6. Цифровые сети с интеграцией служб (ISDN)

6.1. Требования, предъявляемые к ISDN

6.2. Службы и услуги

6.3. Эталонная модель протоколов узкополосной ISDN (N-ISDN)

6.4. Адресация в ISDN

6.5. Широкополосная ISDN с технологией ATM

6.1. Требования, предъявляемые к ISDN

Особенности ISDN

Рассмотрим особенности ISDN, отличающие эту технологию от других сетей. Свойства ISDN таковы [21, 22, 23]:

1. возможность передачи информации в цифровой форме от одного терминала (ТE) до другого;
2. предоставление широкого спектра услуг (видов сервиса), включающего передачу речевой и неречевой информации;
3. возможность подключения разнообразных терминалов к сети с помощью многоцелевых стандартных согласующих устройств (интерфейсов) «пользователь-сеть»;
4. обеспечение централизованной сигнализации с высокой скоростью и верностью;
5. обеспечение любого из требуемых способов коммутации: каналов или пакетов;
6. обеспечение цифрового транспортного соединения между терминалами оконечных абонентских пунктов;
7. предоставление пользователям доступа к большому числу речевых и неречевых служб через общую абонентскую линию;
8. предоставление доступа к сети через небольшое число стандартных многоцелевых интерфейсов.

В состав ISDN должно входить три вида специализированных сетей (рис.6.1): сеть коммутации каналов (КК), сеть коммутации пакетов (КП), сеть сигнализации (СС).

Концепция ISDN детально определена в рекомендациях ITU-T серии I.. В ISDN реализуется поддержка множества служб, а именно: службу телефонной, телекса, факсимильной связи, телетекса, телефакса, бюрофакса, телеконференций, передачи данных (ПД) с КК, ПД с КП, службы дейтаграмм и др.

Под службой электросвязи (service или telecommunication service [22]), или видами обслуживания, понимают услуги, предоставляемые абонентам администрацией электросвязи.
Сеть электросвязи как совокупность технических средств обеспечивает возможность предоставления услуг абонентам. Отличие понятий сетей и служб (услуг) видно хотя бы по тому, что служба передачи данных родилась, не имея своей сети. Для передачи данных использовались некоммутируемые каналы, телефонная сеть и сеть телекс. Позже начали создавать специализированные сети ПД для достижения более высокого качества передачи данных. На рис.6.2. показано использование различных сетей для различных служб.

Различают три условия интеграции цифровых сетей:

• элементной базы передачи и коммутации;

• аппаратуры передачи и коммутации;
• служб (видов) электросвязи.

Рисунок 6.1. Виды сетей в составе ISDN

Рисунок 6.2. Структурный состав ISDN

Цифровая сеть c интеграцией служб должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Обеспечивать установление связи различных служб к одному абоненту лишь по одной абонентской линии, имеющей один номер;
2. Обеспечивать в перспективе передачу любого вида информации (в аналоговой или дискретной форме) с помощью одного многофункционального терминала;
3. Обеспечивать абоненту возможность одновременно передавать информацию различных видов;
4. Обеспечивать снижение тарифов за услуги электросвязи;
5. Обеспечивать улучшение качества передачи информации (по сравнению с качеством передачи на существующих сетях);
6. Обеспечивать более эффективное использование каналов и линий сети;
7. Обеспечивать возможность передачи информации с помощью стартстопных, синхронных и пакетных установок;
8. Обеспечивать установление соединения для передачи данных (в режиме коммутации каналов) за время Т_ус < 1с;
9. Обеспечивать доставку сообщения за время Т_дс < 10мс;
10. Обеспечивать разъединение соединения за время Т_раз < 10 мс;
11. Коэффициент ошибок К_ош не должен превышать величины 10^-6;
12. Должна быть обеспечена прозрачность канала в фазе передачи данных (при использовании способа КК);
13. Должен быть предоставлен по требованию пользователя широкий спектр дополнительных видов обслуживания (ДВО), например, прямой вызов, многоадресный вызов и др.;
14. Абоненту должны передаваться любые необходимые сигналы, оповещающие его о фазе соединения или об отклонении процессов установления соединения от нормы;
15. Обеспечивать возможность расширения обслуживания на подвижные объекты;
16. Обеспечивать возможность расширения служб и ввода новых видов информации.

