SPIS TREŚCI
1. Streszczenie
2. Dostęp użytkowników
2.1. Dostęp podstawowy
2.2. Dostęp pierwotny-PRA
3. Struktury sieci ISDN
3.1. Architektura sieci ISDN
3.2. Sygnalizacja w sieci ISDN
3.3. Elementy składowe sieci ISDN
4. Styki w sieci ISDN
4.1. Styki S i T
4.2. Styki U i V
4.3. Styk R
4.4. Pozostałe styki w sieci ISDN
5. Konfiguracje urządzeń abonenckich
6. Terminale w sieci ISDN
6.1. Terminale jednofunkcyjne
6.2. Terminale mieszane
6.3. Terminale wielofunkcyjne
7. Usługi oferowane przez sieć ISDN
7.1. Usługi przenoszenia
7.1.1 Usługi przenoszenia w trybie komutacji kanałów
7.1.2 Usługi przenoszenia w trybie komutacji pakietów
7.2. Teleusługi
7.3. Usługi dodatkowe
8. Zastosowanie sieci ISDN
9. Przyszłość sieci ISDN
Kolejnym etapem telefonii jest ISDN (Integrated Services Digital Network),
czyli cyfrowa sieć z integracją usług. Powszechnie stosowana sieć analogowa pozwala na korzystanie z różnych usług (np. telefonicznych, transmisji danych) pod warunkiem posiadania oddzielnego łącza (numeru) dla każdej z nich. ISDN umożliwia korzystanie ze wszystkich rodzajów usług przy użycia tylko jednego łącza (numeru). Transmisja w sieci ISDN odbywa się cyfrowo od abonenta do abonenta. Różne formy informacji (głos, obraz) zamieniane są na postać cyfrową przy wejściu do sieci i przesyłane za pomocą kanałów transmisyjnych o dużej przepływności. ISDN oprócz tradycyjnych połączeń oferuje także dodatkowe usługi oraz wpływa na znaczną poprawę jakości usług istniejących; umożliwia także połączenie ze sobą innych sieci ( lokalne sieci komputerowe).
Podstawowe uprawnienie, jakie wnosi ISDN w zakresie przesyłania informacji, to bardzo szybka transmisja komputerowych plików. Na przykład: przesyłanie za pośrednictwem ISDN pliku o wielkości 1MB (wykorzystując 2 kanały B) trwa tylko 65 sekund, podczas gdy przesłanie tego samego pliku łączem analogowym, współpracującym z modemem o prędkości transmisji 9600 b/s, zajmuje ok. 14 minut.
Jedno łącze ISDN umożliwia instalację 8 urządzeń końcowych (np. telefon, telefax, komputer), z których każde może posiadać własny numer wewnętrzny. Wybór urządzenia końcowego następuje automatycznie, to znaczy, że rozmowa jest łączona z aparatem telefonicznym, połączenie inicjowane przez telefax z telefaxem, a przesyłane pliki danych trafiają do komputera. Poza omówionym łączeniem automatycznym istnieje także możliwość wybierania urządzenie końcowego poprzez jego numer wewnętrzny. Do łącza ISDN można przyłączyć: telefony ISDN, telefaxy grupy 4, zestawy wideokonferencyjne, komputery wyposażone w karty ISDN itp. Okazuje się jednak, że nie tylko. Jeżeli użytkownik posiada sprzęt analogowy, może go również wykorzystać. Potrzebne będzie mu jednak dodatkowe urządzenie (tzw. adapter), umożliwiający funkcjonowanie tego sprzętu w sieci ISDN.
System ISDN oferuje użytkownikowi przepustowość podstawowego kanału transmisyjnego – 64kbit/s, co wynika z powszechnie stosowanego standardu PCM, dotyczącego zasad kodowania i transmisji sygnałów. Liczne opcje korzystania z usług jednocześnie (rozmowa telefoniczna, przesyłanie plików, wideokonferencja), pociągnęło za sobą konieczność implementacji w ramach jednego łącza, kilku kanałów podstawowych (64kbit każdy).Liczba ich jest określona rodzajem dostępu do łączy, z których korzysta abonent, korzystanie jest niezależne, i mogą one być zestawione z różnymi punktami docelowymi. Kanały udostępnione użytkownikowi, oznaczono jako kanały B.
