnte der Betreiber sein, von dem die Software stammt), der Ihnen einen Zugang vom Internet zu einem Festnetz zur Verfügung stellt; dieser Zugang könnte kostenpflichtig sein (niedrige Minutengebühren).

• Telefon-zu-Telefon – Durch die Benutzung von IP-Gateways können Sie eine direkte Verbindung zu jedem andern Standard-Telefon auf der Welt herstellen. Sie benötigen dazu einen Dienstanbieter mit einem Internet-Gateway, den Sie von jedem beliebigen POTS aus anrufen können und dem Sie dann die Nummer des gewünschten Teilnehmers übermitteln – Ihr Dienstanbieter wird Sie über sein auf IP basierenden Netz über einen weiteren Gateway in der Nähe des Anrufziels möglicherweise mit einem andern POTS verbinden.

Was die IP phones betrifft, so sind zwei Arten vorhanden: eine lässt sich direkt mit einem IP-Netz verbinden, die andere lässt sich an einen Computer anschliessen und als Ersatz für Mikrofon und Lautsprecher benutzen. Während Letztere Ihnen einfach die Erfahrung mit VoIP bei der Benutzung eines PC erleichtert, benötigt Erstere eine Netzverbindung, die das IP-Protokoll verwendet. Solche IP-Telefonapparate enthalten nämlich einen Teil der Hard- und Software, die Computer für die Internettelefonie nutzen – grundsätzlich benutzen sie aber keine Modems im Sinne des Computers. Beispiele für Netze, die benutzt werden können, sind Geschäfts-LANs oder auf IP basierende TVA, Cable oder xDSL sind (abgesehen von der üblichen Benutzung des Computers) die wahrscheinlichsten Möglichkeiten, um IP-Telefonie bei Ihnen privat nutzen zu können.

 

Obwohl immer noch nicht perfekt, bietet VoIP eine Anzahl Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Netzen. Zum Beispiel:

• Die Paketvermittlung ermöglicht, die gleiche Kapazität, die in einem Leitungs-vermittelten Netz von nur einer Verbindung belegt wird, für mehrere.

DECT

Allgemeines

Die Technologie Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) ist durch das European Telecommunications Standards Institute (http://www.etsi.org) genormt. Die ersten DECT-fähigen Endgeräte waren bereits 1992 am Markt verfügbar. Swissvoice, zu jener Zeit Ascom Terminals, arbeitete sehr aktiv an der Entwicklung der umfassenden Reihe von DECT-Normen mit und hatte einen der ersten funktionierenden DECT-Prototypen entwickelt. Während der ganzen Zeit arbeiteten die Angestellten von Swissvoice eine Reihe von DECT-Standards aus und hatten den Vorsitz in verschiedenen DECT-Standardisierungsgremien.

Die DECT-Technologie ist eine allgemeine digitale Funk-Zugangstechnik. Als Funk-Zugangstechnik bezweckt sie primär den schnurlosen Zugang zu einem der Kernnetze PSTN, ISDN, IP oder zu einem LAN.

Ein DECT-Kommunikationssystem enthält mindestens 2 Endgeräte: einen stationären Teil (z.B. die Basisstation) und einen tragbaren Teil (z.B. eine Mobilstation). Zusätzlich können eine Reihe von Erweiterungen zum System hinzugefügt werden; sie werden als Wireless Relay Stations (drahtlose Relais-Stationen) bezeichnet.

Der stationäre Teil (die Basisstation) ist normalerweise an ein öffentliches Telefonnetz angeschlossen (z.B. PSTN, ISDN, IP) oder kann Teil eines andern Endgerätes (z.B. eines PC) sein. Eine Basisstation kann einen oder mehrere Funk-Endpunkt(e) aufweisen und so einen grösseren Bereich abdecken und mehr Kapazität zur Verfügung stellen (dies ist normalerweise für die Basisstationen in grossen Büroumgebungen der Fall, während die im privaten Bereich benutzten Basisstationen gewöhnlich mit nur einem Funk-Endpunkt arbeiten).

