Государственный комитет по связи и информатизации Украины

Государственный комитет по связи и информатизации Украины

Одесская Национальная Академия Связи им. А.С. Попова

Кафедра Сетей Связи

 

 

ISDN. Основные и дополнительные виды обслуживания.

 

Одесса 2002

 

Ключевые положения

Средства ISDN

Цифровая сеть интегрального обслуживания ISDN (Integrated Services Digital Network) представляет собой систему связи с комплексом услуг по передаче как данных, так речи и видео, в которой основным видом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме.

ISDN предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы голос, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы и другие виды информации могли быть переданы конечному пользователю по имеющимся телефонным проводам и получены им в совокупности из одного терминала конечного пользователя.

К числу основных средств, посредством которых ISDN может быть реализована, относятся:

-ISDN-станции (ISDN-коммутаторы);

-ISDN-терминалы (цифровые телефонные аппараты);

-внутренние адаптеры ISDN (мосты/маршрутизаторы) для подключения ПК к ISDN-сети;

-внешние устройства (блоки) для подключения ПК или ЛВС к ISDN-сети как альтернатива адаптерам;

-блоки Network Terminator (NT1) – сетевые окончания;

-линии связи (интерфейсы PRI и BRI).
Архитектура сети ISDN предусматривает несколько видов служб:

- Сеть передачи данных с коммутацией каналов;

- Сеть передачи данных с коммутацией пакетов;

- Сеть передачи данных с трансляцией кадров (frame relay);

 

В число компонентов ISDN входят терминалы (TE), терминальные адаптеры (ТА), устройства завершения работы сети, оборудование завершения работы линии и оборудование завершения коммутации.

Имеется два типа терминалов ISDN. Специализированные терминалы ISDN называются "терминальным оборудованием типа 1" (terminal equipment type 1) (TE1). Терминалы, разрабатывавшиеся не ISDN, такие, как DTE, которые появились раньше стандартов, называются "терминальным оборудованием типа 2" (terminal equipment type 2) (TE2). Терминалы ТЕ1 подключают к сети ISDN через цифровую линию связи из четырех скрученных пар проводов. Терминалы ТЕ2 подключают к сети ISDN через терминальный адаптер TA.

Teрминальный адаптер ISDN (ТА) может быть либо автономным устройством, либо платой внутри ТЕ2. Если ТА реализован как автономное устройств, то он подключает к ТЕ2 через стандартный интерфейс физического уровня (например, EIA232, V.24 или V.35).

Следующей точкой соединения в сети ISDN, расположенной за пределами устройств ТЕ1 и ТЕ2, является сетевое окончание NT1 или NT2. Это устройства завершения работы сети, которые подключают четырехпроводный абонентский монтаж к традиционному контуру двухпроводной локальной сети. В большинстве стран NT1 является частью сети, обеспечиваемой коммерческими сетями связи. NT2 является более сложным устройством, которое обычно применяется в "частных цифровых телефонных станциях с выходом в общую сеть" (PBX), и выполняет функции протоколов Уровней 2 и 3 и услуги по концентрации данных.

В ISDN задано определенное число контрольных точек. Эти контрольные точки определяют логические интерфейсы между функциональными группировками, такими, как ТА и NТ1. Контрольными точками ISDN являются точки "R" (контрольная точка между неспециализированным оборудованием ISDN и ТА), "S" (контрольная точка между терминалами пользователя и NT2), "Т" (контрольная точка между устройствами NT1 и NT2) и "U" (контрольная точка между устройствами NT1 и оборудованием завершения работы линии в коммерческих сетях связи). Контрольная точка "U" имеет отношение только к Северной Америке, где функция NT1 не обеспечивается коммерческими сетями связи.

Рис. 1. Образец конфигурации ISDN

Нa рисунке 1 изображены три устройства, подключенные к коммутатору ISDN, находящемуся на центральной станции сети общего пользования. Два из этих устройства совместимы с ISDN, поэтому их можно подключить к устройствам NT2 через контрольную точку "S". Третье устройство (тeлефон обыкновенный, не специализированный для ISDN) подключается к ТА через контрольную точку "R". Любое из этих устройств может быть также подключено к устройству NT1/2, которое заменяет оба устройства- NТ1 и NT2. Аналогичное оборудование пользователей (не показанные на рисунке) подключены к правому коммутатору ISDN.

 

Уровень 1 модели OSI.

