Донские Радиолюбители
Ограничение возраста
главная
новости
статьи
частоты
репитеры
радиоклубы
форум
ссылки
литература
RK6LZQ
Статьи

Статьи : Передача данных /

ISDN

Добавлено пользователем administrator 28.11.2014 в 07:00.
Изменено пользователем administrator 07.02.2024 в 20:36.
Содержание:
Введение
История
Назначение
Применение
Принцип работы
Литература



ISDN телефонный аппарат

ISDN модем T-Mobile Eumex 220PC

Введение

ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) — технология, обеспечивающая одновременную передачу голоса, видео, данных и других сетевых услуг по цифровым каналам коммутируемой телефонной сети общего пользования.
Работа над стандартом началась в 1980 году в Bell Labs и была официально стандартизирована в 1988 году в "Красной книге" CCITT. К моменту выхода стандарта были доступны более новые сетевые системы с гораздо более высокими скоростями, и ISDN получил относительно небольшое распространение на более широком рынке. По одной из оценок, использование ISDN достигло пика в 25 миллионов абонентов по всему миру в то время, когда использовалось 1,3 миллиарда аналоговых линий. ISDN в значительной степени был заменен системами цифровых абонентских линий (англ. Digital subscriber line, DSL) с гораздо более высокой производительностью.
До ISDN телефонная система состояла из цифровых каналов связи, таких как T1/E1, на линиях междугородной связи между офисами телефонных компаний и аналоговых сигналов по медным телефонным проводам для клиентов, "последней мили". В то время сеть рассматривалась как способ передачи голоса, при этом некоторые специальные сервисы были доступны для передачи данных с использованием дополнительного оборудования, такого как модемы, или путем предоставления T1 к местонахождению клиента. То, что стало ISDN, начиналось как попытка оцифровать последнюю милю, первоначально под названием "Цифровая емкость с коммутацией общего пользования" (англ. Public Switched Digital Capacity, PSDC). Это позволило бы завершить маршрутизацию вызовов в полностью цифровой системе, а также обеспечить отдельную линию передачи данных. Интерфейс базового уровня, или BRI, является стандартным соединением последней мили в системе ISDN, предлагающий две "несущие" линии со скоростью 64 кбит/с и один "дельта" канал со скоростью 16 кбит/с для команд и данных.
Хотя ISDN нашла ряд нишевых функций и несколько более широкое применение в определенных регионах, система была в значительной степени проигнорирована и получила отраслевое прозвище "инновации, в которых подписчики не нуждались". Какое-то время он находил применение для цифрового подключения небольших офисов, используя голосовые линии для передачи данных со скоростью 64 кбит/с, иногда "привязываясь" к 128 кбит/с, но внедрение модемов 56 кбит/с подорвало его ценность во многих областях. Он также нашел применение в системах видеоконференцсвязи, где было желательно прямое сквозное соединение. Стандарт H.320 был разработан с учетом скорости передачи данных 64 кбит/с. Лежащие в основе концепции ISDN нашли более широкое применение в качестве замены линий T1/E1, которые первоначально предполагалось расширить, что примерно удвоило производительность этих линий.

