Wide-Band Digital Communication for the 80’s

Summary

Telecommunications needs have changed dramatically both in West Germany and the United States over the last twenty years. Although the West Germany Bundespost has a detailed study and plan to meet coming telecommunications needs, the United States must rely on private enterprise to answer the problem. This problem is further compounded by the size and decentralized geographic distribution of users in the United States.

One of the solutions proposed is the Xerox Telecommunications Network (XTEN), a nationwide high speed digital network accommodating data communications, document distribution, and teleconferencing transmissions.’ The system uses a combination of satellite or terrestrial facilities for long distance transmission coupled with microwave radio for local distribution.

Components of the network include the subscriber access unit, local microwave, transceiver, city or switching nodes, earth stations, a network control center and of course a satellite. Subscriber terminals are owned by the user but do not have to be identical to use the network due to its ability to match dissimilar speeds, codes and protocols.

The network control center in addition to its generic functions handles routine customer billing and accounting functions as well as changes or requests for service. The city nodes can act as central switching centers but may also store or process messages. The subscriber access unit or equipment interface is where the necessary speed and code conversions are performed so that transmission compatibility is effected between dissimilar terminals.

Another unique feature of the network will be the frequency reuse plan known as cellular radio. In dense metropolitan areas, each city node would broadcast in from different frequency quadrants in a six mile radius. Subscriber stations would communicate with the node through directional antennas.

There are economic and technical risks however. The 10 GHz bandwidth, used for the local microwave distribution is presently being used for other purposes and permission must be granted by the FCC for reallocation. The bandwidth has never been used for this purpose and there are many unknown technical problems that must be solved. Lastly, all of the financial unknowns must become knowns because Xerox is responsible to its stockholders.

To answer the problem of internal (intra-building) networks Xerox recently introduced ETHERNET, a passive loop with access devices that enable terminals to get into the loop. Further, Xerox, Digital Equipment Corporation, and Intel Corporation are cooperating in the joint development of a standardized, nonproprietary controller for ETHERNET which should result in considerable savings for the end user.

As for applications, two examples would be newspaper publishers who would utilize the network for remote printing of their products, and manufacturers with their facilities located over a wide geographical area, having diverse transactions requiring multiple location involvement.

Zusammenfassung

Auf dem Gebiet der Telekommunikation hat es im Verlauf der letzten zwanzig Jahre dramatische Änderungen der Benutzeranforderungen gegeben. Dies gilt für die Bundesrepublik ebenso wie für die Vereinigten Staaten. Während in der BRD die Bundespost als zentrales Organ detaillierte Studien vorgenommen hat, um den zukünftigen Telekommunikationsanforderungen gerecht werden zu können, sind die USA auf die Initiativen privater Unternehmungen angewiesen, die sich dieser Problematik stellen. Die Problematik in den USA wird verschärft durch eine größere Anzahl zu erwartender Benutzer und durch deren weite räumliche Verteilung.

Eine der vorgeschlagenen Lösungen zu diesem Fragenkomplex stellt das XEROX TELECOMMUNICATIONS NETWORK (XTEN) dar, ein landesweites digitales Netz hoher Übertragungsrate, welches für Datenkommunikation, Dokumentverteilung und „Telekonferenzen“ vorgesehen ist. Für die Übertragung über weite Strecken werden Satelliten und entsprechende Bodenstationen eingesetzt. Für die lokale Datenverteilung wird die Übertragung mittels Mikrowellen durchgeführt.

Die Netzkomponenten umfassen Netzzugangseinheiten für den Teilnehmer, lokale Radiostationen, Sender/Empfängerstationen, Vermittlungsknoten in den Städten, Bodenstationen, ein Netzsteuer- und Kontrollzentrum und natürlich einen Satelliten. Die Teilnehmer-Endgeräte sind Benutzereigentum. Es kann sich dabei um unterschiedliche Gerätetypen handeln, dank der Anpassungsmöglichkeit des Netzes an verschiedene Geschwindigkeiten, Codes und Protokolle.

Außer seiner eigentlichen Aufgabe bearbeitet das Netzsteuer- und Kontrollzentrum die routinemäßige Gebührenerfassung und -abrechnung sowie Änderungen und Nachfragen nach Dienstleistungen. Die Stadtknoten nehmen nicht nur die Rolle einer zentralen Vermittlungsstelle wahr, sie können auch Nachrichten speichern und verarbeiten. Die Netzzugangseinheit des Teilnehmers ist in der Lage, Geschwindigkeitsanpassungen und Code-Konvertierungen vorzunehmen, so daß eine Übertragungskompatibilität auch zwischen verschiedenen Endgeräten bewirkt wird.

Ein weiteres herausragendes Merkmal des Netzes besteht in der Wiederverwendung von Frequenzen, eine Vorgehensweise, die unter dem Begriff „cellular radio“ bekannt ist. In Großstadtbereichen sind Ausstrahlungsbereiche von 6 Meilen Radius für jeden Stadtknoten vorgesehen. Entsprechend sind die verschiedenen Frequenzen zu vergeben. Teilnehmerstationen kommunizieren mit ihrem Stadtknoten über Richtantennen.

Jedoch gibt es noch wirtschaftliche und technische Risiken. Die 10 GHz-Bandbreite, vorgesehen für die lokalen Funkstationen, wird z.Zt. für andere Zwecke benutzt und eine entsprechende Umwidmung bedarf der Zustimmung des FCC. Diese Bandbreite wurde noch nie für den geplanten Anwendungsbereich genutzt, so daß noch eine Reihe ungeklärter technischer Probleme zu lösen sind. Ferner müssen noch viele finanzielle Fragen geklärt werden. Xerox muß seinen Aktionären dafür geradestehen.

Außer dem globalen gibt es noch den lokalen Netzaspekt, z.B. die Verteilung der Information innerhalb von Gebäudekomplexen. Hierzu hat XEROX kürzlich seine Lösung vorgestellt in Form von ETHERNET. Das ist ein System bestehend aus einer passiven Schleife mit Zugangseinheiten, die es gestattet, Datenendgeräte an diese Schleife anzuschliessen. Ferner entwickeln die Firmen XEROX, DEC und INTEL zur Zeit gemeinsam eine standardisierte allgemein erhältliche Steuereinheit für ETHERNET, die zu erheblichen Einsparungen auf seiten der Endbenutzer führen sollte.

Als Beispiele für Anwendungen sind Zeitungsverleger zu nennen, die das Netz für das abgesetzte Drucken ihrer Erzeugnisse verwenden können, und Unternehmen, deren Niederlassungen über größere räumliche Bereiche verteilt sind und die Transaktionsbedarf zwischen diesen Bereichen haben.