Форматы блока данных физического уровня1 в ISDN различаются в зависимости от того, является блок данных отправляемым за пределы терминала (из терминала в сеть) или входящим в пределы терминала (из сети в терминал). Оба вида блока данных физического уровня показаны на Рис.2 "Форматы блоков данных физического уровня". Длина блоков данных равна 48 битам, из которых 36 бит представляют информацию пользователя. Биты "F" обеспечивают синхронизацию. Биты "L" регулируют среднее значение бита. Биты "Е" используются для решения конфликтной ситуации, когда несколько терминалов на какой-нибудь пассивной шине претендуют на один канал. Бит "А" активирует устройства. Биты "S" еще не получили назначения. Биты "В1", "В2" и "D" предназначены для данных пользователя.

 

 

Рис. 2. Формат фрейма физического уровня ISDN

 

Физически к одной цепи может быть подключено множество устройств пользователей ISDN. Для такой конфигурации столкновения могут быть результатом одновременной передачи двух терминалов. Поэтому ISDN предусматривает средства для определения конфликтов в канале связи. При получении устройством NT бита D из ТЕ оно отражает этот бит эхо-сигналом обратно в соседнюю позицию Е-бита. ТЕ ожидает, что соседний Е-бит должен быть тем же самым, что и бит D, который он передал в последней передаче.

Терминалы не могут передавать в D-канал до тех пор, пока они не распознают специфичное число единиц (указывающих на "отсутствие сигнала"), соответствующее заранее установленному приоритету. Если устройство ТЕ обнаруживает какой-либо бит в канале с эхо-сигналом (Е), отличающимся от его битов D, оно должно немедленно прекратить передачу. Этот простой прием является гарантией того, что одновременно только один терминал может передавать свои D-сообщения. После успешной передачи D-сообщения приоритет этого терминала становится более низким, что обеспечивается путем предъявления ему требования до передачи детектировать большее число последовательных единиц. Приоритет у терминалов может не повыситься до тех пор, пока все другие устройства на этой линии не получат возможность отправить D-сообщение. Телефонные связи имеют более высокий приоритет, чем все другие службы, а информация обмена сигналами имеет более высокий приоритет, чем несигнальная информация.

Уровень 2 модели OSI.

Уровнем 2 протокола обмена сигналами ISDN является LAРD (смотри п.2.1.1.).

 

 

Рис.3 формат фрейма LAPD

 

Поля "флаг" (flag) и "управление" (control) LAPD идентичны этим полям у HDLC. Длина поля "адрес" LAPD может составлять один или два байта. Если в первом байте задан бит расширенного адреса (ЕА), то адрес состоит из одного байта; если он не задан, то адрес состоит из двух байтов. Первый байт адресного поля содержит servise access point identifier (SAPI) (идентификатор точки доступа к услугам), который идентифицирует главный вход, в котором услуги LAPD предоставляются Уровню 3. Бит C/R указывает, содержит ли блок данных команду или ответный сигнал. Поле "идентификатора конечной точки терминала" (terminal end-point identifier) (TEI) указывает, является ли терминал единственным или их много. Этот идентификатор является единственным из перечисленных выше, который указывает на широковещание.

Уровень 3 модели OSI.

 

Рис.4 Стадии обращения с коммутацией ISDN.

В протоколах Уровня 3 (смотри п. 2.1.1.) определены разнообразные сообщения по организации и завершению обращения, информационные и смешанные сообщения, в том числе SETUP (УСТАНОВКА), CONNECT (ПОДКЛЮЧАТЬ), RELEASE (ОТКЛЮЧЕНИЕ), USER INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ), CANCEL (ОТМЕНА), STATUS (СОСТОЯНИЕ) и DISCONNECT (РАЗ'ЕДИНЯТЬ). Эти сообщения функционально схожи с сообщениями, которые обеспечивает протокол Х.25. На рис.4, взятом из спецификации CCITT 1.451, показаны типичные стадии коммутации ISDN.

Настройка автоответчика.

Настройка автоответчика возможна с помощью кнопок настройки: Add, Change Message, Properties, Remove. Также в этом окне устанавливается время, по истечению которого активизируется автоответчик (например, 7сек.).

Требуется записать новое сообщение (в окне Ansverphone) длительностью 25 секунд и активизировать автоответчик через 5 секунд после поступления вызова (Add Þ окно Schedule Properties

Þ Maximum recording time Þ 25 (секунд) Þ Edit

 

Þ Recording Þ кнопка Record (с красным кружочком посередине) Þ запись звукового сообщения в размере не более 25 секунд Þ Ok Þ подтверждение сохранения нового сообщения Þ Yes Þ из списка возможных сообщений галочкой отметить новое Þ Ok).