История

Цифровые линии связи

С момента своего появления в 1881 году медная линия с витой парой была установлена для телефонного использования по всему миру, и к 2000 году было установлено более миллиарда индивидуальных соединений. В течение первой половины 20-го века подключение этих линий для формирования вызовов становилось все более автоматизированным, кульминацией чего стали переключатели на перекладинах, которые в значительной степени заменили более ранние концепции к 1950-м годам.
По мере роста использования телефонной связи в эпоху после Второй мировой войны проблема подключения огромного количества линий стала предметом серьезного изучения. Плодотворная работа Bell Labs по цифровому кодированию голоса привела к использованию 64 кбит/с в качестве стандарта для голосовых линий (или 56 кбит/с в некоторых системах). В 1962 году Роберт Аарон из Bell представил систему T1, которая передавала данные со скоростью 1,544 Мбит/с по паре линий витой пары на расстояние около одной мили. Это использовалось в сети Bell для передачи трафика между локальными коммутаторами с 24 голосовыми линиями со скоростью 64 кбит/с и отдельной линией со скоростью 8 кбит/с для передачи команд, таких как подключение или отбой вызова. Это может быть расширено на большие расстояния с помощью ретрансляторов в линиях. В T1 использовалась очень простая схема кодирования, альтернативная инверсия меток (англ. Alternate mark inversion, AMI), которая достигала лишь нескольких процентов от теоретической пропускной способности линии, но была подходящей для электроники 1960-х годов.
К концу 1970-х годов линии T1 и их более быстрые аналоги, наряду с полностью цифровыми системами коммутации, заменили более ранние аналоговые системы в большинстве стран западного мира, оставив аналоговые системы только для оборудования заказчика и их местного конечного офиса. Оцифровка этой "последней мили" все чаще рассматривалась как следующая проблема, которую необходимо было решить. Однако в настоящее время эти соединения составляют более 99% от общей телефонной сети, поскольку восходящие каналы связи все чаще объединяются в меньшее число систем с гораздо более высокой производительностью, особенно после внедрения волоконно-оптических линий. Если система должна была стать полностью цифровой, потребовался бы новый стандарт, соответствующий существующим клиентским линиям, которые могли бы иметь протяженность в несколько миль и сильно различающееся качество.

Стандартизация

Примерно в 1978 году Ральф Уиндрум, Барри Боссик и Джо Лечлайдер из Bell Labs предприняли одну из таких попыток разработать решение "последней мили". Они изучили ряд производных от концепции AMI T1 и пришли к выводу, что линия связи на стороне клиента может надежно передавать данные со скоростью около 160 кбит/с на расстояние от 4 до 5 миль (от 6,4 до 8,0 км). Этого было бы достаточно для передачи двух линий передачи голоса со скоростью 64 кбит/с, а также отдельной линии передачи данных со скоростью 16 кбит/с. В то время скорость модемов обычно составляла 300 бит/с, а 1200 бит/с стали распространены только в начале 1980-х годов, а стандарт 2400 бит/с был завершен только в 1984 году. На этом рынке скорость 16 кбит/с представляла собой значительное повышение производительности в дополнение к тому, что была отдельным каналом, сосуществующим с голосовыми каналами.
Ключевая проблема заключалась в том, что у клиента могла быть только одна линия витой пары к месту расположения телефонной трубки, поэтому решение, используемое в T1 с раздельными восходящими и нисходящими соединениями, не было универсально доступным. При аналоговых соединениях решением было использовать подавление эха, но при гораздо более высокой пропускной способности новой концепции это было бы не так просто. Между командами по всему миру разгорелись дебаты о наилучшем решении этой проблемы; некоторые продвигали более новые версии эхоподавления, в то время как другие предпочитали концепцию "пинг-понга", при которой направление передачи данных быстро переключало линию с отправки на прием с такой высокой скоростью, что это было бы незаметно для пользователя. Джон Чиоффи недавно продемонстрировал, что подавление эха будет работать на этих скоростях, и далее предположил, что им следует рассмотреть возможность перехода непосредственно к производительности 1,5 Мбит/с, используя эту концепцию. Это предложение было буквально встречено смехом (его босс сказал ему "сесть и заткнуться"), но концепция подавления эха, подхваченная Джо Лечлайдером, в конечном итоге победила в дебатах.
Между тем, дебаты по поводу самой схемы кодирования также продолжались. Поскольку новый стандарт должен был стать международным, это было еще более спорным, поскольку в 1960-х и 70-х годах появилось несколько региональных цифровых стандартов, и объединить их было непросто. Чтобы еще больше запутать проблемы, в 1984 году система Bell была распущена, а центр развития США перешел в комитет T1D1.3 Американского национального института стандартов (ANSI). Томас Старр из недавно созданной Ameritech возглавил эту работу и в конечном итоге убедил ANSI group выбрать стандарт 2B1Q, предложенный Питером Адамсом из British Telecom. В этом стандарте использовалась базовая частота 80 кГц и кодировалось два бита на бод для получения базовой скорости 160 кбит/с. В конечном итоге Япония выбрала другой стандарт, а Германия — с тремя уровнями вместо четырех, но все они могли быть заменены стандартом ANSI.
С экономической точки зрения Европейская комиссия стремилась либерализовать и регулировать ISDN в рамках Европейского экономического сообщества. Совет Европейских сообществ принял рекомендацию Совета 86/659/EEC в декабре 1986 года для ее скоординированного внедрения в рамках CEPT. ETSI (the European Telecommunications Standards Institute — Европейский институт телекоммуникационных стандартов) был создан CEPT в 1988 году и должен был разработать эту структуру.

