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Energy consumption, the finite horizon of conventional fossile energy resources and maintaining sustainable environmental conditions form the biggest challenges in the near future. Renewable energy sources like wind, water, solar energy or biomass are limited and unsteady substitutes and require a radical rethinking of the energy problem. There are two main solution approaches: power saving and intelligent management of the use of energy. Both require advanced technologies and a close adaption between energy production and energy usage. Information Technologies (IT) themselves account for a major energy consumer by contribution of about 10 % to the global C02 production and will be a target for power saving but Information and Communication Technology (ICT) are the key for the intelligent power management. The first part of the contribution addresses in a systematic way power consumption in ICT on different levels from hardware and device technologies up to application processes, as well as possible approaches and solutions such as new technologies (such as nanotubes), control of power consumption on the chip level, system level and application level by methods of dynamic power supply, adaptive sleep modes, disabling of temporarily unnecessary functionalities, and network virtualization. In the second part, the purpose and the architectures of energy information networks will be discussed, a comparatively new approach to monitor and to control the consumption of energy depending on the currently available energy sources (such as wind, solar energy or batteries of automotive vehicles), costs for the energy itself and for its transport to the customer. Such energy information networks can be based on existing communication infrastructures (access networks, sensor networks, core networks) which have to be enhanced by other technologies (such as power line communications) and upgraded with respect to security, privacy protection and reliability. In the final part, the contribution addresses the specific aspect of performance modelling. From this point of view, the issue can be considered as a resource sharing problem. Examples will be given how queuing theory can be used to optimize the use of resources (such as processors, communication links, storage areas, etc.) under stochastic conditions and dynamic scheduling schemes.

Die altesten Lehrstuhle der Fakultat fur Bauingenieur- und Vermessungswesen sind fast so alt wie die Universitat (TH), denn die Polytechnische Schule hat mit dem Bauwesen unter Tulla als Wasserbauingenieur und Geodat begonnen und fruh Professoren fur Strasenbau und Eisenbahnwesen (mit Bruckenbau), Wasserbau und Stadtebau berufen. Lange Zeit gab es zusammen mit den Architekten eine gemeinsame Fakultat fur Bauwesen mit zwei Abteilungen. Galt es in der Anfangszeit den grosen Infrastrukturbedarf im Bereich der Verkehrswege sowie den Siedlungsausbau zu bewaltigen, zeichneten sich in den 50er Jahren mit der Auffacherung in Grundbau, Stahl- und Leichtmetallbau, Holzbau und Baukonstruktion, Stahlbetonbau, Baustatik, Wasserwirtschaft, Wasserbau, Hydraulik, Strasen- und Eisenbahnwesen, Verkehrswesen, Stadtebau und Landesplanung sowie Geodasie die neuen Anforderungen im Bauwesen ab.

Die Mobilkommunikation erfahrt derzeit ein hohes Wachstum von jahrlich mehr als 50 %. Schwerpunkt der gegenwartigen Anwendungen sind zellulare Mobilkommunikationsnetze mit digitaler Ubertragung nach dem GSM-Standard (in Deutschland: D1, D2, E+) fur die Sprachkommunikation und zunehmend auch fur niederratige Datenkommunikation. Die Kapazitat dieser Netze wird voraussichtlich bereits Anfang des nachsten Jahrzehnts erschopft sein. Bis dahin wird die Dichte der Mobilkommunikationsteilnehmer mehr als 25 % der Festnetzteilnehmer erreicht haben, d.h. mehr als 10 Millionen Mobilteilnehmer. Neben den zellularen Mobilkommunikationsnetzen werden sich aber auch kostengunstigere Losungen auf der Basis des DECT Standards (DECT: Digital European Cordless Telephone) etablieren, welche nur eine beschrankte Mobilitat erlauben, aber ISDN-Netzzugange ermoglichen. Ende dieses Jahrzehnts treten zusatzliche Netze fur die globale Mobilkommunikation auf der Basis niedrigfliegender Satelliten hinzu (LEO: Low Earth Orbit). Im Inhouse-Bereich werden sich drahtlose Funk-LANs (Wireless LANs), vornehmlich fur die Datenkommunikation, ausbreiten, welche die Festnetzzugange erganzen. Alle gegenwartigen digitalen Mobilkommunikationssysteme werden der 2. Generation zugerechnet, welche die analogen Systeme der 1. Generation ablosen.