W celu wyodrębnienia transmisji sygnału sygnalizacyjnego od transmisji danych użytkownika wyodrębniono dodatkowy kanał D. Jednak do pierwotnie wyizolowanego, z założenia kanału D, również i użytkownik uzyskał dostęp przy przesyłaniu danych. Dane przesyłane tym kanałem są całkowicie niezależne i odseparowane od transmisji kanałami B.
Prostą formą dostępu do sieci ISDN jest dostęp podstawowy. Oferuje on użytkownikowi dostęp do dwóch kanałów B (o przepustowości 64 kbit/s każdy), oraz kanał D o przepustowości 16 kbit/s (z tego powodu oznaczany jako D16). Niewątpliwą zaletą kanałów B jest stosunkowo niewielkie opóźnienie w transmisji danych. Sytuacja ta umożliwia przesyłanie danych, wymagających stałego transferu danych, których wykorzystywanie wyklucza opóźnienia(np. przeprowadzenie wideokonferencji).
Kanał D pierwotnie był kanałem przeznaczonym do przesyłania wiadomości sygnalizacyjnych pomiędzy współpracującymi terminalami. Zostały jednak z biegiem czasu zdefiniowane usługi, którym to z powodzeniem kanał D służy, mimo niewątpliwych wad, jakimi cechuje się ten kanał: przede wszystkim chodzi mi tu o znaczne i zmienne opóźnienie w przesyłaniu danych, co dyskwalifikuje go jako medium do transmisji np.:fonii, wizji. Należy tu – myślę, dodać jeszcze, że dzięki zastosowaniu funkcji priorytetów usług, pierwszeństwo mają przesyłane dane sygnalizacyjne, przed danymi użytkownika, a transfer tych informacji nie przerywa przepływu danych użytkownika.
Zestawianie połączenia w każdym z podanych kanałów następuje niezależnie od siebie, możliwe jest multipleksowanie usług w każdym z tych kanałów, lub postępowanie odwrotne; każde połączenie może dysponować pojemnością obu kanałów B.
Całkowita przepustowość kanałów w dostępie podstawowym ISDN stanowi suma pojemności wszystkich kanałów: 2*64kbit/s + 16kbit/s, co daje nam w sumie 144kbut/s do dyspozycji. Dostęp podstawowy często oznaczany jest jako: 2B+D, co obrazuje nam strukturę tego typu łącza.
2.2. Dostęp pierwotny - PRA
Aby możliwe było łączenie małych sieci (LAN), central abonenckich PABX, wprowadzono standard tzw. Dostępu Pierwotnego, oznaczonego skrótem PRA (Primary Rate Access). Jego strukturę tworzy 30 kanałów B o standardowej (dla transmisji w ISDN) prędkości 64kbit/s. Przepustowość kanału D została poszerzona do 64kbit/s, co w zupełności tłumaczą potrzeby liczby połączeń stanowionych przy takim rodzaju łącza.
Struktura taka jest w pełni standaryzowana: w europie - tu oznaczona jako CEPT; w Stanach Zjednoczonych – standard PCM 24.
Niestety połączenie w dostępie pierwotnym, i jego transmisja danych z prędkością 2048kbit/s, przy transferze danych na odległości już kilku kilometrów wymaga położenia kabla koncentrycznego lub światłowodu, co znacznie podnosi koszty wdrożenia takiego systemu, do np. firmy, instytucji.
