« poprzedni punkt 


2. Elementy sieci ISDN

Poprawne funkcjonowanie sieci ISDN wymaga standaryzacji wielu elementów komunikacyjnych znajdujących się na rozległym obszarze i obejmujących: Dwie metody dostępu

Użytkownik ma możliwość wyboru jednego z dwóch sposobów dostępu do sieci cyfrowej ISDN. Dla niewielkiego ruchu generowanego przez pojedynczy terminal (lub najwyżej kilka terminali użytkownika) wystarcza dostęp podstawowy BRA (Basic Rate Access ), natomiast dostęp pierwotno-grupowy PRA (Primary Rate Access ) uwzględnia znacznie bardziej intensywne generowanie strumieni pochodzących z sieci lokalnych (np. z Ethemetu), intranetów, serwerów wideokonferencyjnych czy centralek abonenckich PABX.

W dostępie podstawowym BRA, oznaczanym 2B+D16 maksymalna przepływ-ność 144 kb/s (2x64 kb/s + 16 kb/s) jest oferowana przez dwa kanały B (Bearer) po 64 kb/s w każdym oraz jeden kanał D (Delta) z przepływnością 16 kb/s. Kanałami informacyj-nymi B przesyła się głos w postaci cyfrowej, telekopie (faks G4) i inne dane cyfrowe (pliki), natomiastkanałem typu D sekwencje sygnalizacyjne stoso-wane przy konfigurowaniu komunikacji, nadzór nad przebiegiem transmisji w kanałach B i inne informacje serwisowe. Kanały B można wykorzystywać niezależnie i pojedynczo (po 64 kb/s) lub łącznie (128 kb/s), bądź z integracją kanału D (razem 144 kb/s), jeśli nie jest on zajęty sygnalizacją połączenia. W niektórych sytuacjach wydzielony kanał D (16 kb/s) może być używany jako kanał informacyjny użytkownika do prowadzenia transmisji pakietowej. Jako medium transmisyjne w dostępie BRA stosuje się pospolitą miedzianą skrętkę telefoniczną o minimalnej przepływności kanałowej 192 kb/s.
W dostępie pierwotnym PRA, oznaczanym 30B+D64 oferta obejmuje 30 kanałów B, a maksymalna przepływność wynosi 1984 kb/s. W systemie amerykańskim i japońskim (23B+D64) przepływność ta jest mniejsza i wynosi tylko 1536 kb/s. Łączem fizycznym (medium transportowym) w dostępie pierwotnym PRA jest zwykle skrętka miedziana wykonana w technologii HDSL (2048 kb/s), także kanał radiowy bądź światłowód o podobnych własnościach.
Rekomendacja serii I.400 dla sieci

ISDN przewiduje agregowanie wielu kanałów typu B, oznaczanych jako kanały typu H, a działające zarówno w trybie komutacji obwodów jak i pakietów, raczej ze wskazaniem na przekazy z komutowaniem obwodów (komutacja łączy). Dzięki temu użytkownik ma dostęp do różnorodnych przepływności strumienia cyfrowego o wielokrotności 64 kb/s, definiowanych indywidualnie przez niego w miarę potrzeb. Do tej pory wykształciły się następujące popularne przepływności strumieni cyfrowych oferowanych przez kanały sieci ISDN:
Dostęp podstawowy dokonuje się za pomocą interfejsu BRI (Basic Rate Interface), natomiast dostęp pierwotny wymaga uaktywnienia interfejsu PRI (Primary Rate Interface). Fizycz-na przepływność dwuprzewodowej linii telefonicznej dla dostępu BRA(2B+D) wynosi 192kbps, natomiast dla dostępu pierwotno-grupowego PRA (30B+D) -2048kbps. Możliwe jest agregowanie kanałów B w standardach: H0, H11, H12, jak też uzyskiwanie innych przepływności binarnych.


W kanałach B i D funkcjonują protokoły transportowe. Dla kanału B takim protokołem jest LAP-B (Unk Access Protocol B), a w kanale D protokół LAP-D (Unk Access Protocol on D channel). Procedury LAP-B obsługują dostęp typu punkt-punkt, a LAP-D przekazy typu punkt-wielopunkt i na tym polega podstawowa różnica między tymi protokołami.

