39. Технология ISDN (Узкополосная сеть интегрального обслуживания-( N - ISDN ), широкополосная сеть интегрального обслуживания-( B - ISDN )).

Цели и история создания технологии ISDN

ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровые сети с интегральными услу­гами) относятся к сетям, в которых основным режимом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Идеи перехода с телефонных сетей общего пользования на полностью цифровую обра­ботку данных, при которой конечный абонент передает данные непосредственно в цифровой форме, высказывались давно. Сначала предполагалось, что абоненты этой сети будут передавать только голосовые сообщения. Такие сети получили название IDN (Integrated Digital Network - интегрированная цифровая сеть). Термин «интегрированная» относился к интеграции цифровой обработки ин­формации сетью с цифровой передачей голоса абонентом. Идея такой сети была высказана еще в 1959 году. Затем было решено, что она должна предоставлять своим абонентам не только возможность поговорить между собой, но и восполь­зоваться другими услугами - в первую очередь передачей компьютерных дан­ных. Кроме того, сеть должна была поддерживать для абонентов разнообразные услуги прикладного уровня - факсимильную связь, телетекс (передачу данных между двумя терминалами), видеотекс (получение хранящихся в сети данных на свой терминал), голосовую почту и ряд других. Предпосылки для создания тако­го рода сетей сложились к середине 70-х годов. К этому времени уже широко применялись цифровые каналы Т1 для передачи данных в цифровой форме ме­жду АТС, а первый мощный цифровой коммутатор телефонных каналов 4 ESS был выпущен компанией Western Electric в 1976 году.

В результате работ, проводимых по стандартизации интегральных сетей в CCITT , в 1980 году появился стандарт G .705, в котором излагались общие идеи такой сети. Конкретные спецификации сети ISDN появились в 1984 году в виде серии рекомендаций I . Этот набор спецификаций был неполным и не подходил для по­строения законченной сети. К тому же в некоторых случаях он допускал неодно­значность толкования или был противоречивым. В результате, хотя оборудова­ние ISDN и начало появляться примерно с середины 80-х годов, оно часто было несовместимым, особенно если производилось в разных странах. В 1988 году ре­комендации серии I были пересмотрены и приобрели гораздо более детальный и законченный вид, хотя некоторые неоднозначности сохранились. В 1992 и 1993 годах стандарты ISDN были еще раз пересмотрены и дополнены. Процесс стандартизации этой технологии продолжается.

Внедрение сетей ISDN началось достаточно давно - с конца 80-х годов, однако техническая сложность пользовательского интерфейса, отсутствие единых стан­дартов на многие жизненно важные функции, а также необходимость крупных капиталовложений для переоборудования телефонных АТС и каналов связи привели к тому, что «инкубационный период» затянулся на многие годы, и сей­час, когда прошло уже более десяти лет, распространенность сетей ISDN остав­ляет желать лучшего. Кроме того, в разных странах судьба ISDN складывалась по-разному. Раньше других в национальном масштабе эти сети заработали в та­ких странах, как Германия и Франция. Однако даже в этих странах доля абонен­тов ISDN составляет немногим более 5 % от общего числа абонентов телефонной сети. В США процесс внедрения сетей ISDN намного отстал от Европы, поэтому сетевая индустрия только недавно заметила наличие такого рода сетей. Если су­дить о тех или иных типах глобальных сетей по коммуникационному оборудова­нию для корпоративных сетей, то может сложиться ложное впечатление, что технология ISDN появилась где-то в 1994-1995 годах, так как именно в эти го­ды начали появляться маршрутизаторы с поддержкой интерфейса ISDN . Это обстоятельство просто отражает тот факт, что именно в эти годы сеть ISDN ста­ла достаточно распространенной в США - стране, компании которой являются лидерами в производстве сетевого оборудования для корпоративных сетей.

Архитектура сети ISDN предусматривает несколько видов служб (рис. 16.3):

- некоммутируемые средства (выделенные цифровые каналы);

- коммутируемая телефонная сеть общего пользования;

- сеть передачи данных с коммутацией каналов;

- сеть передачи данных с коммутацией пакетов;

- сеть передачи данных с трансляцией кадров (режим frame relay );

- средства контроля и управления работой сети.

Как видно из приведенного списка, транспортные службы сетей ISDN действи­тельно покрывают очень широкий спектр услуг, включая популярные услуги frame relay . Кроме того, большое внимание уделено средствам контроля сети, которые позволяют маршрутизировать вызовы для установления соединения с абонен­том сети, а также осуществлять мониторинг и управление сетью. Управляемость сети обеспечивается интеллектуальностью коммутаторов и конечных узлов сети, поддерживающих стек протоколов, в том числе и специальных протоколов управ­ления.

Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимиль­ную связь на скорости 64 кбит/с, телексную связь на скорости 9600 бит/с, видеотекс на скорости 9600 бит/с и некоторые другие

На практике не все сети ISDN поддерживают все стандартные службы. Служба frame relay хотя и была разработана в рамках сети ISDN , однако реализуется, как правило, с помощью отдельной сети коммутаторов кадров, не пересекающейся с сетью коммутаторов ISDN .

Базовой скоростью сети ISDN является скорость канала DS -0, то есть 64 кбит/с. Эта скорость ориентируется на самый простой метод кодирования голоса - ИКМ, хотя дифференциальное кодирование и позволяет передавать голос с тем же ка­чеством на скорости 32 или 16 кбит/с.

Одной из оригинальных идей, положенных в основу ISDN , является совместное использование принципов коммутации каналов и коммутации пакетов. Однако сеть с коммутацией пакетов, работающая в составе ISDN , выполняет служебные функции - с помощью этой сети передаются сообщения протокола сигнализа­ции. А вот основная информация, то есть сам голос, по-прежнему передается с помощью сети с коммутацией каналов. В таком разделении функций есть вполне понятная логика - сообщения о вызове абонентов образуют пульсирующий трафик, поэтому его более эффективно передавать по сети с коммутацией пакетов.

Пользовательские интерфейсы ISDN

Одним из базовых принципов ISDN является предоставление пользователю стан­дартного интерфейса, с помощью которого пользователь может запрашивать у сети разнообразные услуги. Этот интерфейс образуется между двумя типами оборудования, устанавливаемого в помещении пользователя ( Customer PremisesEquipment , CPE ): терминальным оборудованием пользователя ТЕ (компьютер с соответствующим адаптером, маршрутизатор, телефонный аппарат) и сетевым окончанием NT , которое представляет собой устройство, завершающее канал связи с ближайшим коммутатором ISDN .

Пользовательский интерфейс основан на каналах трех типов:

- В - со скоростью передачи данных 64 кбит/с;

D - со скоростью передачи данных 16 или 64 кбит/с;

- Н - со скоростью передачи данных 384 кбит/с (Н0), 1536 кбит/с (Н11) или 1920 кбит/с (Н12).

