В большинстве случаев применяются каналы типов B и D.
Из указанных типов каналов формируются интерфейсы, наибольшее распространение получили следующие типы:
Содержание
Интерфейс базового уровня
Интерфейс базового уровня (англ. Basic Rate Interface, BRI ) — предоставляет для связи аппаратуры абонента и ISDN-станции два B-канала и один D-канал. Интерфейс базового уровня описывается формулой 2B+D . В стандартном режиме работы BRI могут быть одновременно использованы оба B-канала (например, один для передачи данных, другой для передачи голоса) или один из них. При одновременной работе каналов они могут обеспечивать соединение с разными абонентами. Максимальная скорость передачи данных для BRI интерфейса составляет 128кб/с. D-канал используется только для передачи управляющей информации. В режиме AO/DI (Always On/Dynamic ISDN) полоса 9.6 кбит/c D-канала используется в качестве постоянно включённого выделенного канала X.25, как правило, подключаемого к Интернет. При необходимости, используемая для доступа к Интернет полоса расширяется путём включения одного или двух B-каналов. Этот режим, хотя и стандартизирован (под наименованием X.31), но не нашёл широкого распространения. Для входящих соединений BRI поддерживается до 7 адресов (номеров) которые могут назначаться различными ISDN-устройствами, разделяющим одну абонентскую линию. Дополнительно, обеспечивается режим совместимости с обычными, аналоговыми абонентскими устройствами — абонентское оборудование ISDN, как правило, допускает подключение таких устройств и позволяет им работать прозрачным образом. Интересным побочным эффектом такого «псевдоаналогового» режима работы стала возможность реализации симметричного модемного протокола X2 (англ.) фирмы US Robotics, позволявшего передачу данных поверх линии ISDN в обе стороны на скорости 56кбит/c.
Наиболее распространённый тип сигнализации — DSS1 (англ. Digital Subscriber System No. 1 ), также известный как Euro-ISDN. Используется два магистральных режима портов BRI относительно станции или телефонов — S/ТЕ и NT. Режим S/ТЕ — порт эмулирует работу ISDN телефона, режим NT — эмулирует работу станции. Отдельное дополнение — использование ISDN телефона с дополнительным питанием в этом режиме, так как стандартно не все порты (и карты HFC) дают питание по ISDN шлейфу (англ. inline power ). Каждый из двух режимов может быть «точка-многоточка» (англ. point-to-multi-point , PTMP) он же MSN (англ. Multiple Subscriber Number ), или «точка-точка» (англ. point-to-point , PTP).
В первом режиме для поиска адресата назначения на шлейфе используются номера MSN, которые, как правило, совпадают с выделенными провайдером телефонии городскими номерами. Провайдер должен сообщить передаваемые им MSN. Иногда провайдер использует так называемые «технические номера» — промежуточные MSN.
Во втором режиме BRI порты могут объединяться в транк — условную магистраль, по которой передаваемые номера могут использоваться в многоканальном режиме.
ISDN технология использует три основных типа интерфейса BRI: U, S и T.
- U — одна витая пара, проложенная от коммутатора до абонента, работающая в полном или полудуплексе. К U-интерфейсу можно подключить только 1 устройство, называемое сетевым окончанием (англ.Network Termination , NT-1 или NT-2).
- S/T интерфейс (S0). Используются две витые пары, передача и приём. Может быть обжата как в RJ-45 так и в RJ-11 гнездо/кабель. К гнезду S/T интерфейса можно подключить одним кабелем (шлейфом) по принципу шины до 8 ISDN устройств — телефонов, модемов, факсов, называемых TE1 (Terminal Equipment 1). Каждое устройство слушает запросы в шине и отвечает на привязанный к нему MSN. Принцип работы во многом похож на SCSI.
- NT-1, NT-2 — Network Termination, сетевое окончание. Преобразовывает одну пару U в один (NT-1) или два (NT-2) 2-х парных S/T интерфейса (с раздельными парами для приёма и передачи). По сути S и T это одинаковые с виду интерфейсы, разница в том, что по S интерфейсу можно подать питание для TE устройств, телефонов например, а по T — нет. Большинство NT-1 и NT-2 преобразователей умеют и то и другое, поэтому интерфейсы чаще всего называют S/T.
Интерфейс первичного уровня
( Primary Rate Interface, PRI ) — используется для подключения к широкополосным магистралям, связывающим местные и центральные АТС или сетевые коммутаторы. Интерфейс первичного уровня объединяет:
• для стандарта E1 (распространён в Европе) 30 В-каналов и один D-канал 30B+D . Элементарные каналы PRI могут использоваться как для передачи данных, так и для передачи оцифрованного телефонного сигнала.