Rodzaje terminali

W standardach ISDN przewiduje się sprzęganie z siecią zupełnie nowych, cyfrowych terminali TE 1 (Terminal Equipment type 1) 6raz włączanie istniejących analogowych terminali TE 2 (Terminal Equipment type 2) przez specjalizowane adaptery TA (Terminal Adapter ). Połączeń z siecią ISDN dokonuje się przez zakończenie sieciowe NT, przyjmujące różne postaci (NT, NT1, NT1 +TA i in.).
Urządzenia końcowe zaliczane do, grupy TE1 (cyfrowe, wyłącznie dla ISDN) można podzielić ze względu na złożoność i stopień integracji funkcji na trzy grupy:
Rozmaite istniejące niestandardowe interfejsy styku R (np. linia telefonii analogowej, RS232, X21, X25 i in.) wymuszają stosowanie wielu typów adapterów transkodujących nietypowe sygnały i algorytmy pracy do postaci znormalizowanego styku S sieci ISDN. Maksymalna liczba urządzeń włączonych bezpośrednio do styku S nie może przekraczać 8, przyczym tylko dwa terminale mogą być jednocześnie aktywne.


Rodzaje urządzeń pośredniczących

Standard ISDN przewiduje wyposażenie istniejącej sieci publicznej po stronie abonenta w zakończenie sieciowe NT (Network Termination) ze stykami S i U lub zakończenie sieciowe NT 1 ze stykami T i U zapewniającymi dopasowanie elektryczne i falowe dwu przewodowej zewnętrznej linii telefonicznej (styk U) z czteroprzewodową, dwuparową wewnętrzną magistralą abonenta (styk S lub SIT). Adaptacja niestandardowych interfejsów typu R obejmuje nie tylko konwersję sygnałów elektrycznych (prądy, poziomy napięć, złącza, styki), ale przede wszystkim adaptację programową (kody transmisyjne, algorytmy pracy, rodzaje transmisji, konwersję szybkości, sygnalizację) w odniesieniu zarówno do kanałów przesyłających informację (B), jak i kanałów sygnalizacyjnych (D).
Konstrukcja urządzeń pośredniczących typu NT zwykle zapewnia kilka typów interfejsów, dostosowanych do wielu niestandardowych urządzeń końcowych.

Usługi ISDN

Usługi w sieci ISDN można podzielić na: Do najważniejszych usług przenoszenia w trybie komutacji kanałów należą: W sieci ISDN działającej w trybie komutacji pakietów najczęściej stosowane są następujące sposoby dostępu: Teleusługi określają konkretne funkcje usługowe dostarczane za pomocą cyfrowej sieci ISDN. Do najważniejszych obecnie udostępnianych teleusług w sieci ISDN należą: Usługi teleakcji stanowią odrębną grupą usług sieci ISDN, dla których wspólną cechą jest przekazywanie krótkich komunikatów, zwykle wymagających małych szybkości transmisji (do 9600 b/s). Usługi te są realizowane wyłącznie w trybie transmisji pakietowej przez kanał sygnalizacyjny D16' Do tej pory zdefiniowane usługi teleakcji obejmują:
Orientacyine szybkości transmisii wymagane podczas realizacii waskopasmowvch ISDN i szerokopasmowvch B-ISDN usług cvfrowvch:


Styki sieci cyfrowej R, S, T, U, V W strukturze dostępowej sieci cyfrowej ISDN wyróżnia się pięć punktów odniesienia R, S, T, U, V, z których tylko trzy styki R, S, T są objęte standaryzacją międzynarodową, a pozostałe związane z rodzajem linii i typem centrali komutacyjnej pozostają w gestii operatora siec(lub producenta centrali. Funkcjonowanie styku R jest związane z niestandardowym interfejsem dołączanego urządzenia analogowego (np. RS 232, V.34, X.21/24). innego niż interfejs instalowany w terminalach cyfrowych ISDN. Urządzenia takie wymagają stosowania specjalizowanych adapterów TA (Terminal Adapter) spełniających trzy funkcje: konwersję interfejsu urządzenia do jednego ze styków ISDN (S lub T), adaptację szybkości do przepływności podkładowej 16/64 kb/s i zapewnienia synchronizacji współpracujących urządzeń.

