В данной главе подробно рассматривается, как передается информация в сетях ISDN и как пользователи могут обращаться к функциям ISDN.
В традиционной телефонной сети пользователь связывается с центральным коммутатором
(АТС) через абонентскую линию. Местная абонентская линия состоит из одного аналогового
канала, применяемого для передачи в сеть сигналов (например, при наборе телефонного
номера) и информации (разговора, звука, видео или двоичных данных).
В ISDN местная абонентская линия передает только цифровые
данные, хотя она может быть любого типа, который доступен в современной коммуникационной
среде. Местная линия ISDN связывает с установленной у пользователя аппаратурой
ISDN местную коммуникационную компанию (LE - local exchange ) - эквивалент
АТС в ISDN. Абонентская линия ISDN состоит из отдельных логических каналов,
которые можно комбинировать для предоставления пользователю интерфейса с ISDN.
Эти логические каналы разделяются на три базовых типа.
При передаче в местной абонентской линии каждому каналу отводится свой квант
времени. Для этого используется процесс мультиплексирования с разделением (квантованием)
по времени (TDM), описанный в предыдущей главе. Кроме того, каналам ISDN присваивается
категория согласно их использованию (передача сигналов или передача данных)
и стандартной скорости передачи данных для канала конкретного типа.
| Тип канала | Определение |
|---|---|
| D-канал | Канал D (от Device - устройство) используется для передачи сигналов между пользователем и сетью, а также для обмена пакетами. |
| В-канал | Канал В (от Bearer - носитель) применяется для передачи данных в местной абонентской линии. |
| Канал Н | (Higher rate channel - канал с повышенной скоростью) используется для служб, которым необходима более высокая скорость передачи данных, чем обеспечивает один В-канал. |
| B-ISDN | Каналы широкополосной ISDN (Broadband ISDN) позволяют поддерживать приложения, требующие более высокой скорости передачи данных по сравнению с Н-каналом. Стандарты B-ISDN допускают обмен данными со скоростями до 622.08 Мбит/с. |
D-каналы используются в основном для передачи сигналов между пользователем ISDN
и самой сетью ISDN. В различных пользовательских устройствах ISDN (телефонах,
факсимильных аппаратах и компьютерах) применяются разные способы соединения
с ISDN, но все они работают с помощью общего протокола передачи и приема сигналов
из сети, используя для коммуникаций D-канал.
В каждый момент времени передача сигналов данных не
занимает всей полосы частот, предусмотренной для D-канала. Следовательно, при
доступной полосе частот возможно вторичное использование этого капала. Такой
метод применяется достаточно редко, однако дополнительная полоса частот полезна
для передачи в сетях с коммутацией пакетов, например в сетях IP (Internet Protocol
- с протоколом Интернета) или Х.25.
В зависимости от типа предоставляемого пользователю
интерфейса D-канал может иметь скорость передачи данных 16 или 64 Кбит/с.
В-канал ISDN, иногда называемый каналом-носителем или информационным
каналом, используется для передачи информации, необходимой службам ISDN. Это
означает, что В-канал применяется для обмена такой пользовательской информацией,
как оцифрованная речь, звук, видео и двоичные данные, и допускает мультиплексирование
для передачи любой комбинации разных типов данных. Ограничением является лишь
пропускная способность канала.
В-канал - основной пользовательский канал передачи
данных, описываемый в стандартах ISDN. Для него была определена скорость передачи
данных 64 Кбит/с, соответствующая полосе частот, которая необходима для эффективного
обмена оцифрованной речью за установленное этими стандартами время. В-каналы
обслуживают соединения с коммутацией каналов, коммутацией пакетов или полупостоянные
соединения (эквивалент выделенной линии в ISDN.)
Некоторые пользовательские приложения требуют большей пропускной способности,
и полосы пропускания В-канала им не хватает. Стандартные конфигурации полосы
пропускания, получившие название Н-каналов, предлагают более высокие скорости
передачи. Для таких приложений, как видео-конференции, необходима высокоскоростная
передача данных и мультиплексирование большого числа каналов с низкой скоростью
передачи (что в сумме требует более 64 Кбит/с). Конфигурации Н-каналов обеспечивают
такую пропускную способность.