Каналы типа В обеспечивают передачу пользовательских данных (оцифрованно­го голоса, компьютерных данных или смеси голоса и данных) и с более низкими скоростями, чем 64 кбит/с. Разделение данных выполняется с помощью техники TDM . Разделением канала В на подканалы в этом случае должно заниматься пользовательское оборудование, сеть ISDN всегда коммутирует целые каналы типа В. Каналы типа В могут соединять пользователей с помощью техники ком­мутации каналов друг с другом, а также образовывать так называемые полупо­стоянные ( semipermanent ) соединения, которые эквиваленты соединениям служ­бы выделенных каналов. Канал типа В может также подключать пользователя к коммутатору сети Х.25.

Канал типа D является каналом доступа к служебной сети с коммутацией пакетов, передающей сигнальную информацию. Передача адресной информации, на ос­нове которой осуществляется коммутация каналов типа В в коммутаторах сети, является основной функцией канала D . Другой его функцией является поддержание услуг низкоскоростной сети с коммутацией пакетов для пользовательских данных. Обычно эта услуга выполняется сетью в то время, когда каналы типа D свободны от выполнения основной функции.

Каналы типа Н предоставляют пользователям возможности высокоскоростной передачи данных. На них могут работать службы высокоскоростной передачи факсов, видеоинформации, качественного воспроизведения звука.

Пользовательский интерфейс ISDN представляет собой набор каналов опреде­ленного типа и с определенными скоростями.

Сеть ISDN поддерживает два типа пользовательского интерфейса - начальный ( Basic Rate Interface , BRI ) и основной (Primary Rate Interface , PRI ).

Начальный интерфейс BRI предоставляет пользователю два канала по 64 кбит/с для передачи данных (каналы типа В) и один канал с пропускной способностью 16 кбит/с для передачи управляющей информации (канал типа D ). Все каналы работают в полнодуплексном режиме. В результате суммарная скорость интер­фейса BRI для пользовательских данных составляет 144 кбит/с по каждому на­правлению, а с учетом служебной информации - 192 кбит/с. Различные каналы пользовательского интерфейса разделяют один и тот же физический двухпроводный кабель по технологии TDM , то есть являются логическими, а не физиче­скими каналами. Данные по интерфейсу BRI передаются кадрами, состоящими из 48 бит. Каждый кадр содержит по два байта каждого из В каналов, а также 4 бита канала D . Передача кадра длится 250 мс, что обеспечивает скорость дан­ных 64 кбит/с для каналов В и 16 кбит/с для канала D . Кроме битов данных кадр содержит служебные биты для синхронизации кадров, а также обеспечения нулевой постоянной составляющей электрического сигнала.

Интерфейс BRI может поддерживать не только схему 2 B + D , но и B + D и про­сто D (когда пользователь направляет в сеть только пакетизированные данные).

Начальный интерфейс стандартизован в рекомендации I .430.

Основной интерфейс PRI предназначен для пользователей с повышенными тре­бованиями к пропускной способности сети. Интерфейс PRI поддерживает либо схему 30 B + D , либо схему 23 B + D . В обеих схемах канал D обеспечивает скорость 64 кбит/с. Первый вариант предназначен для Европы, второй - для Северной Америки и Японии. Ввиду большой популярности скорости цифровых каналов 2,048 Мбит/с в Европе и скорости 1,544 Мбит/с в остальных регионах привести стандарт на интерфейс PRI к общему варианту не удалось.

Возможны варианты интерфейса PRI с меньшим количеством каналов типа В, например 20 B + D . Каналы типа В могут объединяться в один логический высо­коскоростной канал с общей скоростью до 1920 кбит/с. При установке у пользо­вателя нескольких интерфейсов PRI все они могут иметь один канал типа D , при этом количество каналов В в том интерфейсе, который не имеет канала D , может увеличиваться до 24 или 31.

Основной интерфейс может быть основан на каналах типа Н. При этом общая пропускная способность интерфейса все равно не должна превышать 2,048 или 1,544 Мбит/с. Для каналов Н0 возможны интерфейсы 3 H 0+ D для американско­го варианта и 5 H 0+ D для европейского. Для каналов H 1 возможен интерфейс, состоящий только из одного канала Н11 (1,536 Мбит/с) для американского ва­рианта или одного канала H 12 (1,920 Мбит/с) и одного канала D для европей­ского варианта.

Кадры интерфейса PRI имеют структуру кадров DS -1 для каналов Т1 или Е1. Основной интерфейс PRI стандартизован в рекомендации I .431.

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN осуществляется в соответствии со схемой подключения, разработанной CCITT (рис. 16.4). Обору­дование делится на функциональные группы, и в зависимости от группы разли­чается несколько справочных точек ( reference points ) соединения разных групп оборудования между собой.

NT 1 (Network Termination 1) образуют циф­ровое абонентское окончание ( Digital Subscriber Line , DSL ) на кабеле, соединяющем пользовательское оборудование с сетью ISDN . Фактически NT 1 представ­ляет собой устройство типа CSU , которое работает на физическом уровне и образует дуплексный канал с соответствующим устройством CSU , установлен­ном на территории оператора сети ISDN . Справочная точка U соответствует точ­ке подключения устройства NT 1 к сети. Устройство NT 1 может принадлежать оператору сети (хотя всегда устанавливается в помещении пользователя), а мо­жет принадлежать и пользователю. В Европе принято считать устройство NT 1 частью оборудования сети, поэтому пользовательское оборудование (например, маршрутизатор с интерфейсом ISDN ) выпускается без встроенного устройства NT 1. В Северной Америке принято считать устройство NT 1 принадлежностью пользовательского оборудования, поэтому пользовательское оборудование часто выпускается со встроенным устройством NT 1.

Если пользователь подключен через интерфейс BRI , то цифровое абонентское окончание выполнено по 2-проводной схеме (как и обычное окончание аналого­вой телефонной сети). Для организации дуплексного режима используется тех­нология одновременной выдачи передатчиками потенциального кода 2 B 1 Q с эхо-подавлением и вычитанием своего сигнала из суммарного. Максимальная длина абонентского окончания в этом случае составляет 5,5 км .

При использовании интерфейса PRI цифровое абонентское окончание выполня­ется по схеме канала Т1 или Е1, то есть является 4-проводным с максимальной длиной около 1800 м .

Устройства функциональной группы NT 2 (Network Termination 2) представляют собой устройства канального или сетевого уровня, которые выполняют функции концентрации пользовательских интерфейсов и их мультиплексирование. Напри­мер, к этому типу оборудования относятся: офисная АТС (РВХ), коммутирую­щая несколько интерфейсов BRI , маршрутизатор, работающий в режиме комму­тации пакетов (например, по каналу D ), простой мультиплексор TDM , который мультиплексирует несколько низкоскоростных каналов в один канал типа В. Точка подключения оборудования типа NT 2 к устройству NT 1 называется спра­вочной точкой типа Т. Наличие этого типа оборудования не является обязатель­ным в отличие от NT 1.