Integralną część standardu ISDN stanowi styk S - będący właściwą magistralą użytkownika umożliwiającą fizyczne przyłączanie maksymalnie do 8 terminali lokalnych - i przystosowany do prowadzenia komunikacji typu punkt-punkt bądź punkt-wielopunkt. Istnieją trzy odmiany styku S. Wersja podstawowa SO jest określona przez konfigurację kanałów 2B+D16 dwie pozostałe są przystosowane do szerokopasmowych infrastruktur regionalnych: Sl w konfiguracji 23B+D64 dla USA i Japonii oraz S2 (30B+D64) dla Europy.

Uproszczona wersja styku S przeznaczona wyłącznie do transmisji typu punkt-punkt jest oznaczana jako styk T (TO, H, T2) i stanowi umowną granicę między siecią operatora, a częścią prywatną u użytkownika. Za wyjątkiem maksymalnej przepływności (poszerzonej o fragmenty pasma dla utrzymania, ramkowania i zapewnienia dwukierunkowości przekazów), wszystkie pozostałe własności styku takie jak: sposób tworzenia ramek, wielkość przepływności użytkowych czy kody transmisyjne są identyczne jak w styku S.

Dokładnie znormalizowana pod względem elektrycznym i funkcjonalnym czteroprzewodowa prywatna magistrala abonencka styku S, wyposażona w odpowiednie układy dopasowujące TR (Terminators) zezwala na jednoczesną pracę do 8 terminali abonenckich rozmieszczonych w odległości do 500 m. W konfiguracji najprostszej z pojedynczym terminalem TE (Terminal Equipment) maks. długość magistrali abonenckiej typu SIT wynosi 1000 m. Magistrala fizycznie reprezentuje dwie symetryczne, zrównoważone i dopasowane falowo (w zakresie 75-150 Ω) zakończone terminatorami TR pary przewodów, z których każda realizuje transmisję jednokierunkowo. Na poziomie styku S (S/T) stosuje się zmodyfikowany (a nie standardowy) kod AMI (Altemate Mark Inversion).

Za pomocą styku U, zlokalizowanego na odcinku linii abonenckiej łączącej użytkownika sieci ISDN z jego centralą, dokonuje się transmisja sygnałów cyfrowych przez dwu przewodową linię telefoniczną. Styk U nie podlega standaryzacji międzynarodowej. Przepływność kanałowa (przepustowość) w jednym kierunku na styku U winna wynosić nie mniej niż 160 kb/s; składają się na nią:
Podstawowe cechy ISDN
Cechy charakterystyczne transmisji cyfrowej przez sieci ISDN obejmują:

Dla zapewnienia dwukierunkowości przekazów przez jedną linię transmisyjną na styku U stosuje się dwie metody: starszą, znaną jako ping-pong wymagającą podwojenia pasma przenoszenia (320 kb/s) lub bardziej nowoczesną z kasowaniem echa za pomocą procesorów sygnałowych, dającą narzut dwukierunkowości tylko 32 kb/s. Powszechnie stosowana jest metoda z kasowaniem echa, zawężająca łączną przepływność kanałową dla dupleksowej transmisji do 192 kb/s.

Sygnalizacja

Cyfryzację łącza abonenckiego na najniższym poziomie sieci ISDN umożliwia wprowadzenie nowoczesnej sygnalizacji scentralizowanej SS7, korzystającej z wydzielonych kanałów dotyczących sterowania i utrzymywania łącza między centralami cyfrowymi.

Rozwinięty system sygnalizacji SS7, współpracujący z sygnalizacją abonencką DSSl (Digital Subscriber Signaling 1), spełnia funkcje: Do sterowania i sygnalizacji pracy kanałów informacyjnych typu B przeznaczone są kanały typu D: D16 (o przepływności 16 kb/s) dla dostępu podstawowego BRA oraz lub D64 (64 kb/s) przy dostępie pierwotno-grupowym PRA.

