Wie eine Telefonanlage Anrufe verbindet
Eine Telefonanlage, früher Nebenstellenanlage und englisch PBX (private branch exchange) genannt, ist die eigene kleine Vermittlungsstelle eines Büros. Sie gibt jedem Tischtelefon eine kurze Nebenstellennummer, verbindet Anrufe innerhalb des Gebäudes, teilt ein paar Amtsleitungen unter allen auf und schickt jeden eingehenden Anruf an den richtigen Platz. In den 1990er Jahren war sie ein Schrank voller Steckkarten. Heute ist sie meist ein Server im Büronetz oder Software in einem Rechenzentrum.
Lila: der Anruf und die Teile, die er nutztLegende
- Lila: der Anruf und die Teile, die er nutzt
- Hörer abgenommen: am Telefon
- Gestrichelt: das Mobilfunknetz
Heute · 4 Tischtelefone, 201 bis 204 · Amtsleitung frei
Drücken Sie einen Knopf oder klicken Sie auf einen Schreibtisch, um diese Person anzurufen.Drücken Sie einen Knopf oder tippen Sie auf einen Schreibtisch, um diese Person anzurufen.
In beiden dieselben vier Aufgaben. Geändert haben sich der Schrank und seine Verkabelung.
Anatomie einer Telefonanlage: vier Anrufe durch ein kleines Büro und die Telefonanlage in seinem Schrank, so wie sie heute arbeitet und wie sie in den 1990er Jahren arbeitete. Die Zeichnung ist nicht maßstabsgetreu.
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Schritt 1 von 5
Sie wählen die Nebenstelle einer Kollegin
Sie nehmen an Ihrem Platz den Hörer ab und wählen die 203, Evas Nebenstelle. Ihr Telefon schickt die drei Ziffern über sein Kabel zur Telefonanlage im Schrank an der Wand. Heute ist dieses Kabel ein Netzwerkkabel, und der Netzwerk-Switch im Schrank gibt die Ziffern weiter. In den 1990er Jahren führte von jedem Schreibtisch eine eigene Doppelader, zwei Kupferdrähte, zu einer Teilnehmerkarte im Schrank.
Woher weiß die Telefonanlage, wo Evas Telefon steht?
Heute sagt es ihr das Telefon selbst. Beim Start schickt es der Telefonanlage eine kurze Nachricht mit seiner Nebenstelle und seiner Adresse im Netz. Diese Nachricht heißt Registrierung, und das Telefon schickt sie von Zeit zu Zeit erneut. Eva kann ihr Telefon also an jede Netzwerkdose im Gebäude anschließen.
In den 1990er Jahren sagte es die Verkabelung. Evas Doppelader endete an einem bestimmten Anschluss einer bestimmten Karte, und wer ihren Schreibtisch umstellte, musste diese Doppelader neu verdrahten. Diese Verkabelung, eine Doppelader für jede Person, machte einen großen Teil dessen aus, was die Installation einer Telefonanlage kostete, schreibt das britische National Cyber Security Centre.
Quellen: IETF RFC 3261: SIP, the protocol of internet calls (2002); National Cyber Security Centre: private branch exchange best practice (2024)
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Schritt 2 von 5
Die Telefonanlage ruft Eva an und verbindet Sie
Die Telefonanlage sucht die 203, findet Evas Telefon und lässt es klingeln. Sobald Eva abnimmt, verbindet die Anlage ihr Telefon mit Ihrem. Der Anruf verlässt das Gebäude nie. Er belegt keine Amtsleitung, und kein Netzbetreiber stellt ihn in Rechnung. Werfen Sie unten einen Blick in den Schrank.
Im Schrank Die Telefonanlage
- 1Patchfeld
- 2Netzwerk-Switch
- 3Telefonanlage
- 4Router
Ein Programm auf einem Server vermittelt, was in den 1990er Jahren ein Gestell voller Steckkarten tat.
- 1Teilnehmerkarten
- 2Steuerkarten
- 3Amtskarte
- 4Gestell
30 Anrufe konnten sich gleichzeitig den einen ISDN-Primärmultiplexanschluss der Amtskarte teilen.
Was stellt im Schrank die Verbindung her?
In den 1990er Jahren waren es Steckkarten. Jeder Anruf bekam ein eigenes Zeitfenster, einen Moment, der Tausende Male pro Sekunde wiederkehrte. In diesem Moment reichte der Schrank einen Abtastwert der einen Stimme zum anderen Telefon hinüber. Die Bell Labs vermittelten Gespräche im Büro schon 1963 auf diese Weise, in ihrer elektronischen Telefonanlage.
