answers2010 (1131265), страница 8
Текст из файла (страница 8)
код страны, код региона в стране, затем код района или города в регионе и только потом номер абонента. Каждый абонент соединен двумя витыми парами с ближайшей местной телефонной станцией (ТС), это соединение называют локальным соединением, абонентской линией или последней милей. Местная ТС соединена в крупных городах с районной ТС либо городской ТС. Районные и городские ТС соединены с региональными или междугородными ТС.
Для магистралей между узлами коммутации используют коаксиальные кабели, оптоволокно и радиорелейные линии на микроволнах.
В прошлом телефонная система на всех уровнях была аналоговая, т.е. по проводам передавали колебания по напряжению в соответствии с акустическими колебаниями, принимаемыми на мембране микрофона. С появлением цифровых методов передачи аналоговая техника стала вытесняться, и на сегодня аналоговыми остались только абонентские линии.
Напомним основные достоинства цифровой передачи:
-
Форма сигналов известна и постоянна, поэтому легко восстанавливается. Ретрансляция не накапливает ошибку.
-
По одной и той же линии можно передавать и голос, и видео, и данные, и тем самым повысить эффективность использования существующих линий.
-
Цифровая передача и цифровая техника дешевле.
-
Техническое обслуживание и поддержка цифрового оборудования дешевле.
Итак, современная телефонная сеть состоит из:
-
абонентской линии - локального соединения или последней мили (соединение «клиент - местная ТС»)
-
магистралей - оптоволоконных или микроволновых (соединение ТС-ТС)
станций коммутации (ТС)
основная идея коммутации каналов: при наличии вызова создается физическое соединение за счет коммутации нескольких каналов, которое сохраняется до тех пор, пока не будут переданы данные и не поступит команда разрыва соединения. Основной особенностью коммутации каналов является то, что создается канал точка-точка, до того как данные начнут передаваться.
Альтернативой коммутации каналов является коммутация сообщений. Здесь не нужно было создавать соединение заранее. Однако для такого способа передачи необходимо обеспечить на каждом узле коммутации нужное количество памяти для буферизации любого сообщения, сколь угодно большого. Для преодоления этого недостатка был предложен метод коммутации пакетов: сообщение разбивают на фрагменты фиксированной длины. Эти фрагменты называются пакеты. Пакеты одного сообщения передают от одного узла коммутации к другому, пока они не достигнут места назначения. Каждый пакет можно передавать независимо от других.
Основные различия между коммутацией каналов и коммутацией пакетов приведены ниже:
При коммутации каналов создается соединение, пропускная способность которого полностью резервируется за двумя абонентами, вне зависимости от того, какая пропускная способность реально им потребуется. При коммутации пакетов физическая линия может быть использована пакетами разных абонентов.
• При коммутации каналов гарантировано, что все данные поступят абоненту и в том порядке, в каком их послали
• Коммутация каналов абсолютно прозрачна для абонентов. Они могут пересылать данные в любой кодировке и формате. При коммутации пакетов формат и способ кодировки пакетов задан заранее и определяется оператором связи.
• При коммутации пакетов плата взимается за время соединения и число переданных пакетов. При коммутации каналов плата берется исключительно за время и длину соединения.
22. Принципы построения и архитектура СПД ISDN
новой полностью цифровой системы передачи данных, которой дали название «Цифровая сеть с интегрированным сервисом» - ISDN. ISDN задумывалась как всемирная телекоммуникационная сеть, которая должна была заменить телефонные сети. С точки зрения приложений, ISDN должна была поддерживать передачу голоса, звука, изображения и данных. Эта технология должна была предусматривать подключение цифровых приборов и оборудования прямо к СПД, без использования модемов.
Первое поколение называют Narrowband ISDN – узкополосный, или низкоскоростной ISDN (N-ISDN). Он поддерживает как сервис с коммутацией каналов, так и с коммутацией пакетов, передачу цифровых данных по аналоговым каналам и обеспечивает цифровые каналы с пропускной способностью 64 Кбит/с. Одним из важных технических новшеств N-ISDN стал метод передачи Frame Relay.
Второе поколение ISDN, называемое Broadband ISDN, – широкополосный, или высокоскоростной ISDN (B-ISDN), поддерживает высокую скорость передачи данных (сотни Мбит/с) и функционирует на основе коммутации пакетов. Одним из основных технических новшеств B-ISDN стал асинхронный метод передачи (АТМ).
Принципы ISDN
-
Поддержка голосовых и не голосовых приложений с использованием определенного набора стандартизованных средств. Этот принцип определяет цели ISDN и средства их достижения.