Struktura warstwowa usług

Istotne funkcje komunikacyjne terminali i węzłów sieci ISDN są realizowane przez każdą z warstw modelu odniesienia, ale głównie dotyczą trzech warstw najniższych: fizycznej, łącza danych oraz sieciowej.

Warstwa fizyczna zapewnia komutowane połączenia fizyczne, zdolne zapewnić transmisję z szybkością 64 kb/s jeden kanał B), 128 kb/s dla dwóch kanałów typu B - wraz z monitorowaniem połączenia i testowaniem zwrotnym. Przyjęte formaty ramek mają nieco odmienną konstrukcję, uzależnioną od kierunku transmisji.
Na styku warstwy drugiej i pierwszej wykorzystuje się zmodyfikowany protokół bitowy HDLC (High level Data Link Control) zainstalowany w drugiej warstwie modelu jako LAP-D. Modyfikacje dotyczą głównie innej interpretacji pól: adresowego (A) i sterującego (C) ramki protokołu procedury LAP-D (pakietowej).

Warstwa łącza danych za pomocą procedury LAp. D (Link Access Procedure tor D channel) oddziałuje na sterowanie i sygnalizację w kanale D. Obsługuje przekazywanie i komutację ramek, ruting ramek przez węzły pośredniczące, identyfikuje adresy ramek, a następnie wysyła je za pośrednictwem odpowiedniej ścieżki wirtualnej (logicznej) w sieć. Ścieżki prowadzą do innych węzłów, przełączników, mostów, ruterów lub systemów PABX.

Warstwa sieciowa udostępnia usługi komutacji pakietów, podobnie jak X.25, zapewnia też połączenia komutowane oraz połączenia typu "punkt-wielopunkt" lub "punkt-punkt". Komunikaty generowane przez tę warstwę są transportowane dalej przez protokoły warstwy łącza. Usługi telekomunikacyjne sieci ISDN są uwzględnione we wszystkich siedmiu warstwach modelu odniesienia ISO/OSI.

Standard Euro-ISDN

Podjęte w ramach Unii Europejskiej działania mające na celu stworzenie ogólnoeuropejskiej sieci telekomunikacyjnej ISDN doprowadziły do podpisania w kwietniu 1989 r. porozumienia (przez 26 operatorów z 20 krajów) zwanego MoU (Memorandum ot Understanding on the Implementation ot European ISDN Service). Zbiór tych zaleceń i norm nazwano Euro-ISDN, a tej samej nazwy użyto wobec ogólnoeuropejskiej sieci cyfrowej ISDN. Zakres norm i zaleceń Euro-ISDN obowiązujących od 1992 r. obejmuje: W standardach sieci Euro-ISDN ujęto ponadto usługi nie zawarte początkowo w zaleceniach MoU, a obejmujące: przekazywanie mowy między abonentami ISDN – 64 kb/s, transmisję pakietową danych w kanale B z szybkością do 64 kb/s, transmisję pakietową w kanale D z szybkością do 9600 b/s.

Zasady funkcjonowania interfejsów ISDN znajdują się w zaleceniach serii I.400 znane jako:
-1.410. Podstawowe definicje i zasady działania,
-1.411. Konfiguracje urządzeń abonenckich,
-1.412. Struktury interfejsów i metody dostępu,
-1.420/423. Definicje dostępu warstwy 1 do interfejsu,
-1.430. Łącze między terminalem a stroną sieciową styku SIT,
-1.440. Definicje dostępu warstwy 2 (LAP-D) do interfejsu,
-1.441. Interfejs pierwotno-grupowy PRIISDN
-1.450/451. Definicje i funkcje warstwy 3,
-1.511. 'SDN internetworking

