Характеристика сетей и технологий ISDN. 3

Основные данные о работе

Содержание

ВВЕДЕНИЕ              3

1.              ХАРКТЕРИСТИКА СЕТИ ISDN              5

1.1.     Определение ISDN              5

1.2.     Области применения и услуги              6

1.3.     Преимущества ISDN              12

2.              ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ISDN И ОЦЕНКА
ВОЗМОЖНОСТЕЙ              14

2.1.      Интерфейсы ISDN: BRI и PRI              14

2.2.      Уровни обмена сигналами              16

2.3.      Компоненты ISDN              18

2.4.      Средства доступа              22

2.5.      Возможности использования сети ISDN              23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ              27

ГЛОССАРИЙ……………………………………………………………………30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ              32

ПРИЛОЖЕНИЕ              33

Введение

Технология ISDN появилась достаточно давно - почти 20 лет назад. Благодаря усилиям со стороны ETSI (European Telecommunications Standards Institute) фактическим стандартом в Европе становится HuroISDN, 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. Для этого несколько лет назад была создана и теперь расширяется опытная зона тестирования технологии ISDN, включающая в себя ряд крупных городов России. Количество юродов операторов ISDN уже в настоящее время приближается к 60-ти.

ISDN - цифровая сеть с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network) — ото современное поколение всемирной телефонной ccih. Поскольку ISDN использует цифровую технологию она может переносиц, любой тип информации, включая передачу речи высокого качества, быструю и корректную передачу данных от пользователя к пользователю.

Сети цифровой телефонии состоят из станций ISDN (или ISDN-ЛГС), которые коммутируют цифровые потоки, содержащие любую информацию: речь, данные, видео и т. п. В отличие от аналоговых, станции ISDN могут работать как одна большая АТС, предоставляя целый ряд других дополнительных услуг. За время своего развития концепция ISDN пережила взлеты и падения, связанные с колебанием потребностей рынка и наличием у абонентов компьютеров. В настоящее время большинство коммутационных станций на телефонных сетях развитых стран поддерживают функции ISDN.

Однако   и   у   ISDN   есть   свои   проблемы,   выражающиеся   как   в

недостаточной стандартизации, гак и в необходимости замены программного обеспечения каждой АТС при введении новых услуг.

Целью данной курсовой работы является изучение возможностей сетей ISDN.

Для достижения данной цели был выдвинуты следующие задачи: рассмотрение общих принципов технологии, изучение основных компонентов и стандартов, определение и оценка возможностей сетей ISDN и их применения па практике.

Структура работы построена следующим образом: в первой части дается общее представление технологии: рассматриваются принципы построения, концепция, области применения, услуги, а также преимуществами сетей ISDN; во второй части более детально рассматриваются интерфейсы, компоненты, средства доступа, а также проводится анализ возможностей.

В работе использовался достаточно широкий круг библиографических источников, а также ресурсы сети Интернет.

Основная часть

1. ХАРКТЕРИСТИКА СЕТИ ISDN

Так что же такое ISDN? Если судить по определению, то ISDN (Integrated Services Data Network (в переводе с англ. — Цифровая сеть с Интегрированными услугами) - это сеть, обеспечивающая полностью цифровые соединения между оконечными устройствами для поддержания широкого спектра речевых и информационных услуг. [ЮС. 507]

По своей сути ISDN — это цифровой вариант аналоговых телефонных линий с коммутацией цифровых потоков, или, иначе, сеть из цифровых телефонных станций, соединенных друг с другом цифровыми каналами. 'Го есть, выражаясь более простым языком, привлекательность ISDN заключается в возможности одновременного обмена 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.

1.1. Определение ISDN

Название сети Integrated Services Digital Network (ISDN) (Цифровая сеть с интегрированными услугами) относится к набору цифровых услуг, которые становятся доступными для конечных пользователей. ISDN предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы голос, информация, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы и другие    материальные    источники    могли    быть    переданы    конечному

пользователю но имеющимся телефонным проводам и получены им из одного терминала конечного пользователя. Сторонники ISDN рисуют картину сети мирового масштаба, во многом похожую на сегодняшнюю телефонную сеть, за тем исключением, что в ней используется передача цифрового сигнала и появляются новые разнообразные услуги.