• для стандарта Т1 (распространен в Северной Америке и Японии, а также — в технологии DECT) 23 В-канала и один D-канал 23B+D .
Интерфейс первичного уровня (англ. Primary Rate Interface, PRI) — стандартный интерфейс сети ISDN, определяющий дисциплину подключения станций ISDN к широкополосным магистралям, связывающим местные и центральные АТС или сетевые коммутаторы. Интерфейс первичного уровня объединяет 23 В-канала и один D-канал для стандарта Т1 (23B + D=24*64=1536[kBit/s]) или 30 В-каналов для голоса или данных, один D-канал для сигнализации и один Н-канал для служебных данных стандарта E1 (30B + D + Н=32*64=2048[kBit/s]).
Архитектура сети ISDN
Сеть ISDN состоит из следующих компонентов:
- сетевые терминальные устройства (NT, англ.Network Terminal Devices )
- линейные терминальные устройства (LT, англ.Line Terminal Equipment )
- терминальные адаптеры (TA, англ.Terminal adapters )
- Абонентские терминалы
Абонентские терминалы обеспечивают пользователям доступ к услугам сети. Существует два вида терминалов: TE1 (специализированные ISDN-терминалы), TE2 (неспециализированные терминалы). TE1 обеспечивает прямое подключение к сети ISDN, TE2 требуют использования терминальных адаптеров (TA).
Интересные факты
Связисты (в шутку) расшифровывают аббревиатуру ISDN как It Still Does Nothing (Оно всё ещё ничего не делает), намекая тем самым на то, что из более чем 230-и базовых функций ISDN, реально используется только весьма малая их часть (реально востребованная потребителем).
В современных телекоммуникационных сетях используется множество разнообразных технологий и протоколов. Аналоговые системы связи все меньше отвечают требованиям времени, хотя из-за своей доступности они еще достаточно широко используются для телефонии и низкоскоростной передачи данных, в частности по протоколу Х.25. Более высокими скоростями передачи отличаются выделенные цифровые каналы связи, построенные на основе меди, оптоволокна, беспроводных и спутниковых каналов связи. Но их строительство и аренда обходятся значительно дороже. Развиваются очень перспективные сети c асинхронным режимом передачи (ATM), позволяющие передавать с максимальной эффективностью любые виды трафика и масштабировать полосу пропускания. Реально доступны, в том числе в ряде городов России, услуги сетей с ретрансляцией кадров (frame relay), обычно базирующихся на выделенных линиях и поддерживающих многоточечные топологии. Сети frame relay могут использоваться для передачи различных видов трафика, в том числе чувствительного к задержкам. В ряде стран, прежде всего в США, началось внедрение технологий высокоскоростной передачи интегрированных данных по сетям кабельного телевидения (КТВ) и обычным телефонным проводам (xDSL). Получают развитие такие технологии, как SMDS (Synchronous Multimegabit Digital Service — многоточечная передача данных на основе коммутации ячеек) и B-ISDN (Broadband ISDN — широкополосная ISDN). Эти технологии очень перспективны, но пока мало доступны и дороги.
Во всем мире растет количество цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN — Integrated Services Digital Network). Они основываются на "зрелой" технологии и создаются отчасти на базе оборудования и каналов существующих телефонных сетей общего пользования (ТСОП).
Сети АТМ, frame relay и ISDN начинают использоваться и в России. Более того, усилиями целого ряда российских операторов, совместных предприятий и зарубежных компаний, строящих наложенные сети на основе самых современных технологий SDH и ATM, создаются условия для реализации качественно новых возможностей в области телекоммуникаций.
При построении территориально-распределенных сетей компаний и подключении к основной локальной вычислительной сети (ЛС) удаленных филиалов и мобильных пользователей перед администраторами ЛС, специалистами в области информационных технологий встает непростая задача оптимального выбора стандарта передачи информации. В данной статье рассматриваются практические аспекты использования каналов ISDN для построения интегрированных информационных сетей.