Modeme Kommunikationsnetze ermoglichen zunehmend flexible, nutzerkonfigurierbare Dienste. Durch die Anwendung der Kommunikationstechnik zur Verarbeitung sensitiver Daten sind die Anforderungen an die Sicherheit gestiegen, welche oftmals bei der Einfuhrung neuer Systeme und Dienste noch nicht konkretisiert sind und deshalb nur unzureichend Berucksichtigung finden. Die zunehmende Auswertung personenbezogener Daten, die zur Realisierung von Diensten im Kommunikationsnetz verarbeitet werden, macht auch diese Daten schutzenswert. Die Qualitat eines Dienstes wird deshalb in Zukunft auch an seiner Moglichkeit gemessen werden, individuelle Sicherheitsanforderungen effizient zu realisieren oder mindestens zu unterstutzen. Die vorliegende Arbeit stellt ein Konzept vor, welches durch Betrachtung verschiedener Kriterien eine wirtschaftliche und effiziente Sicherung von Kommunikations-systemen ermoglicht. Die Verfahren zur sicheren Identifikation von Kommunikationspartnern (Authentikation) und die Verteilung von geheimen Schlusseln zur Sicherung der ubermittelten Daten werden aufgrund ihrer Bedeutung detailliert behandelt. Eine Integration vorgeschlagener Sicherungsmechanismen auf Protokollebene wird am Beispiel der Dienstanforderung im Schmalband-ISDN skizziert.

Das Intelligente Netz (IN) ist ein Architekturkonzept, das die schnelle und kostengunstige Einfuhrung neuer Kommunikationsdienste unterstutzt und erleichtert. Wechselwirkungen zwischen Diensten im IN stellen ein ernstzunehmendes Problem dar, da sie den sicheren und benutzerfreundlichen Betrieb eines Telekommunikationsnetzes gefahrden konnen. In dieser Arbeit wird ein Verfahren zur Erkennung solcher Wechselwirkungen vorgestellt, das in einer fruhen Phase der Dienstentwicklung ansetzt. Dabei wird gezeigt, das die Ursache fur solche Wechselwirkungen darin liegt, das mehrere Dienste gemeinsame Einflusbereiche besitzen und uber Auswirkungen auf diese Bereiche miteinander in Wechselwirkung treten konnen. Mit Hilfe einer formalen Beschreibung der Rufbehandlung und Dienstbearbeitung im IN konnen unter Verwendung formaler Techniken wie der Erreichbarkeitsanalyse solche Wechselwirkungen erkannt warden.

Die technische Kommunikation hat ihre Ursprunge in den Erfindungen des Telegrafen (Gaus, Weber 1933) und des Telefons (Reis 1861, Gray, Bell 1876), mit denen es moglich wurde, Zeichen und akustische Sprachsignale mittels elektrischer Impulse bzw. zu den Sprachsignalen analoger Strome zu ubertragen. Mit der Erfindung der Vermittlung wurde es moglich, Verbindungen zwischen beliebigen Benutzern (Teilnehmern) herzustellen. Die ersten Fernsprech-Vermittlungen erfolgten „per Hand“ 1877, bei denen ubertragungsleitungsabschnitte an den Vermittlungspunkten uber Kontakte zu einer durchgehenden Verbindung durchgeschaltet wurden. Die rasche Zunahme des Fernsprechens fuhrte zur Erfindung des Wahlers von Strowger 1892, einer elektromechanischen Schalteinrichtung, welche durch Wahlimpulse des Teilnehmers selbsttatig eingestellt werden konnte. Mit dieser Erfindung wurde es moglich, automatisch, d.h. im Prinzip ohne Bedienpersonal, wahlweise Verbindungen zwischen beliebigen Teilnehmern aufzubauen.