3. Struktury w sieci ISDN
W sieci ISDN elementem bazowym jest sieć telekomunikacyjna realizująca usługi niskiego poziomu. Czyli umożliwiająca transmisję dzięki połączeniom komutowanym i niekomutowanym oraz sprawująca nadzór dzięki użyciu sygnalizacji współkanałowej. To daje możliwość stosowania różnych aplikacji wyższego poziomu (np. teleusługi, usługi dodatkowe). Natomiast współpraca terminali abonenckich odbywa się pod nadzorem sygnalizacji w łączu abonenckim.
W sieci ISDN zrywamy z tradycyjną sygnalizacją, z którą mieliśmy do czynienia w sieciach analogowych. Sygnalizacja taka ma po prostu ograniczony zakres możliwości.
Zastosowanie sygnalizacji scentralizowanej pozwala węzłom sygnalizacyjnym na wymianę bardziej skomplikowanych informacji, nie tylko związanych z procesem połączeniowym (zestawienie połączenia, nadzór, rozłączanie), ale również umożliwia wymianę danych, z np.: bazami danych, czy systemami zarządzania, a co za tym idzie umożliwia realizację różnorodnych nowych usług.
Aby umożliwić połączenie do sieci ISDN różnych urządzeń końcowych produkowanych przez odrębne firmy w różnych krajach komitet CCITT zdefiniował ograniczoną liczbę styków użytkownika z siecią. Styki te określają standard elektryczny, mechaniczny, proceduralny, i funkcjonalny punktów dostępu do sieci. Umożliwia to bezproblemową pracę urządzeń abonenckich i daje możliwości późniejszej integracji z innymi sieciami. Schemat struktury dostępu do sieci ISDN przedstawiono na poniższym rysunku.
TE1
TE2
NT1
ET
LT
NT2
TA
S T U V
R
Rys1. Struktura dostępu do sieci w modelu CCITT.
Bloki zakończenia liniowego LT (Loop Termination) i centralowego ET (Exchange Termination) instalowane są w centrali abonenckiej. Ich głównym zadaniem jest wytwarzanie i odbieranie sygnałów kodu transmisyjnego, zasianie pętli abonenckiej, przeprowadzanie okresowych testów sprawności łącza (LT). Urządzenie to zawiera również elementy zabezpieczające sieć przed przepięciami na linii. Urządzenie ET służy rozpoznawaniu życzeń abonenta i stosownie do nich, podejmuje lub likwiduje połączenia. Pośredniczy również w przenoszeniu danych generowanych przez terminale abonenckie, przenoszonych przez kanałem sygnalizacyjnym.
Pozostałe elementy zaznaczone na rysunku znajdują się u abonenta. Pierwszym z nich jest zakończenie sieciowe NT1 (Network Termination Type 1). Spełnia ono zadania warstwy pierwszej i drugiej (w warstwowym modelu sieci ISO/OSI), które można podzielić na operacyjne (odtwarzanie podstawy czasu, synchronizacja, ramkowanie, konwersja prędkości transmisyjnych itp.) i utrzymaniowe (detekcja i wysyłanie sygnałów aktywacji łącza, wykonywanie pętli testowej, wysyłanie alarmów, zasilanie pozostałych urządzeń napięciem z linii, itp.). Obecnie stosowane elementy, oznaczone w moim rysunku symbolem NT1, mają u abonenta postać końcówki (pudełka), do której podłączone są w zależności od potrzeby, terminale. Stanowi ono więc dla abonenta końcówkę „jego linii” ISDN.
Następnym elementem jest blok NT2 (Network Termination Type 2). Jest to inteligentny interface, między zakończeniem łącza abonenckiego, a terminalem.Może przybrać zarówno bardzo skomplikowaną postać skomplikowanego koncentratora, multiplekser, lub komutator zamykający ruch pomiędzy poszczególnymi terminalami abonenta. Głównym jego celem jest możliwość podłączenia do niego wielu urządzeń końcowych, również zintegrowanie w jedno łącze ISDN kilku adaptorów sieci lokalnych (LAN) użytkownika (grupy użytkowników). Jest to mimo jego niewątpliwych zalet i funkcji spełnianych w integracji rozbudowanego systemu abonenta, urządzenie opcjonalne, możliwa jest jego redukcja do zera (pominięcie przy projektowaniu i budowie łącza).
