Акроним ISDN расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network). Концепция ISDN была разработана в 70-х годах Bellcore, а сама технология стандартизована CCITT 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.

ВСЕ ПОЗНАЕТСЯ В СРАВНЕНИИ

Чтобы лучше понять ISDN, данную технологию полезно сравнить с обычной телефонной системой. Во-первых, ISDN - это цифровая, а не аналоговая сеть, т. е. напряжение имеет несколько дискретных уровней, а не является прямым аналогом колебаний акустического давления.

Во-вторых, как следует из названия, она обеспечивает интегрированное обслуживание, иначе говоря, позволяет передавать голос, данные и даже видео по одной сети. Иными словами, вместо трех различных систем - телефонной сети, выделенных линий для передачи данных и кабельного телевидения - достаточно одной!

Обычная телефонная линия представляет собой одну неэкранированную пару медных проводов от настенной розетки до центральной АТС. Обычно эта линия называется абонентским шлейфом. АТС - это точки, куда сходятся все абонентские линии. Находящийся там телефонный коммутатор позволяет связаться с вызываемым абонентом. В принципе ту же самую абонентскую линию при определенных условиях можно использовать и для ISDN.

Вообще-то, абонентские линии имеют недостаточную ширину полосы, так как они предназначаются для передачи аналоговых сигналов в полосе 3,1 кГц (от 300 до 3400 Гц). Кроме того, характеристики нагружающей индукционной катушки таковы, что потери в указанном диапазоне минимальны, но резко возрастают при частоте свыше 3400 Гц. Это сеет настоящий хаос в фазовых и амплитудных характеристиках сигнала ISDN, поэтому получение ISDN на дому возможно при следующих условиях:

изъятии нагружающих индукционных катушек (как правило, они применяются на линиях протяженностью порядка 4-5 км и более);

установке цифровых эхоподавителей на обоих концах линии;

прокладке высококачественного телефонного кабеля;

применении усилителей ISDN-сигнала.

В результате абонентская линия сможет передавать, например, два телефонных разговора вместо одного.

КАНАЛЫ ISDN

Базовый интерфейс обмена (Basic Rate Interface, BRI) состоит из трех отдельных каналов - двух опорных каналов (bearer channel, или B-channel) и одного канала данных. Каждый канал B имеет скорость 64 кбит/с, а канал D - 16 кбит/с. Канал D используется для сигнализации, например передачи вызова и разрыва связи. Каналы B предназначаются для передачи данных, таких как оцифрованный голос или двоичные данные. Именно BRI имелся в виду, когда мы говорили о возможности использования обычной абонентской телефонной линии для ISDN.

Первичный интерфейс обмена (Primary Rate Interface, PRI) состоит из 30 каналов B на 64 кбит/с и одного канала D, также на 64 кбит/с. Как и в предыдущем случае, каналы B предназначены для передачи данных, а канал D - для служебной информации. Для PRI вы должны арендовать линию E-1 в 2,048 Мбит/с от вашего офиса до центральной АТС. В США PRI образуют 23 канала B и один канал D.

Время установления связи составляет всего от 1 до 3 секунд, благодаря тому что цифровая сигнализация по каналу D исключает медленный процесс генерации и декодирования тональных сигналов, а также необходимость согласования параметров связи модемами (сравните это с минутным ожиданием установления связи между модемами). Кроме того, канал D может использоваться не только для передачи сигнальной информации, но и для передачи данных телеметрии, электронной почты и т. п.

Многоскоростной ISDN предполагает возможность объединения нескольких каналов B, причем эти каналы коммутируются как один (см. ).

ОБОРУДОВАНИЕ ISDN В ПОМЕЩЕНИИ ЗАКАЗЧИКА

Сегмент ISDN в помещении заказчика описывается в соответствии с рекомендациями CCITT в терминах функциональных групп устройств (functional groping) и стандартных опорных точек (reference point) (см. Рисунок 1). Основными видами устройств в помещении заказчика являются оконечное оборудование сети 1 и 2 (Network Termination 1 и 2, NT1 и NT2), терминальный адаптер (Terminal Adapter, TA) и терминальное оборудование типа 1 и 2 (Terminal Equipment Type 1 и 2, TE1 и ТЕ2).

Рисунок 1.
Оконечное оборудование сети типа 1 (NT-1) располагается между сетью оператора связи и терминальным оборудованием (в левой части Рисунка). TE-1 - это ISDN-совместимое, а ТЕ-2 - это любое другое терминальное обрудование. Некоторые офисы могут иметь также УАТС или NT-2.

Терминалы ISDN делятся на две основные категории: специализированные терминалы ISDN (TE1) и все остальные терминалы (TE2). TE1 подключаются по четырехпроводному цифровому каналу на основе витой пары, а TE2 - с помощью терминального адаптера. Примерами TE2 могут служить обычные аналоговые телефоны, ASCII-терминалы и компьютеры с последовательным портом RS-232.

Терминальный адаптер представляет собой автономное устройство или съемную плату внутри TE2. Фактически терминальные адаптеры заменяют собой модем.

Оконечное оборудование сети служит для подключения четырехпроводной проводки в помещении заказчика к обычной двухпроводной абонентской линии.

NT1 устанавливается оператором связи в помещении заказчика (в отличие от США, в Европе NT1 является, как правило, собственностью оператора связи) и связывает его с коммутатором ISDN на центральной АТС по витой паре, по которой ранее подключался обычный телефон. NT1 имеет разъем для пассивной шины. К этой шине заказчик может подсоединить до восьми ISDN-телефонов, терминалов и других устройств аналогично тому, как подобные устройства подключаются к локальной сети (см. Рисунок 2). С точки зрения пользователя, сеть ISDN начинается с NT1.

(1x1)

Рисунок 2.
До восьми терминальных устройств ISDN может быть подключено по пассивной шине к оконечному оборудованию сети NT1. В отличие от США в Европе NT1 принадлежит оператору связи, хотя и устанавливается на территории заказчика.

Вообще говоря, возможности подключения восьми устройств по шине может оказаться недостаточно, так как шина способна обслуживать только ограниченное число телефонных разговоров одновременно. В этом случае применение локального коммутатора

NT2 - фактически УАТС - позволяет обеспечить реальный интерфейс для телефонов, терминалов и другого оборудования. Как правило, NT2 используется с PRI, а не с BRI. NT2 выполняет функции протоколов второго и третьего уровня, а также функции концентрации. Однако NT2 может выполнять лишь часть или вообще не выполнять протокольные функции; в последнем случае он является "прозрачным".

Кроме того, комбинированное устройство NT1/2 осуществляет функции и NT1 и NT2.

ОПОРНЫЕ ТОЧКИ ISDN

Опорные точки или точки доступа представляют собой интерфейсы между различными функциональными устройствами ISDN. Основными опорными точками являются R, S, T, U.

Опорная точка R обеспечивает интерфейс между терминалом и терминальным адаптером. Стандарт на точку R отсутствует, и разрабатывать его не предполагается, так как в принципе терминальный адаптер должен быть частью терминала ISDN.

Опорная точка S реализует интерфейс между терминалом ISDN (или терминальным адаптером в случае не ISDN терминала) и оконечным оборудованием сети NT2. Терминальное оборудование со встроенным NT2 может подключаться к прозрачному NT2 или напрямую к NT1.

Опорная точка T служит для интерфейса между оконечным оборудованием сети NT2 и NT1. Последнее реализует функции физического уровня.

Опорная точка U обеспечивает интерфейс между NT1 в помещении заказчика (абонентском пункте) и NT1 на центральной АТС (узле коммутации) по абонентской линии. Стандарт на интерфейс U полностью не определен, общие рекомендации имеются только относительно скорости передачи.

ОКОНЕЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СЕТИ NT1

Ввиду его важности в данном разделе мы рассмотрим NT1 несколько подробнее. Как уже говорилось выше, оконечное оборудование сети NT1 обеспечивает интерфейс между двумя проводами витой пары со стороны телефонной компании и четырьмя проводами витой пары со стороны терминального оборудования конечного пользователя, т. е. он осуществляет подключение внутренней шины S к внешнему интерфейсу U. Внутренняя шина S представляет собой четырехпарный кабель (с 8-контактными модульными разъемами). Она используется для подключения, а также в некоторых ситуациях для электрического питания (у шины S нет ничего общего с Sbus).

NT1 получает питание от общей сети переменного тока, однако некоторые устройства имеют встроенные аккумуляторы, чтобы телефонная связь не прерывалась во время сбоев питания (в отличие от обычных телефонов, ISDN-телефоны имеют активные электронные устройства и нуждаются в электропитании). Из четырех пар кабеля шины S две предназначены для передачи данных, а еще две - для подачи питания на ISDN-телефоны и другие подключенные устройства.

Внешние источники питания могут быть двух видов - на 10-12 В и на 2 В. Первые достаточны для питания NT1 и подключенного к нему терминального оборудования, вторые обеспечивают только питание самого NT1. В чрезвычайных обстоятельствах (emergency mode) NT1 может получать питание до 1,2 В от АТС.

Физически NT1 представляет собой небольшое, крепящееся к стене устройство со световыми индикаторами. В случае использования нескольких BRI все NT1 можно установить в специальную стойку со встроенным источником питания. Принципиальная схема NT1 изображена на Рисунке 3.

(1x1)

Рисунок 3.
NT1 подключает внутреннюю шину S к внешнему интерфейсу U.

Иногда NT1 встраивается в терминальный адаптер. В этом случае комбинированный терминальный адаптер/NT1 - все, что нужно для подключения стандартного COM-порта EIA-232 к ISDN-интерфейсу U с базовой скоростью BRI.

ДОСТОИНСТВА ISDN

Прежде чем переходить к описанию общих достоинств ISDN, мы хотели бы привести несколько частных примеров. Например, многие руководители 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. 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 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 PPP базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорости 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.

ПЕРСПЕКТИВЫ ISDN

Узкополосная сеть с интеграцией услуг Narrowband ISDN стала одной из первых попыток заменить аналоговую телефонную систему на цифровую для передачи и голоса, и данных. К сожалению, стандартизация заняла слишком много времени (а технологии развиваются очень быстро), так что, едва появившись, стандарты уже устарели. Кроме того, требования пользователей значительно выросли. Увы, но на сегодняшний день базовому интерфейсу обмена не хватает скорости для новых видов сервиса, например для видео по требованию или связи высокоскоростных локальных сетей. Однако ISDN - отнюдь не мертвая технология. Например, она нашла себе новое неожиданное применение - обеспечение доступа в Internet.

Дмитрий Ганьжа - ответственный редактор LAN. С ним можно связаться по адресу: .