Mit den bereits heute realisierten Moglichkeiten der Datenkommunikation uber das Fernsprechnetz, das ISDN, die Mobilkommunikationsnetze sowie die verschiedenen Formen von Datennetzen sind Elektronische Post (electronic mail), Dateiubertragung (file transfer), Arbeiten an entfernten Rechnern (remote login), Zugriff auf eine grose Zahl angebotener Informationsdienste wie dem des World Wide Web (WWW), Dokumentenaustausch oder verteiltes Erstellen von Dokumenten moglich und weisen gegenwartig ein auserordentlich starkes Wachstum auf. Neue Nutzungsmoglichkeiten, wie die niederqualitative Sprachund Bewegtbildkommunikation werden bereits uber das heutige Internet erschlossen. Das Potential dieser Anwendungen, insbesondere hinsichtlich der Moglichkeiten des Zugriffs auf Informationsdatenbasen, ist bei weitem noch nicht erschopft und wird bereits weitreichende Konsequenzen fur Arbeitsablaufe, Ausbildung u.a. nach sich ziehen.

In automotiven Systemen wie Personenwagen, Lastkraftwagen usw. werden heute serielle Bussysteme eingesetzt, um den Verkabelungsaufwand und das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren. In den daraus entstehenden Netzen sind elektronische Komponenten unterschiedlicher Hersteller miteinander verbunden. Deshalb mussen fur die Kommunikation dieser Komponenten offene Schnittstellen bereitgestellt werden, die auf entsprechenden Softwareschichten aufbauen.

Abs t r ac t . The fast correlation attack described by Meier and StatTelbach [1] on certain stream ciphers requires that the number of taps of the characteristic polynomial must be small, typically less than 10. The attack can be extended to characteristic polynomials with an arbitrary number of taps if an efficient algorithm is available to compute low-weight polynomial multiples of the feed-back polynomial. Given an arbitrary polynomial of degree k over GF(2), a method based on the "birthday paradox" was suggested in [1] to find weight-4 polynomial multiples of the polynomial having degree < 2 k/4. The computational complexity is O(2k/2), and a table size of O(2 k/2) is used. In this paper a technique based on Zech's logarithm is described, which uses a significantly smaller table size but at the cost of increased computational complexity. It is shown that weight-4 polynomials of degree k can be found requiring a table size of O(2 k/3) and computational complexity O(2 k/3) + Dn[O(2k/3)], where the second term denotes the complexity to compute discrete logarithms in GF(2 k) of 0(2 k/3) field elements. If weight-4 polynomials of degree ~ 0(2 k/4) are required, the table size is 0(23k/s) and the computational complexity 0(23k/s) + DL[O(23k/s)]. To compute the discrete logarithm of field elements the use of Coppersmith's algorithm [2] is suggested.

This work yields a generic modelling approach for the signalling load as a result of the various communications services, especially new services like UPT. A tool has been developed which provides the distinct loading of all hard- and software signalling network resources and on which a hierarchical performance analysis and planning procedures are based. The results of the analysis are used to evaluate the end-to- end performance of the call scenarios under consideration. A numerical example, including ISDN and PLMN scenarios, outlines the application of the tool to a hypothetical network.

Aufbauend auf eine kurzgefaste Begriffsbestimmung wird versucht, die wesentlichsten Aspekte der Kommunikation in verteilten Systemen anhand von Anwendungen, offenen Kommunikationssystemen und ihrer Standardisierung, Kommunikationsnetzen und anhand von Methoden und Werkzeugen fur die Entwicklung sowie des Betriebs zu charakterisieren.

Communication architectures with a multi-layer protocol structure are extremely difficult to evaluate due to the model complexity. In this paper, a hierarchical decomposition and aggregation technique is described which is oriented at the ISO Basic Reference Model. In particular, connection-oriented and connectionless data transmission are compared to each other quantitatively. The modelling and performance evaluation technique is exemplified for the example of a Local Area Network. Numerical Results are reported which show the influence of some system and protocol parameters on the delay. The generality of the suggested approach allows the application to Wide Area Networks, as well.