-
Поддержка приложений, использующих как коммутируемых, так и некоммутируемые каналы. ISDN использует коммутацию каналов и коммутацию пакетов. Также ISDN поддерживает приложения, использующие:
1. выделенные цифровые каналы;
2. коммутируемые телефонные сети общего пользования;
3. сеть передачи данных с коммутацией каналов;
4. сеть передачи данных с коммутацией пакетов;
5. сеть передачи данных с трансляцией кадров (Frame Relay).
3. Основа на соединениях 64 Кбит/с. ISDN-соединения, основанные как на коммутируемых каналах, так и на коммутации пакетов, должны обеспечивать скорость передачи в 64 Кбит/с. Это один из основных конструктивных элементов ISDN. Эта скорость была выбрана потому, что она была стандартной для передачи голоса в оцифрованной форме и поддерживалась интегрированными цифровыми сетями
4. Интеллектуальные сети. ISDN должна поддерживать сервис высокого уровня: например, выполнять переадресацию звонков, автоматически определять разные виды терминалов.
5. Уровневая архитектура. Протоколы доступа к СПД ISDN должны иметь уровневую архитектуру, соответствующую OSI-модели. Этим обеспечивается целый ряд преимуществ:
• Для OSI-приложений уже создано много стандартов. Пример – HDLC, уровень 3 в стандарте Х.25 для доступа к сервису с коммутацией пакетов в ISDN.
• Новые ISDN-стандарты могут быть основаны на уже существующих стандартах, тем самым сокращается стоимость их реализации.
• Стандарты разных уровней можно независимо развивать и реализовывать.
6. Разнообразие конфигураций каналов и физического оборудования. Это обеспечивает приспособляемость ISDN к различиям в государственной политике, уровням технологий, имеющемуся оборудованию.
Архитектура ISDN
Основой ISDN-архитектуры является концепция битового потока в цифровом тракте или просто цифрового тракта. При этом не важно, как был сформирован этот поток битов. Цифровые тракты могут мультиплексировать с разделением по времени несколько независимых цифровых потоков. Концепция цифрового тракта строго специфицирована. В этой спецификации определены интерфейсы, формат цифрового потока и правила мультиплексирования потоков. Было разработано два стандарта: один для низкоскоростной передачи (для домашнего использования) и высокоскоростной (для бизнес приложений).
Битовый тракт в ISDN подразумевает мультиплексирование по нескольким стандартным каналам. Они перечислены ниже:
§ A – 4 КГц, аналоговый телефонный канал
§ B – 64 Кбит/с, цифровой канал с импульсно-кодовой модуляцией для голоса или данных
§ D – 16 или 64 Кбит/с, цифровой канал
§ H – 384 (Н0), 1536 (Н11), 1920 (Н12) Кбит/с, цифровой канал
Канал типа В предназначен для поддержки четырех видов соединений:
§ с коммутацией каналов. Абонент инициирует вызов, под воздействием которого устанавливается соединение в СПД с коммутацией каналов, например, телефонной сети, которое соединяет абонента с другим абонентом сети. По созданному каналу передают битовый поток.
§ с коммутацией пакетов. Абонент подключен к узлу СПД с коммутацией пакетов и обменивается данными с другими абонентами, например, посредством протоколов семейства Х.25.
§ соединение Frame Relay. Абонент подсоединяется к узлу СПД Frame Relay, через который происходит обмен данными.
§ постоянное соединение. Это соединение с другим абонентом, которое было установлено заранее и динамически изменено быть не может. Это соединение подобно выделенной линии.
Канал типа D служит двум целям. Во-первых, он служит для управления коммутацией каналов, инициированной вызовом по интерфейсу с абонентом через канал В. Кроме этого, канал D можно использовать, когда он свободен, для коммутации пакетов или получения данных от оборудования на низкой скорости (до 100 бит/с).
Каналы типа H служат для высокоскоростной передачи данных. Абонент может использовать такой канал как высокоскоростную магистраль, либо разделить ее с помощью метода TDM на подканалы. Обычно канал этого типа используют такие приложения, как факс, видео, высококачественные звуковые устройства
Для подключения абонентов эти каналы объединяют в так называемые интерфейсные структуры или интерфейсы. На сегодня лучше всего определены и часто используются два интерфейса - базовый и основной. Базовый интерфейс (BRI – Basic Rate Interface) или базовый доступ (ВА) состоит из двух каналов типа В и одного канала типа D. Основной интерфейс (или основной доступ (РА – Primary Access)) предназначен для пользователей с большими требованиями к пропускной способности (1 544 Кбит/с и более). Есть два варианта основного интерфейса: для передачи со скоростью 1 544 Кбит/с, что соответствует стандарту Т1, и для скорости 2 048 Кбит/с, что соответствует стандарту Е1. В первом случае основной интерфейс включает 23 В-канала и один D-канал, во втором – 30 В-каналов и один D-канал. По всем каналам передача данных идет синхронно.
