CompactPCI vereinigt Computer und Telefon
Autor: Gerd Weking
Das Jahr 2000 steht vor der Tür und mit ihm die vielgerühmte Wissens- und Informationsgesellschaft. Die Informationsmenge steigt stetig, jederzeit und überall verfügbar durchdringt sie zunehmend unser berufliches und privates Leben. Viele intelligente Telekommunikations-Dienstleistungen sind bereits Realität, zum Beispiel die Führung von Anrufern durch synthetisch generierte Stimmen und ihre automatische, sachbezogene Weiterleitung zu Call-Centern.
Bald schon können weiter gehende Visionen Realität werden: Das intelligente Mobiltelefon funkt die Wunschliste für das Abendbrot nach Hause, die der intelligente Kühlschrank prüft und bei Bedarf fehlende Lebensmittel selbstständig über das Internet beschafft. Mobilkommunikation und Internet forcieren neue Dienstleistungen. Die zunehmende Vernetzung von intelligenten Kommunikationsgeräten führt auch die bisher klar nach Computer- und Telekommunikation aufgeteilten Branchen zusammen.
Konvergenz der Märkte
Standards zur Sicherstellung des Zusammenwachsens von Computer- und Telekommunikationswelt werden unter dem Begriff Computer Telephony (CT) zusammengefasst. Daneben steht CT als Synonym für neue multimediale Informationstechnologien, bei denen Sprach-, Videosignal- und Datenübertragung kombiniert werden. Ein Beispiel dafür ist Telelearning, ein anderes Beispiel sind Ferngespräche via Internet beides zugleich Beispiele für die durch CT möglichen Kosteneinsparungen. CT ist bereits heute ein weltweit rasant wachsender Industriezweig. Immer schneller entstehen neue und bessere Systeme. Dabei sollen die von bisherigen Telefonsystemen bekannten Kompatibilitätsprobleme durch intensive Standardisierungsanstrengungen von vornherein vermieden werden.
Standardisierung von Soft- und Hardware
Ein wichtiges Element bei computerbasierten Telekommunikationsgeräten ist die Integration eines so genannten Telecom-Busses. Dominierten zu Beginn der CT-Entwicklung noch eigenentwickelte Bussysteme, begannen schon bald erste Standardisierungsbestrebungen. Seit 1996 haben sich mittlerweile 140 Hersteller und Telefongesellschaften im VoIP-Forum (Voice over Internet Protocol) zusammengeschlossen, um mit der Internet-gestützten Sprach-Daten-Übertragung die gleiche, weltweit zuverlässige Erreichbarkeit wie in konventionellen Telefonnetzen zu erzielen. Daneben existiert in den USA das ECT-Forum (Enterprise Computer Telephony Forum), ein Zusammenschluss führender Industrievertreter mit der Aufgabe, offene Standards für Geräteschnittstellen und Protokolle (Hardware und Software) zu vereinbaren. Das ECTF beschränkte sich zunächst auf PCI-Anwendungen (Peripheral Component Interconnect), für die sich der Markt erst jetzt zu entwickeln beginnt.
Der neu spezifizierte Telecom-Bus wurde so ausgelegt, dass vorhandene CT-Standards wie MVIP-90, H-MVIP oder SCbus integriert werden können.
Physical Layer Specification H.100 und H.110
Die Physical Lyer Specification H.100 beschreibt die grundlegenden technischen Bedingungen für die Implementierung des CT-Busses in ein PCI-System. Das Übertragungsprotokoll selbst basiert auf der TDM-Technologie (Time Division Multiplex). Nun haben der PC und seine Subsysteme nicht unbedingt den Ruf höchster technischer Zuverlässigkeit. Zudem fehlen einige in der Telekommunikation unabdingbare Eigenschaften, zum Beispiel Möglichkeiten zur Erweiterung und zum Austausch defekter Baugruppen im laufenden Betrieb (Hot Swap).
Bereits seit längerem wurde an optimierten, PCI-basierten Bussystemen für die industrielle Mess-, Steuer-, und Regelungstechnik gearbeitet. Die PICMG (PCI Industrial Computers Manufacturers Group) führte die Untersuchungen durch und definierte den CompactPCI-Bus CPCI). Da mit CPCI bereits wesentliche Verbesserungen im mechanischen Aufbau realisiert waren, lag es für die ECTF nahe, die vorhandene Spezifikation H.100 um Forderungen wie Hot Swap zu ergänzen. So entstand die neue Physical Layer Specification H.110 für Computer Telephony auf dem CPCI-Bus.
Physical Layer Specification PICMG 2.5
Da die PICMG für alle CPCI-betreffenden Spezifikationen zuständig ist, wurden die H.110 Empfehlungen des ECTFs in die Computer Telephony Specification PICMG 2.5 überführt.
Als wichtige Eigenschaften der Spezifikation H.110 sind hervorzuheben:
Protokoll und Schnittstelle basieren auf H.100
Aufbau in 19 Zoll-Technik mit 6 HE-Boards und Backplanes mit bis zu 20 Einschubplätzen
Steckverbinder der har-bus® HM Serie gemäß IEC 61076-4-101
Unterschiedliche Steckebenen für Hot Swap mit vor- und nacheilenden Kontakten
Teilbestückung der Kontaktmesser und geteilte Schirmbleche des har-bus® HM im CT-Bus-Module P4/J4 bewirken erweiterte Isolierung zwischen Systemspannung, Ersatzspannung und den Niederspannungen für die Logikfunktionen gemäß IEC 950
Das 6SU-Standardboard für Computer Telephony auf dem Compact PCI Bus enthält die nachfolgenden Steckverbinder:
- P1/J1 führt den 32 Bit-PCI-Bus (Steckverbinder ist der Typ A gemäß IEC 61076-101)
- P2/J2 enthält die übrigen Anschlüsse für den 64 bit-PCI-Bus (Steckverbinder in Anlehnung an Typ B gemäß IEC, jedoch in verkürzter Bauform)
- P3/J3 ist nicht für CPCI-CT definiert, kann aber für zusätzliche Eingangs- und Ausgangssignale genutzt werden
- P4/J4 führt den CT-Bus nach H.110 (Steckverbinder ist der Typ A gemäß IEC)
- P5/J5 ist reserviert für Eingangs- und Ausgangssignale zu anderen Geräten im Netzwerk, die von der Gehäuserückseite dem Bus zugeführt werden (Steckverbinder in Anlehnung an Typ B gemäß IEC, jedoch in verkürzter Bauform)
Blick in die Zukunft
Die rasante Entwicklung in der Kommunikations- und Informationstechnik wird sich im neuen Jahrtausend noch beschleunigen. Ansteigende Datenraten und sinkende Signalpegel führen in der Verbindungstechnologie zu neuen Anforderungen an Signalintegrität und Schirmung. Entscheidend für die Güte eines Steckverbinders wird daher die optimierte Signalführung sein, die eine genaue Kenntnis der Einflussfaktoren voraussetzt. HARTING setzt dabei auf Spice, IBIS und andere Modelle zur realitätsnahen Simulation von Produkten. Der har-bus® HM markiert den Beginn einer neuen Generation von Elektronik-Steckverbindern.