Heute erledigt das ein Programm auf einem Server. Es baut den Anruf auf, und danach können sich die beiden Telefone ihre Stimmen über das Büronetz zuschicken, während die Telefonanlage den Anruf im Blick behält.
Quellen: Bell System Technical Journal: time division switch units for No. 101 ESS (1969); IETF RFC 3261: SIP, the protocol of internet calls (2002)
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Schritt 3 von 5
Sie drücken die 9 für eine Amtsleitung
Um einen Kunden anzurufen, drücken Sie in vielen Büros zuerst die 9 und dann seine Nummer. Die 9 sagt der Telefonanlage, dass der Anruf nach draußen geht. Also nimmt sie eine freie Amtsleitung und gibt die Nummer ans öffentliche Telefonnetz weiter. Heute ist diese Leitung ein SIP-Trunk, der über den Internetanschluss des Büros und den Router im Schrank läuft. In den 1990er Jahren war es ein Kabel von der Vermittlungsstelle, das über den Verteiler an der Wand zur Amtskarte im Schrank führte.
Warum bekommt nicht jeder Schreibtisch seine eigene Amtsleitung?
Weil selten alle gleichzeitig nach draußen telefonieren. Die elektronische Telefonanlage der Bell Labs für Büros von 1963 versorgte bis zu 200 Nebenstellen mit höchstens 40 Amtsleitungen. Das Diagramm weiter unten zeigt, wie wenige Leitungen ein Büro mit 40 Leuten braucht.
Auf die Amtsleitungen haben es auch Kriminelle abgesehen. Sind sie erst in eine schlecht geschützte Telefonanlage eingedrungen, wählen sie hundert- oder tausendfach teure Auslands- oder Mehrwertnummern, und das Büro bezahlt die Rechnung. Davor warnt das britische National Cyber Security Centre.
Quellen: Bell System Technical Journal: time division switch units for No. 101 ESS (1969); National Cyber Security Centre: private branch exchange best practice (2024)
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Schritt 4 von 5
Ein Kunde ruft Ihre Durchwahl an
Jetzt wählt ein Kunde Ihre eigene Nummer im Büro. Der Anruf kommt über eine der Amtsleitungen herein, und das öffentliche Netz schickt die letzten Ziffern der Nummer mit. Die Telefonanlage ordnet sie der Nebenstelle 201 zu und lässt Ihr Telefon klingeln. Niemand am Empfang nimmt vorher ab. Das ist die Durchwahl, englisch „direct dialling-in“ oder DDI.
Wie kam ein Anruf an Ihren Platz, bevor es die Durchwahl gab?
Über eine Telefonistin. Jeder Anruf auf die eine Nummer der Firma klingelte an einem Vermittlungsschrank. Die Telefonistin fragte, wen man sprechen wollte, und steckte eine Stöpselschnur in die Buchse dieser Nebenstelle. An dem Vermittlungsschrank, den der Buckingham Palace 1930 einbauen ließ, leuchtete eine Lampe auf, sobald jemand im Palast einen Hörer abnahm.
Die Internationale Fernmeldeunion legte die Durchwahl für digitale Leitungen 1988 fest. In ihren Worten erreicht der Anrufer eine Person an einer privaten Anlage ohne Zutun einer Vermittlungskraft. Dazwischen sitzt niemand mehr.
Quellen: London Museum: Buckingham Palace private branch exchange (1930); ITU-T I.251.1: direct-dialling-in (1988, revised 1992)
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Schritt 5 von 5
Sie verbinden den Anruf zu Ben weiter
Der Kunde braucht Ben. Sie drücken auf Weiterverbinden und wählen die 202. Die Telefonanlage legt den Kunden in die Warteschleife und lässt es bei Ben klingeln. Sie können zuerst mit Ben sprechen oder gleich auflegen. So oder so verbindet die Telefonanlage den Kunden mit Bens Telefon, und Ihre Leitung ist wieder frei.
Läuft der Anruf dann noch über Ihr Telefon?
Nein. Ihr Telefon sagt der Telefonanlage nur, wohin der Anruf als Nächstes soll. Von da an läuft der Anruf des Kunden von der Amtsleitung durch die Telefonanlage zu Bens Telefon.
Bei einer IP-Telefonanlage heißt die Nachricht, die das erledigt, REFER. Der Standard beschreibt beide Wege. Beim Weiterverbinden ohne Rückfrage legen Sie auf, bevor Ben abnimmt. Beim Weiterverbinden mit Rückfrage sprechen Sie erst mit ihm.
Im Schrank: die 1990er Jahre und heute
Die Telefonanlage erledigt in beiden Fällen dieselben vier Aufgaben. Geändert haben sich die Verkabelung zu den Plätzen, die Leitung nach draußen und das, was die Gespräche vermittelt.