Устройства функциональной группы ТЕ1 ( Terminal Equipment 1) относятся к уст­ройствам, которые поддерживают интерфейс пользователя BRI или PRI . Спра­вочная точка 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 NT 2 может отсутствовать, то справочные точки S и Т объединяют­ся и обозначаются как S / T .

Устройства функциональной группы ТЕ2 ( Terminal Equipment 2) представляют собой устройства, которые не поддерживают интерфейс BRI или PRI . Таким устройством может быть компьютер, маршрутизатор с последовательными ин­терфейсами, не относящимися к ISDN , например RS - 232 C , Х.21 или V .35. Для подключения такого устройства к сети ISDN необходимо использовать терми­нальный адаптер ( Terminal Adapter , ТА). 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 NT 1 или NT 2 обычно имеет небольшую длину, то разработчики стандартов ISDN решили не усложнять оборудование, поскольку организация дуплексного режима на 4-проводной линии намного легче, чем на 2-проводной. Для интерфейса BRI в качестве метода кодирования выбран биполярный метод AMI , причем логиче­ская единица кодируется нулевым потенциалом, а логический ноль - чередова­нием потенциалов противоположной полярности. Для интерфейса PRI исполь­зуются другие коды, те же, что и для интерфейсов Т1 и Е1, то есть соответственно B 8 ZS и HDB 3.

Физическая длина интерфейса PRI колеблется от 100 до 1000 м в зависимости от схемы подключения устройств (рис. 16.5).

Дело в том, что при небольшом количестве терминалов (ТЕ1 или ТЕ2+ТА) раз­решается не использовать местную офисную АТС, а подключать до 8 устройств к одному устройству типа NT 1 (или NT 2 без коммутационных возможностей) по схеме монтажного ИЛИ (подключение напоминает подключение станций к ко­аксиальному кабелю Ethernet , но только в 4-проводном варианте). При подклю­чении одного устройства ТЕ (через терминальные резисторы R , согласующие па­раметры линии) к сетевому окончанию NT (см. рис. 16.5, а ) длина кабеля может достигать 1000 м . При подключении нескольких устройств к пассивному кабелю (см. рис. 16.5, б ) максимальная длина кабеля сокращается до 100- 200 м . Правда, если эти устройства сосредоточены на дальнем конце кабеля (расстояние между ними не превышает 25- 50 м ), то длина кабеля может быть увеличена до 500 м (рис. 16.5, в). И, наконец, существуют специальные многопортовые устройства NT 1, которые обеспечивают звездообразное подключение до 8 устройств, при этом дли­на кабеля увеличивается до 1000 м (рис. 16.5, г ).

Адресация в сетях ISDN

Технология ISDN разрабатывалась как основа всемирной телекоммуникацион­ной сети, позволяющей связывать как телефонных абонентов, так и абонентов других глобальных сетей - компьютерных, телексных. Поэтому при разработке схемы адресации узлов ISDN необходимо было, во-первых, сделать эту схему достаточно емкой для всемирной адресации, а во-вторых, совместимой со схема­ми адресации других сетей, чтобы абоненты этих сетей, в случае соединения сво­их сетей через сеть ISDN , могли бы пользоваться привычными форматами адре­сов. Разработчики стека TCP / IP пошли по пути введения собственной системы адресации, независимой от систем адресации объединяемых сетей, а разработчи­ки технологии ISDN пошли по другому пути - они решили добиться использо­вания в адресе ISDN адресов объединяемых сетей.

Основное назначение ISDN - передача телефонного трафика. Поэтому за осно­ву адреса ISDN был взят формат международного телефонного плана номеров, описанный в стандарте ITU - T Е.163. Однако этот формат был расширен для поддержки большего числа абонентов и для использования в нем адресов других сетей, например Х.25. Стандарт адресации в сетях ISDN получил номер Е.164.

Формат Е.163 предусматривает до 12 десятичных цифр в номере, а формат адре­са ISDN в стандарте Е.164 расширен до 55 десятичных цифр. В сетях ISDN различают номер абонента и адрес абонента. Номер абонента соответствует точ­ке Т подключения всего пользовательского оборудования к сети. Например, вся офисная АТС может идентифицироваться одним номером ISDN . Номер ISDN состоит из 15 десятичных цифр и делится, как и телефонный номер по стандарту Е.163, на поле «Код страны» (от 1 до 3 цифр), поле «Код города» и поле «Номер абонента». Адрес ISDN включает номер плюс до 40 цифр подадреса. Подадрес используется для нумерации терминальных устройств за пользовательским ин­терфейсом, то есть подключенных к точке S . Например, если на предприятии име­ется офисная АТС, то ей можно присвоит один номер, например 7-095-640-20-00, а для вызова абонента, имеющего подадрес 134, внешний абонент должен набрать номер 7-095-640-20-00-134.

При вызове абонентов из сети, не относящейся к ISDN , их адрес может непо­средственно заменять адрес ISDN . Например, адрес абонента сети Х.25, в кото­рой используется система адресации по стандарту Х.121, может быть помещен целиком в поле адреса ISDN , но для указания, что это адрес стандарта Х.121, ему должно предшествовать поле префикса, в которое помещается код стандарта ад­ресации, в данном случае стандарта Х.121. Коммутаторы сети ISDN могут обра­ботать этот адрес корректно и установить связь с нужным абонентом сети Х.25 через сеть ISDN , либо коммутируя канал типа В с коммутатором Х.25, либо пе­редавая данные по каналу типа D в режиме коммутации пакетов. Префикс опи­сывается стандартом ISO 7498.

Стандарт ISO 7498 определяет достаточно сложный формат адреса, причем ос­новой схемы адресации являются первые два поля. Поле AFI (Authority and FormatIdentifier ) определяет значения всех остальных полей адреса и формат этих полей. Значением поля AFI является один из 6 типов поддоменов глобального домена адресации:

- четыре типа доменов соответствуют четырем типам публичных телекоммуни­кационных сетей - сетей с коммутацией пакетов, телексных сетей, публич­ных телефонных сетей и сетей ISDN ;

- пятый тип домена - это географический домен, который назначается каждой стране (в одной стране может быть несколько географических доменов);

- шестой тип домена - это домен организационного типа, в который входят ме­ждународные организации, например ООН или АТМ Forum .

За полем AFI идет поле IDI (Initial Domain Identifier - начальный идентифика­тор домена), а за ним располагается дополнительное поле DSP (Domain SpecificPart ), которое может нести дополнительные цифры номера абонента, если раз­рядности поля INI не хватает.

