Характеристика сетей и технологий ISDN. 2
Содержание:
Введение…………………………………………………………
Общие сведения об ISDN……………………………………………5
1.1 Области применения……………………………………….8
1.2 Дополнительные услуги ISDN……………………………………..10
2. Принципы ISDN………………………………………………………17
3. Преимущества и концепция ISDN………………………………….19
3.1 Соединение с сетью Internet через ISDN (ЦСИС)……….……….21
3.2 Протоколы и устройства ЦСИС………………………………..…..23
Заключение……………………………………………………
Глоссарий………………………………………………………
Список использованных источников………………………………….32
Приложения……………………………………………………
Введение
Высокий уровень информатизации и революции в области развития и внедрения персональных компьютеров (ПК) стимулировали в последние десять-пятнадцать лет бурный прогресс в области телекоммуникаций, особенно сетей передачи данных, которые в настоящее время приближены по своей значимости в хозяйственной деятельности к сетям телефонии.
Технологии ISDN возникла в результате интеграционного процесса, происходящего в современных телекоммуникациях и охватывающего сети телефонии и передачи данных.
Этапы революции сетей передачи данных шло параллельно с развитием технологии телефонной связи и опиралось на развитие цифровой первичной сети. Первым этапом является переход от аналоговой к цифровой первичной сети и создание интегрированных цифровых сетей IDN1 (Integrated Digital Network) в области цифровой телефонии.
Дальнейшее развитие компьютерных технологий и рост требований к пропускной способности сетей привели к модернизации протоколов пакетной коммутации.
Этот период развития телекоммуникаций характеризуется переходом от IDN, обеспечивающий передачу трафика в цифровом виде и предоставляющих услуги аналоговой телефонии, к цифровым сетям с интеграцией служб ISDN, обеспечивающим доведение цифрового потока до пользователя. Основанием для этого перехода послужило, с одной стороны, развитие технологии IDN, создавшей условия для передачи в сети цифрового потока без АЦП (аналогово-цифровых преобразователей), а с другой стороны, рост популярности передачи данных, потребовавшей от операторов телефонной связи расширения номенклатуры услуг. Таким образом, технология ISDN основана на использовании существующих каналов связи для передачи цифровой информации и заключается в доведении цифрового потока до пользователя, без радикального изменения структуры сети.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Любому человеку, будь то специалист, работающий дома, или сетевой администратор крупной корпорации, необходима возможность передавать речевые, цифровые и видеоданные по телефонным линиям быстро и недорого. Перечисленные выше возможности ISDN позволяют широко использовать данную технологию в самых различных областях современной жизни. Именно поэтому ISDN заслуживает самого серьезного внимания и наверняка будет широко распространяться в будущем. Помимо применения ISDN в качестве привычного средства телефонной связи, цифровая технология передачи сигналов является идеальной системой для многих предприятий и фирм в плане работы с удаленными пользователями, а также для организации эффективного доступа в Internet, организации видеоконференций и т.д.
Более глубоко изучить технологию ISDN, а также качественно подготовить специалистов по её обслуживанию. Ссылки на рисунки позволят иметь более наглядное представление об освещаемом вопросе.
Существует достаточно много путей решения проблемы пропуска пользовательского трафика Интернет. Один из таких путей – это обращение к услугам ISDN.
Услуги ISDN заключаются в том, когда пользователь имеет одновременно с телефонным каналом и канал передачи данных – это частное и не очень распространённое на сетях РФ решение.
Общие сведения об ISDN
ISDN (Integrated Services Data Network (в переводе с англ. - Цифровая сеть с интегрированными службами)) - это сеть, обеспечивающая полностью цифровые соединения между оконечными устройствами для поддержания широкого спектра речевых и информационных услуг (приложение 1).