ISDN является попыткой стандартизировать абонентские услуги, интерфейсы пользователь/сеть и сетевые и межсетевые возможности. Стандартизация абонентских услуг является попыткой гарантировать уровень совместимости в международном масштабе. Стандартизация интерфейса пользователь/сеть стимулирует разработку и сбыт на рынке этих интерфейсов изготовителями, являющимися третьей участвующей стороной. Стандартизация сетевых и межсетевых возможностей помогает в достижении цели возможного объединения в мировом масштабе путем обеспечения легкости связи сетей ISDN друг с другом.

1.2. Области применения и услуги

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.

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 (в течение миллисекунд), возможность одновременного установления и удержания линии связи с тремя абонентами, возможность обмена текстовыми и речевыми сообщениями, возможность регулирования громкости принимаемой речи, повышенное качество звучания и т.д.

Инструментом связи является ISDN-телефон.

ISDN-телефоны позволяют обмениваться речевыми и текстовыми сообщениями, поддерживают аудиоконференции нескольких абонентов, практически мгновенно (в течение 1с) производят набор номера, обеспечивают высокое качество передачи речи и имеют еще целый ряд дополнительных функций.

При использовании ISDN нет никаких проблем с взаимодействием с обычной телефонией. Если звонить на ISDN номер, го соединение произойдет на уровне обычной станции. Если звонить на ISDN номер другого города, то соединение произойдет между ISDN модулями разных городов через ISDN магистраль. Л если звонить на обычный номер другого города, то соединение происходит между станциями разных городов.

Видеотелефония

Видеотелефония даст множество новых возможностей. К примеру, насколько будет удобно начальнику по видеотелефону проверяв работу своих подчиненных. Или как приятно будет родственникам, которые давно не виделись и живут в разных краях света, не просто поговорить, но и увидеть друг друга. Л может это и первый шаг к индивидуальному телевидению.

Во втором тысячелетии, наверно, телефон без видеосвязи будет выглядеть как нынче "африканские тамтамы", которые использовались в Африке как телеграф.

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 oт расстояния между абонентами.

Инструментом связи является ISDN-видеотелефон.

Видеотелефоны. Многие организации имеют географически удаленные подразделения, расположенные в других городах или странах. Сотрудникам этих филиалов приходится периодически выезжать в командировки для встреч с руководством, коллегами, заказчиками и поставщиками. С развитием сетей ISDN появилась реальная возможность заменить поездки сеансами видеотелефонии и, таким образом, не только сэкономить время и деньги, но и значительно повысить оперативность принятия решений.

ISDN и удаленный доступ

Сегодня работа любой средней или крупной компании, имеющей географические рассредоточенные офисы, вряд ли будет эффективной без организации  удаленного  доступа  к  локальным   сетям   филиалов.   Однако

решение этой проблемы путем использования выделенных линий обходится компаниям порой слишком дорого, а аналоговые модемы не способны обеспечить требуемого уровня производительности, особенно в последние годы, когда интенсивность информационных потоков резко возросла. Что же касается волоконно-оптических, радиорелейных и спутниковых каналов связи, то для основной массы компаний их стоимость все еще выглядит астрономической. В этом случае идеальным решением как раз и является технология ISDN, способная обеспечить и приемлемый уровень производительности, и необходимое качество передачи информации, и максимально полный перечень услуг - и все это за вполне доступную цену.

Сети ISDN способны обеспечивать такие функции, как связь но требованию, пропускная способность по требованию (объединение нескольких В-каналов в один логический канал), компрессия данных в канале, защита информации, позволяя реализовывать самые разнообразные решения проблем организации связи с филиалами. [10. С. 512]

Сетевые коммутаторы, маршрутизаторы. Призваны объединять удаленные ЛВС, обеспечивая тем самым оперативный доступ к корпоративным информационным ресурсам, например базам данных.

ISDN и телекомпыотинг

Не менее привлекательным является применение ISDN в организации такой формы удаленного доступа, как телекомпыотинг. Данная форма вызвана к жизни необходимостью создания наиболее оптимального и эффективного способа удаленного взаимодействия служащих с центральным офисом своей компании. Телекомпыотинг 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     уверенное! и

прогнозировать, что в самом ближайшем будущем ISDN станет чем катализатором, который обеспечит стремительный рост популярное i и телекомпыотинга, - 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.