Определены перечисленные ниже значения AFI .

- Международные сети с коммутацией пакетов со структурой адресов в стандар­те Х.121 - 36, если адрес задается только десятичными цифрами, и 37, если ад­рес состоит из произвольных двоичных значений. При этом поле INI имеет формат в 14 десятичных цифр, а поле DSP может содержать еще 24 цифры.

- Международные сети ISDN со структурой адресов в стандарте Е.164 - 44, если адрес задается только десятичными цифрами, и 45, если адрес состоит из произвольных двоичных значений. При этом поле IDI имеет формат в 15 десятичных цифр, а поле DSP может содержать еще 40 цифр.

- Международные телефонные сети PSTN со структурой адресов в стандарте Е.163 - 42, если адрес задается только десятичными цифрами, и 43, если ад­рес состоит из произвольных двоичных значений. При этом поле IDI имеет формат в 12 десятичных цифр, а поле DSP может содержать еще 26 цифр.

- Международные географические домены со структурой адресов в стандарте ISO DCC (Digital Country Codes ) - 38, если адрес задается только десятич­ными цифрами, и 39, если адрес состоит из произвольных двоичных значе­ний. При этом поле INI имеет формат в три десятичных цифры (код страны), а поле DSP может содержать еще 35 цифр.

- Домен международных организаций. Для него однобайтовое поле IDI содер­жит код международной организации, от которой зависит формат поля DSP .

Для первых четырех доменов адрес абонента помещается непосредственно в поле IDI . Для пятого и шестого типов доменов IDI содержит только код страны или код организации, которая контролирует структуру и нумерацию части DSP .

Еще одним способом вызова абонентов из других сетей является указание в адресе ISDN двух адресов: адреса ISDN пограничного устройства, например, соединяюще­го сеть ISDN с сетью Х.25, и адреса узла в сети Х.25. Адреса должны разделяться специальным разделителем. Два адреса используются за два этапа - сначала сеть ISDN устанавливает соединение типа коммутируемого канала с пограничным уст­ройством, присоединенным к сети ISDN , а затем передает ему вторую часть адреса, чтобы это устройство осуществило соединение с требуемым абонентом.

Стек протоколов и структура сети ISDN

В сети ISDN существует два стека протоколов: стек каналов типа D и стек кана­лов типа В (рис. 16.6).

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: физический протокол определяется стандар­том I .430/431, канальный протокол LAP - D определяется стандартом Q .921, а на сетевом уровне может использоваться протокол Q .931, с помощью которого вы­полняется маршрутизация вызова абонента службы с коммутацией каналов, или же протокол Х.25 - в этом случае в кадры протокола LAP - D вкладываются па­кеты Х.25 и коммутаторы ISDN выполняют роль коммутаторов Х.25.

Сеть каналов типа D внутри сети ISDN служит транспортной сетью с коммута­цией пакетов для так называемой системы сигнализации номер 7 ( Signal SystemNumber 7, SS 7). Система SS 7 была разработана для целей внутреннего мони­торинга и управления коммутаторами телефонной сети общего назначения. Эта система применяется и в сети ISDN . Служба SS 7 относится к прикладному уровню модели OSI . Конечному пользователю ее услуги недоступны, так как со­общениями SS 7 коммутаторы сети обмениваются только между собой. В России применяется несколько модифицированный вариант этой системы сигнализации под названием общеканальная сигнализация № 7 (ОКС 7). Термин «общеканаль­ная» означает, что сообщения сигнализации передаются по выделенному слу­жебному каналу, общему для всех пользовательских каналов, а по последним пе­редается только информация пользователей, и никакая другая.

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 - протокол I .430/431. Коммутация каналов типа В происходит по указаниям, полученным по каналу D . Когда пакеты протокола Q .931 маршрутизируются коммутатором, то при этом происходит одновремен­ная коммутация очередной части составного канала от исходного абонента к конечному.

Протокол LAP - D принадлежит семейству HDLC , к которому относится и опи­санный в главе 7 протокол LLC 2. Протокол LAP - D обладает всеми родовыми чертами этого семейства, но имеет и некоторые особенности. Адрес кадра LAP - D состоит из двух байтов - один байт определяет код службы, которой пересыла­ются вложенные в кадр пакеты, а второй используется для адресации одного из терминалов, если у пользователя к сетевому окончанию NT 1 подключено несколь­ко терминалов. Терминальное устройство может поддерживать разные служ­бы - службу установления соединения по протоколу Q .931, службу коммутации пакетов Х.25, службу мониторинга сети и т. п. Протокол LAP - D обеспечивает два режима работы: с установлением соединения (единственный режим работы протокола LLC 2) и без установления соединения. Последний режим использует­ся, например, для управления и мониторинга сети.

Протокол Q .931 переносит в своих пакетах адрес ISDN вызываемого абонента, на основании которого и происходит настройка коммутаторов на поддержку со­ставного канала типа В. Процедуру установления соединения по протоколу Q .931 иллюстрирует рис. 16.7.

Использование служб ISDN для передачи данных

Несмотря на значительные отличия от аналоговых телефонных сетей, сети ISDN сегодня используются в основном так же, как аналоговые телефонные сети, то есть как сети с коммутацией каналов, но только более скоростные: интерфейс BRI дает возможность установить дуплексный режим обмена со скоростью 128 кбит/с (логическое объединение двух каналов типа В), а интерфейс PRI - 2,048 Мбит/с. Кроме того, качество цифровых каналов гораздо выше, чем аналоговых. Это значит, что процент искаженных кадров будет гораздо ниже, а полез­ная скорость обмена данными существенно выше.

Обычно интерфейс BRI используется в коммуникационном оборудовании для подключения отдельных компьютеров или небольших локальных сетей, а интерфейс PRI - в маршрутизаторах, рассчитанных на сети средних размеров.

Что же касается объединения компьютерных сетей для поддержки службы с ком­мутацией пакетов, то здесь возможности сетей ISDN не слишком велики.

На каналах типа В режим коммутации пакетов поддерживается путем постоян­ного или коммутируемого соединения с коммутатором сети Х.25. То есть каналы типа В в сетях ISDN являются только транзитными для доступа к «настоящей» сети Х.25. Собственно, это сводится к первому случаю использования сети ISDN - только как сети с коммутацией каналов.

Развитие технологии трансляции кадров на каналах типа В - технологии frame relay - привело к тому, что сети frame relay стали самостоятельным видом сетей со своей инфраструктурой каналов и коммутаторов.