ТАБЛИЦА 1 - ТИПЫ КАНАЛОВ ISDN

Тип канала	Скорость передачи	Технология коммутации	Назначение
B	64 кбит/с	Коммутация каналов	Оцифрованный голос, факс, электронная почта, графика, массивы данных, интерактивный обмен данными, видео низкого разрешения
D	16 кбит/с (BRI), 64 кбит/с (PRI)	Коммутация пакетов (LAP-D)	Телеметрия, сигнализация, управление энергопитанием, электронная почта, интерактивный обмен данными
H0	384 кбит/c		Высококачественное аудио, высокоскоростная передача цифровых данных
H11	1536 кбит/с	Совместная коммутация каналов
H12	1920 кбит/с	Совместная коммутация каналов	Видео/телеконференции, высокоскоростная передача цифровых данных
H4	до 150 Мбит/с	Совокупная коммутация каналов	ТВ высокой четкости, интерактивное видео

Технология ISDN была разработана для того, чтобы обеспечить передачу цифрового сигнала по телефонным каналам. Говоря простым языком, ISDN позволяет передавать по имеющимся телефонным линиям не только голос, но и цифровые данные.

В период начала глобального развития сети Internet, ISDN позволила обеспечить доступ во всемирную сеть большому количеству пользователей. Ведь телефонные линии были проведены практически в каждом доме и офисе.

Главным достоинством цифровой сети с интеграцией услуг (ISDN) является совмещение разных видов связи в один канал, будь то передача голоса, аудио видео данных. Передача данных для большинства пользователей по цифровой сети ISDN осуществляется со скоростью 64 Кбит/с, однако есть возможность подключения дополнительных каналов, которые позволяют увеличить скорость до 1920 Кбит/с.

Интерфейсы пользователей ISDN

Вследствие того, что по цифровым сетям передаются данные различного вида, были определены каналы для каждого из типов трафика. Этих каналов несколько и на их основе формируются различные пользовательские интерфейсы:

• Основной пользовательский интерфейс (BRI) используется для подключения абонента и ISDN-станции, и предоставляет пользователю два канала - «B» для передачи данных и управляющий канал «D». Канал «B» обеспечивает доставку трафика со скоростью 64 Кбит/с, а канал «D» передает данные для управления каналами.
• Интерфейс первичного уровня (PRI) применяется для соединения сетевых коммутаторов и местных АТС на скорости 2,048 Мбит/с в формате объединения 30 каналов «B» и управляющего канала «D».

Архитектура цифровой сети

Разработка технологии ISDN позволила полностью раскрыть возможности цифровой передачи данных. Архитектура цифровой сети представлена несколькими видами служб:

• Выделенные цифровые каналы;
• Телефонная сеть;
• Сеть трансляции цифрового сигнала с коммутацией каналов;
• Сеть трансляции цифрового сигнала с коммутацией пакетов;
• Сеть трансляции цифрового сигнала с передачей кадров;
• Средства для маршрутизации и мониторинга сети.

К достоинствам данной технологии можно отнести:

• Обеспечение большинства пользователей услугами передачи данных, телефонных разговоров, доступа в глобальную сеть;
• Высокая надежность и защищенность передачи информации;
• Улучшенная телефония (быстрый набор, высокое качество звука).

К недостаткам этой технологии относят:

• Высокие затраты построения и модернизации сети;
• Ограничение скорости передачи данных;
• Одновременное использование каналов связи, не позволяющее подключать новых абонентов.

Внедрение ISDN сетей явилось огромным шагом вперед в предоставлении качественных услуг телефонии и передачи данных. Однако ввиду долгих процессов стандартизации эта технология быстро устарела. На сегодняшний день цифровые сети ISDN используются повсеместно.

В связи с большим интересом к вопросу "а что же такое ISDN " попробуем сначала ответить на него максимально простым и понятным языком, а уже дальше, тот кому этого объяснения окажется недостаточно может , изложенную ниже.

Если ответить кратко что такое ISDN - то это многоканальный телефон с высоким качеством речи и дополнительными услугами (например определение номера звонящего). Бывает 2 типа интерфейсов ISDN - BRI и PRI . Для корпоративных пользователей наибольшее распространение получил интерфейс PRI (другие названия - E1 , поток Е1, ISDN PRI EDSS1, EuroISDN - по сути это все одно и то же). Рассмотрим некоторые особенности ISDN PRI

• Первая особенность - представьте себе телефонную линию, состоящую из 30-и каналов . Это означает, что по ней одновременно могут разговаривать 30 человек. Эти 30 разговоров могут быть как входящими, так и исходящими.
• Вторая особенность - собственно городских номеров в потоке может быть сколько угодно - от одного (общего на всех) и до... скольких договоритесь с Вашим оператором.
  • Если номер в потоке один, то здесь все более-менее просто - есть один номер, есть 30 каналов и если 30 человек одновременно наберут этот номер, то все они до Вас дозвонятся (как Вам принять все эти 30 вызовов и не растерять их это уже другой вопрос - вопрос грамотной настройки Вашей мини-АТС и знания ее возможностей по обработке входящих вызовов . Потоки ISDN PRI идеально подходят для Call-центров). Не обязательно, что все 30 звонков должны быть входящими, на выход каналы тоже могут работать, поэтому если 10 Ваших сотрудников позвонят куда-либо, то для входящих вызовов останется только 20 каналов. Если заняты все 30 каналов, то 31-й позвонивший услышит сигнал "занято". Если хотя-бы один канал свободен, то до Вас можно по нему дозвониться.
  • Если городских номеров в потоке ISDN PRI больше одного, то работает это следующим образом: каждый из этих городских номеров также является многоканальным, но позвонить по нему ОДНОВРЕМЕННО может столько человек, сколько в ДАННЫЙ МОМЕНТ свободно каналов (из общего числа 30 каналов). Каналы в данный момент могут быть заняты как на вход по другим городским линиям, так и на выход Вашими сотрудниками.
  • При желании конечно можно ограничить как число каналов на вход для каждого номера, так и число каналов, которые могут заниматься на выход (чтобы остались свободные каналы на вход, и до Вас можно было бы дозвониться). Но в общем случае распределение каналов происходит динамически и зависит от нагрузки потока в данный конкретный момент времени. Кстати, Вы можете приобрести у оператора не целый, а урезанный поток, скажем на 15 каналов (остальные 15 в нем будут закрыты, но их можно будет открыть в дальнейшем). Как правило подключение и абонентская плата таких "урезанных" потоков обходится дешевле.
• Третья особенность - высокое качество речи в канале ISDN и дополнительный сервис, самый популярный из которых это определитель номера, который можно видеть на дисплеях системных телефонов , или обычных телефонах, поддерживающих функцию Caller ID (для отображения номеров на обычных телефонах с Caller ID требуется также, чтобы Ваша мини-АТС поддерживала функцию передачи Caller ID на аналоговые порты)
• Четвертая особенность - для подключения ISDN PRI не подойдет обычный телефон. ISDN PRI подключается к специальной плате мини-АТС (или другого телекоммуникационного оборудования). Линии ISDN PRI поддерживают практически все современные цифровые мини-АТС . Мы предлагаем следующие модели с поддержкой ISDN PRI:
  • Panasonic - KX-TDE100 KX-TDE200 KX-TDE600 KX-NS500 KX-NS1000
  • LG-Ericsson - iPECS LIK iPECS MG iPECS eMG80

Для интерфейса ISDN BRI справедливо все вышесказанное, кроме того, что количество каналов для этого интерфейса равно не 30, а всего 2, т.е. одновременно возможно вести 2 разговора по одной линии ISDN BRI. Для ISDN BRI существуют специальные модели бытовых ISDN телефонов, которые в нашей стране распространения не получили, за исключением отдельных регионов, где операторы активно предоставляют эту услугу.

Основные понятия, термины и области применения ISDN

В последние несколько лет во всем мире наблюдается заметный рост интереса к территориально-распределенным сетям, позволяющим передавать различные виды информации. Специалисты предсказывают дальнейший рост мирового рынка интегрированных телекоммуникационных услуг примерно на 30 и более процентов в год.

В современных телекоммуникационных сетях используется множество разнообразных технологий и протоколов. Аналоговые системы связи все меньше отвечают требованиям времени, хотя из-за своей доступности они еще достаточно широко используются для телефонии и низкоскоростной передачи данных, в частности по протоколу Х.25. Более высокими скоростями передачи отличаются выделенные цифровые каналы связи, построенные на основе меди, оптоволокна, беспроводных и спутниковых каналов связи. Но их строительство и аренда обходятся значительно дороже. Развиваются очень перспективные сети c асинхронным режимом передачи (ATM), позволяющие передавать с максимальной эффективностью любые виды трафика и масштабировать полосу пропускания. Реально доступны, в том числе в ряде городов России, услуги сетей с ретрансляцией кадров (frame relay), обычно базирующихся на выделенных линиях и поддерживающих многоточечные топологии. Сети frame relay могут использоваться для передачи различных видов трафика, в том числе чувствительного к задержкам. В ряде стран, прежде всего в США, началось внедрение технологий высокоскоростной передачи интегрированных данных по сетям кабельного телевидения (КТВ) и обычным телефонным проводам (xDSL). Получают развитие такие технологии, как SMDS (Synchronous Multimegabit Digital Service - многоточечная передача данных на основе коммутации ячеек) и B-ISDN (Broadband ISDN - широкополосная ISDN). Эти технологии очень перспективны, но пока мало доступны и дороги.

Во всем мире растет количество цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN - Integrated Services Digital Network). Они основываются на "зрелой" технологии и создаются отчасти на базе оборудования и каналов существующих телефонных сетей общего пользования (ТСОП).

Сети АТМ, frame relay и ISDN начинают использоваться и в России. Более того, усилиями целого ряда российских операторов, совместных предприятий и зарубежных компаний, строящих наложенные сети на основе самых современных технологий SDH и ATM, создаются условия для реализации качественно новых возможностей в области телекоммуникаций.

При построении территориально-распределенных сетей компаний и подключении к основной локальной вычислительной сети (ЛС) удаленных филиалов и мобильных пользователей перед администраторами ЛС, специалистами в области информационных технологий встает непростая задача оптимального выбора стандарта передачи информации. В данной статье рассматриваются практические аспекты использования каналов ISDN для построения интегрированных информационных сетей, приведены примеры решения конкретных задач.

Краткий экскурс в историю

Технология ISDN появилась достаточно давно - почти 20 лет назад. Основополагающие спецификации содержатся в рекомендациях I.122 Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (современное название этого комитета - Международный союз электросвязи). Позже появились рекомендации I.430 и I.431 для физического уровня модели ISO; Q.921/I.441 для уровня управления логическим каналом; Q.931/I.451 и DSS1 для сетевого уровня и целый ряд других.

