Teilstreckennetz

Als virtuelle Verbindungen bezeichnet man die logischen Kanäle, die in einem Nachrichtennetz durch die Aufteilung der Übertragungskapazität entstehen, die eine physikalische Nachrichtenverbindung bietet. Über jeden dieser logischen Kanäle kann jeweils ein eigener Bitstrom gesendet werden. Diese Aufteilung in logische Kanäle wird realisiert, indem auf der Sendeseite die einzelnen Bitströme segmentiert werden und dann in der Nutzlast von Paketen oder Zellen über das Nachrichtennetz transportiert werden. Auf der Empfängerseite wird die Nutzlast wieder ausgepackt und die einzelnen Bitströme werden wieder hergestellt. Die Pakete bzw. Zellen erhalten aber keine Quell- oder Zieladresse wie z. B. ein Datagramm, sondern eine Verbindungskennung, aus der hervorgeht, zu welcher virtuellen Verbindung sie gehören.

Das Konzept der virtuellen Verbindung hat den Vorteil, dass bei der Bündelung der Pakete bzw. Zellen ein Multiplexgewinn entsteht: die Bandbreite der Leitung wird effektiver genutzt. Voraussetzung dafür ist aber, dass die einzelnen Bitströme keine konstante Bandbreite erfordern, sondern einen variablen Bedarf haben. Dies ist beispielsweise beim Dialogbetrieb zwischen Datensichtstationen und Großrechnern der Fall. Der Multiplexgewinn kann zum einen auf der Leitung entstehen, die das Endgerät mit der Paketvermittlung verbindet, zum anderen aber auch auf den Fernstrecken zwischen den Paketvermittlungen.

Arbeitet das Nachrichtennetz paketvermittelt nach X.25, so erhält jede virtuelle Verbindung als Verbindungskennung eine Kanalgruppennummer <= 15 und eine Kanalnummer <= 255, sodass 4096 virtuelle Verbindungen über eine Nachrichtenverbindung geführt werden können. Jeweils 255 virtuelle Kanäle können also zu einer Kanalgruppe gebündelt werden. Von den 4096 Kanälen sind 4095 nutzbar, Kanal 0 wird für die Signalisierungsprotokolle zwischen Endgerät und Vermittlungsstelle benutzt.

An dieser Festlegung wird auch unmittelbar klar, dass die Verbindungskennung einer virtuellen Verbindung nicht für die Adressierung der Teilnehmer in einem großen Paketnetz geeignet ist. An einem großen Paketnetz müssen Millionen von Endgeräten angeschlossen werden können, und dazu reicht der Adressraum der Verbindungskennung nicht aus. Die Verbindungskennung hat nur eine lokale Gültigkeit: An jedem einzelnen Anschluss ist wieder der gesamte Adressraum von 4096 virtuellen Kanälen verfügbar. Der Anschluss selbst aber hat eine eigene Rufnummer, die einem Rufnummernplan folgt, der wesentlich höhere Teilnehmerzahlen erlaubt.

ATM-Netze haben ebenfalls virtuelle Verbindungen. Die Verbindungskennung ist wie bei X.25 zweistufig: was bei X.25 "Kanalgruppe" und "Kanal" heißt, heißt bei ATM "Pfad" und "Kanal". Eine virtuelle Verbindung, die mit virtual channel bezeichnet wird, hat einen Virtual Channel Identifier VCI. Eine Anzahl von virtual channels kann wiederum mittels Virtual Path Identifier VPI zu einem virtual path gebündelt werden. Da es sich bei ATM um ein breitbandiges Netz handelt, ist der Adressraum aber sehr viel größer als bei X.25.

Eine virtuelle Verbindung kann dynamisch auf- und abgebaut werden (engl.: switched virtual circuit, SVC) oder fest eingerichtet werden (engl.: permanent virtual circuit, PVC). Wenn man offenlassen will, ob es sich um PVC oder SVC handelt, spricht man von einem virtuellen Kanal (engl.: virtual circuit).