Остается служба коммутации пакетов, доступная по каналу D . Так как после пе­редачи адресной информации канал D остается свободным, по нему можно реа­лизовать передачу компьютерных пакетов Х.25, поскольку протокол LAP - D по­зволяет это делать. Чаще всего сеть ISDN используется не как замена сети Х.25, а как разветвленная сеть доступа к ней, как к менее географически распростра­ненной и узкоспециализированной (рис. 16.8). Такая услуга обычно называется «доступ к сети Х.25 через канал типа D ». Скорость доступа к сети Х.25 по каналу типа D обычно не превышает 9600 бит/с.

Сети ISDN не рассматриваются разработчиками сетей передачи данных как хо­рошее средство для создания магистрали. Основная причина - отсутствие ско­ростной службы коммутации пакетов и невысокие скорости каналов, предостав­ляемых конечным пользователям. Для целей же подключения мобильных и домашних пользователей, небольших филиалов и образования резервных кана­лов связи сети ISDN сейчас используются очень широко, естественно там, где они существуют. Производители коммуникационного оборудования выпускают широкий спектр продуктов для подключения локальных сетей к ISDN - терми­нальных адаптеров, удаленных мостов и офисных маршрутизаторов невысокой стоимости.

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.

Вместе с тем, сети ISDN не лишены и некоторых недостатков, например: проблемы совместимости ISDN-оборудования различных поставщиков; сложность модернизации центральных коммутаторов и построения новой цифровой инфраструктуры; сложность заказа сервиса; необходимость значительных первоначальных финансовых вложений.

В западном кино в 90-х часто показывали сильно бросающуюся в глаза инженеру-связисту ситуацию: человек говорит по телефону, потом извиняется, говорит, что у него второй звонок, переключается на вторую линию, беседует со вторым абонентом, и, как ни в чем ни бывало, возвращается к ожидающему первому. Диковинная, чуждая аналоговой России картина! А запад всего-навсего эксплуатировал прелести ISDN...

Протокол ISDN (Intergrated Services Digital Network) начал свое существование в начале 1980-х с момента выпуска ITU (Международным телекоммуникационным союзом) первой редакции стандарта. Назначение и суть протокола - возможность совмещения телефонной связи и обмена данными ; на сегодняшний день звучит не очень впечатляюще, но в 80-х это была передовая технология, дверь (портал?!) в будущее.

Данные и телекоммуникационные услуги в ISDN передаются по телефонным проводам , что в 80-е тоже было недурно: инфраструктура существовала почти повсеместно, а скорость передачи данных достигала невероятных 64 Кбит/с . Все это стало возможным благодаря использованию технологии TDM (Time Division Multiplexing), которая предусматривает выделение (после подачи команды CALL по сигнальному каналу) отдельной полосы (или канала) под каждый тип данных .

Таким образом ISDN получил следующий набор функций:

• канальная и пакетная связь
• 2 способа доступа: BRI (Basic Rate Interface) и PRI (Primary Rate Interface)
• единообразный доступ к ТфОП
• поддержка DID (Direct Inward Dial)
• поддержка DOD (Direct Outward Dial)
• служба 800
• внешний обмен (Foreign Exchange - FX)
• каналы связи
• коммутация пакетов данных (packet-switched data)
• коммутация каналов данных (circuit-switched data)
• возможность добавления дополнительных каналов для ускорения передачи данных
• использование выделенного сигнального канала (что предусматривает свободные каналы во время инициации сеансов связи)
• совместимость сигналов с SS7

В сетях ISDN доступны следующие услуги:

• Услуги несущего канала (bearer service) . Указываются вызывающим пользователем в сообщении установки соединения и передаются по сети вызываемому пользователю. При вызове доступно 3 типа услуг: передача голоса, звуковой канал 3.1 КГц (для данных модема) и 64 Кбит/с для цифровых данных. Для первых двух достаточно использовать аналоговые каналы связи, для 3-го - исключительно цифровые.
• Телекоммуникационные услуги (teleservice) . Позволяет вызывающему пользователю указать тип службы данных для звукового или цифрового канала. Телекоммуникационная информация (телекс, факс и т. д.) свободно передается по сети вызываемому пользователю, он распознает информацию и выбирает соответствующую функцию терминального оборудования, чтобы принять поступивший вызов.
• Дополнительные услуги (supplementary service) . Всего несколько примеров: Caller ID, Closed User Group, ожидание вызова, уведомление о загрузке (advice of charge), обмен сигналами между пользователя (user-to-user signaling), передача вызова, удержание вызова.

Базовые типы каналов ISDN

В ISDN описаны 9 типов каналов, но реально в большинстве случаев используются только 2: типов B и D.
Канал B (B Channel) – канал на 64 Кбит/с, несет поток пользовательской информации. Сигнальную информацию не передает. Голос внутри канала B может передаваться в высоком качестве в кодеке G.711.
Канал D (D Channel) – в основном сигнальный канал. Скорость передачи в канале D зависит от способа доступа. Помимо сигнальной информации, может передавать пакеты данных со скоростью 9.6 Кбит/с.

Типы способов доступа

В ISDN существует 2 типа способов доступа: интерфейс BRI и интерфейс PRI .

Интерфейс BRI

Интерфейс BRI предоставляет два двунаправленных канала B на 64 Кбит/с и один двунаправленный канал D на 16 Кбит/с (описывается формулой 2B+D). Работает по стандартным двухпроводным телефонным линиям. Оба канала B передают голос и данные, канал D – управляющие сообщения и сигналы.
Чаще всего используется в маленьких офисах и в жилом фонде.

Конфигурация и опорные точки интерфейса BRI

Конфигурация

NT1 (Network Termination 1) завершают двухпроводную абонентскую линию и предоставляют четырехпроводную шину S/T для терминального оборудования ISDN (TE).
TE1 (Terminal Equipment 1) – совместимые с ISDN устройства, которые подключаются разъемом S/T к NT1.
TE2 (Terminal Equipment 2) – устройства, не совместимые с ISDN, которым требуется соединение с терминальным адаптером. Соединяются интерфейсами RS-232, V.35, RS-449, X.21.
TA (Terminal Adapter) – совместимый с ISDN интерфейс для NT1 и стандартный интерфейс для TE2.

Опорные точки (reference point) определяют среду передачи, интерфейс, разъемы.
Опорная точка U определяет характеристики передачи абонентской линии. Для BRI этот двухпроводной интерфейс использует 160 Кбит/с (2B+D+16 Кбит/с для служебной информации) по стандартным медным проводам.
Опорная точка S/T – четырехпроводное соединение с терминальными адаптерами или терминалами, совместимыми с ISDN. Между устройством ISDN и терминальными устройствами обеспечивается скорость 144 Кбит/с (2B+D). К интерфейсу S/T можно подключить до 8 устройств ISDN.
Опорная точка R обеспечивает соединение с не ISDN-устройствами. Они соединяются с терминальными адаптерами с помощью интерфейсов RS-232 и V.35.

Интерфейс PRI

Интерфейс PRI соответствует двум уровням: 1544 Кбит/с (T1/J1) и 2048 Кбит/с (E1).