23. Подключение оборудования пользователей в СПД ISDN
Для подключения абонентов эти каналы объединяют в так называемые интерфейсные структуры или интерфейсы. На сегодня лучше всего определены и часто используются два интерфейса - базовый и основной. Базовый интерфейс (BRI – Basic Rate Interface) или базовый доступ (ВА) состоит из двух каналов типа В и одного канала типа D. Основной интерфейс (или основной доступ (РА – Primary Access)) предназначен для пользователей с большими требованиями к пропускной способности (1 544 Кбит/с и более). Есть два варианта основного интерфейса: для передачи со скоростью 1 544 Кбит/с, что соответствует стандарту Т1, и для скорости 2 048 Кбит/с, что соответствует стандарту Е1. В первом случае основной интерфейс включает 23 В-канала и один D-канал, во втором – 30 В-каналов и один D-канал. По всем каналам передача данных идет синхронно.
Все оборудование пользователей делится на функциональные группы, и в зависимости от группы различается несколько типов точек подключения (reference points) оборудования.
Для подключения Устройств функциональной группы NT1 (Network Termination 1) используют точку подключения типа U. Фактически NT1 представляет собой устройство, которое работает на физическом уровне и образует дуплексный канал с соответствующим устройством, установленном на территории оператора СПД ISDN. Если пользователь подключен через интерфейс BRI, то абонентская линия - обычное окончание аналоговой телефонной сети, т.е. витая пара, используемое по стандарту DSL BRI. Максимальная длина абонентской линии в этом случае составляет 5,5 км. При использовании интерфейса PRI абонентская линия представляет собой 4-х проводную линию, функционирующую по стандарту Т1 или Е1 с максимальной длиной около 1800 м.
Устройства функциональной группы NT2 выполняют функции концентратора битовых потоков от оборудования пользователя, и осуществляет их мультиплексирование. Например, к этому типу оборудования относятся: офисная АТС , обеспечивающая коммутацию каналов, коммутатор пакетов (например, по каналу D), простой мультиплексор TDM, который мультиплексирует несколько низкоскоростных битовых потоков в один канал типа В. Точка подключения оборудования типа NT2 к устройству NT1 имеет тип Т. Наличие этого типа оборудования не является обязательным в отличие от NT1.
Устройства функциональной группы ТЕ1 (Terminal Equipment 1)относятся к устройствам, которые поддерживают интерфейс пользователя BRI или PRI. Точка подключения типа S соответствует точке подключения отдельного терминального оборудования, поддерживающего один из интерфейсов пользователя ISDN. Таким оборудованием может быть цифровой телефон или факс-аппарат. Так как оборудование типа NT2 может отсутствовать, то точки типов S и Т объединяются и обозначаются как S/T.
Устройства функциональной группы ТЕ2 представляют собой устройства, которые не поддерживают интерфейс BRI или PRI. Таким устройством может быть компьютер, устройства с последовательными интерфейсами, не относящимися к ISDN. Для подключения такого устройства к СПД ISDN необходимо использовать терминальный адаптер. Для компьютеров терминальные адаптеры выпускаются в формате сетевых адаптеров - как встраиваемая карта.
Физически интерфейс в точке S/T представляет собой 4-проводную линию. Так как кабель между устройствами ТЕ1 или ТА и сетевым окончанием NT1 или NT2 обычно имеет небольшую длину, то разработчики стандартов ISDN решили не усложнять оборудование, так как организация дуплексного режима на 4-проводной линии намного легче, чем на 2-проводной. Для интерфейса BRI в качестве метода кодирования выбран биполярный AMI, причем логическая единица кодируется нулевым потенциалом, а логический ноль - чередованием потенциалов противоположной полярности. Для интерфейса PRI используются коды, те же, что и для интерфейсов Т1 и Е1.
24. Стек протоколов СПД ISDN
В СПД ISDN есть два стека протоколов: стек каналов типа D и стек каналов типа В.
Каналы типа D образуют достаточно традиционную сеть с коммутацией пакетов. Прообразом этой сети послужила технология сетей Х.25. Для сети каналов D определены три уровня протоколов.
Для целей мониторинга и управления СПД ISDN сеть каналов типа D использует, так называемую, систему сигнализации номер 7. Система SS7 была разработана для целей внутреннего мониторинга и управления коммутаторами телефонной сети общего назначения. конечному пользователю услуги служба SS7 недоступны, так как сообщениями SS7 коммутаторы сети обмениваются только между собой.
Каналы типа В образуют сеть с коммутацией цифровых каналов. В терминах модели OSI на каналах типа В в коммутаторах сети ISDN определен только протокол физического уровня. Коммутация каналов типа В происходит по указаниям, полученным по каналу D.