Dieselben Aufgaben, aus dem Schrank genommen und in der Reihenfolge ausgelegt, in der ein Anruf auf sie trifft. Zeigen Sie auf ein Teil oder tippen Sie es an, um zu sehen, was es tut.
Schrank, 1990er
Server, heute
Die Telefonanlage
- 1Teilnehmerkarten
- 2Steuerkarten
- 3Amtskarte
- 4Gestell
30 Anrufe konnten sich gleichzeitig den einen ISDN-Primärmultiplexanschluss der Amtskarte teilen.
Die Telefonanlage
- 1Patchfeld
- 2Netzwerk-Switch
- 3Telefonanlage
- 4Router
Ein Programm auf einem Server vermittelt, was in den 1990er Jahren ein Gestell voller Steckkarten tat.
Wie ein Tischtelefon angeschlossen istNational Cyber Security Centre
Doppelader
Zwei eigene Kupferdrähte zu einer Karte im Schrank
Netzwerkkabel
Dasselbe Netz, das auch die Computer nutzen
Was den Anruf verbindetBell System Technical Journal; IETF RFC 3261
Zeitfenster
Steckkarten reichen Abtastwerte jeder Stimme hinüber
Software
Ein Programm auf einem Server baut den Anruf auf
Die Leitung nach draußenITU-T I.431; National Cyber Security Centre
30 Anrufe
Gleichzeitig, auf einem ISDN-Primärmultiplexanschluss mit 2.048 kbit/s
SIP-Trunk
Über den Internetanschluss des Büros
Einen Schreibtisch umstellenNational Cyber Security Centre; IETF RFC 3261
Neu verdrahten
Die Doppelader des Platzes an die neue Stelle ziehen
Einstecken
Das Telefon registriert sich an jeder Netzwerkdose
Wie viele Amtsleitungen ein Büro braucht
Nehmen wir ein Büro mit 40 Leuten. In der Hauptverkehrsstunde telefoniert jeder von ihnen etwa sechs Minuten nach draußen. Das Diagramm zeigt, wie oft jemand die 9 drückt und alle Amtsleitungen besetzt vorfindet.
Wie wahrscheinlich alle Amtsleitungen besetzt sind, nach Zahl der Leitungen
Berechnet mit Erlangs Formel für verlorene Anrufe von 1917. Sie zählt einen Anrufer, der alle Leitungen besetzt vorfindet, als jemanden, der aufgibt und es später noch einmal versucht.
Elektroteknikeren
Wie es dazu kam
- 1930
Eine Vermittlung für den Palast
Der Buckingham Palace lässt eine neue Telefonanlage einbauen. Telefonistinnen bedienen sie und stecken für jeden Anruf eine Stöpselschnur. Die Anlage wiegt 715 kg und bleibt bis Ende der 1960er Jahre in Betrieb.
London Museum: Buckingham Palace private branch exchange (1930)
- 1963
Die Elektronik übernimmt
Die Bell Labs stellen ihr elektronisches Vermittlungssystem No. 101 für Telefonanlagen in Büros fertig. Ein Programm im Gebäude des Netzbetreibers steuert es, und eine Einheit beim Kunden verbindet die Anrufe in Zeitfenstern, für bis zu 200 Nebenstellen.
Bell System Technical Journal: time division switch units for No. 101 ESS (1969)
- 1988
Ihre eigene Nummer im Büro
Die Internationale Fernmeldeunion legt die Durchwahl für digitale Leitungen fest. Ein Anruf geht direkt an die Nebenstelle einer Person, und keine Vermittlung nimmt vorher ab.
- 2002
Anrufe im Büronetz
SIP, der Standard, auf dem Anrufe übers Internet laufen, wird veröffentlicht. Eine Telefonanlage kann jetzt ein Programm auf einem Server sein, und die Tischtelefone hängen im selben Netz wie die Computer.
- 2003
Strom über das Netzwerkkabel
Das IEEE veröffentlicht 802.3af. Damit führt ein Netzwerkkabel neben den Daten auch Strom. Ein Tischtelefon im Büronetz braucht keine eigene Steckdose mehr.
- 2018
Die 911 ohne die 9
Die USA verabschieden Kari's Law. Ab dem 16. Februar 2020 muss eine neue Telefonanlage im Büro die 911 direkt wählen lassen, ohne die 9 für die Amtsleitung. Außerdem muss sie jemanden im Gebäude alarmieren, etwa den Empfang.
Wo Voxbi ins Spiel kommt
Voxbi ist eine Cloud-Telefonanlage, gehostet in der Europäischen Union. Sie erledigt diese Aufgaben aus einem Rechenzentrum: Nebenstellen, Amtsleitungen, Durchwahlen und Weiterverbinden.
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