Der mobile Teil (die Mobilstation) ist das Endgerät, das vom Endbenutzer für den schnurlosen Zugang zu den durch das externe Netz oder die externe Anwendung bereitgestellten Dienste verwendet wird. Wie der stationäre Teil, kann auch der mobile Teil zu einem andern Endgerät oder einer andern Einheit gehören. Die Mobilstationen können mit andern Telefonapparaten über Verbindungen kommunizieren, die über die DECT-Basisstation und das externe Netz hergestellt werden, oder eine Verbindung zu andern Mobilstationen nur über die Basisstation aufbauen (sogenannte interne Verbindungen, die gebührenfrei sind). Es wurden auch spezielle DECT-Betriebsarten entwickelt, die eine direkte Kommunikation zwischen zwei  Mobilstationen ohne Zwischenschaltung einer Basisstation ermöglichen.

Arbeitsweise eines DECT-Systems
Für den Start werden mindestens eine DECT-Basisstation und mindestens eine DECT-Mobilstation benötigt. Wenn Verbindungen zur Aussenwelt hergestellt werden sollen, wird ausserdem ein Anschluss an ein öffentliches Netz, z.B. an ein PSTN, ein ISDN oder ein IP-Netz benötigt. Wenn nur interne Verbindungen benötigt werden, z.B. zwischen 2 oder mehreren DECT-Mobilstationen, ist kein Anschluss an ein externes Netz notwendig – es werden lediglich DECT-Endgeräte benötigt und die Kommunikation zwischen ihnen ist gebührenfrei.

Zuerst müssen Sie die Basisstation an die Telefonleitung und an eine Stromversorgung anschliessen. Sobald die DECT-Basisstation eingeschaltet wird, misst sie alle verfügbaren DECT-Funkkanäle und -Zeitschlitzpaare und stellt eine Liste mit den besten Kanälen (weniger Störungen – gute Qualität) zusammen. Dann beginnt die BS damit, kurze Peilsignale (Beams) im Zeitschlitz mit der besten Übertragungsqualität auszusenden und ihre Liste mit den besten Kommunikationskanälen regelmässig nachzuführen und bei Bedarf das Peilsignal in einen andern Zeitschlitz zu legen. Wann könnte dies geschehen? Zum Beispiel wenn eine andere DECT-Basisstation (die Ihres Nachbarn) den Betrieb im gleichen Bereich aufnimmt – Sie müssen sich aber keine Sorgen machen, es stehen 120 Kanäle zur Verfügung. Jedes Peilsignal enthält Information über die Möglichkeiten der Basisstation und erlaubt einer Mobilstation, eine Basisstation zu finden. Peilsignale werden alle 10 ms (1s = 1000 ms) während 0,052 ms ausgesendet, was einer totalen Übertragungszeit von ungefähr 7,5 Minuten in 24 Stunden entspricht.

ISDN

Allgemeines

ISDN ist die Abkürzung für Integrated Services Digital Network. Im Vergleich zum PSTN steht sie für:
• exzellente Sprachqualität
• mehrere Telefonverbindungen über eine Telefonleitung
• höhere Datenraten (z.B. für den Internet-Zugang) und
• eine umfassende Reihe von Zusatzdiensten.

Wie der Name ISDN schon sagt, handelt es sich im Gegensatz zum analogen PSTN um ein digitales Netz. Die digitale Signalisierung ermöglicht alle diese nützlichen neuen Leistungsmerkmale, zum Beispiel eine höher entwickelte Behandlung von Rauschen, was zur besseren Sprachqualität führt oder die Multiplexierung, die 2 unabhängige Verbindungen und einen dritten Signalisierkanal über ein Kupferadernpaar ermöglicht.

Mehrere Telefonverbindungen über eine Telefonleitung
Einer der Hauptunterschiede zwischen dem ISDN- und dem PSTN-Netz besteht darin, dass ISDN ein digitales Netz ist und den Einsatz der Multiplexierung erlaubt. Als Folge davon ergibt sich, dass auf ein und derselben Leitung mehrere Kanäle parallel übertragen werden können. Daher die Möglichkeit, auf einer ISDN-Leitung mehrere Telefonnummern (die sogenannte MSN) nutzen zu können; siehe das nachstehende Kapitel Zusatzdienste.