Краткая историческая справка
Технология ISDN была разработана в 1974 году. Первая ISDN станция была введена в эксплуатацию в 1976г. С самого начала внедрение этой технологии воспринималось как переход от существующей аналоговой телефонии к цифровой сети. Но технология ISDN изначально предполагала более широкий спектр возможностей, нежели простая замена устаревшей телефонной сети, применение её в качестве передачи голосового трафика не оправдывало финансовых затрат на организацию сети. Несмотря на первоначальный интерес к технологии ISDN, она не получила должного развития и, в течении двадцати лет человечество предпочитало жить "по старинке". Интерес к цифровой технологии возник только в последние несколько лет, в период бума развития компьютерных технологий, который в настоящий момент охватил не только сферы производства и обслуживания, но и сферу быта. Существующая аналоговая сеть уже не удовлетворяет современным требованиям по качеству и скорости передачи данных, а организация оптической линии для сетей абонентского доступа пока не является экономически целесообразным. Наиболее приемлемым выходом в этой ситуации стала технология ISDN позволяющая использовать старые медные линии для высокоскоростной передачи данных. Хотя эволюция сетевых технологий передачи данных до сих пор значительно отстаёт от темпов внедрения компьютерных технологий. В основном это объясняется отсутствием единой транспортной среды на основе технологии наложенной сети передачи данных. Технология ISDN позволит решить эту задачу в кратчайшие сроки и с высокой экономической эффективностью.
Благодаря усилиям со стороны ETSI (European Telecommunications Standards Institute) фактическим стандартом в Европе становится EuroISDN, который поддерживают большинство европейских телекоммуникационных провайдеров и производителей оборудования. В России также ведутся работы по стандартизации и обеспечению совместимости строящихся в различных регионах сетей ISDN.
Что такое ISDN?
ISDN (Integrated Services Digital Network) что в переводе на русский язык означает цифровая сеть с интеграцией служб. Это наложенная цифровая сеть, которая организуется на существующей аналоговой телефонной сети общего пользования. Принципиальное отличие ISDN от существующей аналоговой сети заключается в том, что технология ISDN позволяет организовать коммутируемые цифровые каналы непосредственно от пользователя к пользователю. Использовать этот цифровой канал можно по-разному.
Во-первых, Вы получаете качественную телефонную связь с мгновенным установлением соединения, в добавок большое количество сервисных функций (до 230), высокую гарантию сохранности информации при ее прохождении по каналам связи.
Во-вторых, Вы получаете вторую телефонную линию без каких либо затрат, разве что Вам придётся купить ещё один телефонный аппарат.
В-третьих, если Вы желаете не только говорить с собеседником, но и видеть его то ISDN предоставляет и эту возможность. Более того, с помощью ISDN технологии, возможно, организовать видео конференцию в реальном времени с участием нескольких абонентов. Эта услуга может быть полезна в тех сферах деятельности, где необходим оперативный обмен видео информацией.
В-четвёртых, при существующем дефиците абонентских линий Вы можете
телефонизировать офис, используя всего лишь одну медную телефонную пару.
В-пятых, ISDN предоставляет уникальную возможность, объединения удалённых офисов в единую локальную сеть как внутри города, так и между городами, со скоростью до 128 кB/с.
Технология ISDN
Структура ISDN включает в себя два типа доступа: базовый доступ (BRI Basic Rate Interface), регламентирующий соединение ISDN-станции с абонентом, и первичный доступ (PRI Primary Rate Interface), обеспечивающий связь между ISDN-станциями.
BRI
Базовый доступ ISDN (Basic Rate Interface) представляет собой два логических информационных В-канала со скоростью передачи данных по 64 кбит/с каждый и один служебный D-канал со скоростью передачи 16 кбит/с. Доведение цифрового потока до пользователя реализуется посредством и осуществляется в так называемой стандартной точке или интерфейсе U. Сетевое окончание (NT), являющееся частью канала BRI, соединяет существующий двухпроводный электрический абонентский кабель. Подключение к кабелю канала U с аппаратурой пользователя через 4-х проводную шину S (рис.1):
Посредством S/T-интерфейса осуществляется разводка внутри офиса компании либо квартиры с помощью двух парного кабеля; при этом обеспечивается параллельное подключение до восьми ISDN устройств (рис.2):
Конструктивно шина S представляет собой 4-х проводную кабельную линию с подключением терминалов к интерфейсу через разъём RJ45 стандарта DIS8877.
PRI
Первичный доступ (Primary Rate Interface) обеспечивает подключение к сети ISDN со скоростью передачи данных 2 Мбит/с. PRI используется для связи между учрежденческими АТС и ТФОП. PRI-интерфейс построен по тому же принципу, что и BRI-интерфейс. Один PRI обеспечивает 30 B-каналов по 64 кбит/с и один D-канал со скоростью 64 кбит/с. Соединение с помощью PRI возможно только в режиме "точка-точка". Цикловая структура PRI ISDN соответствует структуре ИКМ-30. Конструктивно PRI представляет собой 4-х проводную электрическую линию.
С целью стандартизации для взаимодействия учрежденческих АТС с телефонной сетью общего пользования (ТФОП) с помощью ISDN решено использовать протокол абонентского доступа EDSS1, а для протокола межстанционной сигнализации ведомственных ISDN АТС стандартизован протокол Qsig.
ISDN (англ. Integrated Services Digital Network ) — цифровая сеть с интеграцией служб. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.
Содержание
История названия
Назначение
Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64 кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.
Выбор 64 кбит/c стандарта определяется следующими соображениями. При полосе частот 4 кГц, согласно теореме Котельникова, частота дискретизации должна быть не ниже 8 кГц. Минимальное число двоичных разрядов для представления результатов стробирования голосового сигнала при условии логарифмического преобразования равно 8. Таким образом, в результате перемножения этих чисел (8 кГц * 8 (число двоичных разрядов) = 64) и получается значение полосы B-канала ISDN, равное 64 кбит/с. Базовая конфигурация каналов имеет вид 2 × B + D = 2 × 64 + 16 = 144 кбит/с. Помимо B-каналов и вспомогательного D-канала, ISDN может предложить и другие каналы с большей пропускной способностью: канал Н0 с полосой 384 кбит/с, Н11 — 1536 кбит/c и Н12 — 1920 кбит/c (реальные скорости цифрового потока). Для первичных каналов (1544 и 2048 кбит/с) полоса D-канала может составлять 64 кбит/с.
Принцип работы
Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология TDM (англ. Time Division Multiplexing , мультиплексирование по времени). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса, называющаяся элементарным каналом (или стандартным каналом). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по отдельному каналу, называющемуся каналом внеканальной сигнализации.
В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы.
| Тип | Полоса | Описание |
|---|---|---|
| A | — | Аналоговая телефонная линия, 4кГц. |
| B | 64 кбит/с | Передача данных или 1 телефонная линия (1 поток оцифрованного звука) |
| C | 8/16 кбит/с | Передача данных |
| D | 16/64 кбит/с | Канал внеканальной сигнализации (управление другими каналами) |
| E | 64 кбит/с | Внутренняя сигнализация ISDN |
| H0 | 384 кбит/с | Передача данных |
| H10 | 1472 кбит/с | Передача данных |
| H11 | 1536 кбит/с | Передача данных |
| H12 | 1920 кбит/с | Передача данных |
В большинстве случаев применяются каналы типов B и D.
Из указанных типов каналов формируются интерфейсы, наибольшее распространение получили следующие типы:
Интерфейс базового уровня
Интерфейс базового уровня (англ. Basic Rate Interface, BRI ) — предоставляет для связи аппаратуры абонента и ISDN-станции два B-канала и один D-канал. Интерфейс базового уровня описывается формулой 2B+D . В стандартном режиме работы BRI могут быть одновременно использованы оба B-канала (например, один для передачи данных, другой для передачи голоса) или один из них. При одновременной работе каналов они могут обеспечивать соединение с разными абонентами. Максимальная скорость передачи данных для BRI интерфейса составляет 128кб/с. D-канал используется только для передачи управляющей информации. В режиме AO/DI (Always On/Dynamic ISDN) полоса 9,6 кбит/c D-канала используется в качестве постоянно включённого выделенного канала X.25, как правило, подключаемого к Интернет. При необходимости используемая для доступа к Интернет полоса расширяется путём включения одного или двух B-каналов. Этот режим, хотя и стандартизирован (под наименованием X.31), не нашёл широкого распространения. Для входящих соединений BRI поддерживается до 7 адресов (номеров), которые могут назначаться различными ISDN-устройствами, разделяющими одну абонентскую линию. Дополнительно обеспечивается режим совместимости с обычными, аналоговыми абонентскими устройствами — абонентское оборудование ISDN, как правило, допускает подключение таких устройств и позволяет им работать прозрачным образом. Интересным побочным эффектом такого «псевдоаналогового» режима работы стала возможность реализации симметричного модемного протокола X2 ( англ. ) фирмы US Robotics, позволявшего передачу данных поверх линии ISDN в обе стороны на скорости 56 кбит/c.