T1/J1 состоит из 23 каналов B и одного канала D на 64 Кбит/с (23B+D); используется в Северной Америке и Японии.
E1 состоит из 30 каналов B и одного канала D (30B+D); используется в Европе и России.

Конфигурация и опорные точки PRI

В целом схожи с используемыми для BRI.
Опорная точка U – четырехпроводной интерфейс, и использует уровни T1 и E1.
Опорная точка T – предоставляет доступ к устройствам NT2.
Устройства NT2 – предоставляет функции обработки протокола уровней L2 и L3, мультиплексирование, коммутацию, терминальные интерфейсы, обслуживание. Может обеспечить подключение к совместимым с ISDN устройствам TE1 и несовместимым TE2.

ISDN и телефонная связь. Использование ISDN в качестве средства традиционной телефонной связи исторически явилось первой областью применения новой телекоммуникационной технологии. Разработанная как альтернатива обычным аналоговым сетям, она содержит ряд принципиальных особенностей и предоставляет пользователю ISDN-терминала следующие преимущества:

Наличие жидкокристаллического дисплея и расширенной телефонной клавиатуры для интерактивного управления вызовами и обмена сообщениями;

Практически мгновенное установление связи;

Возможность одновременного установления и удержания линии связи с тремя абонентами;

Возможность обмена текстовыми и речевыми сообщениями;

Возможность регулирования громкости принимаемой речи;

Повышенное качество звучания.

Система сигнализации N7.

Составляющей частью сети ISDN является система сигнализации N7. Используемая в ISDN система сигнализации является системой сигнализации по общему каналу. Принцип ее в следующем. Все линейные и управляющие сигналы (номер вызываемого абонента, подтверждения принятия данного номера, информация о доступности абонента занят или свободен, разъединение с конкретным типом отказа и т.д) упаковываются в специальные пакеты данных и снабжаются идентификаторами разговорных каналов, исходящих и входящих станций, а также служебной информацией. Эти пакеты данных (так называемые сигнальные единицы) передаются по отдельному сигнальному каналу.Только с помощью этого типа сигнализации можно объединить сети ISDN.Все станции с ISDN портами в городе и области соединены между собой при помощи сигнализации N7. Связь с ISDN абонентами направлений, которые помещены в статье "Список открытых направлений и стран" тоже осуществляется по сигнализации N7.При этом в каждом направлении присутствует альтернативный путь, который может быть не всегда с сигнализацией N7. Если вызывающий и вызываемый абоненты являются абонентами ISDN и процесс установления соединения между ними не требует перехода на другие системы сигнализации, то эти абоненты могут получить весь спектр услуг ISDN. Если же один из абонентов является обычным аналоговым абонентом или требуется переход на другую систему сигнализации, то многие услуги ISDN становятся недоступными.

Преимущества для пользователя.

Деловые абоненты получают преимущество от возможности работать в режиме разделения полосы, т.е. используя несколько приложений одновременно. В частности это дешевая передача данных. Существующий спектр современных услуг передачи речи полезен и экономически выгоден как для деловых, так и для обычных абонентов. Организация двух основных каналов на одной линии пользователя повышает практическую ценность существующих абонентских линий. ISDN предлагает много новых возможностей, такие как настольная видеотелефония и электронные газеты. Речь, данные, изображения и видео могут быть закодированы терминалом пользователя и переданы в цифровом виде, без ошибок, по полностью цифровой сети. Быстрая сигнализация по D-каналу гарантирует очень короткое время установления соединения. При объединении удаленных LAN, при доступе в корпоративную LAN, Internet или интерактивные службы по каналам ISDN часто используется подключение с повременной оплатой. В этом случае наибольший интерес представляет оборудование, позволяющее осуществлять сжатие передаваемых данных и, следовательно, уменьшать время использования линии на единицу передаваемой информации. К тому же, компрессия передаваемых данных является дополнительной защитой, снижая вероятность расшифровки информации при несанкционированном подключении к линии. Важным средством, обеспечивающим эффективность использования линии, является установление соединения по требованию (Connect on demand) - только на время сеанса передачи данных. По его завершению физическое соединение разрывается. В отличие от арендованных каналов использование каналов связи по требованию позволяет осуществлять доступ к сети или, наоборот, прерывать связь в зависимости от заданных условий или произошедших в сети событий. Функция фильтрации протоколов позволяет ограничить прохождение через магистральную линию определенных протоколов или изменить приоритет. Фильтрация MAC-адресов позволяет ограничить доступ с некоторых рабочих станций в удаленную сеть и, таким образом, уменьшить трафик. Обычно мосты или маршрутизаторы имеют таблицу телефонных номеров (ISDN). Это позволяет, например, запланировать установку соединения с каждым офисом на определенное время или день недели. Такая схема установки соединений подходит для работы с немногими приложениями. Важным является то, что можно полностью запретить или ограничить доступ извне в LAN компании по выходным или праздничным дням. Важной функцией является и установление пропускной способности по требованию (Bandwidth on demand). При превышении полосы пропускания одного B-канала автоматически подключается второй. Для увеличения пропускной способности по протоколу PPP, который обычно используется для подключения к сети Internet, разработан стандарт Multilink PPP (MPPP). Он позволяет объединять несколько В-каналов и создавать один логический канал c увеличенной пропускной способностью. Средства ISDN " прозрачны" для любого вида информации, будь то трафик видеотелефонии, компьютерные данные, речь, графические изображения и т.д. Пользователю остается только выбрать нужный ему терминал.

БУДУЩЕЕ

Существует и много лет был глобальный толчок стать цифровым миром. Основным доказательством в цифровую эпоху является межсетевым компьютеров, обеспечивающих доступ к богатым ресурсам и информации.

ISDN технологии, хотя и страдает от политических вопросов, является экономически эффективным средством для подключения оборудования связи всех типов. По мере увеличения совместимости вопросы будут решены, ISDN услугам будут все чаще стали услуги по выбору для юридических лиц и индивидуальных клиентов. Рост популярности должно снизить расходы на оборудование и устройства связи сделать доступными Off-The-шельф.

Хотя другие цифровые услуги являются конкурентоспособными, требуют наиболее дорогим выделенным линиям или обладать присущи недостатки, как низкая скорость. ISDN технология стандартизирована и обеспечивает динамическое высокой скорости конца в конец цифрового подключения по существующей телефонной сети по всему миру.

ISDN продолжает развиваться при наличии широкополосного ISDN в ближайшем будущем. Технологию ATM основе предоставления B-ISDN скорость передачи до 600 Мбит / с или более, было бы сложно добиться найти жизнеспособное доступные альтернативы.