A new inhouse communication system is suggested, integrating circuit switched services with variable bandwidth and packet switched services with variable throughput rate. The concept is based on the existing subscriber lines for ISDN services, and extended by small LANs and new PBXes, which are interconnected through broad-band links. LANs, PBXes and broad-band links are appropriate for integrated circuit switching and packet switching. In the first part of this paper, integration principles within the PBX as well as implementation aspects are outlined. The second part compares performance results of several strategies to achieve the integration of both switching principles on a ring system and presents a pilot implementation.

Queuing networks are widely used for modeling computer and communications systems. In recent years, efficient algorithms have been developed for the stationary state analysis from which the performance can be evaluated in terms of throughput and average delays. In this paper, the method of first passage times is used to analyze time-dependent processes within Markovian queuing networks as busy periods and response (cycle) times. Closed-form expressions are derived for the cyclic queuing system with two service stations. Generalizations to more complex networks are finally discussed. The analysis of life-time processes leads to a much deeper insight in the behavior of queuing networks compared to the stationary state analysis allowing for individual customer delay distributions or distributions of periods of continuous or simultaneous service. The method of first passage times is of particular advantage for cases with higher degrees of dependence as, e.g., networks with state- dependent service rates, queue disciplines other than FIFO, or cycle paths with overtaking.

In der vorliegenden Untersuchung wurde ein Warteschlangenmodell fur Rechnersysteme mit zweistufiger Speicherhierarchie, virtuellem Speicherprinzip und Paging unter Einbeziehung realer Programmeigenschaften und Betriebssystem-Strategien exakt analysiert. Es wurde unter vereinfachenden Voraussetzungen gezeigt, das der Durchsatz-optimale Multiprogramminggrad mit Hilfe solcher Untersuchungen bestimmt werden kann in Abhangigkeit von Lokalitatseigenschaft realer Benutzerprogramme und Systemparametern.

A local area network with a completely distributed control is considered, where the connected peripherals (terminals, host computers) communicate with each other through addressed messages via a common high speed carrier. The network consists of three main layers: peripherals, network access controllers (NAC), and the communication subsystem. The higher levels of the network protocols are implemented within the NAC or the connected peripherals. The communication subsystem consists of the common high speed carrier and the channel access modules (CAM). The communication subsystem operates under a new carrier-sense-multiple-access (CSMA) protocol with collision detection and conflict resolution by dynamically controlled send priorities. This protocol combines both advantages of pure contention protocols for low traffic and fixed/demand assignment protocols for heavy traffic and reveals specific advantages with respect to overload control.

Diensteintegrierende Nachrichtennetze — Grundlagenprobleme der Modellierung und des Traffic Engineering

In Realzeitsystemen tritt sowohl in der Peripherie als auch in der Zentraleinheit haufig das Problem auf, das mehrere Anforderungen aus verschiedenen Geraten bzw. Warteschlangen gleichzeitig dasselbe Betriebsmittel in Anspruch nehmen wollen. Als Beispiele seien genannt: a) der von Teilnehmerstationen erzeugte Verkehr in Teilnehmerrechensystemen, b) die aus der Peripherie kommenden Meldungen bei der Prozesdatenverarbeitung in Realzeitrechnern, c) der Zugriff von Vorverarbeitungseinheiten auf zentrale Verarbeitungs- oder Speichereinheiten in Nachrichtenvermittlungssystemen. Zur Organisation des Verkehrs ist deshalb eine Strategie anzugeben, nach der die einzelnen wartenden Anforderungen nacheinander bedient werden. Auser den bekannten Strategien wie FIFO (first in, first out) oder auch unterbrechenden bzw. nichtunterbrechenden Prioritaten werden in der Praxis aus Grunden der einfachen hardwaremasigen Realisierbarkeit haufig auch zyklische Abfertigungsstrategien angewendet N. Hierbei werden aus verschiedenen Warteschlangen in zyklisch wiederkehrender Reihenfolge wartende Anforderungen zur Bedienung abgeholt.