Концепция ISDN определена в рекомендациях серии I.xxx (ITU- T). В этой концепции сформулированы положения о:

— стандартизации предоставляемых пользователям основных и дополнительных услуг в целях обеспечения межсетевого и международного взаимодействия;

— стандартизации функциональных возможностей, необходимых для поддержки услуг;

— стандартизации ограниченного набора многофункциональных интерфейсов (стыков) “пользователь- сеть” и “сеть- сеть”, с помощью которых реализуется доступ пользователя к ресурсам ISDN и межсетевое взаимодействие.

На рисунке 6.3 приведена структура узкополосной ISDN (N-ISDN). Терминалы пользователей подключаются к оконечным станциям по цифровым абонентским линиям. Оконечные и транзитные станции взаимодействуют по цифровым соединительным линиям (ЦСЛ).

Рисунок 6.3. Структура N-ISDN

Для предоставления услуг ISDN все опорные и транзитные цифровые КС должны быть оснащены средствами общеканальной системы сигнализации № 7. В доступе “пользователь-сеть” N-ISDN должна использоваться цифровая абонентская система сигнализации № 1 (ЦАСС № 1 — DSS1).

Типовая базисная конфигурация N-ISDN класса “коммутация каналов с V=64 Кбит/с” приведена на рисунке 6.4. Элемент соединения (ЭС) в доступе состоит из звена доступа, средств коммутации (Switch, S) и управления (Control, C). Элементы соединения в доступе могут быть соединены с помощью национальных транзитных ЭС или национальных и международного транзитных ЭС.

Рисунок 6.4. Типовая базисная конфигурация N-ISDN класса «коммутация каналов с V=64 Кбит/с»

Концепция N-ISDN не предусматривала принципиального изменения структуры существовавшей в 80-е годы сети электросвязи. Цифровая сеть с интеграцией служб может быть построена как “наложенная на уровне услуг связи сеть”, то есть как надстройка (рисунок 6.5) над существующей сетью связи общего пользования (ССОП).

Рисунок 6.5. ISDN, наложенная на уровне услуг связи

Пользователи N-ISDN могут получать услуги через стандартные интерфейсы V1, V3, V5 (рисунок 6.6). Цифровые станционные интерфейсы для абонентского доступа определены в базисной точке V (I.430).

На цифровом участке основного доступа (BRA) организуется два канала типа B (со скоростью V=64 Кбит/с каждый) и один канал типа D (со скоростью V=16 Кбит/с).

На цифровом участке первичного доступа (PRA) организуется 30 каналов типа B и один канал типа D (со скоростью V=64 Кбит/с).

Рисунок 6.6. Стандартные интерфейсы N-ISDN

Общий цифровой участок реализуется с помощью линейных и сетевых окончаний, обеспечивающих любую комбинацию видов доступа (основного — BRA, первичного — PRA). Для основного (базового) доступа обязательным является наличие эталонной точки S₀, а для первичного — эталонной точки Т.

Базисные точки V1 и V3 находятся на станционной стороне линейного окончания и применимы для разных типов доступа. Интерфейс типа V может быть реализован только в одной базисной точке V между LT и ET.

Тип интерфейса V5 обеспечивает системное решение задачи подключения средств сети доступа к коммутационным станциям ISDN. Удельная нагрузка цифровых абонентских линий существенно выше удельной нагрузки абонентских линий телефонной сети общего пользования и изменяется в диапазоне 0,15 — 0,55 Эрл на один канал типа В.

Терминал пользователя первого типа (ТЕ1) имеет стандартные стыковые характеристики, отвечающие рекомендациям ITU-T для ISDN. Терминал TE1 предназначен для индивидуальных абонентов и подключен к эталонной точке Т или через NT2 к эталонной точке S₀. Терминал пользователя второго типа (ТЕ2) отличается от TE1 стыковыми характеристиками. Он не может быть подключен непосредственно к эталонной точке Т. Терминальный адаптер (ТА) является согласующим устройством для преобразования характеристик ТЕ2 в стандартные для доступа к ISDN. Терминал пользователя ТЕ2 подключается к ТА через стык R.

В таблице 6.1 приведены типы каналов в интерфейсе “пользователь- сеть”.

Таблица 6.1. Типы каналов в интерфейсе “пользователь- сеть”