Во время начального периода развития ISDN было внедрено большое количество национальных типов ISDN, разработанных в лабораториях крупных телекоммуникационных компаний и часто несовместимых между собой. В 80-е гг. данная технология по целому ряду причин, в частности из-за проблем совместимости и дороговизны оборудования, развивалась очень вяло. Но в начале 90-х гг. практический интерес к ней значительно вырос. В Германии, США, Японии, Франции, Англии было установлено значительное количество линий ISDN. Так, по сообщениям исследовательской компании Dataquest, в США в 1995 г. количество линий ISDN увеличилось на 80% и составило 450 тыс. Примерно такая же тенденция существует и в Европе, где на сегодняшний день установлено более5 млн линий ISDN.

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. Для этого несколько лет назад была создана и теперь расширяется опытная зона тестирования технологии ISDN, включающая в себя ряд крупных городов России.

Области применения сетей ISDN

Стандартное подключение линий ISDN осуществляется по интерфейсам BRI (Basic Rate Interface) или PRI (Primary Rate Interface). Первый из них (у некоторых операторов он называется ISDN2 - по количеству B-каналов) обеспечивает два дуплексных B-канала по 64 Кбит/с каждый (в Америке, Японии и Канаде скорость передачи по В-каналу равна 56 Кбит/с). Причем в качестве линии ISDN BRI телефонная компания практически всегда использует медный кабель телефонной сети общего пользования (ТСОП), за счет чего снижается окончательная стоимость ISDN-линии. Каждому В-каналу присваивается номер, аналогичный телефонному.

При подключении крупных организаций для обеспечения более высоких скоростей передачи или для одновременного подсоединения к центральному офису нескольких удаленных филиалов применяется PRI-интерфейс (иногда встречается название ISDN30). В Европе его суммарная пропускная способность равна 2,048 Мбит/с, он содержит 30 B-каналов для передачи информации и специальный D-канал с пропускной способностью 64 Кбит/с. Кроме того, PRI часто используется для подключения учрежденческих АТС к цифровой телефонной сети. Многие операторы предоставляют PRI с таким количеством B-каналов, которое требуется заказчику, например с четырьмя или шестью.

Цифровые сети с интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в следующих областях:

• телефония;
• передача данных;
• объединение удаленных ЛС;
• доступ к глобальным компьютерным сетям (Internet);
• передача трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук);
• интеграция различных видов трафика.

Оконечным устройством сети ISDN может быть цифровой телефонный аппарат, отдельный компьютер с установленным ISDN-адаптером, файловый или специализированный сервер, мост или маршрутизатор ЛС, терминальный адаптер с голосовыми интерфейсами (для подключения обычного аналогового телефона или факса) либо с последовательными интерфейсами (для передачи данных).

ISDN-телефония

Первые применения ISDN были реализованы именно в области телефонии. Для этого в цифровые телефонные станции встраивается поддержка ISDN-сервиса, а в качестве оконечных устройств используются цифровые телефонные аппараты (ISDN-терминалы). Они позволяют обмениваться речевыми и текстовыми сообщениями, поддерживают аудиоконференции нескольких абонентов, практически мгновенно (в течение 1 с) производят набор номера, обеспечивают высокое качество передачи речи и имеют еще целый ряд дополнительных функций.

В сетях ISDN существует специальный сервис под названием Centrex. C его помощью компании, не располагающие офисной АТС, могут предоставлять пользователям широкий набор услуг, например создание групп абонентов, переадресацию звонков, идентификацию линий, конференции нескольких абонентов, внутреннюю сокращенную нумерацию и т.п.

Но телефонные ISDN-аппараты достаточно дороги, хотя сейчас стали появляться более дешевые устройства. Кроме того, при переходе на цифровые линии ISDN пользователь обычно уже имеет аналоговое телефонное оборудование - телефоны, модемы, факсимильные аппараты. И наиболее оптимальным вариантом является использование этого оборудования совместно с цифровыми каналами и сервисом ISDN.

Для этого применяется специализированное устройство - терминальный адаптер, называемый A/B-адаптером, который поддерживает функции мини-АТС. К нему подключается аналоговый телефон (факс, автоответчик). Выпускаются такие устройства на два, четыре и большее количество аналоговых портов и с одним или несколькими BRI-портами. Для увеличения количества поддерживаемых портов можно объединять несколько устройств. При наличии A/B-адаптера можно получить выход через линию ISDN BRI на городскую телефонную сеть общего пользования либо построить внутри ISDN-сети свою наложенную телефонную сеть, используя аналоговое оконечное оборудование. Эти адаптеры позволяют выполнять целый ряд дополнительных функций, которые осуществляются с помощью набора кодов специальных команд кнопками телефонного аппарата:

• присвоение телефонного номера каждому аналоговому порту;
• CallBack - автоматическое перезванивание по номеру вызывающего абонента;
• On-Hold - переключение между несколькими активными линиями;
• Call Forwarding - переключение входящих вызовов на другой аппарат;
• изменение уровня сигнала в каждом аналоговом канале;
• скоростной набор номера;
• проведение конференции с несколькими участниками.

Доступ к Internet

С развитием глобальной информационной сети Internet в ней все шире используются средства мультимедиа и компьютерной графики, трансляция видео и звука. Для воспроизведения информации все чаще применяются графические оболочки, работающие под управлением Windows и позволяющие осуществлять доступ к Web-серверам, FTP-архивам и другим сервисам Internet. Многие организации осуществляют через Internet рекламу своих продуктов и услуг, развивают системы электронной торговли и даже строят на основе технологии Internet и протокола TCP/IP корпоративные сети (интрасети).

Сети ISDN способны во многом решить проблемы доступа в Internet. Можно выделить три варианта подключения отдельных компьютеров и ЛС к Internet. Для доступа в Internet одиночных пользователей можно применять ISDN BRI-адаптеры, которые устанавливаются в стандартное гнездо шины ПК (ISA, PCI или PC-Card). Для связи с провайдером обычно используется Point-to-Point Protocol (PPP), а для аутентификации пользователей, входящих в сеть, - протоколы PAP и CHAP. Кроме того, многие производители поддерживают многоканальный PPP (MultiLink PPP), который позволяет в процессе работы объединять в один логический канал два B-канала.

Кроме внутренних адаптеров, существуют внешние терминальные адаптеры (TA) или внешний ISDN-модем, которые предназначены для конвертации последовательного интерфейса ПК, обычного моста/маршрутизатора или другого не ISDN-устройства в формат ISDN BRI. Некоторые ТА имеют еще и аналоговый порт для поддержки телефона/факса. В этом случае к асинхронному порту ТА подключается компьютер, чем обеспечивается доступ в Internet, а через аналоговый порт к другому B-каналу подключается обычный телефон или факс.

Для подключения ЛС к Internet обычно используется маршрутизатор, позволяющий разделять внутреннюю и внешнюю IP-сети и осуществляющий функции брандмауэра. Сами маршрутизаторы могут быть реализованы программным путем на серверах NetWare (IntranetWare), Windows NT или Unix. Необходимо также применение активных или пассивных адаптеров. Активный адаптер построен на основе процессора со своей оперативной памятью и ориентирован на выполнение коммуникационного ПО. Он позволяет значительно меньше использовать ресурсы ЦП файлового сервера. Пассивный адаптер ISDN аналогичен обычному сетевому адаптеру и использует ресурсы ЦП сервера. Обычно активные адаптеры дороже пассивных, но и более производительны. Другим вариантом является использование аппаратного маршрутизатора, который выполнен в виде отдельного устройства и имеет один или несколько портов для подключения ЛС и один или несколько WAN-портов.

Некоторые фирмы начинают выпускать устройства со встроенными интеллектуальными возможностями. Они позволяют программному обеспечению, находящемуся в ПЗУ устройств, самостоятельно определять тип ISDN, поддерживаемый коммутатором оператора, и устанавливать другие параметры ISDN. Пользователю остается только ввести номер (или номера) для установки соединения с провайдером.

Видеоконференции

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. Это требует больших временных и материальных затрат. С развитием сетей ISDN появилась реальная возможность заменить поездки сеансами видеоконференций и, таким образом, не только сэкономить время и деньги, но и значительно повысить оперативность принятия решений. Можно проводить совещания специалистов, находящихся в различных частях земного шара, общаться что называется "лицом к лицу" с клиентами банка, проводить дистанционные презентации и обучение, просматривать медицинские снимки и многое другое. В итоге работу, которая раньше занимала несколько дней, можно выполнить за считанные минуты.

Настольные приложения для видеоконференций многих производителей позволяют осуществлять обмен видео- и аудиоинформацией с одновременным показом графиков и таблиц. Они снабжены средствами совместного редактирования документов и передачи файлов. Ряд фирм поставляет многоточечные видеоконференции, позволяющие одновременно общаться нескольким абонентам.

Недорогие аппаратные средства для видеоконференций на базе ПК включают в себя специальные платы, обеспечивающие кодирование/декодирование видео- и аудиосигналов, адаптер ISDN, обычно поддерживающий интерфейс BRI, внешние видеокамеры, микрофоны или телефоны. Есть реализации чисто программные, но обычно они отличаются более низкой производительностью. Основой для ISDN-видеоконференций является стандарт H.320 комитета ITU-T, в который вошел целый набор рекомендаций по кодированию (компрессии) аудиосигнала (G.711, G.722, G.728), видесигнала (H.261), мультиплексированию каналов (H.221) и ряд других.

Как отмечалось выше, существуют двух- и многосторонние конференции. Последние требуют использования дополнительного оборудования, а именно Multipoint Conferencing Unit (MCU). Эти устройства выпускаются небольшим количеством производителей и достаточно дороги.

Объединение удаленных ЛС

Сегодня во многих организациях, имеющих несколько удаленных филиалов, требуется иметь оперативный доступ к корпоративным информационным ресурсам, например базам данных. Кроме того, компании и банки должны предоставлять своим удаленным подразделениям и "мобильным" сотрудникам в других городах или даже странах качественную телефонную, факсимильную и видеоконференцсвязь, а также доступ к электронной почте. Часто каналы, обеспечивающие эти способы связи, должны быть не постоянными, а коммутируемыми при наличии информации для передачи. В этом случае оптимальным решением - как по функциональным возможностям, так и по стоимости - может стать использование сетей ISDN. Они обеспечивают такие функции, как связь по требованию, пропускная способность по требованию (объединение нескольких B-каналов в один логический канал), компрессия данных в канале, защита информации, и позволяют реализовывать самые разнообразные решения проблем организации связи с филиалами.