По своей сути ISDN2 - это цифровой вариант аналоговых телефонных линий с коммутацией цифровых потоков, или, иначе, сеть из цифровых телефонных станций, соединенных друг с другом цифровыми каналами. ISDN позволяет одновременный обмен речью, текстом, данными и подвижным изображением по стандартным аналоговым телефонным линиям с более высокими скоростями передачи, чем у обычным модемов, и по цене значительно меньшей, чем у арендуемых линий. При этом гарантируется высокое качество и высокая надежность передачи, а также широкий набор сервисных функций.
Важным является то, что для перехода с обычной линии не нужно менять абонентскую проводку. Необходимо только переключить линия на абонентский комплект ISDN. А абоненту поменять свое аналоговое оборудование на ISDN оборудование.
ISDN стала первым шагом
на пути создания единой
Концепция ISDN была разработана в 70-х годах Bellcore, а сама технология стандартизована CCITT3 в 1984 году. Рекомендации описывают стандартный набор интерфейсов и сигнальных протоколов для передачи голоса и данных по обычным телефонным линиям. Благодаря ISDN различные устройства типа телефонов, компьютеров, факс-аппаратов могут одновременно передавать и принимать цифровые сигналы после установления коммутируемого соединения с абонентом на противоположном конце. Таким образом, ISDN позволяет сделать все соединение между конечными узлами (а не только между АТС) цифровым.
Первая ISDN-станция была введена в эксплуатацию в 1976 году. Первоначально ISDN воспринималась как средство модернизации существующей телекоммуникационной инфраструктуры, или, если говорить более конкретно, как новый способ передачи речевых сообщений. Однако использование ISDN только в качестве звукового сервиса явно не оправдывало финансовых затрат на развитие и внедрение новой технологии. Концепция ISDN изначально предполагала гораздо более широкий спектр возможностей, нежели простая замена устаревших аналоговых телефонных аппаратов на более модные цифровые терминалы.
Технологии ISDN и Frame Relay4 возникли в результате интеграционного процесса, происходящего в современных телекоммуникациях и охватывающего сети телефонии и передачи данных.
Этапы революции сетей передачи данных шло параллельно с развитием технологии телефонной связи и опиралось на развитие цифровой первичной сети. Первым этапом является переход от аналоговой к цифровой первичной сети и создание интегрированных цифровых сетей IDN в области цифровой телефонии. В период сети передачи данных используют принцип модемной передачи на участках «пользователь-сеть», но на участка «узел-узел» операторы сетей передачи данных начали применять выделенные цифровые каналы первичной цифровой сети PDH в особенности канал Е1. Переход к цифровым каналам значительно улучшил показатели качества сетей и стимулировал развитие протоколов пакетной коммутации. Наиболее известным протоколом пакетной коммутации становится Х.25.
Дальнейшее развитие компьютерных технологий и рост требований к пропускной способности сетей привели к модернизации протоколов пакетной коммутации. Этот период развития телекоммуникаций характеризуется переходом от IDN, обеспечивающий передачу трафика в цифровом виде и предоставляющих услуги аналоговой телефонии, к цифровым сетям с интеграцией служб ISDN, обеспечивающим доведение цифрового потока до пользователя. Основанием для этого перехода послужило, с одной стороны, развитие технологии IDN, создавшей условия для передачи в сети цифрового потока без АЦП (аналогово-цифровых преобразователей), а с другой стороны, рост популярности передачи данных, потребовавшей от операторов телефонной связи расширения номенклатуры услуг. Таким образом, технология ISDN основана на использовании существующих каналов связи для передачи цифровой информации и заключается в доведении цифрового потока до пользователя, без радикального изменения структуры сети.
Технология ISDN обеспечила транспортную среду для передачи цифрового трафика от пользователя до пользователя без использования АЦП. В результате возникла необходимость в оптимизации протокола Х.25 и удаление из него различных алгоритмов квитирования и восстановления данных, которые на этапе развития ISDN оказались избыточными. В результате появился протокол Frame Relay.
Третьим этапом является переход к широкополосным услугам и интеграции ISDN с широкополосными сетями (сетями передачи видеоизображения, высокоскоростными сетями передачи данных, кабельного телевидения и так далее). С точки зрения развития технологии передачи данных этот этап характеризуется постепенным переходом от технологии Frame Relay к технологиям АТМ.