Das ISDN-Refernzmodell ist in der folgenden Abbildung dargestellt:

Manche Zusatzdienste stehen dem Teilnehmer erst zur Verfügung, wenn er sie abonniert – einige können aber bereits im Basisabonnement des Teilnehmers eingeschlossen sein; für die anderen muss der Teilnehmer die Aufschaltung anfordern und eine zusätzliche Gebühr bezahlen. Auch einige der gebührenfreien SS können für ihre Aktivierung einen speziellen Eingriff vom Benutzer erfordern.

Mehrfachrufnummer (Multiple Subscriber Number, MSN)
Der MSN-Dienst ermöglicht dem Teilnehmer, eine bestimmte Anzahl ISDN-Telefonnummern zu besitzen. Die Nummern werden durch den Betreiber/Dienstanbieter zugeteilt und können je nach Region und Abonnement unterschiedlich sein. Diese Telefonnummern können den verschiedenen Benutzern der Leitung frei zugeteilt werden, z.B. könnten in einer Familie der "Vater", die "Mutter" und "Tochter/Sohn" als eigenständige Benutzer auftreten; diesen Benutzern würde dann je eine andere MSN zugeteilt und auf diese Weise ermöglicht, ihre eigene individuelle Nummer zu besitzen. Moderne schnurlose ISDN-Telefonapparate, z.B. swissvoice DECT phones erlauben, diese Nummern unterschiedlichen Mobilstationen zuzuteilen; dadurch wird ein Anruf auf eine individuelle Nummer nur auf der entsprechenden Mobilstation signalisiert, was einen höheren Grad an Privatsphäre ergibt.

Identifizierung des rufenden Teilnehmers (Calling Line Identification Presentation, CLIP)
Dies ist einer der am meisten benutzten SS. In einigen Ländern, speziell ausserhalb Europas, ist dieser Dienst auch unter der Bezeichnung Caller ID bekannt. Wenn er aktiviert ist, erlaubt dieser Dienst, bei einem ankommenden Anruf die Nummer des rufenden Teilnehmers während der Rufphase auf dem Display des Endgerätes anzuzeigen, das den Anruf empfängt. Aufgrund der angezeigten Nummer des rufenden Teilnehmers kann der Benutzer entscheiden, ob er den Anruf beantworten will oder nicht.

Auch wenn der Dienst aktiviert ist, gibt es keine Garantie, dass die Nummer des rufenden Teilnehmers auch tatsächlich angezeigt wird. Warum? Um Ihnen diese Nummer anzeigen zu können, muss Ihr ISDN-Netz diese Nummer erstens kennen und zweitens die Berechtigung besitzen, sie an Ihr Endgerät zu übertragen. Wenn der Anruf aus einem externen Netz stammt, kann es sein, dass die Nummer des rufenden Teilnehmers nicht mit übertragen wird; daher ist sie Ihrem Netz nicht bekannt. Weiter kann ein ISDN-Benutzer entscheiden, dem Netz Einschränkungen aufzuerlegen und die Übermittlung der Telefonnummer an das gerufene Endgerät zu verbieten – dies ist ein anderer SS mit der Bezeichnung Identifizierung unterdrücken (Calling Line Identification Restriction, CLIR). Wenn Sie keine Anrufe ohne die Anzeige der Nummer des rufenden Teilnehmers empfangen möchten, ist für diesen Fall ebenfalls ein SS verfügbar – er wird als Rückweisung anonymer Anrufe (Anonymous Call Rejection, ACR) bezeichnet und muss von Ihnen aktiviert werden.