Так, для объединения удаленных ЛС на основе ISDN можно использовать постоянные каналы и каналы по-требованию. В первом случае имеется постоянное соединение между офисами - без учета объемов передаваемой информации. Во втором случае физическое соединение при отсутствии пакетов разрывается, однако логическое соединение остается и информация об удаленной ЛС сохраняется в устройстве. При появлении информации, которую нужно передать в удаленную ЛС, устройство автоматически набирает номер и в течение 1 с устанавливает физическое соединение.

Операторы могут предоставлять каналы ISDN с повременной (за время использования канала) и фиксированной оплатой. Выбор той или иной системы оплаты зависит от того, сколько времени в течение суток будет использоваться этот канал. При использовании канала более четырех-пяти часов в день выгоднее арендовать линию с фиксированной месячной оплатой.

Для объединения ЛС на основе сети ISDN в качестве устройств доступа обычно применяются активные или пассивные адаптеры ISDN, которые устанавливаются в файловый сервер, выделенный маршрутизатор или обычную рабочую станцию. Необходимо также ПО типа NetWare Multiprotocol Router for ISDN, либо аналогичное для Windows NT или Unix*. Такие адаптеры производятся несколькими фирмами, например AVM Computersysteme (Германия), Eicon (Канада) и Teles (Германия).

Другим вариантом решения является применение аппаратных мостов или маршрутизаторов, выполненных в виде автономных устройств, которые подключаются к ЛС. Они бывают различной производительности - от самых простых до мощных модульных с поддержкой разнообразных протоколов (вплоть до ATM) - и производятся, в частности, фирмами 3COM, NewBridge/АСС, Bay Networks, Cisco, Gandalf и Shiva.

Но может возникнуть ситуация, когда требуется соединить две крупные ЛС c обеспечением онлайнового доступа к центральным базам данных большому числу рабочих станций одновременно либо когда используется неэффективное, с точки зрения сетевого трафика, программное обеспечение. Если нет возможности увеличить количество BRI-каналов, проблема решается с помощью программных или аппаратных средств, реализующих технологию дистанционного управления. В этом случае в центральной ЛС устанавливается сервер удаленного доступа (RAS), например WinFrame фирмы Citrix. Две удаленные ЛС объединяются с помощью маршрутизаторов на выделенных компьютерах либо с использованием специальных автономных мостов/маршрутизаторов. При этом каждая удаленная машина подключается в режиме дистанционного управления к соответствующей виртуальной станции на RAS. По линии ISDN на удаленный компьютер передается только обновление экрана, а обратно - только команды управления с клавиатуры или от мыши. Таким образом удается более эффективно разделять линию ISDN между большим количеством пользователей.

Другое решение сервера доступа предлагает фирма Cubix. Шасси ERS/FT II имеет 2 источника питания, работающих в режиме разделения нагрузки, систему дистанционного управления, индикаторы состояния источников питания и вентиляторов. Обеспечивается "горячая" замена модулей без остановки всей системы. Это аппаратное решение позволяет объединить до 30 специализированных ПК. При этом на ПК, установленых в шасси Cubix, и удаленных станциях работают серверные и клиентские модули программ дистанционного управления ReachOut, PCAnywhere или Carbon Copy. Кроме того, осуществляется единое управление всем этим комплексом с рабочего места администратора ЛС. Даннное решение эффективно и тогда, когда наряду с ISDN используются обычные аналоговые линии или другие типы каналов связи. Кроме сервера удаленного доступа, на основе шасси Cubix можно построить высоконадежные специализированные серверы: WWW, FAX, E-Mail, файловые и дисковую подсистемы.

При организации связи между несколькими удаленными ЛС часто требуется обеспечить повышенную надежность соединения. Многие организации используют каналы ISDN в качестве резервных для линий связи, например frame relay или выделенных физических линий. Многие поставщики оборудования, в частности мостов или маршрутизаторов с несколькими портами, встраивают в него поддержку автоматического переключения с основной линии на резервную в случае выхода из строя первой. Некоторые компании используют в качестве резервных линий коммутируемые каналы ТСОП, но это приводит к существенной потере в скорости работы.

Надомная работа/малый офис

С развитием практики надомной работы (telecommuting) и расширением сектора SOHO (малый и домашний офис) особую актуальность приобретает скорость доступа к информации. Привлечению интереса к данному направлению способствует то, что оно позволяет существенно сократить площади офисов и увеличить время, которое служащий может уделять работе, уменьшить загруженность транспортных магистралей и, в итоге, - загрязненность окружающей среды автомобильными выхлопными газами.

Многие компании имеют в штате мобильных пользователей, которые обычно работают вне офиса. Это могут быть журналисты, страховые и торговые агенты и т.п. К категории мобильных могут быть отнесены лица, которые используют для сеансов связи с корпоративной ЛС портативный компьютер, подключаемый через одну из сетевых станций или собственный адаптер, внутренний факс-модем стандарта PC-card с выходом на коммутируемую линию, сотовую сеть или канал ISDN.

Большое значение в настоящее время приобретают возможности дистанционного конфигурирования оборудования, загрузки ПО, мониторинга и сбора статистики. Практически все производители встраивают эти функции в свое оборудование и таким образом значительно упрощают управление корпоративной сетью.

Во всех этих случаях могут быть использованы линии ISDN. Особенно привлекает возможность предоставления канала по требованию: когда канал не используется, счетчик оплаты отключается.

Оборудование для SOHO выпускается большим количеством фирм-производителей. Особенно интересны решения тех фирм, которые предлагают недорогие автономные мосты/маршрутизаторы с Ethernet-портом (для подключения небольших ЛС) и с дополнительным аналоговым портом или портами (для телефона/факса). Кроме того, некоторые фирмы предлагают оборудование с возможностью компрессии передаваемой информации.

ISDN в России

До недавнего времени цифровые сети с интеграцией услуг чаще упоминались как предложения зарубежных провайдеров. Тем не менее в некоторых городах России уже создана и продолжает развиваться инфраструктура ISDN. Пока сервис ISDN можно получить, в основном, только в крупных городах - Москве, Санкт-Петербурге, Новгороде, Нижнем Новгороде, Перми. Цифровые телефонные станции, которые, в принципе, могут поддерживать или поддерживают сервис ISDN, работают примерно в 80 городах России. Для координации их работы и решения проблем совместимости ведутся работы по созданию общенациональной российской цифровой сети общего пользования на основе единых стандартов и протоколов ITU, в частности общеканальной сигнализации OKC7 (SS7).

В Москве первым оператором, предоставляющим услуги ISDN, стала российско-британская компания "Комстар", предлагающая подключение к каналам ISDN с 1994 г. Компания "Комстар" смонтировала в Москве современную телефонную коммутационную систему с поддержкой ISDN "SystemX" английской фирмы GPT, которая соответствует международным стандартам. В основе инфраструктуры цифровой сети "Комстар" лежат высокоскоростные ВОЛС, протяженность которых увеличивается c каждым годом и которые охватывают все новые и новые районы. Для повышения надежности волоконно-оптические SDH-каналы, соединяющие концентраторы ISDN, закольцовываются. Подключение абонентов к концентраторам осуществляется как по интерфейсам BRI, так и по PRI (см. врезку "Основные понятия и стандарты ISDN"). Кроме того, "Комстар" очень активно работает в области предоставления доступа к глобальным сетям, в частности Internet, по коммутируемым каналам 64 или 128 Кбит/с. Новые решения "Комстар" и новое оконечное оборудование тестируются специалистами компании Step Logic.

Помимо "Комстар", в Москве услуги ISDN предоставляют еще несколько операторов, в том числе Sovintel и Combellga. Весной 1997 г. начала предоставлять услуги ISDN компания "Телмос", совместное предприятие МГТС и Lucent Technology. "Телмос" является владельцем собственной волоконно-оптической сети связи, в которой используются цифровые телефонные станции 5ESS производства AT&T, поддерживающие различные сетевые протоколы передачи данных и речи, голосовую почту, виртуальные АТС (Centrex). Магистральная сеть "Телмос" базируется на технологии SDH и, для повышения надежности, реализована в виде нескольких колец.

Уже к 1996 г. цифровое оборудование ISDN было установлено более чем на половине московских АТС. Сейчас тенденция такова, что количество работающих концентраторов удваивается каждый год. Москва по доступности для пользователя линии ISDN не уступает США.

Несмотря на то что существуют проблемы с прокладкой новых магистралей, модернизацией АТС, финансированием и совместимостью, общее количество современных сетей, в том числе ISDN, в России неуклонно растет. И хотя сегодня эти сети доступны далеко не повсеместно и реально с ними может работать лишь небольшой круг клиентов, можно предположить, что через несколько лет ситуация кардинально изменится.

Основные понятия ISDN

Канал "B" (Bearer) - канал для передачи голоса, данных, видео c пропускной способностью 64 Кбит/с. Он предоставляется "чистым", т.е. вся его полоса пропускания доступна для передачи информации, а вызовы, сигнализация и другая системная информация передается по D-каналу.

Канал "D" (Delta) - служебный канал для передачи управляющих сигналов с пропускной способностью 16 (BRI) или 64 (PRI) Кбит/с. Один канал типа "D" обслуживает 2 или 30 (Европа) В-каналов и обеспечивает возможность быстрой генерации и сброса вызовов, а также передачу информации о поступающих вызовах, в том числе о номере обращающегося к сети абонента. Некоторые операторы и производители телекоммуникационного оборудования поддерживают передачу через D-канал дополнительной информации, например организуют канал X.25 или поток данных с телеметрической информацией со скоростью передачи до 9,6 Кбит/c. Но такое расширение возможностей канала не соответствует стандарту.

BRI (Basic Rate Interface) - стандартный базовый интерфейс с пропускной способностью 144 Кбит/с (EuroISDN); он объединяет два канала "B" и один канал "D". К интерфейсу BRI можно подключить до восьми различных ISDN-устройств. При этом каждому устройству выделяется свой индивидуальный номер (multiple subscriber numbers). Очень важная особенность ISDN состоит в том, что для установки BRI-розетки оператору обычно не требуется прокладывать новую телефонную пару - используется обычная линия ТСОП. Подробнее см. Способы подключения ISDN

Физическим уровнем интерфейса BRI, определяющего правила взаимодействия конечных пользователей и коммутатора ISDN, служит обычная витая пара, которая работает в дуплексном режиме передачи данных, - так называемый U-интерфейс. Внутри зданий используется кабель из двух витых пар - S/T- интерфейс, позволяющий подключать до восьми оконечных ISDN-устройств. Поэтому для подсоединения внутренней проводки к внешней линии необходимо устройство NT1 (одно на каждый BRI-интерфейс).