В Российской практике технология ISDN начала внедряться сначала на ведомственных сетях, а затем на сетях общего пользования. Переход от аналоговой сети к ISDN сделало технологию довольно сложной, требующей особой тщательности при развертывании и обслуживании.
Данное программное обеспечение позволит более глубоко изучить технологию ISDN, а также качественно подготовить специалистов по её обслуживанию. Удобный интерфейс программы позволяет легко обнаружить интересующий вопрос, ссылки на рисунки позволят иметь более наглядное представление об освещаемом вопросе.
Области применения
Главная особенность использования ISDN - это высокая скорость передачи информации, по отношению к аналогичным показателям аналоговой телефонии. Скорость передачи данных составляет 64 Кбит/с при использовании одного и 128 Кбит/с, при использовании двух каналов связи. При этом следует учесть высокую надежность и гибкость ISDN. Гибкость ISDN связи заключается в значительно более широком диапазоне типов передаваемых сообщений. Весь диапазон, используемый в аналоговой телефонии, ограничивался передачей речевых сигналов. ISDN предоставляет пользователям совершенно другой сервис: помимо традиционного обмена звуковой информацией, они получают возможность обмениваться цифровыми данными, текстом и видеоизображением. При этом и скорость, и надежность, и качество передаваемых сообщений настолько высоки, что способны удовлетворить требованиям самого капризного пользователя.
К числу важных факторов следует также отнести простоту использования, дружественный и удобный интерфейс, эффективные средства управления, большое количество сервисных функций (до 230), высокое качество передачи информации и высокую гарантию ее сохранности при ее прохождении по каналам связи.
Любому человеку, будь то специалист, работающий дома, или сетевой администратор крупной корпорации, необходима возможность передавать речевые, цифровые и видеоданные по телефонным линиям быстро и недорого. Перечисленные выше возможности ISDN позволяют широко использовать данную технологию в самых различных областях современной жизни. Именно поэтому ISDN заслуживает самого серьезного внимания и наверняка будет широко распространяться в будущем.
Помимо применения ISDN в качестве привычного средства телефонной связи, цифровая технология передачи сигналов является идеальной системой для многих предприятий и фирм в плане работы с удаленными пользователями, а также для организации эффективного доступа в Internet, организации видеоконференций и так далее.
Любому человеку, будь то специалист, работающий дома, или сетевой администратор крупной корпорации, необходима возможность передавать речевые, цифровые и видеоданные по телефонным линиям быстро и недорого. Перечисленные возможности ISDN позволяют широко использовать данную технологию в самых различных областях современной жизни. Помимо применения ISDN в качестве привычного средства телефонной связи, цифровая технология передачи сигналов является идеальной системой для многих предприятий и фирм в плане работы с удаленными пользователями, а также для организации эффективного доступа в Internet, организации видеоконференций и так далее.
Сети ISDN способны обеспечивать такие функции, как:
Связь по требованию;
Пропускная способность по требованию (объединение нескольких B-каналов в один логический канал);
Сжатие данных в канале;
Защита информации.
- Дополнительные услуги ISDN
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.
Составляющей частью сети ISDN является система сигнализации N75. 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 так далее) 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, то есть, 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
Обычно мосты или маршрутизатор
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 так далее. Пользователю остается только выбрать нужный ему терминал.
Для сеанса видеотелефонии необходимо, что бы обе стороны имели видеотелефон (ISDN телефон, оборудованный камерой и экраном). Сеанс может происходить как в экономичном режиме (для экономии средств), так и в режиме максимального качества изображения, причем независимо от расстояния между абонентами.