Внедрение

Благодаря цифровому качеству передачи голоса, которое стало возможным благодаря ISDN, двум отдельным линиям и постоянной передаче данных, мир телефонии был убежден, что спрос на такие системы будет высоким как дома, так и в офисе. Оказалось, что это не так. В ходе длительного процесса стандартизации новые концепции сделали систему в значительной степени ненужной. В офисе многоканальные цифровые коммутаторы, такие как Meridian Norstar, заменили телефонные линии, в то время как локальные сети, такие как Ethernet, обеспечивали производительность около 10 Мбит/с, которая стала базовой для межкомпьютерных соединений в офисах. ISDN не давал никаких реальных преимуществ в голосовой роли и был далек от конкуренции в области передачи данных. Кроме того, модемы продолжали совершенствоваться, в конце 1980-х годов были представлены системы со скоростью 9600 бит/с, а в 1991 году — 14,4 кбит/с, что значительно подорвало ценность ISDN для домашних пользователей.
Тем временем Лехлайдер предложил использовать эхоподавление ISDN и кодировку 2B1Q на существующих соединениях T1, чтобы расстояние между ретрансляторами можно было удвоить примерно до 2 миль (3,2 км). Разразилась еще одна война стандартов, но в 1991 году "Высокоскоростная цифровая абонентская линия" Лечлайдера со скоростью 1,6 Мбит/с в конечном итоге выиграла и этот процесс, после того как Старр провел ее через группу ANSI T1E1.4. Аналогичный стандарт появился в Европе для замены их линий E1, увеличив диапазон дискретизации с 80 до 100 кГц до достижения 2,048 Мбит/с. К середине 1990-х годов эти линии интерфейса первичного уровня (PRI) в значительной степени заменили T1 и E1 между офисами телефонных компаний.

ISDN превращается в ADSL

Лехлайдер также полагал, что этот высокоскоростной стандарт будет гораздо более привлекательным для клиентов, чем доказал ISDN. К сожалению, при таких скоростях системы страдали от перекрестных помех, известных как "NEXT", что означает "перекрестные помехи ближнего радиуса действия" (англ. near-end crosstalk). Это затрудняло более длительные соединения на клиентских линиях. Лехлайдер отметил, что NEXT возникал только тогда, когда использовались аналогичные частоты, и мог уменьшаться, если в одном из направлений использовалась другая скорость передачи, но это приводило к снижению пропускной способности этого канала. Лечлайдер предположил, что большая часть потребительского использования в любом случае будет асимметричной, и что предоставление высокоскоростного канала для пользователя и более низкой скорости возврата было бы подходящим для многих применений.
Эта работа в начале 1990-х годов в конечном итоге привела к концепции ADSL, которая появилась в 1995 году. Одним из первых сторонников этой концепции был Alcatel, который ухватился за ADSL, в то время как многие другие компании все еще придерживались ISDN. Криш Прабу заявил, что "Alcatel придется инвестировать миллиард долларов в ADSL, прежде чем это принесет прибыль, но оно того стоит". Они представили первые мультиплексоры доступа DSL (англ. DSL Access Multiplexers, DSLAM), крупные мультимодемные системы, используемые в офисах телефонии, а позже представили клиентские ADSL-модемы под брендом Thomson. Alcatel оставалась основным поставщиком ADSL-систем более десяти лет.
ADSL быстро заменил ISDN в качестве ориентированного на клиента решения для подключения "последней мили". ISDN в значительной степени исчез со стороны клиентов, оставаясь используемым только в нишевых ролях, таких как выделенные системы телеконференций и аналогичные устаревшие системы.