Канал Н0 является логической группой (или ее эквивалентом)
из шести В-каналов с общей скоростью передачи данных 384 Кбит/с. Канал HI состоит
из всех доступных каналов H0 в одном пользовательском интерфейсе, в котором
задействована линия Т1 (23 В-канала с общей скоростью 1472 Кбит/с плюс D-канал
64 Кбит/с). Канал H1 эквивалентен четырем каналам Н0 и имеет совокупную пропускную
способность 1536 Мбит/с.
D-, В- и Н-каналы определены в первых стандартах ISDN и значительно повышают
скорость передачи данных. Но прогресс не стоит на месте. Пользователям ISDN
необходимы возможности видеоконференций, телевидения высокой четкости и применения
других приложений, которые требуют большую полосу пропускания и не способны
функционировать в исходной среде ISDN. Первоначальные стандарты определяют так
называемую узкополосную (narrowband) ISDN (N-ISDN).
Стандарты широкополосной ISDN (B-ISDN) допускают скорость
передачи данных порядка 600 Мбит/с. B-ISDN (Broadband ISDN) описывается в этих
стандартах как сеть, ориентированная на службы, что позволяет передавать мультимедийную
информацию, интегрируя данные разных типов. Службы B-ISDN сгруппированы в слабо
связанные коммуникационные службы ( communications services ), аналогичные
традиционным телефонным диалоговым службам, и в службы общения (conversational
services), обеспечивающие пользователям ISDN двухстороннюю сквозную пересылку
информации для приложении, подобных видеоконференциям, или для высокоскоростной
пересылки данных. Транспортные средства B-ISDN применяют сложную технологию
пересылки ячеек, называемую режимом асинхронной передачи (ATM - asynchronous
transfer mode ).
Интерфейсы доступа обеспечивают соединение между пользователями ISDN и самой
ISDN и состоят из логически группируемых каналов, предоставляемых сетью или
поставщиком услуг. ISDN спроектирована таким образом, что допускает передачу
в одном физическом соединении нескольких информационных потоков, и интерфейсы
доступа ISDN позволяют абонентам переключаться между доступными службами (по
запросу).
Как уже говорилось выше, стандарты ISDN определяют
два интерфейса доступа: интерфейс базового уровня, или интерфейс передачи данных
с номинальной скоростью (BRI - basic rate interface ), и интерфейс
основного уровня, или интерфейс передачи с основной скоростью (PRI - primary
rate interface ). Эти интерфейсы определяют допустимые скорости передачи
данных и отличаются числом поддерживаемых D-, В- и Н-каналов
Интерфейс передачи данных с номинальной скоростью состоит из двух В-каналов
и одного D-канала, поэтому BRI обозначают как 2B+D. D-канал BRI всегда работает
со скоростью 16 Кбит/с. Вместе взятые каналы BRI обеспечивают общую скорость
передачи данных 144 Кбит/с, а с учетом дополнительных битов (не несущих информации)
фактическая скорость составляет до 192 Кбит/с.
BRI предоставляет пользователям базовый телефонный
сервис и допускает одновременный доступ к речевым коммуникациям и различным
приложениям передачи данных. Интерфейс BRI предназначен для небольших компаний
и домашнего использования
Интерфейс PRI предоставляется пользователям с высокими требованиями к пропускной
способности, например, компании с офисными АТС (PBXs - private branch exchanges)
или локальными сетями (LAN). В США PRI конфигурируется в соответствии со скоростью
передачи Т1 - 1544 Мбит/с. Структура канала для интерфейса передачи с основной
скоростью имеет вид 23B+D. D-канал в PRI обеспечивает скорость передачи данных
64 Кбит/с.
Интерфейс PRI разработан для крупных компаний, использующих
несколько устройств ISDN. Очень большим компаниям может потребоваться даже несколько
PRI, но сегодня к таким организациям относятся обычно поставщики услуг.
Магистрали ISDN предоставляются поставщиком услуг ISDN, а компания-пользователь
получает интерфейс PRI или BRI. Эти интерфейсы в свою очередь разбиваются па
каналы, передающие сигналы для доступа к службам, и на каналы для передачи данных
согласно выделяемому сервису. Поставщик услуг ISDN предоставляет пользователю
такой сервис. А как насчет самого пользовательского узла ISDN?
Стандарты ISDN определяют интерфейс "пользователь-сеть"
(или интерфейс "абонент-сеть") как комбинацию функциональных групп
, описывающих опорных точек , представляющих собой логические точки
взаимодействия между данными функциональными группами.