ISDN и Internet

Такие сервисы, как WWW (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 сегодня 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 накладываю! ряд ограничений на использование сервисных функций, крайне важных для организации современного бизнеса. Совершенно очевидно, что решить эту проблему может ISDN, вновь и вновь играющая роль своего рода "палочки-выручалочки". |8. С. 177)

ISDN и видеоконференции

Еще один аргумент в пользу ISDN - наиболее прямой и естественный путь к организации реальных видеоконференций. Правда, число участников

нс должно превышать четырех, однако рабочие совещания двух-трех человек можно проводить в режиме реального времени.

Факсы нового поколения

Одно из главных преимуществ использования цифровых tcxhojioi и в связи, это дополнительные услуги, которые последнее время становятся популярны среди пользователей учрежденческих мини-ЛТС. 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 (ЛОН);

-         запрет как входящего, гак и исходящего вызовов;

-         наведение справки во время разговора (удержание вызова);

-         конференцсвязь;

-         организация закрытой группы абонентов;

-         будильник;

-         вызов но 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, т.е. 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.

1.3. Преимущества ISDN

Прежде чем переходить к описанию общих достоинств ISDN, хочу привести несколько частных примеров. Например, многие руководи гели имеют специальную кнопку на своих телефонах, с помощью которой они могут мгновенно связаться с секретаршей (нулевое время установления связи). ISDN-телефоны обеспечивают моментальную связь с одним из нескольких наперед заданных абонентов в любой точке мира по нажатию всего одной кнопки. Нще 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 В-канала могут быть объединены, например, для обеспечения более быстрого доступа к провайдеру Internet, а при поступлении входящего вызова один канал В тут же освобождается; по завершении разговора канал В автоматически подключается к передаче данных. [6. С. 192)

Общие же 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 РРР базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорое i и передачи несжатых данных в 128 кбит/с. Кроме того, задержка, т. е. 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.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИИ ISDN И ОЦЕНКА

ВОЗМОЖНОСТЕЙ

2.1. Интерфейсы ISDN: BRI и PRI

В ISDN-сетях используются два специфических типа интерфейсов: интерфейс базового уровня BRI (Basic Rate Interface), регламентирующий соединение ISDN-станции с абонентом, и интерфейс первичного уровня PR1 (Primary Rate Interface), обеспечивающий связь между ISDN-станциями.

Логически BRI представляет собой особым образом структурированный цифровой поток, разделенный на три канала: два информационных канала типа В с пропускной способностью 64 Кбит/с каждый и один служебный канал типа D с пропускной способностью 16 Кбит/с. Именно поэтому BRI имеет еще одно наименование - 2B+D. При использовании BRI в качестве связующего звена между ISDN-ciannnett и цифровым телефонным аппаратом по В-каналам передается оцифрованные речевые сигналы, при организации же удаленного доступа к ПК и ЛВС или выхода в Internet В-каналы используются для обмена данными. При этом по одной линии BRI могут передаваться два независимых потока сообщений -но числу В-каналов. D-канал, как уже говорилось выше, выполняет служебные функции.

В числе основных функций можно назвать следующие: передача служебной информации (сигналы вызова, маршрут звонка, номера вызываемого и вызывающего абонентов и т.д.), одновременное обслуживание нескольких В-каналов, осуществление контроля занятое i и В-каналов, присвоение каждому абоненту определенного имени (при включении данного абонента в базу данных на ISDN-станции), вывод номера