Anrufweiterleitung (Call forwarding, CF)
Der CF-Dienst erlaubt einem ISDN-Teilnehmer, auf einem andern Telefonapparat erreichbar zu sein, d.h. der Benutzer kann ankommende Anrufe an jede beliebige externe Telefonnummer weiterleiten, zum Beispiel während der Arbeitszeit an seine Büronummer oder während der Feiertage oder Ferien an ein Mobiltelefon. Es gibt verschiedene Arten von CF-Diensten, unter denen ausgewählt werden kann; die Anrufweiterleitung lässt sich für jede MSN individuell programmieren. Die folgenden Arten der Anrufweiterleitung lassen sich programmieren:
• Unbedingte Anrufumleitung (Call Forwarding Unconditional, CFU) – Alle ankommenden Anrufe werden unmittelbar weitergeleitet, unabhängig davon, ob jemand den Anruf beantworten könnte oder nicht.
• Anrufumleitung bei Besetzt (Call Forwarding Busy, CFB) – Ankommende Anrufe werden nur weitergeleitet, wenn die Leitung besetzt ist, d.h. beide B-Kanäle belegt sind.
• Anrufumleitung wenn keine Antwort (Call Forwarding No Reply, CFNR) – Ankommende Anrufe werden nur weitergeleitet, wenn sie nicht innerhalb einer bestimmten Zeit (mehrere Sekunden, in denen der Teilnehmer noch die Möglichkeit hat, den Anruf entgegen zu nehmen) beantwortet werden.

Identifikation des verbundenen Teilnehmers anzeigen (Connecting line identification presentation, COLP)
Wenn Sie bei einem Anruf eine bestimmte Nummer wählen und der Besitzer dieser Nummer die Anrufweiterleitung aktiviert hat, ist es Ihnen mit Hilfe des COLP-Dienstes möglich feststellen, auf welche Nummer der Anruf weitergeleitet wurde. Durch Aktivierung des Dienstes "Identifikation des verbundenen Teilnehmers anzeigen" auf Ihrem ISDN-Telefon können Sie teure Gespräche vermeiden, wenn der Anruf zum Beispiel aus dem Fixnetz an ein Mobiltelefon weitergeleitet wurde.

Anklopfen (Call waiting, CW)
CW wird dazu verwendet, einem Benutzer, der bereits ein Gespräch führt, anzuzeigen, dass ein weiterer Anruf wartet. Der neue Anruf kann durch einen speziellen Rufton signalisiert und wenn der CLIP-Dienst möglich ist, kann die Nummer des rufenden Teilnehmers auf dem Display angezeigt werden. Während des Anklopfens (CW) hat der Benutzer die Möglichkeit, den ankommenden Anruf zurückzuweisen, zu beantworten oder an eine andere Nummer oder einen Anrufbeantworter weiterzuleiten.

Makeln (Brokering)
Ein ISDN-Teilnehmer kann zwei Anrufe parallel führen – dieser Dienst wird als Halten einer Verbindung (Call Hold, HOLD) bezeichnet. Das Makeln ist ein SS, der dem Benutzer erlaubt, bei aktiviertem Leistungsmerkmal HOLD zwischen den beiden Verbindungen hin- und herzuschalten. Es ist nur immer eine der Verbindungen aktiv und der Teilnehmer auf der inaktiven oder gehaltenen Verbindung kann das Gespräch auf der andern, aktiven Verbindung nicht mithören. Makeln und HOLD werden normalerweise in Verbindung mit dem CW-Dienst benutzt.

Anruf parkieren (Park call, PARK)
Stellen Sie sich vor, ein Benutzer führt ein Gespräch in einem Raum und verfügt nicht über ein schnurloses ISDN-Telefon, sondern ein Telefon, das mit der Wandsteckdose in diesem Raum verbunden ist. Nehmen wir an, dieser Benutzer möchte während des Gesprächs den Raum wechseln, um etwas abzuklären, und der neue Raum verfüge ebenfalls über eine Telefon-Wandsteckdose. Der SS PARK ist für dieses Szenario bestimmt. Der Benutzer kann die laufende Verbindung für ein paar Minuten parkieren, den Stecker des Telefonanschlusskabels aus der Wandsteckdose ausziehen, sich in den gewünschten andern Raum begeben, das Telefon in die Wandsteckdose in diesem Raum einstecken und das Gespräch nach dem Aufheben des PARK-Zustandes fortsetzen.