Устройства в помещениях заказчика могут быть физическими
устройствами (телефоны ISDN) или виртуальными, "прозрачно" выполняющими функции
интерфейса ISDN. Все эти устройства группируются по ролям, которые они играют
в интерфейсе между узлом заказчика и поставщиком услуг ISDN.
Стандарты ISDN определяют следующие устройства, или
функциональные группы:
В стандартах ISDN определяются различные соединения между устройствами. Каждый
тип соединения (или интерфейс) требует конкретного протокола. Такие интерфейсы
называются опорными точками.
Стандарт ISDN предусматривает четыре наиболее важные
опорные точки ISDN: R, S, Т и U. Их можно определить следующим образом:
В мире компьютерных технологий, и в частности сетей, протоколы применяются для краткого описания отношений между участвующими в коммуникациях сторонами. Протоколы - это правила, определяющие, как должно в архитектуре ISDN. Каждая из этих точек, выполняющих роль интерфейса, имеет соответствующие протоколы, описывающие работу данного интерфейса
Протоколы ISDN для D-канала отображаются (более или менее согласованно) на первые три уровня модели OSI.
Для сквозного соединения стандарты ISDN требуют доступности трех видов сервиса:
Речевое соединение в ISDN устанавливается по одному из В-каналов. Управляющая информация, необходимая для установления соединения, передается по D-каналу. Интерфейс BRI допускает два одновременных речевых соединения ISDN, поскольку в нем предусматриваются два В- канала. При этом D-канал остается доступным для передачи сигналов дополнительных вызовов. D-канал управляет вызовами или используется для обращения к таким дополнительным средствам, как удержание (hold) или ожидание (wait) вызова (во многих средах ISDN - до 15 уровней).
Для коммутации пакетов в В-канале между конечным пользователем и узлом с коммутацией пакетов создается соединение с коммутацией каналов с помощью D-канала и управляющего протокола LAPD (протокола доступа к D-каналу). Для создания нескольких виртуальных каналов допускается мультиплексирование В-канала с помощью разделения по времени (TDM). Возможности коммутации пакетов поддерживает сама сеть ISDN или отдельная сеть с коммутацией пакетов, подключенная к ISDN. Коммутация пакетов осуществляется по В- или D-каналу.
Всемирная телефонная сеть зависит от системы нумерации или адресации отдельных
подключенных к ней устройств (телефонов, автоответчиков и т.д.). Телефонный
номер, который набирается для соединения с абонентом, представляет собой уникальный
адрес телефонного аппарата этого абонента. Для того чтобы поставщик услуг знал,
кому высылать счет (и на какую сумму), каждый абонент в телефонной сети должен
иметь уникальный номер для маршрутизации звонков.
В ISDN номер и адрес - несколько различные понятия.
Номер ISDN - это сетевой номер пользовательского узла ISDN.
Адрес ISDN состоит из номера ISDN с дополнительными битами адреса, идентифицирующими
конкретные устройства узла пользователя.
Согласно данной схеме, абоненту ISDN присваивается
номер ISDN, идентифицирующий узел абонента. Этот номер может быть адресом цифровой
офисной АТС, установленной у данного заказчика. Адреса ISDN допускают прямое
соединение между устройствами узла ISDN.
Адрес ISDN состоит из комбинации, включающей в себя:
Несмотря на стандарты и функционирование ISDN по всему миру, сети ISDN - отнюдь
не единое целое. В разных странах и на разных континентах применяются отличающиеся
друг от друга виды ISDN. Основой сетей ISDN могут служить даже не ISDN-сети.
Поняв цели реализации ISDN, нужно предусмотреть метод
взаимодействия разных сетей ISDN, а также коммуникаций между ISDN и существующими
сетевыми компонентами. Межсетевое взаимодействие - это коммуникации
между сетями разных типов. Такое взаимодействие является критически важным для
эволюции общемировой сети ISDN. Оно требует применения в ISDN или в доступной
из ISDN сети функций межсетевой трансляции.
Межсетевое взаимодействие и адресация между ISDN и
сетями других типов зависят от возможности ISDN маршрутизировать вызов в сеть
вызываемой стороны и далее. Такой подход называется одношаговой адресацией
. Стандарты ISDN допускают также двухшаговую адресацию , но
применять ее не рекомендуется. Двухшаговой адресацией называется использование
межсетевого устройства, выполняющего функции преобразования адресов.
Для совместимого соединения между ISDN и другим типом
сети необходимы определенные стандартные функции: