Lektsia_4_ISDN (Электронные лекции)

ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть синтеграцией служб. Позволяет совместить услуги телефонной связи иобмена данными.Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечениеинтегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.).Использование для этой цели телефонных проводов имеет двапреимущества: они уже существуют и могут использоваться дляподачи питания на терминальное оборудование.Выбор 64 кбит/c стандарта определяется следующимисоображениями. При полосе частот 4 кГц, согласно теоремеКотельникова, частота дискретизации должна быть не ниже 8 кГц.Минимальное число двоичных разрядов для представлениярезультатов стробирования голосового сигнала при условиилогарифмического преобразования равно 8.

Таким образом, врезультате перемножения этих чисел (8 кГц * 8 (число двоичныхразрядов) = 64) и получается значение полосы B-канала ISDN, равное64 кб/с. Базовая конфигурация каналов имеет вид 2 × B + D = 2 × 64 +16 = 144 кбит/с. Помимо B-каналов и вспомогательного D-канала ISDNможет предложить и другие каналы с большей пропускнойспособностью: канал Н0 с полосой 384 кбит/с, Н11 — 1536 кбит/c иН12 — 1920 кбит/c (реальные скорости цифрового потока).

Дляпервичных каналов (1544 и 2048 кбит/с) полоса D-канала можетсоставлять 64 кбит/с.Принцип работыДля объединения в сети ISDN различных видов трафика используетсятехнология TDM (англ. Time Division Multiplexing, мультиплексированиепо времени). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса,называющаяся элементарным каналом (или стандартным каналом).Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доляполосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачисигнала CALL по отдельному каналу, называющемуся каналомвнеканальной сигнализации.В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которыхформируются различные пользовательские интерфейсы.Тип ПолосаОписаниеA—Аналоговая телефонная линия, 4кГц.передача данных или 1 телефонная линия (1 поток оцифрованногоB64 кб/сзвука)C8/16 кб/с передача данныхDEH0H10H11H1216/64кб/с64 кб/с384 кб/с1472 кб/с1536 кб/с1920 кб/сКанал внеканальной сигнализации (управление другими каналами)Внутренняя сигнализация ISDNпередача данныхпередача данныхпередача данныхпередача данныхВ большинстве случаев применяются каналы типов B и D.Компоненты ISDNВ число компонентов ISDN входят терминалы, терминальныеадаптеры (ТА), устройства завершения работы сети, оборудованиезавершения работы линии и оборудование завершения коммутации.Имеется два типа терминалов ISDN.

Специализированные терминалыISDN называются "терминальным оборудованием типа 1" (terminalequipment type 1) (TE1). Терминалы, разрабатывавшиеся не для ISDN,такие, как DTE, которые появились раньше стандартов ISDN,называются "терминальным оборудованием типа 2" (terminalequipment type 2) (TE2).

Терминалы ТЕ1 подключают к сети ISDNчерез цифровую линию связи из четырех скрученных пар проводов.Терминалы ТЕ2 подключают к сети ISDN через терминальныйадаптер. Teрминальный адаптер (ТА) ISDN может быть либоавтономным устройством, либо платой внутри ТЕ2. Если ТЕ2реализован как автономное устройств, то он подключает к ТА черезстандартный интерфейс физического уровня (например, EIA232, V.24или V.35).Следующей точкой соединения в сети ISDN, расположенной запределами устройств ТЕ1 и ТЕ2, является NT1 или NT2. Этоустройства завершения работы сети, которые подключаютчетырехпроводной абонентский монтаж к традиционному контурудвухпроводной локальной сети.

В Северной Америке NT1 являетсяустройством "оборудования посылок заказчика" (customer premisesequipment) (CPE). В большинстве других частей света NT1 являетсячастью сети, обеспечиваемой коммерческими сетями связи. NT2является более сложным устройством, которое обычно применяется в"частных цифровых телефонных станциях с выходом в общую сеть"(PBX), и выполняет функции протоколов Уровней 2 и 3 и услуги поконцентрации данных. Существует также устройство NT1/2; этоотдельное устройство, которое сочетает функции NT1 и NT2.В ISDN задано определенное число контрольных точек. Этиконтрольные точки определяют логические интерфейсы междуфункциональными группировками, такими, как ТА и NТ1.Контрольными точками ISDN являются точки "R" (контрольная точкамежду неспециализированным оборудованием ISDN и ТА), "S"(контрольная точка между терминалами пользователя и NT2), "Т"(контрольная точка между устройствами NT1 и NT2) и "U"(контрольная точка между устройствами NT1 и оборудованиемзавершения работы линии в коммерческих сетях связи).