Konferenzverbindung (Conference calling, 3PTY)
An einem Gespräch sind normalerweise zwei Seiten beteiligt; wenn ein Gespräch mit zwei andern Teilnehmern gewünscht ist, d.h. 3 Teilnehmer zusammen ein Gespräch führen sollen, muss der 3PTY-Dienst benutzt werden. 3PTY bedeutet 3 Party (Teilnehmer) und erlaubt dem Benutzer, nach der Herstellung einer Verbindung einen weiteren Teilnehmer anzurufen und anschliessend den Dienst "Konverenzverbindung" zu aktivieren. Auf diese Weise werden die drei Teilnehmer gleichzeitig miteinander verbunden und können kommunizieren (ausgenommen ist der Fall bei aktiviertem HOLD, bei dem einer der Teilnehmer das Gespräch zwischen den beiden andern nicht mithören kann).

Automatischer Rückruf bei Besetzt (Completion of calls to busy subscriber, CCBS)
Erinnern Sie sich an das frustrierende Gefühl, wenn Sie versuchen eine Nummer anzurufen und der gewünschte Teilnehmer besetzt ist? Für diese Fälle gibt es den CCBS. Wenn die gerufene Nummer besetzt ist, kann der Automatische Rückruf bei Besetzt aktiviert werden. Ist dieser Dienst aktiviert, so bleibt es dem rufenden Teilnehmer erspart, später nochmals anrufen und feststellen zu müssen, dass der Teilnehmer immer noch besetzt ist – stattdessen stellt das Netz, sobald der besetzte Teilnehmer den Hörer auflegt, automatisch die Verbindung zu diesem Teilnehmer her und teilt dies dem rufenden Teilnehmer durch einen speziellen Rufton mit.

Teilnehmer-zu-Teilnehmer-Signalisierung (User-to-User Signalling, UUS) und SMS
Wenn das Telefonnetz diesen Dienst unterstützt, bietet ISDN die Möglichkeit, kurze geschriebene Nachrichten zwischen ISDN-Telefonen auszutauschen. Eine Vorbedingung für das Senden und Empfangen dieser Nachrichten ist, dass beide Teilnehmer über ISDN-Telefone verfügen, die diesen Dienst unterstützen.

Gebührenanzeige (Advice of charge, AOC)
Der AOC-Dienst liefert dem Benutzer während eines Anrufs Gebühreninformation, die auf dem Display des Telefons angezeigt wird; auf diese Weise können Sie Ihre Ausgaben kontrollieren und einen Anruf beenden, wenn er zu lang und zu teuer wird.

PSTN

Allgemeines

Das öffentliche Telefonnetz (Public Switched Telephone Network, PSTN) ist das älteste und grösste bestehende Telekommunikationsnetz. Das PSTN ist dasjenige Telefonnetz, an das per Definition der grösste Teil der Weltbevölkerung angeschlossen ist, sofern sie ein Telefon besitzt. In den meisten Fällen erfolgt eine Verbindung, z.B. zu einem andern Telefonnetz (another telephone network), auf Anforderung des Benutzers.

Das PSTN-Netz wird manchmal auch als analoges Netz bezeichnet – im Gegensatz zum Beispiel zu ISDN und GSM, die digitale Netze darstellen. Der Grund ist, dass die über die Kupferleitungen übertragenen Signale in einer "analogen Form", d.h. mit kontinuierlichen und weichen Amplituden- und Frequenzänderungen übertragen werden. Die menschliche Sprache und ein Musikinstrument sind Beispiele für analoge Signalquellen – beide erzeugen komplexe Variationen in Frequenz und Amplitude. Im Gegensatz dazu bestehen die digitalen Signale aus einer Folge von diskontinuierlichen Fragmenten des ursprünglichen analogen Signals. Ein digitales Signal ist nur eine vereinfachte Kopie des analogen Signals, jedoch gut genug für unsere nicht perfekten Sinne.

