Цифрові мережі інтегрального обслуговування

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

КАФЕДРА ФІЗИКО – ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ ЗАХИСТУ ІНФОРМАЦІЇ

РЕФЕРАТ

З ДИСЦИПЛІНИ

“ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНІ СИСТЕМИ ТА МЕРЕЖІ”

Тема: «Цифрові мережі інтегрального обслуговування»

Перевірив:                                                              Виконав: Ткаченко Станіслав                                                            

Доц. Медвідь М.О.                                                                        студент 4 курсу                                         

                                           групи ФЕ-71

Київ – 2010

1. ВСТУП

Принципи інтегрального обслуговування                                                                                                [1]

Призначення будь-якої мережі зв'язку полягає в тому, щоб обслуговувати своїх користувачів, надаючи їм послуги зв'язку. Телефонна мережа надає послуги телефонного зв'язку, телеграфна - послуги телеграфного зв'язку, радіотрансляційна - послуги звукового мовлення. Загальна ознака всіх таких спеціалізованих за видами зв'язку мереж, обумовлений використанням в будь-який з них власних ресурсів передачі та комутації, полягає в тому, що для доступу користувача до послуг кожної з цих мереж необхідні окремі засоби (абонентські лінії, протоколи доступу). Відмітна ознака мережі інтегрального обслуговування полягає в тому, що в ній об'єднані функції надання послуг зв'язку самих різних видів (рис. 1), і, головне, в тому, що доступ користувача до будь-якої з цих послуг (або навіть до кількох послуг одночасно) здійснюється однаковим чином (тобто з використанням одних і тих же протоколів доступу) і завжди в одній і тій же

точці - точці доступу "користувач-мережа". Саме завдяки наявності такого об'єднаного (або, що те ж саме, - інтегрального) доступу до всіх послуг зв'язку, наданих мережею, забезпечується інтегральне обслуговування користувачів.

Таким чином, цифрова мережа інтегрального обслуговування (ЦМІО або ISDN) – це

 цифрова мережа зв'язку, яка забезпечує надання своїм користувачам самих різних послуг зв'язку, причому всі ці послуги є доступними для кожного користувача в одній і тій же точці - точці інтегрального доступу "користувач-мережа". Назва ISDN була 

запропонована групою XI CCITT в 1981 році.

Рис. 1. Принцип побудови ISDN

Принципова відмінність між вузькосмуговою та широкосмуговою ЦМІО укладена в ресурсі (і, відповідно, в структурі) доступу "користувач-мережа". Ресурс цього доступу в вузькосмуговій ЦМІО обмежений швидкістю передачі 2,048 Мбіт/с, а всі стандартизовані 

варіанти структури доступу передбачають поділ ресурсу на окремі канали. У будь-якій структурі доступу є група інформаційних каналів (каналів B, кожний - зі швидкістю 

передачі 64 Кбіт/с) і один, спільний для всіх інформаційних каналів в доступі, сигнальний 

канал D, продуктивність якого,залежно від варіанта структури, складає або 16 Кбіт/с, або 64 Кбіт/с. Ресурс доступу "користувач-мережа" у широкосмуговій ЦМІО 

характеризується швидкостями передачі до декількох сотень Мбіт/с, і в ньому, поряд з каналами B, можуть бути організовані широкосмугові канали зі швидкостями передачі, що забезпечують надання так званих широкосмугових послуг, наприклад, послуг багатопрограмного телебачення , послуг багатопрограмного звукового мовлення високої якості, послуг високошвидкісної передачі даних і т.п.

2. ПРИЗНАЧЕННЯ ISDN                                                          [2]

Цифрова мережа інтегрального обслуговування, насамперед, дозволяє поєднати 

послуги телефонного зв'язку та обміну даними.

Основне призначення ISDN - передача даних зі швидкістю до 64 Кбіт/с по

4-кілогерцовій провідній лінії та забезпечення інтегрованих телекомунікаційних послуг (телефон, факс, тощо). Використання для цієї мети телефонних проводів має дві переваги: вони вже існують і можуть використовуватися для подачі живлення на 

термінальне обладнання.