Назначение

Интегрированные сервисы означают способность ISDN обеспечивать как минимум два одновременных подключения в любой комбинации для передачи данных, голоса, видео и факса по одной линии. К линии можно подключить несколько устройств и использовать их по мере необходимости. Это означает, что линия ISDN может удовлетворить все потребности большинства людей в связи (помимо широкополосного доступа в Интернет и развлекательного телевидения) с гораздо более высокой скоростью передачи, не вынуждая к покупке нескольких аналоговых телефонных линий. Это также относится к интегрированной коммутации и передаче данных в том смысле, что телефонная коммутация и передача несущей волны интегрированы, а не разделены, как в более ранних технологиях. Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: линии уже проложены и могут использоваться для подачи питания на абонентское оборудование.

Cвязь может осуществляться на основе:
  • коммутации каналов;
  • пакетной коммутации;
  • коммутации сообщений.

По телефонным каналам возможны следующие виды услуг:
  • передача телеметрической информации;
  • передача текстовых сообщений;
  • передача факсимиле (текстовых, цветных, речевых);
  • передача телевидения (включая высокой четкости);
  • осуществление связи с подвижными объектами (телефонная, видеотелефонная, факсимильная, передача данных, телеграфная);
  • обмен электронной почтой;
  • обмен видеотекстом;
  • осуществление телефонных конференций;
  • осуществление видеоконференций;
  • осуществление видеотелефонии;
  • передача стерео- и квадрофонических программ;
  • поиск информации на основе интерактивного обмена;
  • передача телегазет.

Применение

Телефонная промышленность

ISDN является основной технологией в телефонной промышленности. Телефонную сеть можно рассматривать как совокупность проводов, протянутых между коммутаторами. Общая электрическая спецификация сигналов по этим соединениям — T1 или E1. Между коммутаторами телефонной компании передача сигналов осуществляется через SS7. Обычно мини-АТС подключается через T1 с сигнализацией с отключенным битом для указания условий включения или выключения, а также звуковыми сигналами MF (Multi-frequency signaling — многочастотная сигнализация) и DTMF (Dual-tone multi-frequency signaling — двухтоновая многочастотная сигнализация) для кодирования номера получателя. ISDN намного лучше, потому что сообщения можно отправлять намного быстрее, чем при попытке кодировать номера в виде длинных (100 мс на цифру) тональных последовательностей. Это приводит к сокращению времени настройки вызова. Кроме того, доступно большее количество функций и снижается вероятность мошенничества.
При обычном использовании ISDN часто ограничивается использованием Q.931 и связанных с ним протоколов, которые представляют собой набор протоколов сигнализации, устанавливающих и разрывающих соединения с коммутацией каналов, а также для расширенных функций вызова для пользователя.

Видеоконференцсвязь

Один из успешных примеров использования ISDN — проведение видеоконференций, где полезно даже небольшое повышение скорости передачи данных, но, что более важно, его прямое сквозное соединение обеспечивает меньшую задержку и лучшую надежность, чем сети с коммутацией пакетов 1990-х годов. Стандарт H.320 для кодирования аудио и видео был разработан с учетом ISDN и, более конкретно, его базовой скорости передачи данных 64 кбит/с, включая аудиокодеки, такие как G.711 (PCM) и G.728 (CELP), и видеокодеки с дискретным косинусным преобразованием (DCT), такие как H.261 и H.263.