Es wird erzählt, dass die Geschichte des PSTN im Jahre 1876 begann, als der Amerikaner, Graham Bell, - ein gebürtiger Schotte, bei elektrischen Versuchen Säure auf seine Hose schüttete. Seine Reaktion "Mr. Watson, kommen Sie bitte, ich brauche Sie", brachte seinen Angestellten mit dem Namen Thomas A. Watson zum Rennen, denn diese Worte wurden durch Elektrizität und eine Leitung in den Raum von Watson übertragen (bis zu diesem Zeitpunkt konnte über dieses System lediglich ein Klingelzeichen übertragen werden).

Seit diesem Zeitpunkt hat das PSTN-Netz viele Veränderungen erfahren – wir benötigen keinen menschlichen Vermittler mehr, der unsere Verbindung zu einem beliebigen Gesprächspartner manuell herstellt (ja, früher war dies in der Tat notwendig), zu den gewöhnlichen Telefonapparaten für die Sprache sind Faxgeräte und Modems dazugekommen und jene runden Wählscheiben, die unsere Grosseltern noch für die Nummerneingabe benutzten, wurden schon längst durch Tasten abgelöst usw...

Arbeitsweise eines gewöhnlichen alten Telefons (Plain Old Telephone, POT)
In der unten stehenden Abbildung ist ein PSTN dargestellt. Grundsätzlich besteht es aus einer Anzahl Kupferadernpaare, die eine Verbindung von den Telefonsteckdosen in unseren Wohnungen und Häusern zu einer sogenannten Anschlusszentrale herstellen und die am Benutzerende einen offenen Stromkreis bilden (dieser Teil des Netzes wird auch als Zugangsnetz (Local Loop) bezeichnet; ein weiterer mit diesem Teil des Netzes verbundener Ausdruck ist "Letzte Meile (Last Mile)", sie bezeichnet das Kupferadernpaar von der Anschlusszentrale zu den Räumlichkeiten des Teilnehmers); eine Anzahl Anschlusszentralen werden dann über ein Übertragungsnetz (Fernleitungen) untereinander verbunden, das heute nicht mehr unbedingt ein PSTN-Netz sein muss, sondern auch als ATM- oder IP-Netz ausgelegt sein kann.

Physikalisch wird die Nummer auf der Leitung in einem der zwei verschiedenen möglichen Modi übertragen: im Modus "Impuls"-Wahl oder im Modus "DTMF"-Wahl (DTMF = Dial Tone Multiple Frequency). "Impuls"-Wahl ist der ältere, immer noch benutzte Modus.
Wenn der Benutzer den Telefonhörer abhebt (im Fall eines schnurlosen Telefons wie z,B, einem DECT-Telefon wird dieses Ereignis durch einen Anruf von der Mobilstation zur Basisstation ersetzt), wird der Netzstromkreis geschlossen; dadurch wird dem System mitgeteilt, dass der Teilnehmer eine Verbindung herstellen möchte. Das System sendet dem Teilnehmer einen Summton zurück, der dem rufenden Teilnehmer anzeigt, dass er nun die Telefonnummer des (gerufenen) Teilnehmers wählen kann, den er zu sprechen wünscht

Über den gleichen Übertragungskanal können durch das Senden auf unterschiedlichen Frequenzen gleichzeitig mehrere analoge Gespräche übertragen werden – dies wird als Frequenzmultiplex (Frequency Division Multiplexing, FDM) bezeichnet.

PSTN Dienste
Sprache und Daten gehören zu den beiden Basisdiensten, die über das PSTN unterstützt werden. Sie stellen aus der Sicht der Dienstgüte, die als "akzeptabel* qualifiziert wird, unterschiedliche Anforderungen.

xDSL

Allgemeines

Die Idee für die DSL-Technologie hatten die Telekommunikationsdienstanbieter seit über einem Jahrzehnt (sie musste ungefähr um 1985 entstanden sein). Ursprünglich war sie als Technologie vorgesehen, die den Telekom-Unternehmen die Übertragung von Videofilmen an ihre Kunden erlauben sollte. Dieser Einsatz erfolgte jedoch nie und die Technologie musste ein paar weitere Jahre warten, bis sie durch die Nachfrage nach einer schnellen Internet-Zugangstechnik ihre Renaissance erlebte.