Вибір 64 Кбіт/c стандарту визначається наступними міркуваннями. При смузі частот 4 КГц, згідно теореми Котельникова, частота дискретизації повинна бути не нижче 8 КГц. Мінімальне число двійкових розрядів для подання результатів стробування голосового сигналу за умови логарифмічного перетворення дорівнює 8. Таким чином, у результаті перемноження цих чисел (8 кГц * 8 (число двійкових разрядів) = 64) і виходе значення смуги B-каналу ISDN, рівне 64 Кб/с. Базова конфігурація каналів має вигляд 2 × B + D = 2 × 64 + 16 = 144 Кбіт/с. Окрім B-каналів та допоміжного D-каналу ISDN може запропонувати й інші канали з більшою пропускною здатністю: канал Н10 зі смугою 384 Кбіт/с, Н11 — 1536 и Н12 — 1920 Кбіт/c (реальні швидкості цифрового потоку). Для первинних каналів (1544 и 2048 Кбіт/с) смуга D-каналу може складати 64 Кбіт/с.

Зв'язківці (жартома) розшифровують абревіатуру ISDN як It Still Does Nothing (Воно все ще нічого не робить), натякаючи тим самим на те, що з більш ніж 230-ти базових функцій ISDN, реально використовується лише дуже мала їх частина (реально затребувана споживачем ).

3. ПРИНЦИП РОБОТИ                                                                       [2]

Для об‘єктів в мережі ISDN різних видів трафіку використовується технологія TDM (англ. Time Division Multiplexing, мультиплексування по часу). Для кожного типу даних виділяється окрема смуга, яка називається елементарним каналом (або стандартним каналом). Для цієї смуги гарантується фіксована, узгоджена доля смуги пропускання. Виділення смуги відбувається після подачі сигналу CALL по окремому каналу, який називається каналом позаканальної сигналізації.

В стандартах ISDN визначаються базові типи каналів, з яких формуються різні 

інтерфейси.

В більшості випадків застосовуються канали типів B и D.

Із вказаних типів каналів формуються інтерфейси, найбільше розповсюдження отримали типи, описані далі.

4. СТЕК ПРОТОКОЛІВ ТА СТРУКТУРА МЕРЕЖІ ISDN                            [3]

              В мережі ISDN (рис. 2) існує два стека протоколів: стек каналів типа D и стек каналів типа B.

Рис. 2. Структура мережі ISDN                                                         [3]

Канали типу D формують мережу з комутацією пакетів. Прообразом цієї мережі послужила технологія мереж Х.25. Для мережі каналів D визначені три рівня протоколів: фізичний протокол визначається стандартом I.430/431, канальний протокол LАР-D визначається стандартом Q.921, а на мережевому рівні може використовуватися протокол Q.931, за допомогою котрого виконується маршрутизація виклику абонента служби з коммутацією каналів, або ж протокол Х.25 — в цьому випадку у кадри протоколу LАР-D вкладаються пакети Х.25, и комутатори ЦМІО виконують роль комутаторів Х.25.

Мережа каналів типу D всередині мережі ISDN служить транспортним рівнем для так званої системи сигналізації номер 7 (Signal System Number 7, SS7). Система SS7 була розроблена для цілей внутрішнього моніторингу та управління комутаторами телефонної мережі загального призначення. Ця система застосовується і в мережі ISDN. Служба SS7 відноситься до прикладного рівня моделі OSI. Кінцевому користувачеві її послуги недоступні, так як повідомленнями SS7 комутатори мережі обмінюються тільки між собою.

Канали типу В утворюють мережу з комутацією цифрових каналів. У термінах моделі OSI на каналах типу В в комутаторах мережі ISDN визначений тільки протокол фізичного рівня - протокол 1.430/431. Комутація каналів типу В відбувається за вказівками, отриманими по каналу D. Коли пакети протоколу Q.931 маршрутизуються 

комутатором, одночасно відбувається комутація чергової частини складеного каналу від вихідного абонента до кінцевого.