Не менее привлекательным является применение ISDN в организации такой формы удаленного доступа, как телекомпьютинг. Данная форма вызвана к жизни необходимостью создания наиболее оптимального и эффективного способа удаленного взаимодействия служащих с центральным офисом своей компании. Телекомпьютинг предполагает возможность использования служащими средств телекоммуникаций для постоянной связи с офисом, не выходя из дома, сокращая тем самым количество регулярных поездок на работу. Можно с определенной долей уверенности прогнозировать, что в самом ближайшем будущем ISDN станет тем катализатором, который обеспечит стремительный рост популярности телекомпьютинга, - как, впрочем, и наоборот. По мере того, как ISDN становится все более реальным средством связи удаленных пользователей с сетями центральных офисов, будет происходить переориентация всей организации работы компаний в направлении создания так называемых домашних офисов.
Такие сервисы, как WWW6 (World Wide Web), обеспечивают доступ абонента практически к любой интересующей его информации, предоставляют возможность "поделиться" ею с широким кругом абонентов, а также позволяют создавать постоянно действующие каналы для технической поддержки пользователей. Подобный набор услуг предполагает обмен по сети Internet самого широкого спектра сообщений, включая графику, звук, текст и цифровые данные, что, в свою очередь, предъявляет весьма жесткие требования к пропускной способности сетей. Существующие способы установления соединений по аналоговым телефонным линиям с помощью модемов не способны обеспечить требуемой производительности, за исключением выделенных каналов доступа в Internet, что, как правило, значительно дороже, чем коммутируемое подключение, а также накладывают ряд ограничений на использование сервисных функций, крайне важных для организации современного бизнеса.
Еще один аргумент в пользу ISDN - наиболее прямой и естественный путь к организации реальных видеоконференций. Число участников не должно превышать четырех, рабочие совещания двух-трех человек можно проводить в режиме реального времени.
В определенной степени на рост интереса к ISDN оказывает влияние развитие систем мультимедиа. Так, многие коммерческие радиостанции на Западе используют ISDN для передачи стереозвука с высоким качеством. Кроме того, на рынке появились охранные системы и системы видео наблюдения, работа которых основана на использовании принципов ISDN.
Одно из главных преимуществ использования цифровых технологи в связи, это дополнительные услуги, которые последнее время становятся популярны среди пользователей учрежденческих мини-АТС. Назовем самые известные из них:
- различные виды переадресации вызовов;
- перехват вызова;
- автодозвон после освобождения занятой линии;
- предоставление отдельного номера для каждого устройства, подключенного к линии ISDN;
- определение номера, с которого осуществляется входящий вызов (АОН);
- запрет как входящего, так и исходящего вызовов;
- наведение справки во время разговора (удержание вызова);
- конференцсвязь;
- организация закрытой группы абонентов;
- будильник;
- вызов по определенному номеру;
- идентификация следующего вызова во время разговора ("ожидание вызова");
- прямой вызов абонента под добавочным номером, минуя оператора мини-АТС;
- голосовая почта;
- соединение с абонентом, звонившим во время разговора или при отсутствии вызываемого, то есть после очередного поднятия трубки.
Все эти услуги интегрированы в технологию ISDN и доступны любому абоненту ISDN. Так же существует много дополнительных услуг, которые обрабатываются на уровне ISDN оборудования и не требуют поддержки со станции.
2. Принципы ISDN
Основной отличительной
особенностью сети ISDN от обычной аналоговой
телефонной сети является то, что ISDN-станции
обеспечивают коммутацию цифровых, а
не аналоговых потоков. Следует заметить,
что в последнее время
Второй особенностью ISDN является реализация принципа единой распределенной телефонной станции. Согласно данному принципу, все станции в рамках одной ISDN-сети логически объединены в единую большую станцию и абонентами могут рассматриваться в качестве цельного ISDN-комплекса. Использование указанного принципа позволяет оптимизировать нагрузку на каналы связи (например, минимизируя маршруты соединения между абонентами), а также предоставляет ряд услуг, не принятых в аналоговой телефонии (например, введение единого плана номеров).
Нельзя обойти вниманием и такую важную особенность, отличающую ISDN от аналоговых сетей, как практически мгновенное установления соединения. Максимальная задержка в ISDN-сети не превышает 30 мс на каждый узел связи.
