7.4 Цифровые сети с интегрированным сервисом (isdn)
Более ста лет основной инфраструктурой, используемой в обществе для передачи данных, была телефонная сеть. Эта сеть создавалась для передачи голоса в аналоговой форме и не удовлетворяла требованиям высокоскоростной передачи данных. Международный комитет по телефонии и телеграфии (МКТиТ) в 1984 году собрал конгресс, где было принято решение о создании цифровой телефонной сети с коммутацией каналов - цифровой сети с интегрированным сервисом (ISDN - Integrated Service Digital Network). Основной целью ISDN является объединение в рамках одной сети возможности передачи голоса, звука, изображения и текста. Сети ISDN не получили широкого распространения по причинам - нерешенной проблемы стандартизации и необходимости замены коммутаторов АТС.
Основой архитектуры ISDN является концепция потока бит в цифровой форме между пользователем и системой передачи, что предусматривает несколько видов сервисов, а именно:
-
Некоммутируемые средства;
-
Коммутируемая телефонная сеть общего пользования;
-
Сеть передачи данных с коммутацией каналов;
-
Сеть передачи данных с коммутацией пакетов.
Совершенно не важно как сформирован поток бит - телефоном, факсом, компьютером и т.д. Концепция цифрового потока специфицирована, определены интерфейсы, формат цифрового потока и правила мультиплексирования потоков. Существует два стандарта ISDN: узкополосный низкоскоростной и широкополосный высокоскоростной.
Основное назначение узкополосной ISDN состоит в передаче цифрового потока со скоростью 64 Кбит/с по проводной линии с полосой пропускания 4 кГц и обеспечением интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, данные и пр.). Выбор скорости 64 Кбит/c определяется тем, что при данной полосе, согласно теореме Найквиста-Котельникова, частота стробирования сигнала должна быть не ниже 8 кГц. Человеческий голос можно удовлетворительно закодировать, используя 6 бит, но вариации уровня входного сигнала приводит к тому, что нужно не менее 8 бит (с учетом логарифмической характеристики аналого-цифрового преобразователя). Таким образом, в результате перемножения этих чисел получается значение скорости B-канала ISDN. В общем случае линия узкополосного ISDN состоит из двух B-каналов, каждый передает данные со скоростью 64 Кбит/с, и одного D-канала для передачи управляющей информации со скоростью 16 Кбит/с. В такой конфигурации полезная скорость передачи данных возрастает до 128 Кбит/с.
На рисунке 7.1 показаны основные конфигурации узкополосного ISDN.
Рис. 7.1 Конфигурации узкополосных ISDN сетей.
Линия ISDN должна быть подведена сервис-провайдером к клиентскому компьютеру и к серверу удаленного доступа. На локальном компьютере и на сервере удаленного доступа вместо модема устанавливается устройство ISDN. Сервис-провайдер устанавливает сетевое оконечное устройство пользователя (NT1). NT1 соединено с одной стороны с ISDN оборудованием пользователя, а с другой - с ISDN устройством сервис-провайдера. NT1 может быть удалено от ISDN устройства сервис-провайдера на несколько километров и соединено с ним витой парой. К одному NT1 может быть подключено до 8 ISDN устройств пользователя. Для корпоративных пользователей такая структура подходит плохо, так как может потребоваться больше оконечных устройств. Поэтому, в этом случае, используется схема с ISDN коммутатором PBX (Private Branch eXchange), который соединен с NT1 и обеспечивает связь с множеством устройств пользователя.
МКТиТ определил четыре вида точек подключения для ISDN сетей:
-
U - соединение между ISDN устройством сервис-провайдера и NT1 по витой паре, оптоволоконной линий.
-
Т - подключение NT1 к оборудованию в офисе пользователя.
-
S - подключение PBX коммутатора и ISDN терминалов.
-
R - соединение между ISDN терминалом и не ISDN оборудованием.
Подключение типа Т позволяет подключить 23 канала (64 Kбит/с), для стандарта Т1 в США и Японии и 30 каналов (64Kбит/с) для Европы. Однако, данный ISDN сервис уже устарел.
В качестве следующего шага, МКТиТ предложил технологию высокоскоростного широкополосного ISDN с цифровыми виртуальными B-каналами, по которым движутся пакеты фиксированной длины (ячейки) со скоростью 155 Mбит/с. Основной технологией, которая делает возможным реализацию данного ISDN сервиса, является асинхронный способ передачи (АТМ).