PRI (Primary Rate Interface) - этот интерфейс объединяет несколько B-каналов (например, в Европе - 30 В-каналов с общей полосой пропускания 2,048 Мбит/с). В отличие от BRI, он поддерживает только одно оконечное устройство. Но подключив, например, локальную АТС или маршрутизатор c поддержкой ISDN, можно разбить PRI на множество BRI-интерфейсов. В настоящее время для предоставления офисам PRI-сервиса широко используется абонентская цифровая линия на одной (SDSL) или двух (HDSL) телефонных парах.

SS7 (ОКС7) - система Общей канальной сигнализации номер 7. Она была разработана и стандартизована комитетом CCITT (ITU) для увеличения возможностей по интеграции речи и данных, эффективного использования в телефонии компьютерных систем, быстрой установки соединений и качественной маршрутизации вызовов, использования единых информационных баз данных, интеграции и полной совместимости различных видов связи (телефония, сотовая связь, передача данных) вне зависимости от страны или региона и, в итоге, получения качественно нового уровня сервиса. ОКС7 охватывает три нижних уровня семиуровневой модели информационных сетей ISO и состоит из двух подсистем. Message Transfer Part (MTP) отвечает за передачу сообщений сигнализации, осуществляет функции обнаружения и исправления ошибок и ряд дополнительных функций. UP (User Part) - подсистема более высокого уровня - отвечает за поддержку пользователя и включает в себя часть ISUP (Integrated Services User Part), отвечающую за ISDN-сети, часть TUP (Telephone User Part), отвечающую за телефонию, и ряд других.

В России в качестве базового стандарта для создания общегосударственной системы внедрения OKC7, сетей с интеграцией услуг и сетей подвижной связи принят ISDN.

Увеличение эффективности использования ISDN

При объединении удаленных ЛС, доступе в корпоративную ЛС, 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. Компрессия передаваемых данных является их дополнительной защитой, снижая вероятность расшифровки информации при несанкционированном подключении к линии.

Коэффициент компрессии сильно зависит от типа передаваемых по линии данных. Хуже всего поддается сжатию предварительно заархивированная информация. Хорошо сжимаются базы данных и файлы, содержащие графическую информацию. Также применяются алгоритмы компрессии заголовков пакетов протоколов ЛС. Средний коэффициент компрессии равен 4:1. Лидером по компресии данных являются router XpressConnect 5250i и brouter XpressConnect 5242i фирмы Gandalf (Канада). Это оборудование позволяет получить коэффициент сжатия данных до 8:1.

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. Использование каналов связи по требованию позволяет осуществлять доступ к сети или, наоборот, прерывать связь в зависимости от заданных условий или произошедших в сети событий.

Многие производители оборудования поддерживают функцию spoofing. По сетям передается большое количество служебных пакетов, которыми обмениваются между собой серверы, маршрутизаторы, рабочие станции. Большинство таких пакетов содержит редко меняющуюся информацию. При наличии функции spoofing служебные пакеты передаются по магистральному каналу только один раз, а ответы на запросы автоматически генерируются на оконечных узлах, не загромождая дополнительной информацией линию связи. Правда, эта функция нуждается в тщательной настройке.

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 ЛС 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.

От аналоговых до цифровых сетей с интеграцией услуг

Традиционные ТСОП используют аналоговое оборудование. Они предназначены, в основном, для передачи речи и данных с низкими скоростями. Обычно на одной линии в конкретный период времени можно использовать только одно устройство, например телефонный аппарат или модем.

Более современными являются ТСОП с цифровыми межстанционными магистралями (DTI - Digital Trunk Interface), которые начали развертываться в 70-е гг. для более эффективного использования каналов. Сами коммутаторы долго оставались аналоговыми, поскольку цифровое оборудование стоило дорого.

Позже появились цифровые телефонные станции. Для организации внутренних телефонных сетей предприятий используются учрежденческие цифровые АТС, позволяющие улучшить качество передачи речи и данных и расширить сервис для абонентов. Но в основном они соединены с городской АТС аналоговыми линиями, и поэтому многие преимущества цифровых УАТС теряются. Обычно скорость передачи даннных по таким линиям, иногда их называют линиями тональной частоты (ТЧ), не превышает 28,8 Кбит/c Недавно появились так называемые ИКМ-модемы, которые поддерживают в одном направлении скорости до 56 Кбит/c (стандарты x2, К56flex и др.) по линиям ТЧ с помощью сложных алгоритмов обработки сигналов, но такие скорости можно получить только на высококачественных линиях, подключенных к цифровым АТС. Качество связи и скорость передачи информации по каналам ТЧ зависят от многих факторов и часто вообще непредсказуемы.

Цифровые каналы, например сетей ISDN, способны, хотя бы отчасти, улучшить сложившуюся ситуацию. Применяя их, можно поднять телефонный сервис на совершенно новый качественный уровень, значительно повысить скорость передачи информации, ее надежность и защищенность.

Некоторые преимущества сетей ISDN по сравнению с ТСОП

• Полностью цифровая сеть, обеспечивающая высокую надежность передачи информации.
• Высокая скорость передачи интегрированной информации различной природы.
• Широкий набор функций для телефонии, высокое качество звука.
• Быстрый набор номера (менее 1 с).
• Широкая доступность и распространенность в мире.

Недостатки сетей ISDN

• Проблемы совместимости ISDN-оборудования различных поставщиков.
• Сложность модернизации центральных коммутаторов и построения новой цифровой инфраструктуры.
• Сложность заказа сервиса.

Современные АТС предоставляют функции, обеспечивающие совместную работу мобильных телефонов с мини-АТС, причем эти функции выполняются так, как будто пользователь мобильного телефона является внутренним абонентом УАТС. Это позволит достичь истинной мобильности в Вашей работе и будет особенно полезно в таких сферах деятельности как агентства недвижимости, страховые компании, юридические фирмы, службы доставки, строительный бизнес.

Аббревиатура IDSN (Integrated Services Digital Network) расшифровывается как цифровая сеть с интеграцией услуг. Технология ISDN базируется на пользовательских каналах со скоростью 64 Кбит/с ("B-каналах") и на отдельном служебном канале ("D-канале"). С использованием комбинаций этих типов каналов можно реализовать следующие интерфейсы ISDN:

-ISDN BRI (Базовый интерфейс обмена) - состоит из трех отдельных каналов: два информационных канала по 64 Кбит/с каждый и одного служебного канала (16 Кбит/с) для обеспечения взаимодействия городской АТС и ISDN - оборудования абонента; в большинстве случаев этот интерфейс и предоставляется телефонным оператором абоненту для организации телефонной связи и других сервисов;

-ISDN PRI (Первичный интерфейс обмена) - состоит из 30 "B-каналов" (по 64 Кбит/с каждый) и "D-канала" сигнализации. Для организации ISDN PRI необходимо использовать линию Е1 (цифровой поток пропускной способностью 2 Мбит/с) от абонента до АТС. Такой тип подключения обычно используется для присоединения АТС к АТС, например для подключения учрежденческой АТС к цифровой телефонной сети.

Цифровые сети с интеграцией услуг ISDN можно использовать при передаче данных, для объединения удаленных локальных сетей, для доступа к сети Интернет и передачи мультимедийного трафика. Оконечными устройствами в сети ISDN могут быть: цифровой телефонный аппарат, компьютер с ISDN-адаптером и т.д. В интерфейсе BRI каждому устройству выделяется свой индивидуальный номер. Интерфейс PRI используется при более высоких скоростях для передачи больших массивов информации.

Основные достоинства технологии ISDN:

Эта технология, по сравнению с традиционными модемами, повышает скорость обмена данными по обычной телефонной сети. ISDN позволяет организовывать одновременно несколько цифровых каналов через одну телефонную пару проводов. С помощью протоколов объединения каналов базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорости передачи данных 128 Кбит/с. Время от отправки запроса до установления связи для ISDN в несколько раз меньше за счет использования служебного "D-канала" сигнализации и передачи по нему сигналов управления и взаимодействия в цифровой форме (линия занята, набор номера, ответ, разъединение и прочие). При использовании ISDN информацию от нескольких отправителей можно комбинировать для передачи по одному каналу, причем ISDN предоставляет единый интерфейс для всех устройств-отправителей.

По сравнению с традиционными аналоговыми сетями, ISDN имеет ряд преимуществ:

Экономия времени благодаря быстрому соединению между абонентами (менее 1 секунды внутри города и не более 10 секунд при междугородном вызове); -два полноценных городских номера по одной паре проводов, вместо одного при аналоговом подключении; -возможность подключить до 8ми различных устройств (например: компьютер, факс, телефон, видеотелефон и т.д.), причем два из них могут работать одновременно; -отличное качество связи, отсутствие прерываний и посторонних шумов на линии; -высокая скорость соединения с сетью Интернет - гарантированные 128 Кбит/с до узла провайдера, вместо 51 Кбит/с (максимум) при аналоговом подключении по протоколу V.90; -широкий спектр различных дополнительных услуг (более надежное определение номера вызывающего абонента (CLIP), мультиплексирование абонентских номеров (MSN), мини-АТС, переадресация по различным критериям, 3-х сторонняя конференция и т.д.).

По одной физической паре пользователь получает две независимые цифровые линии по 64 Кбит/c (вместо одной, как аналоговом подключении), которые он может использовать для:

Подключения двух обычных или специальных цифровых телефонов; -одновременного подключения телефона и ISDN-устройства передачи данных на скорости 64 Кбит/c; -подключения ISDN-устройства передачи данных на скорости 128 Кбит/c (для подключения к сети Интернет или организации внутрикорпоративной сети).

Другие преимущества ISDN-технологии:

ISDN может работать со всеми типами информации, включая голос, текст, изображение, аудио и видеоинформацию; -ISDN позволяет объединить компьютерные сети компании, имеющей рассредоточенные офисы в как пределах города (звонок бесплатный), так и за его пределами (поминутная оплата за междугоднюю связь, соединение по требованию - DDR) с гарантированной (в отличие от сети "Интернет") скоростью 64 или 128 Кбит/c; -стоимость ISDN-оборудования значительно меньше, чем стоимость модемов для выделенных линий; -абонент получает шестизначный номер городской телефонной сети и имеет возможность пользоваться услугами междугородной связи.

Для чего нужны такие возможности?