У протоколі LАР-D адреса кадру LАР-D складається з двох байт - один байт визначає код служби, якою пересилаються вкладені в кадр пакети, а другий використовується для адресації одного з терміналів, якщо у користувача до мережного 

закінчення NТ1 підключено декілька терміналів. Термінальний пристрій може
підтримувати різні служби - службу встановлення з'єднання за протоколом Q.931,

службу комутації пакетів Х.25, службу моніторингу мережі і т.п. Протокол LАР-D забезпечує два режими роботи: з встановленням з'єднання (єдиний режим роботи протоколу LLC2) і без встановлення з'єднання (наприклад, для управління та моніторингу мережі).

Протокол Q.931 переносить у своїх пакетах адресу ISDN абонента, що викликається, на підставі якої і відбувається налаштування комутаторів на підтримку 

складеного каналу типу В.

5. ІНТЕРФЕЙС БАЗОВОГО РІВНЯ                                           [2]

Інтерфейс базового рівня (англ. Basic Rate Interface, BRI) — надає для зв'язку апаратури абонента і ISDN-станції два B-каналу і один D-канал. Інтерфейс базового рівня описується формулою 2B+D. У стандартному режимі роботи BRI можуть бути одночасно використані обидва B-канали (наприклад, один для передачі даних, інший для передачі голосу) або один з них. При одночасній роботі каналів вони можуть забезпечувати з'єднання з різними абонентами. Максимальна швидкість передачі даних для BRI інтерфейсу становить 128 Кбіт /с. D-канал використовується тільки для передачі керуючої інформації. У режимі AO/DI (Always On/Dynamic ISDN) смуга 9.6 Кбіт/c D-каналу використовується в якості постійно ввімкненого виділеного каналу X.25, який, як правило, підключається до Інтернет. При необхідності, використовувана для доступу до Інтернет смуга розширюється шляхом включення одного або двох B-каналів. Цей режим, хоча й стандартизований (під найменуванням X.31), але не знайшов широкого поширення. Для вхідних з'єднань BRI підтримується до 7 адрес (номерів), які можуть призначатися різними ISDN-пристроями, що розділяють одну абонентську лінію. Додатково, забезпечується режим сумісності зі звичайними, аналоговими абонентськими пристроями - абонентське обладнання ISDN, як правило, допускає підключення таких пристроїв і дозволяє їм працювати прозорим чином. Цікавим побічним ефектом такого «псевдоаналогового» режиму роботи стала можливість реалізації симетричного модемного протоколу X2 (англ.) фірми US Robotics, що дозволяв передачу даних поверх лінії ISDN в обидві сторони на швидкості 56 Кбіт/c.

BRI забезпечує користувачу надання двох цифрових каналів (ОЦК) по 64 Кбіт/с (канал B) і односмуговий канал сигналізації D зі швидкістю передачі даних 16 Кбіт/с. 

Таким чином, максимальна швидкість передачі в інтерфейсі BRI (2B+D) складає

Rbmax = 128+16 = 144 Кбіт/с. Найбільш поширений тип сигналізації - DSS1 (англ. Digital Subscriber System No. 1), також відомий як Euro-ISDN. Використовується два магістральних режиму портів BRI відносно станції або телефонів - S/ТЕ та NT. Режим S/ТЕ - порт емулює роботу ISDN телефону, режим NT - емулює роботу станції. Окреме доповнення - використання ISDN телефону з додатковим живленням у цьому режимі, так як стандартно не всі порти (і карти HFC) дають живлення по ISDN шлейфу (англ. inline power). Кожен з двох режимів може бути «точка-багатоточка» (англ. point-to-multi-point, PTMP), він же MSN (англ. Multiple Subscriber Number), або «точка-точка» (англ. point-to-point,PTP).
У першому режимі для пошуку адресата призначення на шлейфі використовуються номери MSN, які, як правило, збігаються з виділеними провайдером телефонії міськими номерами. Провайдер повинен повідомити передані їм MSN. Іноді провайдер використовує так звані «технічні номера» - проміжні MSN.