Заключение

ISDN - это перспективное направление развития, как телефонии, так и технологий передачи данных. Гибкость ISDN сервиса, придает таким решениям универсальность и масштабируемость. Прекрасное качество соединения и возможность одновременно проводить телефонный разговор и соединяться модемом с Internet - провайдером, является одной из главных причин перехода домашних абонентов на ISDN. Кроме того, присвоение разных абонентских номеров в пределах одной линии, решит проблемы приватных звонков и отпадет необходимость установки отдельной телефонной линии. На сегодняшний день многие организации устанавливают мини-АТС для возможности использования дополнительных услуг и средств внутренней коммутации. Эти лишние затраты можно избежать с помощью перехода на ISDN. Дополнительные услуги ISDN могут применяться не только в пределах организации, но и с любым ISDN абонентом. Тем более, что спектр этих услуг у ISDN намного шире чем у мини-АТС. Большие перспективы видны в интегрированных сетевых решениях, когда абоненты применяют ISDN одновременно как телефонную сеть, так и как сеть передачи данных. Это приводит к экономии средств на дополнительной регистрации в изолированных сетях передачи данных. Используя современные ISDN-маршрутизаторы можно одновременно решить проблемы соединения удаленных офисов и проблему постоянного выхода в Internet. Все больше современного оборудования переходит на цифровые технологии, и время повсеместного перехода на цифровую связь уже не за горами.

Список источников:

Gilbert, H. модемы и ISDN. PC Lube & Tune

Цели и история создания технологии ISDN

ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровые сети с интегральными услугами) вид сетей, в которых основным режимом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме.

Переход телефонных сетей общего пользования на полностью цифровую обработку данных, при которой конечный абонент передает данные непосредственно в цифровой форме, не является новшеством. Таки идеи высказывались давно. Изначально планировалось, что абоненты данной сети будут передавать только голосовые сообщения. Такие сети получили название IDN - Integrated Digital Network. Термин «интегрированная сеть» относился к интеграции цифровой обработки информации сетью с цифровой передачей голоса абонентом. Идея такой сети была высказана еще в 1959 году. Затем было решено, что такая сеть должна предоставлять своим абонентам не только возможность поговорить между собой, но и воспользоваться другими услугами - в первую очередь передачей компьютерных данных. Вместе с тем, сеть должна была поддерживать для абонентов разнообразные услуги прикладного уровня - факсимильную связь, телетекс (передачу данных между двумя терминалами), видеотекс (получение хранящихся в сети данных на свой терминал), голосовую почту и ряд других. Предпосылки для создания такого рода сетей сложились к середине 70-х годов. К этому времени уже широко применялись цифровые каналы Т1 для передачи данных в цифровой форме между АТС, а первый мощный цифровой коммутатор телефонных каналов 4ESS был выпущен компанией Western Electric в 1976 году.

В результате работ, проводимых по стандартизации интегральных сетей в CCITT, в 1980 году появился стандарт G.705, в котором излагались общие идеи такой сети. Конкретные спецификации сети ISDN появились в 1984 году в виде серии рекомендаций I. Этот набор спецификаций был неполным и не подходил для построения законченной сети. К тому же в некоторых случаях он допуᴄᴋал неоднозначность толкования или был противоречивым. В результате, хотя оборудование ISDN и начало появляться примерно с середины 80-х годов, оно часто было несовместимым, особенно если производилось в разных странах. В 1988 году рекомендации серии I были пересмотрены и приобрели гораздо более детальный и законченный вид, хотя некоторые неоднозначности сохранились. В 1992 и 1993 годах стандарты ISDN были еще раз пересмотрены и дополнены. Процесс стандартизации этой технологии продолжается.

Внедрение сетей ISDN началось достаточно давно - с конца 80-х годов, однако выᴄоᴋая техничеᴄᴋая сложность пользовательᴄᴋого интерфейса, отсутствие единых стандартов на многие жизненно важные функции, а также необходимость крупных капиталовложений для переоборудования телефонных АТС и каналов связи привели к тому, что инᴋубационный период затянулся на многие годы, и сейчас, когда прошло уже более десяти лет, распространенность сетей ISDN оставляет желать лучшего. Кроме того, в разных странах судьба ISDN ᴄᴋладывалась по-разному. Наиболее давно в национальном масштабе эти сети работают в таких странах, как Германия и Франция. Тем не менее доля абонентов ISDN даже в этих странах составляет немногим более 5 % от общего числа абонентов телефонной сети. В США процесс внедрения сетей ISDN намного отстал от Европы, поэтому сетевая индустрия только недавно заметила наличие такого рода сетей. Если судить о тех или иных типах глобальных сетей по коммуникационному оборудованию для корпоративных сетей, то может сложиться ложное впечатление, что технология ISDN появилась где-то в 1994 - 1995 годах, так как именно в эти годы начали появляться маршрутизаторы с поддержкой интерфейса ISDN. Это обстоятельство просто отражает тот факт, что именно в эти годы сеть ISDN стала достаточно распространенной в США - стране, компании которой являются лидерами в производстве сетевого оборудования для корпоративных сетей.

Службы ISDN

Некоммутируемые средства (выделенные цифровые каналы);

Коммутируемая телефонная сеть общего пользования;

Сеть передачи данных с коммутацией каналов;

Сеть передачи данных с коммутацией пакетов;

Сеть передачи данных с трансляцией кадров (frame relay);

Средства контроля и управления работой сети.

Как видно из приведенного списка, транспортные службы сетей ISDN действительно покрывают очень широкий спектр услуг, включая популярные услуги frame relay. Кроме того, большое внимание уделено средствам контроля сети, которые позволяют маршрутизировать вызовы для установления соединения с абонентом сети, а также осуществлять мониторинг и управление сетью. Управляемость сети обеспечивается интеллектуальностью коммутаторов и конечных узлов сети, поддерживающих стек протоколов, в том числе и специальных протоколов управления.

Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимильную связь на скорости 64 Кбит/с, телексную связь на скорости 9600 бит/с, видеотекс на скорости 9600 бит/с и некоторые другие.

На практике не все сети ISDN поддерживают все стандартные службы. Служба frame relay хотя и была разработана в рамках сети ISDN, однако реализуется, как правило, с помощью отдельной сети коммутаторов кадров, не пересекающейся с сетью коммутаторов ISDN.

Базовой скоростью сети ISDN является скорость канала DS-0, то есть 64 Кбит/с. Эта скорость ориентируется на самый простой метод кодирования голоса - ИКМ, хотя дифференциальное кодирование и позволяет передавать голос с тем же качеством на скорости 32 или 16 Кбит/с.

Пользовательские интерфейсы ISDN

Одним из базовых принципов ISDN является предоставление пользователю стандартного интерфейса, с помощью которого пользователь может запрашивать у сети разнообразные услуги. Этот интерфейс образуется между двумя типами оборудования, устанавливаемого в помещении пользователя (Customer Premises Equipment, СРЕ): терминальным оборудованием пользователя ТЕ (компьютер с соответствующим адаптером, маршрутизатор, телефонный аппарат) и сетевым окончанием NT, которое представляет собой устройство, завершающее канал связи с ближайшим коммутатором ISDN.