Четвертой отличительной особенностью новой технологии является способность ISDN-станций осуществлять автоматическую маршрутизацию соединений, что особенно важно в случаях, когда между станциями имеется несколько альтернативных путей соединения и необходимо выбрать наиболее оптимальный.
Любая концепция должна базироваться на комплексе средств, посредством которых она может быть реализована. ISDN не является исключением. К числу основных средств ISDN можно отнести:
ISDN-станции (ISDN-
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;
сетевые окончания (Network Terminator);
линии связи (интерфейсы PRI и BRI).
3. Преимущества и концепция ISDN
ISDN-телефоны обеспечивают моментальную связь (нулевое время установления связи) с одним из нескольких наперед заданных абонентов в любой точке мира по нажатию всего одной кнопки. Еще одна возможность - отображение телефонного номера, имени и адреса звонящего на дисплее в момент звонка. В более сложном варианте, когда телефон подключен к компьютеру, монитор ПК может отображать соответствующую запись о звонящем из базы данных. В случае BRI оба B-канала могут быть объединены, например, для обеспечения более быстрого доступа к провайдеру Internet, а при поступлении входящего вызова один канал B тут же освобождается; по завершении разговора канал B автоматически подключается к передаче данных.
Общие достоинства ISDN состоят в следующем.
Во-первых, ISDN поднимает по сравнению с модемами порог в 56 Кбит/с для скорости обмена данными между компьютерами по обычной телефонной сети. ISDN позволяет оперировать одновременно несколькими цифровыми каналами по одной телефонной проводке, и таким образом использовать ее для передачи цифрового, а не аналогового сигнала. С помощью протоколов объединения каналов типа BONDING или многоканального PPP базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорости передачи несжатых данных в 128 кбит/с. Кроме того, задержка, то есть время от отправки вызова до установления связи, для линий ISDN меньше в несколько раз.
Во-вторых, ранее каждому устройству была необходима отдельная телефонная линия, если они должны были работать одновременно. Например, отдельная линия была нужна для телефона, факса, модема, моста/маршрутизатора и системы видеоконференций. В случае ISDN сигналы от нескольких источников можно комбинировать для передачи по одной линии, причем ISDN предоставляет единый интерфейс для всех источников.
В-третьих, вместо отправки вызова по основному каналу абонента в случае обычной телефонной системы ISDN посылает цифровой пакет по отдельному внешнему каналу. С одной стороны, этот сигнал никак не влияет на уже установленные соединения, с другой - установление связи происходит очень быстро. Сигнализация позволяет также определить, кто звонит, а телефонное оборудование ISDN может автоматически принимать решение, куда перенаправить звонок.
Технология ISDN имеет концептуальные отличия от принципов, используемых в аналоговой телефонии.
Основной отличительной особенностью сети ISDN от обычной аналоговой телефонной сети является то, что ISDN-станции обеспечивают коммутацию цифровых, а не аналоговых, потоков. В последнее время появилось много аналоговых АТС, использующих цифровую коммутацию аналоговых сигналов. В отличие от таких станций, коммутаторы ISDN коммутируют именно цифровые потоки. Преобразование аналоговых сигналов в цифровые происходит на уровне ISDN-терминалов (т.е. на оборудовании конечных пользователей), в связи, с чем ISDN-станция имеет возможность коммутировать однородные цифровые потоки, "не зная", что же именно в данный момент передается по каналу.
Второй особенностью ISDN является реализация принципа единой распределенной телефонной станции. Согласно данному принципу, все станции в рамках одной ISDN-сети логически объединены в единую большую станцию и абонентами могут рассматриваться в качестве цельного ISDN-комплекса. Использование указанного принципа позволяет оптимизировать нагрузку на каналы связи (например, минимизируя маршруты соединения между абонентами), а также предоставляет ряд услуг, не принятых в аналоговой телефонии (например, введение единого плана номеров).
Третья особенность, отличающую ISDN от аналоговых сетей, как практически мгновенное установления соединения. Максимальная задержка в ISDN-сети не превышает 30 мс на каждый узел связи.
Четвертой
отличительной особенностью