Например, вы живете в обычной квартире с женой и сыном лет четырнадцати, и у вас есть обычный телефон, хороший Panasonic. В основном на телефоне "висит" жена, сплетничая с подружками, но это еще терпимо. Но вот вы купили сыну персональный компьютер с модемом, и теперь он часами сидит в Интернете, намертво занимая телефон. Ваши друзья и знакомые при встрече спрашивают, почему к вам домой невозможно дозвониться, на работе начальник осведомляется, где вы были в субботу, когда было просто необходимо ваше присутствие в офисе, и т.п. В общем, проблема налицо. Как же решать ее? Продать компьютер, с трудом оторвав от него сына, который расставаться с ним не намерен? Или установить жене лимит разговора 5 минут на одну подружку? Тоже не выход: Что же делать? И тут на помощь приходит сеть ISDN. Вы оплачиваете 157.50 у.е за переделку вашей телефонной линии для ISDN-сети, монтер устанавливает у вас в квартире симпатичную белую коробочку с двумя светодиодами и разъемами, и поздравляет Вас с подключением к сети. Что же дальше? А дальше самое главное - покупка абонентского оборудования. Вы покупаете себе отличный, современный, элегантный ISDN-телефон, который позволяет определять номер с кодом города, хранить записную книжку и список входящих звонков, дозваниваться без поднятия трубки и имеет еще массу полезных функций. Сыну для Интернета - плату расширения в компьютер, и теперь он может сидеть в Интернете сколько угодно, занимая только один канал линии. При этом скорость соединения в два раза выше, и он может скачать больше данных за меньшее время, что тоже экономит деньги. А если плата расширения еще и с разъемом для подключения обычного телефона, то можно использовать и Ваш старый телефон, разумеется, когда сын не в Интернете. Назначив своему телефону и телефону сына разные номера, вы сможете избавить себя от необходимости отвечать на звонки его друзей и подружек. Таким образом, благодаря сети ISDN, проблема телефона решена! А если Вы деловой человек, то вы можете убить сразу несколько зайцев, купив сыну ISDN карту с функцией факса и автоответчика. Вы получите возможность посылать факсы и оставлять сообщения, при этом не надо тратить деньги на эти громоздкие вещи. Самое главное не будет заниматься и без того загроможденный стол или тумба, тем самым Вы сохраняете интерьер квартиры, за которым блюдет Ваша любимая половина и свои нервы.

Основные производители средств ISDN и их продукты

Современный рынок средств ISDN представлен рядом ведущих компьютерных и телекоммуникационных компаний. Тем не менее, говорить о том, что средства ISDN достигли уровня зрелости, пока рано. При выборе комплектов приходится идти на те или иные компромиссы: либо высокое быстродействие, но сложность в инсталляции, либо простота управления, но высокая цена. Кроме того существует еще серьезная проблема несовместимости продуктов разных производителей.

Особо отметим продукцию фирм DigiBoard, Cisco, Intel и IBM.

DigiBoard. Хост-адаптеры PC IMAC и PC IMAC/4 совмещают в себе терминальный адаптер и сетевую карту для осуществления прозрачного соединения между сетью Ethernet и линиями ISDN BRI. PC IMAC и PC IMAC/4 обеспечивают прямое соединение между компьютером и соответственно одной или четырьмя 128 Kбит/с ISDN-линиями. Адаптеры могут работать с шинами ISA, EISA и MCA (только PC IMAC) и совместимы с ОС Novell NetWare, Windows NT и Windows for Workgroups. При не слишком удачном алгоритме сжатия данных и, как следствие, невысоких показателях быстродействия адаптеры PC IMAC и PC IMAC/4 являются, тем не менее, одними из лучших средств ISDN на сегодняшний день. Кроме того, эти продукты фирмы DigiBoard отличает низкая цена и простота использования.

IMAC и Dual IMAC - платформонезависимые ISDN-мосты, позволяющие осуществить прозрачное соединение между локальной сетью Ethernet и линиями ISDN BRI, обеспечивая пользователям сети доступ к соответственно одному или двум 128 Kбит/с ISDN-каналам. Устройства подсоединяются к коаксиальному кабелю "тонкий" или "толстый" Ethernet и могут работать с любыми сетевыми ОС и ISDN-коммутаторами, удовлетворяющими стандартам CCITT.

Cisco. Маршрутизаторы Cisco 1003 ISDN серии 1000 соединяют локальную сеть удаленного офиса, построенную на Ethernet, с корпоративной сетью, используя ISDN BRI каналы. Соединения с удаленными пользователями может быть по требованию или постоянным. Операционная система маршрутизатора 1003 поддерживает IP, Novell IPX, Apple Talk 1 and 2, а также протоколы HDLC, ISDN и PPP.

Многопротокольные маршрутизаторы серии 2500 (модели 2503, 2503I, 2504, 2504I, 2516, 2517) представляют собой внешние устройства для соединения локальных сетей, построенных на базе Ethernet и Token Ring. Модульные маршрутизаторы серии 4000 сочетают в себе большие возможности и гибкость (работа практически со всеми типами сетей) с относительно невысокой стоимостью. Гибкая модульная архитектура изделий этой серии позволяет использовать их в крупных и средних узлах сети, подбирая оптимальные решения. Для маршрутизаторов и той, и другой серии существует семь вариантов ОС - от простейшей IP Feature Set, поддерживающей только IP, HDLC, PPP, X.25, Frame Relay, SMDS и ISDN, до Enterprise Feature Set с поддержкой множества протоколов.

Самыми мощными маршрутизаторами фирмы Cisco являются модульные маршрутизаторы серии 7000 (модели Cisco 7000 и Cisco 7010). Сетевые интерфейсы расположены на отдельных интерфейсных процессорах, что обеспечивает прямое соединение между высокоскоростной шиной Cisco Extended Bus (CxBus) и внешней сетью. Высокая производительность и надежность этих маршрутизаторов позволяет использовать их в крупных узлах сети - там, где требуется высоконадежное оборудование и большое количество соединений. Благодаря тому, что интерфейсные модули поддерживают множество разнообразных протоколов, скоростей передачи и типов физических каналов, изделия серии 7000 могут работать практически с любыми типами сетей. Маршрутизаторы серии 7000 поддерживают PRI-интерфейс, в то время как модели серии 4000 могут работать как с PRI, так и с BRI-интерфейсом.

AccessPro PC Cards (модели AP-EBC и AP-RBC) - это недорогие полнофункциональные маршрутизаторы, базирующиеся на технологии изделий серии 2500, которые могут быть установлены в IBM PC-совместимые машины, оборудованные шиной ISA или EISA.

Intel. Продукт RemoteExpress ISDN Bridge Pack содержит два адаптера - RemoteExpress ISDN LAN Adapter и EtherExpress 16 Ethernet. В состав пакета входит также программа анализа трафика LANDesk для MS Windows и DOS. Так как RemoteExpress ISDN LAN Adapter выполнен в виде отдельной платы с разъемом ISA, он может быть установлен в домашнем или офисном ПК. При этом для удаленного клиента требуется не менее 600 Кбайт оперативной памяти. С точки зрения удаленного клиента адаптер RemoteExpress ISDN LAN Adapter выполняет сетевые программы так, как если бы он был непосредственно подключен к ЛВС. Плата ISDN поставляется с программным обеспечением, работающим с NetWare фирмы Novell (за исключением 802.2), VINES фирмы Banyan, некоторыми программными средствами TCP/IP, Microsoft LAN Manager, OS/2 LAN Server фирмы IBM и LANtastic фирмы Artisoft. Основным недостатком данного продукта является отсутствие средств сжатия данных.

IBM. Фирма IBM предлагает пользователям комбинированное решение - WaveRunner Digital Modem. WaveRunner работает совместно с удаленным сервером LAN Distance фирмы IBM и одновременно обеспечивает доступ к ISDN плюс доступ к стандартным аналоговым телефонным линиям через модемы. Фактически это два разных изделия - адаптер цифровой связи и аналоговый модем, объединенные в общем корпусе. Возможности данного устройства позволяют чувствовать себя уверенным в любой коммуникационной среде. WaveRunner совместим с любым модемом, ориентированным на порт СОМ (со скоростью передачи 14,4 Кбит/с и менее). WaveRunner имеет интерфейс BRI и может работать с одним 64 Кбит/с В-каналом для передачи данных и одним 16 Кбит/с D-каналом для передачи сигнальной и управляющей информации.

В связи с тем, что статья не преследует своей целью представить полный обзор технических средств, выпускаемых для сетей ISDN, мы органичимся лишь кратким перечислением еще нескольких продуктов различных производителей: серия внешних устройств удаленного доступа 3Com Impact фирмы 3Com; серия MainStreet канадской компании Newbridge; блок LANLine 5240i фирмы Gandalf Technologies; комплект внешних мостов Everyware 160 и 400 фирмы Combinet; внешние блоки удаленного доступа Pipeline 25 и 50 компании Ascend Communications; комплект адаптеров Long Distance LAN Adapter E-101 и E-201 фирмы Extension Technology; внешнее устройство DirectRoute Remote RO-1 компании Symplex; терминальные адаптеры FX-PRI и SecureLink II фирмы ISC; плата CyberSpace Internet компании ISDNtek; адаптеры серии Vanguard компании Motorola.

Перечисленные выше продукты практически полностью исчерпывают весь спектр существующих сегодня на рынке средств ISDN.

ITU SR-NWT-001953 1991-06, ETS 300 102-1 1990-12, AT&T 801-802-100 1989-05

Стандарты ISDN (Integrated Services Digital Network – цифровая сеть с интеграцией услуг) описывают работу цифровых линий связи, поддерживающих передачу голоса, видео или данных с высокой скоростью через стандартные коммуникационные линии. ISDN обеспечивает единый интерфейс доступа к цифровой сети передачи данных для устройств, выполняющих широкий набор задач, с сохранением полной прозрачности сети для пользователей. Учитывая большой объем информации, передаваемой через сети ISDN, можно говорить что технология ISDN произвела революцию в деловых коммуникационных приложениях.

ISDN может использовать не только обычные телефонные сети, но также сети коммутации пакетов, телексные сети, сети CATV и т. д.

Приложения ISDN

В данной главе описаны следующие протоколы:

LAPD — Link Access Protocol — Channel D (протокол доступа к линии – канал D);

ISDN — Integrated Services Digital Network (цифровая сеть с интеграцией услуг).

LAPD

ITU Q.921 (Blue Book)

LAPD (Link Access Protocol – Channel D или протокол доступа к линии – канал D) является протоколом канального уровня, описанным в стандарте CCITT Q.920/921. LAPD работает в асинхронном сбалансированном режиме (Asynchronous Balanced Mode или ABM). В данном случае термин «сбалансированный» означает отсутствие в соединениях ведущих и ведомых устройств. Каждая станция имеет возможность инициировать организацию соединения и управление этим соединением, обеспечивать исправление ошибок, а также передавать пакеты данных в любой момент времени. Для протокола LAPD понятия DTE и DCE являются эквивалентными.