Наиболее распространённый тип сигнализации — Digital Subscriber System No. 1 (DSS1), также известный как Euro-ISDN. Используется два магистральных режима портов BRI относительно станции или телефонов — S/ТЕ и NT. Режим S/ТЕ — порт эмулирует работу ISDN телефона, режим NT — эмулирует работу станции. Отдельное дополнение — использование ISDN-телефона с дополнительным питанием в этом режиме, так как стандартно не все порты (и карты HFC) дают питание по ISDN-шлейфу (англ. inline power ). Каждый из двух режимов может быть «точка-многоточка» (англ. point-to-multi-point , PTMP) он же MSN (англ. Multiple Subscriber Number ), или «точка-точка» (англ. point-to-point , PTP).
В первом режиме для поиска адресата назначения на шлейфе используются номера MSN, которые, как правило, совпадают с выделенными провайдером телефонии городскими номерами. Провайдер должен сообщить передаваемые им MSN. Иногда провайдер использует так называемые «технические номера» — промежуточные MSN.
Во втором режиме BRI-порты могут объединяться в транк — условную магистраль, по которой передаваемые номера могут использоваться в многоканальном режиме.
ISDN-технология использует три основных типа интерфейса BRI: U, S и T.
- U — одна витая пара, проложенная от коммутатора до абонента, работающая в полном или полудуплексе. К U-интерфейсу можно подключить только 1 устройство, называемое сетевым окончанием (англ. Network Termination , NT-1 или NT-2).
- S/T интерфейс (S0). Используются две витые пары, передача и приём. Может быть обжата как в RJ-45, так и в RJ-11 гнездо/кабель. К гнезду S/T интерфейса можно подключить одним кабелем (шлейфом) по принципу шины до 8 ISDN устройств — телефонов, модемов, факсов, называемых TE1 (Terminal Equipment 1). Каждое устройство слушает запросы в шине и отвечает на привязанный к нему MSN. Принцип работы во многом похож на SCSI.
- NT-1, NT-2 — Network Termination, сетевое окончание. Преобразовывает одну пару U в один (NT-1) или два (NT-2) 2-х парных S/T интерфейса (с раздельными парами для приёма и передачи). По сути, S и T — это одинаковые с виду интерфейсы, разница в том, что по S-интерфейсу можно подать питание для TE-устройств, например, телефонов, а по T — нет. Большинство NT-1 и NT-2 преобразователей умеют и то, и другое, поэтому интерфейсы чаще всего называют S/T.
Интерфейс первичного уровня
( Primary Rate Interface, PRI ) — используется для подключения к широкополосным магистралям, связывающим местные и центральные АТС или сетевые коммутаторы. Интерфейс первичного уровня объединяет:
• для стандарта E1 (распространён в Европе) 30 В-каналов и один D-канал 30B+D . Элементарные каналы PRI могут использоваться как для передачи данных, так и для передачи оцифрованного телефонного сигнала.
• для стандарта Т1 (распространен в Северной Америке и Японии, а также — в технологии DECT) 23 В-канала и один D-канал 23B+D .
Интерфейс первичного уровня (англ. Primary Rate Interface, PRI) — стандартный интерфейс сети ISDN, определяющий дисциплину подключения станций ISDN к широкополосным магистралям, связывающим местные и центральные АТС или сетевые коммутаторы. Интерфейс первичного уровня объединяет 23 В-канала и один D-канал для стандарта Т1 (23B + D=24*64=1536[kBit/s]) или 30 В-каналов для голоса или данных, один D-канал для сигнализации и один Н-канал для служебных данных стандарта E1 (30B + D + Н=32*64=2048[kBit/s]).
Архитектура сети ISDN
Сеть ISDN состоит из следующих компонентов:
- сетевые терминальные устройства (NT, англ. Network Terminal Devices )
- линейные терминальные устройства (LT, англ. Line Terminal Equipment )
- терминальные адаптеры (TA, англ. Terminal adapters )
- абонентские терминалы
Абонентские терминалы обеспечивают пользователям доступ к услугам сети. Существует два вида терминалов: TE1 (специализированные ISDN-терминалы), TE2 (неспециализированные терминалы). TE1 обеспечивает прямое подключение к сети ISDN, TE2 требуют использования терминальных адаптеров (TA).
Интересные факты
Связисты (в шутку) расшифровывают аббревиатуру ISDN как It Still Does Nothing (Он всё ещё ничего не делает), намекая тем самым на то, что из более чем 230 базовых функций ISDN реально используется только весьма малая их часть (востребованная потребителем).