Контрольнаяточка "U" имеет отношение только к Северной Америке, где функцияNT1 не обеспечивается коммерческими сетями связи.На Рис. 11-1 показан "Образец конфигурации ISDN". Нa рисункеизображены три устройства, подключенные к коммутатору ISDN ,находящемуся на центральной станции. Два из этих устройствасовместимы с ISDN, поэтому их можно подключить к устройствам NT2через контрольную точку "S". Третье устройство (стандартный, неспециализированный для ISDN тeлефон) подключается к ТА черезконтрольную точку "R".

Любое из этих устройств может быть такжеподключено к устройству NT1/2, которое заменяет оба устройстваNТ1 и NT2. Аналогичные станции пользователей (не показанные нарисунке) подключены к самому правому переключателю ISDN.Услуги ISDNУслуги "Интерфейса базовой скорости" (Basic Rate Interface) (BRI),обеспечиваемые ISDN, предлагают два В-канала и один D-канал(2B+D). Обслуживание В-каналом BRI осуществляется со скоростью64 Kb/сек; оно предназначено для переноса управляющейинформации и информации сигнализации, хотя при определенныхобстоятельствах может поддерживать передачу информациипользователя.

Протокол обмена сигналами D-канала включает Уровни1-3 эталонной модели OSI. BRI обеспечивает также управлениеразметкой и другие непроизводительные операции, при этом общаяскорость передачи битов доходит до 192 Kb/сек. Спецификациейфизического уровня BRI является ССIТТ 1.430.Услуги "Интерфейса первичной скорости" ISDN (Primary Rate Interface)(PRI) предлагают 23 В-канала и один D-канал в Северной Америке иЯпонии, обеспечивающие общую скорость передачи битов 1.544Mb/сек (канал-D PRI работает на скорости 64 Kb/сек). PRI ISDN вЕвропе, Австралии и других частях света обеспечивает 30 В-каналов иодин 64 Kb/сек D-канал и общую скорость интерфейса 2.048 Mb/сек.Спецификацией физического уровня PRI является CCITT 1.431.Уровень 1Форматы блока данных физическoго уровня (Уровень 1) ISDNразличаются в зависимости от того, является блок данныхотправляемым за пределы терминала (из терминала в сеть) иливходящим в пределы терминала (из сети в терминал).

Оба вида блокаданных физического уровня показаны на Рис. 11-2 "Форматы блоковданных физического уровня ISDN". Длина блоков данных равна 48битам, из которых 36 бит представляют информацию. Биты "F"обеспечивают синхронизацию. Биты "L" регулируют среднее значениебита. Биты "Е" используются для решения конфликтной ситуации,когда несколько терминалов на какой- нибудь пассивной шинепретендуют на один канал. Бит "А"" активирует усройства. Биты "S"ещe не получили назначения. Биты "В1", "В2" и "D" предназначены дляданных пользователя.Физически к одной цепи может быть подключено множество устройствпользователей ISDN.

Для такой конфигурации столкновения могутбыть результатом одновременной передачи двух терминалов.Поэтому ISDN предусматривает средства для определенияконфликтов в канале связи. При получении устройством NT бита D изТЕ оно отражает этот бит эхо-сигналом обратно в соседнюю позициюЕ-бита. ТЕ ожидает, что соседний Е бит должен быть тем же самым,что и бит D, который он передал в последней передаче.Терминалы не могут передавать в D-канал до тех пор, пока они нераспознают специфичное число единиц (указывающих на "отсутствиесигнала"), соответствующее заранее установленному приоритету.Если устройство ТЕ обнаруживает какой-либо бит в канале с эхосигналом (Е), отличающимся от его битов D, oнo должно немедленнопрекратить передачу.

Этот простой прием является гарантией того,что одновременно только один терминал может передавать свои Dсообщения. После успешной передачи D-сообщения приоритет этоготерминала становится более низким, что обеспечивается путемпред'явления ему требования до передачи детектировать большеечисло последовательных единиц. Приоретет у терминалов может неповыситься до тех пор, пока все другие устройства на этой линии неполучат возможность отправить D-сообщение. Телефонные связиимеют более высокий приоритет, чем все другие службы, аинформация обмена сигналами имеет более высокий приоритет, чемнесигнализирующая информация.Уровень 2Уровнем 2 протокола обмена сигналами ISDN является Link AccessProcedure, D channel (Процедура доступа к каналу связи, D-канал),известная также как LAРD.

LAPD аналогична "Управлению каналомпередачи данных высокого уровня" (HDLC) и "Процедуре доступа кканалу связи, сбалансированной" (LAPB) (подробнее рассматривалисьв Х.25 и АТМ). Как видно из раскрытия его акронима, LAPDиспользуется в D-канале для того, чтобы обеспечить поток исоответствующийприемуправляющейисигнализирующейинформации. Формат блока данных LAPD (смотри Рис. 11-3) оченьпохож на формат HDLC; также, как НDLC, LAPD использует блокданных супервизора, информационный и и непронумерованный блокиданных.