W standardzie CCITT przewidziano możliwość sprzęgania z siecią dwóch rodzajów terminali. Pierwszy z nich stanowią urządzenia końcowe ISDN-owskie. Są to takie urządzenia, które spełniają normy sieci zintegrowanych, dzięki czemu mogą zostać podłączone bezpośrednio do NT2, lub NT1. Terminale te oznaczone są symbolem TE1 (Termination Equipment type 1).
Aby jednocześnie umożliwić dołączenie do zintegrowanej sieci ISDN urządzeń starszego typu, lub np. komputerów osobistych nie posiadających specjalnego wyposażenia, przewidziano dla nich drugą grupę urządzeń końcowych, oznaczonych symbolem TE2. Podłączenie ich do NT2 wymaga zastosowania adaptera terminalowego TA (Terminal Adaptor). Jest to innymi słowy interface transkodujący dane z postaci jednego z powszechnie stosowanych standardowych styków (np. RS232C) na formę akceptowaną przez NT2. Istotnym elementem tego procesu jest konwertowanie szybkości przepływu strumienia bitów, do możliwości transmisyjnych kanałów B i D.
Między omówionymi powyżej elementami zdefiniowane zostały tzw. Styki (nazywane również przekrojami) oznaczone literami: R, S, U, V. Ponieważ do budowy sieci ISDN wykorzystane są istniejące linie abonenckie, a ich rodzaj i jakość są różne w poszczególnych krajach, odstąpiono od międzynarodowej standaryzacji styków U i V. Pozostałe przekroje opisane zostały normami CCITT, co gwarantuje możliwość łączenia ze sobą różnych urządzeń różnych producentów. Na przekroju U jest stosowana linia dwuprzewodowa, natomiast w przypadku S i T linia zajmuje łącze czteroprzewodowe ( para przewodów dla każdego kierunku transmisji).
Aby umożliwić do sieci ISDN różnych urządzeń końcowych produkowanych przez niezależne od siebie firmy w różnych krajach, komitet CCITT zdefiniował ograniczoną liczbę styków użytkownika z siecią. Styki te określają standard elektryczny, mechaniczny, proceduralny i funkcjonalny punktów dostępu do sieci ISDN. Schemat ten ilustruje rys.1.
4.1. Styki S i T.
Styki S i T zostały znormalizowane przez CCITT w sensie mechanicznym, elektrycznym i protokołów komunikacyjnych. Mimo odrębnych norm i standardów są to styki w zasadzie identyczne.
S jest punktem styku terminali w sieci ISDN z zakończeniem sieciowym NT2. Styk S umożliwia pracę wielopunktową – point to multipoint, (tzn. pozwala na dołączenie do szyny zbiorczej 8 terminali spełniających normy ISDN – TE1), służy także do dołączenia tradycyjnych aparatów analogowych (TE2) poprzez adaptery końcowe (TA).
Styk T jest także stykiem z modułem NT1 lub NT2, ale w przeciwieństwie do styku S, służy do pracy w trybie point to point (punkt – punkt).
W przypadku stosowania styku S przekrój T może nie występować a zakończenia NT1 i NT2 mogą być wtedy zintegrowane. Gdy stosujemy tylko styk T i moduł NT2, styli S nie występują. W związku z tym często można spotkać się w literaturze z oznaczeniem typu S/T.
Na stykach S i T stosuje się do transmisji zmodyfikowany kod AMI (Alternate Mark Inversion). Binarnej jedynce w tym kodzie przypisywany jest w linii stan braku napięcia (określany jako – space), natomiast zera koduje się symbolami (mark) o zmieniającej się polaryzacji.