Индустрия вещания

ISDN широко используется в индустрии вещания как надежный способ коммутации высококачественных аудиосигналов с низкой задержкой на большие расстояния. В сочетании с соответствующим кодеком, использующим MPEG или запатентованные алгоритмы различных производителей, ISDN BRI может использоваться для передачи стереофонического двунаправленного аудио, закодированного со скоростью 128 кбит/с с полосой пропускания звука 20 Гц — 20 кГц, хотя обычно алгоритм G.722 используется с одним каналом B 64 кбит/с для передачи монофонического звука с гораздо меньшей задержкой за счет снижения качества звука. Там, где требуется очень высокое качество звука, можно параллельно использовать несколько ISDN BRI для обеспечения соединения с коммутацией каналов с более высокой пропускной способностью. BBC Radio 3 обычно использует три ISDN BRI для передачи аудиопотока со скоростью 320 кбит/с для прямых внешних трансляций. Службы ISDN BRI используются для подключения удаленных студий, спортивных площадок и внешних трансляций к основной студии вещания. ISDN через спутник используется репортерами на местах по всему миру. Также широко распространено использование ISDN для обратной аудиосвязи с удаленными средствами спутникового вещания.
Во многих странах, таких как Великобритания и Австралия, ISDN вытеснила устаревшую технологию выравнивания аналоговых стационарных линий связи, при этом телекоммуникационные провайдеры постепенно отказываются от этих каналов. Использование потоковых кодеков на основе IP, таких как Comrex ACCESS и ipDTL, становится все более распространенным в секторе вещания, использующем широкополосный Интернет для подключения удаленных студий.

Малый офис / Домашний офис (SOHO)

Довольно привлекательным является применение ISDN в организации такой формы удаленного доступа, как SOHO. Она предполагает возможность использования сотрудниками средств телекоммуникаций для постоянной связи с офисом, не выходя из дома, сокращая тем самым количество регулярных поездок на работу. Привлечению интереса к данному направлению способствует и то, что оно позволяет существенно сократить площади офисов и увеличить время, которое сотрудники могут уделить работе.


Малый офис / Домашний офис (SOHO)

Резервная линия

ISDN также используется в качестве технологии интеллектуальной сети, предназначенной для добавления новых услуг в коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN), предоставляя пользователям прямой доступ к цифровым услугам с коммутацией каналов, а также в качестве резервного или отказоустойчивого решения для критически важных каналов передачи данных. Использование ISDN в бизнесе в качестве резервной линии для межофисного взаимодействия и подключения к Интернету в своё время было популярным применением этой технологии.


Резервирование каналов при помощи ISDN

Принцип работы

Архитектура сети



Архитектура сети ISDN

Сеть ISDN состоит из следующих компонентов:
  • сетевые терминальные устройства (англ. Network Terminal Devices, NT);
  • линейные терминальные устройства (англ. Line Terminal Equipment, LT);
  • терминальные адаптеры (англ. Terminal adapters, TA);
  • абонентские терминалы (англ. Terminal equipments, TE).


Компоненты сети ISDN

Сетевые терминальные устройства типа NT1 предназначены для разделения общедоступных коммутируемых сетей, обспечивая подключение терминалов пользователя к различным точкам сопряжения сети ISDN.
Сетевые терминальные устройства типа NT2 являются абонентским коммутационным оборудованием, обспечивающее взаимодействие с сетью терминалов пользователя, которые подключены к точке S.
Терминальные адаптеры (TA) обеспечивают подключение неспециализированных терминалов к сети ISDN.
Абонентские терминалы обеспечивают пользователям доступ к услугам сети. Существует два вида терминалов:
  • TE1 — специализированные ISDN-терминалы. TE1 обеспечивает прямое подключение к сети ISDN.
  • TE2 — неспециализированные терминалы. TE2 для подключения к сети ISDN требуют использования терминальных адаптеров TA.

Иногда все устройства TE1, NT2, NT1 совмещены в одном усройстве.

Компоновка

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, которая называется элементарным каналом (или стандартным каналом). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по отдельному каналу, который называется каналом внеканальной сигнализации.
В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы. В ISDN существует два типа каналов: B (для "несущей") и D (для "данных"). Каналы B используются для передачи данных (которые могут включать голос), а каналы D предназначены для сигнализации и управления (но также могут использоваться для передачи данных).
Существует несколько реализаций ISDN:
  • Интерфейс базового уровня (англ. Basic Rate Interface, BRI), также называемый доступом базового уровня (англ. Basic rate access, BRA), состоит из двух каналов B, каждый с пропускной способностью 64 кбит/с, и одного канала D с пропускной способностью 16 кбит/с. Вместе эти три канала могут быть обозначены как 2B+D.
  • Интерфейс первичного уровня (англ. Primary Rate Interface, PRI), также называемый в Европе доступом с первичным уровнем (англ. Primary rate access, PRA), содержит большее количество каналов B и канал D с пропускной способностью 64 кбит/с. Количество каналов B для PRI варьируется в зависимости от страны: в Северной Америке и Японии оно составляет 23B+1D, с совокупной скоростью передачи 1,544 Мбит/с (T1); в Европе, Индии и Австралии он составляет 30B+2D, с совокупной скоростью передачи данных 2,048 Мбит/с (E1).
  • Цифровая сеть широкополосных интегрированных услуг (англ. Broadband Integrated Services Digital Network, BISDN) является еще одной реализацией ISDN и способна одновременно управлять различными типами услуг. Она в основном используется в магистральных сетях и использует ATM (англ. Asynchronous Transfer Mode — асинхронный способ передачи данных).