и имени звонящего абонента на экран дисплея ISDN-терминала и многое другое. Физически BRI реализуется либо в виде U-интерфейса, либо в виде S/T-интерфейса. U-интерфейс предназначен для работы с удаленными пользователями (до 4-7 километров) и представляет собой витую пару. Функционирование U-интерфейса основано на использовании дуплексного режима (full-duplex), т.е. передачи потока по линии связи в обоих направлениях одновременно. Посредством же S/T-интерфейса осуществляется разводка внутри офиса компании либо квартиры с помощью двухпарного кабеля; при этом обеспечивается параллельное подключение до восьми устройств. Для согласования U- и S/T-интерфейсов обычно используются сетевые оконечные блоки Network Terminator (NT1), т.к. изначально предполагалось, что все ISDN-устройства, телефоны и т.д. будут работать только с S/T-интерфейсом. Однако сейчас выпускаются устройства, которые могут работать напрямую с U-интерфейсом, поскольку имеют встроенный блок NT1; в этом случае необходимость в автономном блоке NT1 отпадает. ISDN-станции, в которые стекаются BRI-интерфейсы, соединяются между собой широкополосными магистралями, поддерживающими интерфейс первичного уровня PRI. [ 11. С. 231 ]

Логическое     строение     коммутируемого     соединения     ISDN     BR1 начального уровня, не зависимо от кабельного исполнения, содержит:

•           U-кабель        обычный   двухпроводный   кабель,   использующийся   для
аналоговых телефонов

•           Сетевое     окончание     —    небольшой     модуль,     необходимый     для
согласования ISDN устройств клиента.

•           ST   —   кабельная   проводка   клиента,   с   возможностью   разводки   по
розеткам.

Логически PRI построен по тому же принципу, что и BRl-интерфейс:

определенное количество В-каналов и один D-канал. Иными словами, PRI можно представить в виде формулы nB+D (23B+D в США и Японии, где действует стандарт Т-1, и 30B+D в Европе, где действует стандарт Н-1). При этом следует помнить, что D-каналы в PRI и BRI отличаются пропускной способностью: если в BRI быстродействие D-канала равно 16 Кбит/с, то в PRI - 64 Кбит/с.

Соединение межстанционного уровня или для opi анимации высокоскоростного соединения ISDN PRI выполняется либо на коаксиальном или на оптическом кабеле.

2.2.  Уровни обмена сигналами

Уровень 1

Форматы блока данных физического уровня (Уровень 1) 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). Длина блоков данных равна 48 битам, из которых 36 бит представляют информацию. Биты "F" обеспечивают синхронизацию. Биты "L" регулируют среднее значение бита. Биты "И" используются для решения конфликтной ситуации, когда несколько терминалов на какой-нибудь пассивной шине претендуют на один канал. Бит "Л"" активирует усройства. Биты "S" еще не получили назначения. Биты "Bl", "B2" и "D" предназначены для данных пользователя. [11. С. 237J

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 несигнализирующая информация.

Уровень 2

Уровнем 2 протокола обмена сигналами ISDN является Link Access Procedure, D channel (Процедура доступа к каналу связи, D-канал), известная также как EAPD. EAPD аналогична "Управлению каналом передачи данных высокого уровня" (I1DEC) и "Процедуре доступа к каналу связи, сбалансированной" (LAPB). Как видно из раскрытия его акронима, EAPD используется в D-канале для того, чтобы обеспечить поток и соответствующий прием управляющей и сигнализирующей информации. 11 1.

Уровень 3

Для передачи сигналов ISDN используются две спецификации Уровня 3: ССПТ 1.450 (известная также как ССПТ Q.930) и ССПТ 1.451 (известная также как SSITT Q.931). Вместе оба этих протокола обеспечивают соединения пользователь-пользователь, соединения с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В них 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 обеспечиваем протокол Х.25.

2.3. Компоненты ISDN

Согласно принятому Госкомсвязи РФ определению, средства связи для подключения к станциям с услугами ISDN (Далее для краткости будем называть их средствами связи подключения к ISDN) подразделяются на терминальное оборудование, терминальные адаптеры и средства доступа.

Терминальное оборудование

В соответствии со стандартами ETSI к терминальному оборудованию (terminal equipment — ТЕ) относятся цифровые речевые терминалы ISDN, реализующие услуги телефонии в полосах 3,1 и 7 кГц, видеотерминалы, системы видеоконференц-связи, многофункциональные терминалы ISDN, телефаксы 4-й группы, терминалы телетекста. Кроме этого терминальною оборудования, эталонная схема подключения к ISDN предусматриваем также

использование в качестве терминалов ISDN учрежденческо-производственных АТС (УПАТС).