Na stykach S i T stosuje się transmisję dupleksową z prędkością 192kbit/s. Pasmo 144kbit/s jest zajmowane przez kanały B i D (2*64 kbit/s + 16 kbit/s). Pozostałą przepustowość przyznano bitom synchronizacji ramki, kasowania składowej stałej i dodatkowego kanału utrzymaniowego. Ramki dla poszczególnych kierunków transmisji mają identyczną długość, ale różnią się od siebie nieznacznie sposobem wykorzystania poszczególnych bitów.
4.2. Styki U i V.
Wymienione powyżej styki były zlokalizowane os strony abonenta, natomiast teraz zostaną omówione styki od strony centrali ISDN.
Poprzez styk U (dotychczas nie znormalizowany) wyposażenie znajdujące się stronie abonenta jest dołączone do zakończenia liniowego (LT), będącego na wyposażeniu centrali ISDN, a następnie poprzez styk V (również dotychczas nie znormalizowany) do zakończeń centralowych (ET).
Transmisja sygnałów na styku U nie podlega międzynarodowej standaryzacji. Wynika to z faktu różnego stanu łączy abonenckich w poszczególnych krajach i chęci zaadaptowania ich dla potrzeb transmisji cyfrowej (w celu zmniejszenia kosztów instalacji sieci ISDN). Pierwszy ze stosowanych standardów narzuca wymagania: przepustowość przekroju U w każdym z kierunków musi pomieścić dwa kanały B (2*64 kbit/s), kanał D (16 kbit/s), dodatkowy kanał utrzymaniowy M (4 kbit/s), oraz sygnały synchronizacji ramki (12 kbit/s), co w rezultacie wymaga transmisji z prędkością 160 kbit/s. Drugi ze stosowanych standardów zakłada większy narzut kanału utrzymaniowego i synchronizacji ramki (łącznie 48 kbit/s) i w związku z tym przepustowość 192 kbit/s.
Jednym z najczęściej używanych obecnie kodów transmisyjnych stosowanych na styku U i V jest kod 2B1Q. Jest to czterowartościowy, pozbawiony redundacji kod PAM (Pulse Amplitude Modulated). Kodowanie 2B1Q polega na podzieleniu binarnego strumienia informacji na dwubitowe grupy a następnie przypisaniu każdej dwójce bitów, jednego z czterech możliwych tzw. Symboli. Pierwszy bit dwójki określa polaryzację symbolu (1-dodatania, 0-ujemna), drugi natomiast amplitudę (1-mała, 0-duża).
Pogrupowanie ciągu binarnego w dwójki dwukrotnie obniża potrzebną prędkość transmisyjną w łączu. Jest to bardzo istotna zaleta kodu 2B1Q, gdyż pozwala na przesunięcie widma sygnału w zakres niższych częstotliwości.
4.3. Styk R.
Terminale abonenckie tradycyjne (np. telefon analogowy, faks, telefax), mające tradycyjne styki (np. V24), stosujące standardowe protokoły (np. X.25) i oznaczone umownie jako TE2 dołączane są zawsze najpierw poprzez styk R do specjalnego adaptera sieciowego końcowego (TA). Dopiero poprzez ten adapter sieciowy dołączane są do styku S.
Przy okazji omawiania styków dostępu warto jeszcze wspomnieć o pozostałych stykach, z którymi w architekturze ISDN można się spotkać. Będą to:
styk P – pomiędzy siecią ISDN a wyodrębnionymi specjalizowanymi zasobami
sieci
styk M – między siecią ISDN a specjalizowanymi urządzeniami do realizacji
usług wyższego poziomu
styk Kx – między siecią ISDN a sieciami dedykowanymi np. telefoniczną PSTN
styk Nx – między sieciami ISDN
Na rysunku przedstawiono jeszcze raz strukturę styku użytkownika z siecią. Należy zwrócić uwagę na różnorodność urządzeń końcowych przyłączanych do przekroju S.
...
Xiondz_Proboszcz