Может быть использована другая альтернативная конфигурация ISDN, в которой каналы B линии ISDN BRI соединены для обеспечения общей дуплексной пропускной способности 128 кбит/с. Это исключает использование линии для голосовых вызовов при подключении к Интернету. Каналы B нескольких BRI могут быть соединены, обычно используется канал видеоконференцсвязи 384 кбит/с.
Используя метод биполярного кодирования с заменой восьми нулей, данные вызова передаются по каналам данных (B), а сигнальные каналы (D) используются для настройки вызова и управления им. Как только вызов настроен, между конечными абонентами устанавливается простой синхронный двунаправленный канал передачи данных со скоростью 64 кбит/с (фактически реализованный в виде двух симплексных каналов, по одному в каждом направлении), поддерживающийся до завершения вызова. Может быть столько вызовов, сколько существует каналов передачи данных, на одни и те же или разные конечные точки. Каналы-носители также могут быть мультиплексированы в то, что можно считать одиночными каналами с более высокой пропускной способностью, с помощью процесса, называемого связыванием каналов B, или с помощью "связывания" многоканального PPP, или с использованием канала H0, H11 или H12 в PRI.

B-канал (англ. Bearer channel — канал данных) — стандартный речевой канал 64 кбит/с с 8-битной дискретизацией на частоте 8 кГц в кодировке G.711. B-каналы также могут использоваться для передачи данных, поскольку они являются не чем иным, как цифровыми каналами. Каждый из этих каналов известен как DS0. Большинство B-каналов могут передавать сигнал со скоростью 64 кбит/с, но некоторые были ограничены 56 кбит/с, поскольку передавались по линиям RBS. Это было обычным явлением в 20 веке, но с тех пор стало менее распространенным.

D-канал (англ. Data Channel — канал сигнализации) — дополнительный канал передачи информации 16 кбит/с, используемый для передачи служебных сигналов между абонентом и сетью ISDN. Постоянно соединяет абонента с АТС. Сигналы передаются в виде пакетов информации, содержащих команды и ответы на них. Канал D также может использоваться для отправки и приема пакетов данных X.25 и подключения к пакетной сети X.25, это указано в X.31. Эта возможность должна поддерживаться не только клиентским оборудованием, но и оператором сети ISDN. На практике X.31 был коммерчески реализован только в Великобритании, Франции, Японии и Германии.

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.

Из указанных типов каналов формируются интерфейсы, наибольшее распространение получили следующие типы:
Тип каналаПолоса каналаОписание
AАналоговая телефонная линия, 4кГц.
B64 кбит/сПередача данных или 1 телефонная линия (1 поток оцифрованного звука)
C8/16 кбит/сПередача данных
D16/64 кбит/сКанал внеканальной сигнализации (управление другими каналами)
E64 кбит/сВнутренняя сигнализация ISDN
H0384 кбит/сПередача данных
H101472 кбит/сПередача данных
H111536 кбит/сПередача данных
H121920 кбит/сПередача данных


Структура кадра.

Контрольные точки

В стандарте ISDN определен набор контрольных точек для обозначения определенных точек между телекоммуникационной компанией и оборудованием конечного пользователя:
  • R — определяет точку между терминальным оборудованием, отличным от ISDN, терминальным оборудованием 2 (англ. terminal equipment 2, TE2) и терминальным адаптером (англ. terminal adapter, TA), который обеспечивает передачу данных на такое устройство и с него.
  • S — определяет точку между терминальным оборудованием ISDN, терминальным оборудованием 1 (англ. terminal equipment 1, TE1) или TA и устройством завершения сети типа 2 (англ. Network Termination Type 2, NT2).
  • T — определяет точку между устройствами NT2 и сетевым терминалом 1 (англ. network termination 1, NT1).