Arbeitsweise
Grundsätzlich ist DSL eine Breitband-Kommunikationstechnologie, die einen sehr schnellen Breitband-Zugang zum Internet und zu abgesetzten Netzen (z.B. Ihrem Büro-LAN) ermöglicht, indem sie die bereits zu den Privathaushalten bestehenden Telefonleitungen nutzt. Das Geheimnis liegt in der Benutzung von Frequenzen, die ausserhalb des für POTS (Plain Old Telephone Service) reservierten Frequenzbandes liegen –  PSTN oder ISDN gehören als normale Sprach- und Fax-Dienste in die Kategorie POTS. In der unten stehenden Abbildung ist die Einteilung von Technologien in Frequenzbereiche dargestellt.

Um die Frequenzen oberhalb des Sprach-Audio-Spektrums zu nutzen und auf den gleichen Telefonleitungen sowohl POTS als auch DSL-Dienste anbieten zu können, müssen an beiden Enden (d.h. bei Ihnen zu Hause und in der Zentrale (CO) des Telekom-Betreibers) spezielle Ausrüstungen installiert werden.

Das Gerät, das normalerweise bei Ihnen zu Hause installiert wird, heisst Splitter. Er wird verwendet, um die Frequenzen des Audiospektrums von den Frequenzen der xDSL-Signale zu trennen, damit Sie die Leitung weiterhin auch beim Zugriff auf das Internet für Ihre Telefonverbindungen benutzen können.

Wie bereits gesagt, wird sowohl bei Ihnen zu Hause als auch am fernen Ende (CO) ein Splitter benötigt. Ob jedoch ein Splitter bei Ihnen zu Hause eingesetzt werden muss oder nicht, hängt vom bereitgestellten xDSL-Dienst ab; so wird zum Beispiel für eine spezielleDSL-Version mit der Bezeichnung G.lite kein Splitter benötigt; wird DSL über die analoge Leitung angeboten, so ist ebenfalls kein Splitter erforderlich. Ein Szenario ohne Splitter ist in der nachstehenden Abbildung gezeigt.

Die gegenwärtig am weitesten verbreitete, eingesetzte DSL-Form ist die Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL). Das grundlegende Merkmal von ADSL ist die unterschiedliche Upstream- und Downstream-Bandbreite; daher die Bezeichnung "asymmetric" (asymmetrisch oder ungleich). In der Praxis ist Bandbreite vom Betreiber zum Benutzer (Downstream) höher. Dies ist teilweise auf die Einschränkungen des Telefonkabelsystems zurückzuführen (z.B. wegen des Nahnebensprechens und der Dämpfung – sicher haben Sie beim Telefonieren schon mal ein anderes Gespräch zusätzlich zu Ihrem eigenen im Hintergrund gehört; das war Nebensprechen; jedes analoge oder digitale Signal erfährt bei der Übertragung über ein Medium eine Abschwächung (Dämpfung), die dazu führen kann, dass das Signal am fernen Ende nicht mehr wiederherzustellen oder zu erkennen ist). Ein andere Grund für die Asymmetrie ist der Wunsch, sich an das typische Internet-Benutzungsmuster anzupassen, bei dem der grösste Teil der Daten (Programme, Grafiken; Sound und Video) vom Internet an den Benutzer gesendet wird, während in der Gegenrichtung nur ein Bruchteil der Kapazität benutzt wird (Eingaben über die Tastatur und Mausklicks).

Einsatzgebiete von DSL
Zuerst einmal müssen Sie Ihre Telefon- und Faxgewohnheiten nicht ändern – Sie können immer noch Ihr vorhandenes Telefon benutzen. Neu ist, dass Sie nun über eine einzige Telefonleitung ein Telefongespräch führen und gleichzeitig das Internet benutzen können.

Zweitens ist Ihre Verbindung ins Internet viel schneller. Wozu können Sie die schnelle Verbindung verwenden? Hier sind einige Ideen.
• Schnellere Downloads von digitalen Daten
• Audio in CD-Qualität
• Web-Sites mit vielen Grafikelementen
• Schnelleres und besseres Multimedia
• Schnelle Spiele mit mehreren Spielern
• Filme online ansehen.