На рисунке показан формат пакетов LAPD.

Структура пакета LAPD

Флаг

Поле флага всегда имеет значение 0x7E и используется для разделения пакетов. Для того чтобы исключить появление такой же последовательности битов в пакетах, на передающей и принимающей стороне используется метод Bit Stuffing (вставка битов).

Адрес

Первые два байта после флага содержат поле адреса. Формат этого поля показан на рисунке.

Поле адреса LAPD

EA1 Первый бит расширения адреса (всегда равен 0).

C/R Флаг Command/Response (команда/отклик). Пакеты, передаваемые пользователем с C/R=0, содержат команды, так же, как пакеты, передаваемые пользователю со стороны сети при C/R=1. Во всех остальных случаях пакеты содержат отклик на команды.

SAPI Идентификатор точки доступа к сервису (Service Access Point Identifier), который может принимать следующие значения:

0 Процедуры вызова/контроля.

1 Пакетный режим передачи с использованием процедур вызова/контроля I.451.

16 Передача пакетов в соответствии с X.25, уровень 3.

63 Процедуры управления уровня 2.

EA2 Второй бит расширения адреса (всегда равен 1).

TEI Идентификатор конечной точки (терминала), который может принимать следующие значения:

0-63 Используется пользовательским оборудованием без автоматического назначения TEI.

64-126 Используется пользовательским оборудованием с автоматическим назначением TEI.

127 Используется для широковещательный соединений со всеми терминальными устройствами.

Контроль

Поле, следующее за адресом, называется полем управления и служит для идентификации типа кадра. Кроме того, в зависимости от типа сообщения, это поле может включать порядковый номер, а также функции управления и отслеживания ошибок.

FCS

Контрольная сумма (Frame Check Sequence – FCS), позволяющая обнаруживать ошибки при передаче данных. Контрольная сумма вычисляется отправителем пакета с использованием алгоритма, принимающего во внимание каждый бит передаваемого пакета. На приемной стороне пакета заново вычисляет контрольную сумму по тому же алгоритму и сравнивает полученный результат со значением, содержащимся в пакете.

Размер окна

LAPD поддерживает расширенный размер окна (по модулю 128), с возможностью передачи от 8 до 128 неподтвержденных кадров. Расширенный размер окна передачи обычно используется для спутниковых каналов, где задержка подтверждения пакетов может существенно превышать время передачи самих пакетов. Тип пакета, инициализирующего соединение, определяет модуль для сессии. При использовании окна расширенного размера к имени базового типа пакета добавляется суффикс “E” (SABME вместо SABM).

Типы пакета

Протокол LAPD поддерживает несколько типов управляющих кадров (Supervisory Frame):

RR Подтверждение приема информационного пакета и индикация готовности к получению последующей информации.

REJ Запрос повторной передачи всех пакетов, начиная с указанного в пакете порядкового номера.

RNR Индикация состояния временной перегрузки станции (переполнение окна).

LAPD поддерживает несколько типов ненумерованных пакетов (Unnumbered Frame):

DISC Запрос на разрыв соединения.

UA Кадр подтверждения приема.

DM Ответ на запрос DISC, указывающий на режим разрыва соединения.

FRMR Отбрасывание пакета.

SABM Пакет, инициализирующий асинхронный сбалансированный режим.

SABME SABM в режиме расширенного окна.

UI Ненумерованная информация.

XID Обмен информацией.

Протокол LAPD использует единственный тип информационных пакетов

Info Информационный пакет.

Пример декодирования пакетов ISDN

Международные варианты ISDN

За разработку стандартов ISDN отвечает CCITT (в настоящее время ITU-T). Первой публикацией группы, ответственной за разработку стандарта ISDN был набор рекомендаций ISDN 1984 года (Red Book — Красная Книга). Еще до выпуска Красной книги в разных регионах были разработаны местные и национальные версии ISDN. По этой причине рекомендации CCITT определяют только общие для всех стран стандарты ISDN, в дополнение к национальным стандартам.

Возможность использования специфических информационных элементов для отдельных стран обеспечивается за счет набора кодов (Codeset).

Ниже приведено описание большинства существующих национальных и региональных вариантов ISDN.

Национальный вариант ISDN-1 (Bellcore)

SR-NWT-001953 1991-06

Этот вариант используется компанией Bellcore в США. В рамках данного стандарта поддерживаются четыре специфических типа сообщений и не используются однобайтовые информационные элементы. В дополнение к элементам Codeset 0 данный вариант также поддерживает четыре информационных элемента Codeset 5 и пять информационных элементов Codeset 6.

Национальный вариант ISDN-2 (Bellcore)

SR-NWT-002361 1992-12

Основным различием между ISDN-1 и ISDN-2 является загрузка параметров с использованием компонент (субэлементы информационных элементов (Extended Facility). Компоненты используются для передачи информационных параметров между пользовательским оборудованием ISDN (например, ISDN-телефоном) и ISDN-коммутатором.

Другим отличием стандарта ISDN-2 являются дополнительные типы сообщений – SEGMENT, FACILITY и REGISTER, а также дополнительные информационные элементы – Segmented Message (сегментированное сообщение) и Extended Facility (расширенные возможности). Кроме того, изменены значения некоторых полей в пакетах и добавлено несколько дополнительных значений полей.

5ESS (AT&T)

AT&T 801-802-100 1989-05

Этот вариант ISDN используется компанией AT&T в США. 5ESS является наиболее распространенной реализацией ISDN и поддерживает 19 специфических типов сообщений. 5ESS не содержит элементов Codeset 5, но поддерживает 18 информационных элементов Codeset 6 и расширенный управляющий информационный элемент.

Euro ISDN (ETSI)

ETS 300 102-1 1990-12

Этот вариант ISDN адаптирован всеми европейскими странами. В настоящий момент Euro ISDN поддерживает однооктетные типы сообщений и пять информационных элементов размером в один октет. В протоколе не используются элементы Codeset 5 и Codeset 6, но каждая страна вправе определять собственные информационные элементы.

VN3, VN4 (Франция)

DGPT: CSE P 22-30 A 1994-08

Данный вариант стандарта используется преимущественно во Франции. Декодирование VN3 и некоторые сообщения об ошибках переведены на французский язык. Данный протокол является подмножеством стандарта CCITT и поддерживает только однооктетные типы сообщений. Более новый стандарт VN4 не полностью совместим с VN3, однако более точно соответствует рекомендациям CCITT. В Как и VN3, новый стандарт содержит некоторое количество переводов. VN4 поддерживает однооктетные типы сообщений, пять однооктетных информационных элементов и два элемента Codeset 6.

1 TR6 (Германия)

1 TR 6 1990-08

Этот вариант стандарта распространен прежде всего в Германии. Протокол является подмножеством стандарта CCITT с незначительными изменениями. В протоколе частично используется английский язык, частично — немецкий.

ISDN 30 (Англия)

BTNR 190 1992-07

Этот вариант протокола используется компанией British Telecom в дополнение к стандарту ETSI (см. выше). На уровнях 2 и 3 этот стандарт не соответствует структуре CCITT. Пакеты имеют заголовок размером в один октет, за которым может следовать информация. Большая часть информации кодируется с использованием IA5 и, следовательно, может декодироваться как ASCII.

Австралия

AP IX-123-E

Этот протокол ранее использовался в Австралии, но сейчас вытесняется более новым австралийским вариантом ISDN. Протокол является подмножеством стандарта CCITT и поддерживает только однооктетные типы сообщений и однооктетные информационные элементы. В протоколе используются только элементы Codeset 5.

TS014 Австралия

TS014 (Austel) 1995

Это новый стандарт ISDN PRI для Австралии, разработанный компанией Austel. Стандарт очень близок к ETSI.

NTT-Japan (Япония)

INS-NET Interface and Services 1993-03

Сервис ISDN в Японии поддерживается компанией NTT и известен как INS-Net. Основными характеристиками INS-Net являются:

Поддержка интерфейса пользователь-сеть, соответствующего рекомендациям Голубой книги (Blue Book) CCITT.

Поддержка интерфейсов BRI и PRI.

Поддержка пакетного режима с использованием Case B.

Поддержка в сети сигнализации SS 7 ISDN User Part.

Поддержка подключения к телефонным сетям общего пользования.

ARINC 746

Сегодня многие авиакомпании обеспечивают в своих самолетах телефонный сервис для пассажиров. Бортовые телефоны подключаются к сети T1 и соединения организуются через спутниковые каналы. Используемый протокол сигнализации основан на стандарте Q.931, однако имеет отличия от последнего и известен как ARINC 746. Лидирующими компаниями в данной области являются GTE и AT&T. При анализе протокола ARINC с использованием анализатора протоколов в качестве варианта LAPD должно быть установлено значение ARINC .

ARINC 746 Приложение 11 (Attachment 11)

ARINC Characteristic 746-4 1996-04

Приложение 11 стандарта ARINC (Aeronautical Radio, INC.) описывает передачу сообщений сетевого уровня (уровень 3), необходимых для управления оборудованием и поддержки управления процедурами организации соединения между бортовым телефонным оборудованием (Cabin Telecommunications Unit или CTU) и системой SATCOM, North American Telephone System (NATS) или Terrestrial Flight Telephone System (TFTS). Механизм, описанный в Приложении 11, разработан на основе рекомендаций CCITT Q.930, Q.931 и Q.932 (управление вызовами), а также на основе стандартов ISO/OSI DIS 9595 и DIS 9596 (управление оборудованием). Описываемые сообщения сетевого уровня должны передаваться в поле данных пакета канального уровня.

ARINC 746 Attachment 17

ARINC Characteristic 746-4 1996-04

Приложение 17 к стандарту ARINC (Aeronautical Radio, INC.) определяет систему доступа пассажиров и экипажа самолетов к сервису, предлагаемому CTU и интеллектуальным оборудованием самолета. Распределительная часть CDS передает сигнализацию и телефонные каналы от пользовательской телефонной гарнитуры в коммуникационные модули кресел. Каждая зона в самолете имеет устройство, которое управляет и обслуживает кресла в пределах данной зоны.

Northen Telecom – DMS 100

NIS S208-6 Issue 1.1 1992-08

Этот вариант представляет собой реализацию National ISDN-1, разработанную компанией Northen Telecom. Стандарт обеспечивает интерфейс пользователь-сеть на уровне ISDN BRI между коммутатором Northern Telecom ISDN DMS-100 и терминальным оборудованием, разработанным для BRI DSL. Стандарт DMS 100 базируется на спецификации CCITT ISDN-1, рекомендациях Q-серии, ISDN Basic Interface Call Control Switching (управление коммутацией соединений для базового интерфейса ISDN) и требованиях к сигнализации и дополнительной поддержке Bellcore.