Большинство устройств NT1 также могут выполнять функции NT2, и поэтому опорные точки S и T обычно сворачиваются в опорную точку S/T.
В Северной Америке устройство NT1 считается оборудованием для помещений заказчика (англ. Customer Premises Equipment, CPE) и должно обслуживаться заказчиком, таким образом, U-интерфейс предоставляется заказчику. В других местах устройство NT1 обслуживается телекоммуникационной компанией, а S/T интерфейс предоставляется клиенту. В Индии поставщики услуг предоставляют U-интерфейс, и NT1 может быть предоставлен поставщиком услуг в рамках предложения услуг.


Оборудование для помещений заказчика (CPE)

Интерфейс базового уровня

Интерфейс базового уровня (англ. Basic Rate Interface, BRI) — предоставляет для связи аппаратуры абонента и ISDN-станции два B-канала по 64 кбит/с и один 16 кбит/с D-канал. B-канал передаёт звук, данные и пр. В то время как D-канал является сигнальным. В общем, можно сказать, что PRI направлен на домашнее использование и малый бизнес.
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 фирмы US Robotics, позволявшего передавать данные поверх линии ISDN в обе стороны на скорости 56 кбит/c.
Для управления каналами, объединяющими устройства в единую сеть, используются такие протоколы сигнализации, как DSS-1 (Digital Subscriber System No. 1), Q.931 (протокол управления соединениями для цифровой телефонии ISDN), QSIG (англ. Q-Point Signalling System — симметричный протокол сигнализации для частных телефонных сетей, базирующийся на несимметричном (абонентском) протоколе Q.931 системы сигнализации DSS-1 для ISDN). Наиболее распространённый тип сигнализации — DSS-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.

Интерфейс BRI определяет следующие сетевые интерфейсы:
  • Интерфейс U — это двухпроводной интерфейс (одна витая пара) между станцией обмена и сетевым оконечным устройством, работающий в полном или полудуплексе. К U-интерфейсу можно подключить только 1 устройство, называемое сетевым окончанием (англ. Network Termination, NT-1 или NT-2).
  • Интерфейс T — это последовательный интерфейс между вычислительным устройством и терминальным адаптером, который является цифровым эквивалентом модема.
  • Интерфейс S — это четырехпроводная шина (две витые пары: по одной для приёма и передачи), к которой подключаются потребительские устройства ISDN; контрольные точки S и T обычно реализуются в виде единого интерфейса с надписью "S/T" на сетевом терминале 1 (NT1). Интерфейс может быть обжат как в RJ-45, так и в RJ-11 разъем/кабель. К разъему S/T интерфейса можно подключить одним кабелем (шлейфом) по принципу шины до 8 ISDN устройств — телефонов, модемов, факсов, называемых TE1 (англ. Terminal Equipment 1). Каждое устройство слушает запросы в шине и отвечает на привязанный к нему MSN. Принцип работы во многом похож на SCSI.
  • Интерфейс R определяет точку между устройством, отличным от ISDN, и терминальным адаптером (TA), который обеспечивает передачу данных на такое устройство и с него.


Четырёхпроводная общая шина S0.

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, различающиеся лишь тем, что по S-интерфейсу можно подать питание для TE-устройств, например, телефонов, а по T — нельзя. Большинство NT-1 и NT-2 преобразователей умеют и то, и другое, поэтому интерфейсы чаще всего называют S/T.
BRI-ISDN очень популярен в Европе, но гораздо менее распространен в Северной Америке. Он также распространен в Японии, где известен как INS64.

Интерфейс первичного уровня

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. PRI предназначен для крупных клиентов.
Интерфейс первичного уровня (PRI) предоставляется через T-несущую (T1) с 24 временными интервалами (каналами) в Северной Америке и через E-несущую (E1) с 32 каналами в большинстве других стран. Каждый канал обеспечивает передачу данных со скоростью 64 кбит/с.

