Принципы построения, спектр услуг, типы сетей ISDN

ISDN (Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией обслуживания. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.

ISDN предоставляет набор цифровых услуг, которые становятся доступными для конечных пользователей. ISDN предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы голос, информация, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы и другие материальные источники могли быть переданы конечному пользователю по имеющимся телефонным проводам.

В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы: A, B, C, D,E, H. В основном применяются каналы типов B и D. На основе канала типа В реализуется передача данных или 1 телефонная линия (1 поток оцифрованного звука) на скорости 64 кбит/с. Канал D служит для внеканальной сигнализации (управление другими каналами) на скорости 16 или 64 кбит/с.

ISDN подразделяется на базовый доступ и первичный доступ. Базовый доступ (Basic Rate Interface - BRI) предусматривает предоставление пользователю двух каналов по 64 кбит/с (каналов В) и одного канала D 16 кбит/с для передачи сигнализации. Первичный доступ предусматривает предоставление пользователю 30 каналов по 64 кбит/с и одного канала сигнализации D 64 кбит/с (соответственно BRI (2B+D) и PRI (30B+D)).

Доведение цифрового потока до пользователя в ISDN реализуется посредством существующего абонентского (обычно электрического двухпроводного) кабеля. Подключение к этому кабелю осуществляется в так называемой стандартной точке или интерфейсе U. В случае, если затухание сигнала в интерфейсе U превышает нормы, отвечающие требованиям использования этого канала в ISDN, для усиления сигнала вводятся специальные устройства - регенераторы (RGEN), а сетевое окончание (NT) соединяет канал U с аппаратурой пользователя (ТЕ) через шину S (рис.). Понятие шины вводится, поскольку в общем случае в интерфейсе S могут подключаться до восьми ТЕ. Для сопряжения с цифровой аппаратурой пользователя используются терминальные адаптеры (ТА), подключаемые к интерфейсу S и обеспечивающие взаимодействие с аппаратурой по интерфейсу R, который совпадает с различными интерфейсами.

В число компонентов ISDN входят терминалы, терминальные адаптеры (ТА), устройства завершения работы сети, оборудование завершения работы линии и оборудование завершения коммутации. Имеется два типа терминалов ISDN. Специализированные терминалы ISDN называются "терминальным оборудованием типа 1" (terminal equipment type 1) (TE1). Терминалы, разрабатывавшиеся не для ISDN, которые появились раньше стандартов ISDN, называются "терминальным оборудованием типа 2" (terminal equipment type 2) (TE2). Терминалы ТЕ1 подключают к сети ISDN через цифровую линию связи из четырех скрученных пар проводов. Терминалы ТЕ2 подключают к сети ISDN через терминальный адаптер. Teрминальный адаптер (ТА) ISDN может быть либо автономным устройством, либо платой внутри ТЕ2. Если ТЕ2 реализован как автономное устройств, то он подключает к ТА через стандартный интерфейс физического уровня (например, EIA232, V.24 или V.35).

ITU-T провел стандартизацию только интерфейса S. Интерфейс R не стандартизирован, поскольку по нему подключаются цифровые устройства и терминалы передачи данных, стандартизация которых частично охвачена рекомендациями серии V. Интерфейс U также не стандартизирован, однако в последнее время в мире имеется три типа таких интерфейсов, различающихся протоколами линейного кодирования: 2B1Q, 4ВЗТ и Up0. Из этих интерфейсов наибольшее распространение получил код 2B1Q. Код Up0 используется только в АТС Hicom-300 фирмы Siemens. Код 4ВЗТ не используется.

Рисунок - Структура базового доступа ISDN

Существует две реализации интерфейса U, связанные с различным подходом к принадлежности NT. В европейской практике NT принадлежит оператору связи, поэтому было сформулировано решение с обеспечением передачи питания NT по линии U, в американской практике NT принадлежит абоненту, и получило распространение техническое решение без обеспечения питания в интерфейсе U (питание NT обеспечивается автономно). Питание в интерфейсе U может использоваться для диагностики наличия подключенного NT со стороны линейного окончания АТС (LT) по току питания. В случае отсутствия питания (американский вариант), для диагностики используются служебные пакеты, посылаемые через заданные промежутки времени.

Интерфейс S полностью стандартизирован, в то время как интерфейс U, использующий существующие абонентские кабели (в первую очередь витую пару), не является полностью стандартизированным.

Американские и канадские фирмы-производители обычно не реализуют питание посредством интерфейса U, а европейские производители обеспечивают питание в интерфейсе U с постоянным напряжением от 90 до 120 В. Минимальным считается напряжение 30...40 В.

Согласно рекомендации ITU-T I.430 шина S может быть выполнена в нескольких вариантах 2.

К короткой пассивной шине S (short passive S bus) могут подключаться до восьми различных терминалов на произвольном расстоянии друг от друга. При этом максимальная длина кабеля пассивной шины составляет не более 200 м. Отдельный терминал может подключаться к NT по схеме шины S типа "точка-точка" на расстоянии до 1 км. В случае необходимости выноса группы терминалов используется схема расширенной пассивной шины S (extended passive S bus), длина которой может достигать 500 м, при подключении всех терминалов к шине в пределах 50 м. Конструктивно шина S представляет собой четырехпроводную кабельную линию с подключением терминалов к интерфейсу S через разъем RJ45 стандарта DIS 8877.

Наибольшее распространенение в Украине получило подключение посредством BRI офисной АТС к городской АТС. При этом офисная АТС с одной стороны подключается к NT посредством S-интерфейса. С другой стороны, к офисной АТС подключаются абонентские устройства по R интерфейсам, формируя внтуреннююю телефонную сеть.

Структура PRI

Главной функцией PRI является передача цифрового трафика в виде 30 стандартных каналов В и одного сигнального канала D 64 кбит/с. При этом структура первичного доступа во многом аналогична структуре базового доступа, описанной выше. Основу интерфейса также составляет схема рис. 3.1 с той лишь разницей, что вместо стандартных интерфейсов S и U используются интерфейсы S₂_M и U_K₂.

Цикловая структура первичного доступа ISDN (З0В +D) по интерфейсам S/T и U соответствует структуре потока канала Е1 в форме ИКМ-31.

Основные различия PRI и BRI состоят в следующем:

§ соединение для PRI возможно только в режиме "точка-точка"; соединение в режиме "точка-многоточка", возможное для BRI, не обеспечивается для PRI;

§ питание интерфейса PRI не может быть фантомным, а должно обеспечиваться либо отдельным каналом питания, либо независимым источником питания;

§ для организации сигнального обмена в PRI и в BRI используется выделенный канал сигнализации 64 кбит/с (канал D), который обычно соответствует 16-канальному интервалу ИКМ;

В качестве примера рассмотрим схему построения ведомственной (учрежденческой) сети на базе ISDN. Ведомственные сети могут использовать различные протоколы ISDN. Наиболее распространенной является схема, когда УАТС в ведомственной сети между собой подключаются по протоколу Qsig, а к сети общего пользования – по протоколу ETSI.