Пользовательский интерфейс основан на каналах трех типов:

В-со скоростью передачи данных 64 Кбит/с;

D - со скоростью передачи данных 16 или 64 Кбит/с;

Н - со скоростью передачи данных 384 Кбит/с (Н0), 1536 Кбит/с (Н11) или 1920 Кбит/с (Н12).

Каналы типа В обеспечивают передачу пользовательских данных (оцифрованного голоса, компьютерных данных или смеси голоса и данных) и с более низкими скоростями, чем 64 Кбит/с. Разделение данных выполняется с помощью техники TDM. Разделением канала В на подканалы в этом случае должно заниматься пользовательское оборудование, сеть ISDN всегда коммутирует целые каналы типа В. Каналы типа В могут соединять пользователей с помощью техники коммутации каналов друг с другом, а также образовывать так называемые полупостоянные (semipermanent) соединения, которые эквиваленты соединениям службы выделенных каналов. Канал типа В может также подключать пользователя к коммутатору сети Х.25.

Канал типа D выполняет две основные функции. Первой и основной является передача адресной информации, на основе которой осуществляется коммутация каналов типа В в коммутаторах сети. Второй функцией является поддержание услуг низкоскоростной сети с коммутацией пакетов для пользовательских данных. Обычно эта услуга выполняется сетью в то время, когда каналы типа D свободны от выполнения основной функции.

Каналы типа Н предоставляют пользователям возможности высокоскоростной передачи данных. На них могут работать службы высокоскоростной передачи факсов, видеоинформации, качественного воспроизведения звука.

Пользовательский интерфейс ISDN представляет собой набор каналов определенного типа и с определенными скоростями.

Сеть ISDN поддерживает два типа пользовательского интерфейса - начальный (Basic Rate Interface, BRI) и основной (Primay Rate Interface, PRI).

Начальный интерфейс BRI предоставляет пользователю два канала по 64 Кбит/с для передачи данных (каналы типа В) и один канал с пропускной способностью 16 Кбит/с для передачи управляющей информации (канал типа D). Все каналы работают в полнодуплексном режиме. В результете суммарная скорость интерфейса BRI для пользовательских данных составляет 144 Кбит/с по каждому направлению, а с учетом служебной информации - 192 Кбит/с. Различные каналы пользовательского интерфейса разделяют один и тот же физический двухпроводный кабель по технологии TDM, то есть являются логическими каналами, а не физическими. Данные по интерфейсу BRI передаются кадрами, состоящими из 48 бит. Каждый кадр содержит по 2 байта каждого из В каналов, а также 4 бита канала D. Передача кадра длится 250 мс, что обеспечивает скорость данных 64 Кбит/с для каналов В и 16 Кбит/с для канала D. Кроме бит данных кадр содержит служебные биты для обеспечения синхронизации кадров, а также обеспечения нулевой постоянной составляющей электрического сигнала.

Интефейс BRI может поддерживать не только схему 2B+D, но и B+D и просто D (когда пользователь направляет в сеть только пакетизированные данные).

Основной интерфейс PRI предназначен для пользователей с повышенными требованиями к пропускной способности сети. Интерфейс PRI поддерживает либо схему 30B+D, либо схему 23B+D. В обеих схемах канал D обеспечивает скорость 64 Кбит/с. Первый вариант предназначен для Европы, второй - для Северной Америки и Японии. Ввиду большой популярности скорости цифровых каналов 2,048 Мбит/с в Европе и скорости 1,544 Мбит/с в остальных регионах, привести стандарт на интерфейс PRI к общему варианту не удалось.

Возможны варианты интерфейса PRI с меньшим количеством каналов типа В, например 20B+D. Каналы типа В могут объединяться в один логический высокоскоростной канал с общей скоростью до 1920 Кбит/с. При установке у пользователя нескольких интерфейсов PRI все они могут иметь один канал типа D, при этом количество В каналов в том интерфейсе, который не имеет канала D, может увеличиваться до 24 или 31.

Основной интерфейс может быть основан на каналах типа Н. При этом общая пропускная способность интерфейса все равно не должна превышать 2,048 или 1,544 Мбит/с. Для каналов НО возможны интерфейсы 3HO+D для американского варианта и 5HO+D для европейского. Для каналов HI возможен интерфейс, состоящий только из одного канала НИ (1,536 Мбит/с) для американского варианта или одного канала HI 2 (1,920 Мбит/с) и одного канала D для европейского варианта.

Адресация в сетях ISDN

Технология ISDN разрабатывалась как основа всемирной телекоммуникационной сети, позволяющей связывать как телефонных абонентов, так и абонентов других глобальных сетей - компьютерных, телексных. Поэтому при разработке схемы адресации узлов ISDN необходимо было, во-первых, сделать эту схему достаточно емкой для всемирный адресации, а во-вторых, совместимой со схемами адресации других сетей, чтобы абоненты этих сетей, в случае соединения своих сетей через сеть ISDN, могли бы пользоваться привычными форматами адресов. Разработчики стека TCP/IP пошли по пути введения собственной системы адресации, независимой от систем адресации объединяемых сетей. Разработчики технологии ISDN пошли по другому пути - они решили добиться использования в адресе ISDN адресов объединяемых сетей.

Основное назначение ISDN - это передача телефонного трафика. Поэтому за основу адреса ISDN был взят формат международного телефонного плана номеров, описанный в стандарте ITU-T E.163. Однако этот формат был расширен для поддержки большего числа абонентов и для использования в нем адресов других сетей, например Х.25. Стандарт адресации в сетях ISDN получил номер Е.164.

Формат Е.163 предусматривает до 12 десятичных цифр в номере, а формат адреса ISDN в стандарте Е.164 расширен до 55 десятичных цифр. В сетях ISDN различают номер абонента и адрес абонента. Номер абонента соответствует точке Т подключения всего пользовательского оборудования к сети. Например, вся офисная АТС может идентифицироваться одним номером ISDN. Номер ISDN состоит из 15 десятичных цифр и делится, как и телефонный номер по стандарту Е.163, на поле «Код страны» (от 1 до 3 цифр), поле «Код города» и поле «Номер абонента». Адрес ISDN включает номер плюс до 40 цифр подадреса. Подадрес используется для нумерации терминальных устройств за пользовательским интерфейсом, то есть подключенных к точке S. Например, если на предприятии имеется офисная АТС, то ей можно присвоит один номер, например 7-095-640-20-00, а для вызова абонента, имеющего подадрес 134, внешний абонент должен набрать номер 7-095-640-20-00-134.