  • для стандарта E1 (распространён в Европе) 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 кбит/с (1,875 Мбит/с));
  • для стандарта Т1 (распространен в Северной Америке и Японии, а также в технологии DECT) 23 В-канала и один D-канал для стандарта Т1 (23B + D = 24 × 64 = 1536 кбит/с (1,472 Мбит/с)). При этом каналы с 1 по 15 и с 17 по 31 — голосовые каналы, 16 канал — канал с информацией, 0 — канал синхронизации. Есть некоторые отличия интерфейса для Японии, поэтому все современные производители оборудования выделяют отдельно J1.

При использовании несущей E1 доступные каналы разделены на 30 каналов передачи несущей (B), один канал передачи данных (D) и один канал синхронизации и сигнализации. Эту схему часто называют 30B+2D.
В Северной Америке услуга PRI предоставляется операторами T1 только с одним каналом передачи данных, часто называемым 23B+D, и общей скоростью передачи данных 1544 кбит/с. Сигнализация, не связанная с оборудованием (англ. Non-Facility Associated Signalling, NFAS), позволяет управлять двумя или более цепями PRI с помощью одного D-канала, который иногда называют 23B+D + n×24B. Резервное копирование D-канала позволяет использовать второй D-канал в случае сбоя основного. NFAS обычно используется для цифрового сигнала 3 (англ. Digital Signal 3, DS3/T3).
PRI-ISDN популярен во всем мире, особенно для подключения частных телефонных станций к коммутируемой телефонной сети общего пользования (англ. Public Switched Telephone Network, PSTN).
Несмотря на то, что многие сетевые специалисты используют термин ISDN для обозначения схемы BRI с более низкой пропускной способностью, в Северной Америке BRI встречается относительно редко, в то время как схемы PRI, обслуживающие мини-АТС, являются обычным явлением.

Более высоких скоростей можно достигнуть путём объединения пар PRI-каналов. Двойной PRI для Северной Америки или Японии будет иметь 24+23 = 47 B-каналов и 1 D-канал, но обычно оставляют 46 B-каналов и 2 D-канала для предоставления запасного сигнализирующего канала. Для остального мира двойной PRI будет иметь соответственно 31+30 или 30+30 B-каналов и один или два D-канала.

X.25

X.25 может передаваться по бортовым каналам линии BRI и по B-каналам линии PRI. X.25 по D-каналу используется во многих торговых точках (терминалах для кредитных карт), поскольку устраняет необходимость в настройке модема и подключается к центральной системе через B-канал, тем самым устраняя необходимость в модемах и значительно улучшая использование телефонных линий центральной системы.
X.25 также был частью протокола ISDN под названием "Always On/Dynamic ISDN", или AO/DI. Это позволяло пользователю иметь постоянное многоканальное PPP-соединение с Интернетом по X.25 на D-канале и при необходимости подключать один или два B-канала.

Frame Relay

Теоретически Frame Relay может работать по D-каналу BRI и PRI, но используется редко, если вообще используется.

Литература

  • https://ru.wikipedia.org/wiki/ISDN
  • https://en.wikipedia.org/wiki/ISDN
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Broadband_Integrated_Services_Digital_Network
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/D-канал
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/BRI
  • https://ru.wikipedia.org/wiki/PRI
  • → 16:26 MSK. Вторник, 05 марта 2024 г.
        Нашли ошибку? Сообщите вэбмастеру: wеbmаstеr@qrv.su.
    ◊  О проекте QRV.SU.
     Условия использования материалов сайта.
    © При перепечатке материалов ссылка обязательна.
    ® qrv.ru : 2005 — 2006
    ® qrv.su : 2008 — 2024
        Построено на mini.aCMS™.
    radionet
    web-ring: электроника, электронные компоненты и приборы Электроника, электронные компоненты и приборы Случайный Предыдущий Следующий Яндекс цитирования Коллективная радиостанция RK6LZQ радиоклуб Элита Каменск-Шахтинский Коллективная радиостанция RK6LWL радиоклуб Возрождение г. Донецк
    free counters