Позвоните с любого телефонного аппарата на номер 34-85-35 (номер, к линии которого подключен ISDN-адаптер) и убедитесь в правильности произведенных ранее операций. То есть, не поднимая трубку на вызываемом телефонном аппарате, прослушайте сообщение на автоответчике и оставьте свое голосовое сообщение. Положите трубку, после чего просмотрите в опции Inbox ваше записанное сообщение. Наличие его в ящике (Inbox) и является результатом выполнения вашего лабораторного задания.

 

Основные услуги.

По передаче информации (уровни с 1 по 3 модели взаимодействия открытых систем МВОС):

-3.1 кГц Аудио

-Речь

-Передача цифровой информации

-Пакетный режим

-услуги телесервиса (уровни с 4 по 7 модели взаимодействия открытых систем МВОС)

-Телефакс гр. 2/3

-ISDN телефония 3.1 кГц

-ISDN телефония 7 кГц

-Телефакс гр. 4

-Телетекст 64 кбит/с

-Видеотекс

-Видеотелефония

Дополнительные услуги.

Реализуемые в оконечном устройстве - услуги, которые не требуют доступа к данным в других устройствах сети.

Предоставляемые сетью - услуги, которые требуют доступа к информации, хранящейся в станциях коммутации или в устройствах сети.

Речь. Услуга обеспечивает поддержание обмена речевой информации между точками обмена. Эта категория услуги передачи не предназначена для передачи данных модемами в полосе частот речевого сигнала.

3.1 кГц Аудио. Услуга обеспечивает передачу аудиоинформации в спектре шириной 3.1 кГц и соответствует услуге передачи речи и данных в речевом диапазоне через модемные устройства.

Цифровая информация без ограничений. Услуга обеспечивает неограниченный обмен информацией между точками обмена.

Пакетный режим. Услуга обеспечивает передачу информации в пакетном режиме между точками обмена. ISDN телефония 3.1кГц в любой момент времени существуют два канала передачи разговора.

ISDN-телефония 7кГц. Подобна телефонии 3.1 кГц, но в терминальном оборудовании, осуществляется специальное кодирование, делающее возможным передачу полосы 7 кГц со скоростью 64 кбит/с.

Телефакс гр. 4. Услуга обеспечивает передачу страницы формата А4 менее чем за 10 секунд с разрешающей способностью 300-400 точек на дюйм. Возможна совместимость с факсами группы 3.

Телетекст 64 кбит/с. Услуга позволяет пользователям обмениваться деловой корреспонденцией в форме документов. При использовании услуги передача страницы формата А4 со скоростью 2,4 кбит/с потребуется приблизительно 1 с.

Видеотекс. Услуга обеспечивает более эффективную передачу текстовой и графической информации в смешенном виде. Генерация картинки на экране при использовании скорости передачи 64 кбит/с составляет 2 секунды.

 

 

2.3. Архитектура сети ISDN.

 

К числу основных компонент ISDN можно отнести:

-ISDN-станции (ISDN-коммутаторы);

-ISDN-терминалы (цифровые телефонные аппараты);

-внутренние адаптеры ISDN (мосты/маршрутизаторы) для подключения ПК к ISDN-сети;

-внешние устройства (блоки) для подключения ПК или ЛВС к ISDN-сети как альтернатива адаптерам;

-блоки Network Terminator (NT1) – сетевые окончания;

-линии связи (интерфейсы PRI и BRI).
Архитектура сети ISDN предусматривает несколько видов служб:

- Сеть передачи данных с коммутацией каналов;

- Сеть передачи данных с коммутацией пакетов;

- Сеть передачи данных с трансляцией кадров (frame relay);

- Некоммутируемые средства (выделенные каналы);

- Коммутируемая телефонная сеть общего пользования;

- Средства контроля и управления работой сети;

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.

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 увеличенной пропускной способности.

 

 

Лабораторная работа №1.

Тема: Основные понятия о сети ISDN. Знакомство с программным интерфейсом ISDN-адаптера.

Лабораторная работа №2.

Лабораторная работа №3.

Государственный комитет по связи и информатизации Украины

Одесская Национальная Академия Связи им. А.С. Попова

Кафедра Сетей Связи