DPNSS1

BTNR 188 1995-01

DPNSS1 (Digital Private Network Signaling System № 1 — система сигнализации частных цифровых сетей №1) является сигнальной системой на базе общего канала, используемой в Великобритании. Данная система позволяет расширить возможности, обычно доступные только в пределах одной телефонной станции PBX, на все станции PBX в частной сети. Основным назначением этой системы является передача информации между PBX в частных сетях с использованием временного интервала (time slot) 16 цифрового тракта 2048 Кбит/с (E1) или временного интервала 24 в системах 1544 Кбит/с (T1). Отметим, что при анализе данного протокола поле LAPD должно иметь значение DPNSS1.

Swiss Telecom (Швеция)

PTT 840.73.2 1995-06

Вариант ISDN, используемый в Швеции компанией Swiss Telecom PTT, называется SwissNet. Протокол DSS1 для SwissNet полностью базируется на ETS. Незначительные поправки к последнему состоят лишь в определении различных опций стандарта и игнорировании некоторых требований. Шведский вариант использует также некоторые специфические условия (например, совместимость между пользовательским оборудованием и станциями сети SwissNet различных реализаций).

QSIG

ISO/IEC 11572 1995

QSIG является мощной, интеллектуальной современной сигнальной системой, предназначенной для обмена сообщениями между частными станциями PABX. Стандарты QSIG определяют систему сигнализации на уровне Q, предназначенную, прежде всего, для общего канала (например, интерфейс G.703). Однако, QSIG будет работать при любом методе подключения оборудования PINX. Стек протоколов QSIG идентичен по структуре стеку DSSI (оба стека соответствуют модели ISO). Оба протокола имеют идентичные уровни 1 и 2 (LAPD), однако на третьем уровне протоколы QSIG и DSS1 различаются.

Структура кадров ISDN

На рисунке показана общая структура кадров ISDN.

Структура кадра ISDN

Дискриминатор протокола

Протокол, используемый для оставшейся часть уровня.

Длина поля «Ссылка на вызов»

Флаг

Нулевое значение для сообщений, передаваемых стороной, выделяющей значения ссылки на вызов, 1 — в остальных случаях.

Ссылка на вызов

Значение, присваиваемое в указанном сеансе связи между устройством, инициировавшим вызов и коммутатором ISDN. Данное значение используется устройствами для идентификации соединения.

Тип сообщения

Тип сообщения определяет назначение последнего. Поле типа может занимать один или два (для специфических сообщений) октета. В двухоктетных сообщения первый октет содержит восемь нулей. Полный перечень типов сообщений приведен ниже в параграфе «Типы сообщений ISDN».

Информационные элементы ISDN

В ISDN существует два типа информационных элементов — элементы размером один октет и элементы переменной длины.

Однооктетные информационные элементы

Структура однооктетного информационного элемента приведена на рисунке.

Структура однооктетного элемента

Список существующих типов однооктетных информационных элементов приведен ниже.

Информационные элементы переменной длины

Ниже приведена структура информационного элемента переменной длины.

Информационный элемент переменной длины.

Идентификатор информационного элемента служит уникальным обозначением данного элемента только внутри данного Codeset. Размер информационного элемента сообщает получателю о количестве следующих за этим полем байтов информационного элемента. Ниже приведен список существующих информационных элементов переменной длины.

		Сегментированное сообщение
		Поддержка однонаправленного режима
		Идентификация вызова
		Состояние вызова
		Идентификация канала
		Возможности
		Индикатор состояния процесса (progress)
		Специфические возможности сети
		Индикатор уведомления
		Отображение
		Дата/время
		Поддержка клавишного поля
		Переключение рычага (трубки)
		Активизация режима (feature)
		Индикация режима (feature)
		Скорость передачи информации
		Транзитная задержка сквозной передачи
		Выбор и индикация транзитной задержки
		Двоичные параметры пакетного уровня
		Размер окна для пакетного уровня
		Размер пакета
		Номер вызывающего абонента
		Подадрес вызывающего абонента
		Номер вызываемого абонента
		Субадрес вызываемого абонента
		Номер перенаправления
		Выбор транзитной сети
		Индикатор перезапуска
		Совместимость с нижележащим уровнем
		Совместимость с вышележащим уровнем
		Пользователь-пользователь
		Отмена использования расширения
Другие значения		Зарезервированы

Типы сообщений ISDN

Ниже приведены возможные типы сообщений ISDN.

Организация соединения

	Предупреждение
	Обработка вызова
	В процессе
	Установка (соединения)
	Соединение
	Подтверждение установки (соединения)
	Подтверждение соединения

Фаза передачи информации

	Пользовательская информация
	Отказ от временной приостановки
	Отказ от возобновления передачи данных
	Остановить
	Временно приостановить
	Возобновить
	Подтверждение остановки
	Подтверждение временной остановки
	Подтверждение возобновления
	Отказ от остановки
	Восстановление
	Подтверждение восстановления
	Отказ от восстановления

Завершение вызова

	Разъединение
	Освободить
	Подтверждение рестарта
	Завершение освобождения

Разное

Терминология ISDN

BRI

Базовый интерфейс (Basic Rate Interface) является одним из двух видов сервиса, предоставляемых ISDN в настоящее время. Канал BRI состоит из двух B-каналов и одного канала типа D (2B + D). B-каналы работают на скорости 64 Кбит/с, а канал D поддерживает скорость 16 Кбит/с. Интерфейс BRI используется в основном для настольных приложений (например, организация доступа в Internet для небольшой компании).

C/R

Команда/отклик (Command/Response). Флаг C/R занимает один бит в поле адреса и позволяет идентифицировать пакет как команду или отклик на переданную ранее команду.

Codeset

Существует три основных набора кодов (Codeset). В каждом кодовом наборе раздел информационных элементов определяется в соответствии со связанным вариантом протокола.

Codeset 0 кодовый набор, используемый по умолчанию, содержит набор информационных элементов, соответствующий рекомендациям CCITT.

Codeset 5 специфический для страны кодовый набор.

Codeset 6 специфический для сети кодовый набор.

Одна и та же величина может иметь разное значение в различных наборах Codeset. Большинство элементов могут появляться в кадре только один раз.

Для изменения кодового наборов могут использоваться два метода:

CPE

Пользовательское оборудование (Customer Premises Equipment или CPE) включает оборудование ISDN, размещаемое у пользователя и применяемое для подключения к сети ISDN. Такими устройствами могут быть телефон, компьютер, телекс, телефакс и так далее. Исключением являются устройства с интерфейсом NT1 в трактовке FCC и CCITT. Правила FCC рассматривают модули NT1 как оборудование CPE, поскольку NT1 устанавливается у пользователя, однако CCITT считает NT1 частью сети. Следовательно, граница между пользователем и сетью определяется в зависимости от принятого варианта.

Каналы ISDN – B, D и H

ISDN поддерживает три типа логических цифровых коммуникационных каналов, которые выполняют следующие функции:

B-канал используется для передачи информации (данные, видео и голос).

D-канал используется для передачи сигнализации и пакетов данных между пользовательским оборудованием и сетью.

H-канал выполняет те же самые функции, что и D-канал, однако работает при скорости, превышающей DS-0 (64 Кбит/с).

Устройства ISDN

Устройства, служащие для соединения CPE и сети. Кроме факсов, телефонов, компьютеров могут использоваться следующие устройства:

TA Терминальный адаптер (Terminal Adapter). TA используется для подключения не-ISDN устройств к сети ISDN.

LE Local Exchange (локальная станция). Используется в телефонной станции (Central Office — CO). LE работает с протоколом ISDN и является частью сети.

LT Local Termination — LT (Локальное окончание). Используется для обозначения LE, служащих для работы с Local Loop (абонентский шлейф).

ET Exchange Termination (завершение станции). Используется для обозначения LE, отвечающих за функции коммутации.

NT Network Termination — NT (оборудование завершения сети). Существует два вида NT, выполняющих различные функции:

• NT1 – служит для завершения соединений между пользователем и LE. NT1 отвечает за работу, мониторинг, подачу питания и мультиплексирование каналов.
• NT2 – любое устройство, применяемое пользователем для коммутации, мультиплексирования и концентрации: локальная сеть, компьютер, терминальный контроллер и т. д. Оборудование NT2 не устанавливается для домашнего пользования ISDN.

TE Terminal Equipment — TE (терминальное оборудование). Любое пользовательское устройство (например, телефон или факсимильный аппарат). Существует два типа TE:

• TE1 – оборудование, совместимое с ISDN.

TE1 – оборудование, не совместимое с ISDN.

Опорные точки ISDN

Опорные точки (reference point) ISDN определяют точки связи между различными устройствами. Предполагается, что с разных сторон опорной точки могут использоваться различные протоколы. Основные опорные точки перечислены ниже:

R связь между оборудованием TE, не совместимым с ISDN, и TA.

S связь между TE или TA и оборудованием NT.

T связь между коммутационным оборудованием пользователя и завершением абонентского шлейфа.

U Узловая точка между оборудованием NT и LE. Эта точка может определяться как граница сети в случае использования определения FCC для терминала сети.

На рисунке показаны функциональные узлы ISDN и опорные точки.

LAPD

Link Access Protocol – Channel D (протокол доступа к линии – Канал D) представляет собой протокол канального уровня, работающий с битовыми потоками (бит-ориентированный протокол). Основной задачей этого протокола является безошибочная передача последовательности битов на физическом уровне (уровень 1).

PRI

ISDN PRI (Primary Rate Interface — основной интерфейс) является одним из двух видов сервиса, предоставляемых в современных сетях ISDN. Реализация PRI зависит от принятого стандарта и может отличаться в разных странах. В Северной Америке PRI поддерживает 23 B-канала и один канал D (23B + D), а в Европе — 30 каналов типа B и один D-канал (30B + D).

В Америке каналы B и D работают со скоростью 64Кбит/с. Следовательно, если D-канал в некоторых случаях не используется в качестве канала управления, он может служить как дополнительный B-канал. PRI 23B + D работает с заданной CCITT скоростью 1544 Кб/с.

Европейский вариант PRI содержит 30 каналов B и один D-канал (30B + D). Так же как и в американском стандарте, все каналы работают на скорости 64Кбит/с. PRI 30B + D работает с заданной CCITT скоростью 2048 Кбит/с.

SAPI

Идентификатор точки доступа к сервису (Service access point identifier — SAPI) — первая часть адреса каждого пакета.

TEI

Идентификатор оконечного терминала (Terminal End Point Identifier) — вторая часть адреса каждого пакета.