Wideokonferencje w sieci ISDN

Sztandarową usługą w sieci ISDN oprócz cyfrowej transmisji głosu jest realizacja dwupunktowych połączeń audiowizualnych, a także tworzenie cyfrowych połączeń wielopunktowych zwanych usługą wideokonferencyjną (telekonferencje, telemedycyna, teleedukacja, praca grupowa, nadzór, inne), z zastosowaniem urządzeń MCU (Multipoint Contra' Unit) sterujących połączeniami wielopunktowymi. Dla potrzeb wideo konferencji prowadzonych przez sieci ISDN zdefiniowano (1990 r.) specjalizowany terminal H.320 umożliwiający jednoczesne przesyłanie strumieni danych zawierających informacje dźwiękowe i obrazowe przez kanały transmisyjne o niskiej przepływności, w wersji pierwotnej nie mniej niż 384 kb/s (także 768 kb/s i 1920 kb/s dla przekazów o wyższej jakości). Obecnie terminale H.320 stosuje się powszechnie do komunikacji wideokonferencyjnej w węższych kanałach transmisyjnych, takich jak BRI ISDN (2B+D=144 kb/s) - co znakomicie upraszcza nawiązywanie i komutowanie połączeń, ale zarówno jakość obrazu jak i dźwięku jest oceniana obecnie jako niezadowalająca.

Przekazywanie sygnałów audiowizualnych przez kanały wąskopasmowe wymusiło stosowanie stratnej kompresji informacji dźwiękowej i wizualnej realizowanej w kodekach (koder/dekoder) umieszczonych po obydwu stronach linii transmisyjnej, a podstawą ich funkcjonowania jest algorytm kompresji obrazów H.261 (podstawowa przepływność kanałowa 384 kb/s). Kodek wizyjny stanowiący wyposażenie terminala H.320 umożliwia parametryzowanie strumienia do przepływności kanału w zakresie od 64 kb/s (p=l) do 1920 kb/s (p=30) w zależności od zapotrzebowania użytkownika na przekazy o odpowiedniej jakości.

Niska jakość uzyskiwanych przekazów przez kanały wąsko pasmowe (128 kb/s i mniej dla wideotelefonii oraz powyżej 128 kb/s dla wideokonferencji) powoduje jednak, że nadal trwają prace nad nowszymi wersjami stacji i wideokonferencyjnych terminali H.320 (H.321, H.322, H.323, H.324). Akceptują one zarówno inne typy sieci transmisyjnych, jak i bardziej efektywne standardy kompresji sygnału wizyjnego (algorytm H.262/MPEG2, H.263) oraz nowsze metody kodowania dźwięku (MPEG Audio, G.723.1, G.729).

Urządzenia ISDN w Polsce

Wśród prostych telefonów cyfrowych o zróżnicowanych cenach (od kilkuset do kilku tysięcy złotych) akceptację w sieci publicznej TP SA uzyskały: TE 240, Eurit 20, Eurit 30, Eurit 40 (Ascom), telefon ISDN (Krone), Profiset 50isdn (Siemens), TT8820 (AT&T), TTN2 ML, seria 40xx, 2824 (Alcatel), wideofon 2838 (Alcatel).

Akceptowane w sieci TP SA karty ISDN dla komputerów obejmują zarówno pakiety o rozmiarze PCMCIA: Active 2000 (IBM), Niccy 2500 plus (Dr Neuhaus), jak też stosowane w komputerach stacjonarnych klasy PC: Bianca BRI (BinTec), Controller Bl 2.0, Al Plus (AVM), Niccy 3009 Dr Neuhaus), RacalAirTech (Racal Datacom), oraz całą rodzinę kart Armada firmy VCON (dostawca RWY-Radom).

Wśród gotowych zestawów multimedialnych (koszt powyżej 10 000 zł) nadających się do tworzenia zarówno pakietowych sieci korporacyjnych działających w technologii ISDN, opartych na routerach, jak też do tworzenia informacyjnych stanowisk wideokonferencyjnych (nie wymagających zwykle szczególnego zabezpieczenia przed nieupoważnionym dostępem), można wymienić: PCS 100, PCS 300, Concorde, Montage (PictureTel), Vistium 1300 (AT&T), ELSAviston (EIsa), ProShare (Intel), Video kit (Siemens).

Nieodzownym elementem do przełączania i skompletowania przekazów ISDN w sieci telekomunikacyjnej są routery, spełniające równocześnie funkcję bram filtrujących przed niepowołanym dostępem. Do popularnie stosowanych w Polsce routerów dla sieci ISDN należą: Cisco 2503, Cisco 4500 (Cisco Systems), NETBuilder, AccessBuilder, OfficeConnect, SuperStack (3Com) i Clam, Marlin (Xylogics).

« poprzedni punkt