Характиристика сетей и технологий ISDN2

4.2. Интерфейсы ISDN: BRI и PRI

     Одним из основных элементов любой коммуникационной системы являются линии связи и принципы, положенные в основу их функционирования. Что касается ISDN, то исторические реалии развития и внедрения этой технологии неизбежно привели к использованию в рамках ISDN одновременно нескольких принципиально различных типов соединительных линий, или интерфейсов. В первую очередь это связано с тем, что "смена вех" в истории телефонии происходит не скачкообразно, а постепенно, как бы плавно "перетекая" из одного (аналогового) состояния в другое (цифровое). Наступление эпохи ISDN происходит безболезненно для пользователей традиционных телефонных услуг, с постепенным вытеснением принципов аналоговой телефонии. Именно поэтому полноценная цифровая АТС должна поддерживать, помимо специфических ISDN-интерфейсов, и все типы соединительных линий, существующих в аналоговой телефонии.

     Первоначально все телефонные станции являлись аналоговыми, и связь между ними (а также между ними и абонентами) осуществлялась посредством аналоговых соединительных линий. Однако рост нагрузки на линии связи, связанный с интенсификацией информационных потоков и расширением круга проблем, возлагаемых на телефонную связь, привел к необходимости выбора: либо увеличивать кабельную емкость через увеличение количества линий связи (что вело к значительному увеличению стоимости телефонных услуг), либо искать принципиально новые решения. В результате появились цифровые линии связи - Digital Trunk Interface (DTI), позволившие увеличить количество каналов при сохранении или даже уменьшении числа соединительных проводов.

     Появившиеся в середине семидесятых первые ISDN-станции разрабатывались с учетом возможности работы с аналоговыми линиями связи и DTI, поэтому никакого диссонанса в индустрию телефонных услуг они не внесли. Подавляющее большинство абонентов продолжало пользоваться обычными аналоговыми телефонами, и ISDN-станция должна была обеспечить поддержку одновременно и цифровых ISDN-терминалов, и обычных аналоговых аппаратов.

     Дальнейшее  развитие цифровых принципов связи  привело к 
увеличению численности ISDN-станций, что, в свою очередь, привело к 
необходимости создания специфического ISDN-интерфейса,

обеспечивающего связь между ISDN- станциями. При этом физическая совместимость нового ISDN-интерфейса с DTI позволяет абонентам ISDN-станций наряду с ISDN-терминалами по-прежнему использовать аналоговые телефонные аппараты, модемы и факсы.

     В ISDN-сетях используются два специфических типа интерфейсов: интерфейс базового уровня BRI (Basic Rate Interface), регламентирующий соединение ISDN-станции с абонентом, и интерфейс первичного уровня PRI (Primary Rate Interface), обеспечивающий связь между ISDN-станциями.

     Логически BRI представляет собой особым образом структурированный цифровой поток, разделенный на три канала: два информационных канала типа В с пропускной способностью 64 Кбит/с каждый и один служебный канал типа D с пропускной способностью 16 Кбит/с. Именно поэтому BRI имеет еще одно наименование - 2B+D. При использовании BRI в качестве связующего звена между ISDN-станцией и цифровым телефонным аппаратом по В-каналам передается оцифрованные речевые сигналы, при организации же удаленного доступа к ПК и ЛВС или выхода в Internet В-каналы используются для обмена данными. При этом по одной линии BRI могут передаваться два независимых потока сообщений по числу В-каналов. D-канал, как уже говорилось выше, выполняет служебные функции.

     В числе основных функций можно  назвать следующие: передача служебной информации (сигналы вызова, маршрут звонка, номера вызываемого и вызывающего абонентов и т.д.), одновременное обслуживание нескольких В- каналов, осуществление контроля занятости В-каналов, присвоение каждому абоненту определенного имени (при включении данного абонента в базу данных на ISDN-станции), вывод номера и имени звонящего абонента на экран дисплея ISDN-терминала и многое другое. Физически BRI реализуется либо в виде U- интерфейса, либо в виде S/T-интерфейса. U-интерфейс предназначен для работы с удаленными пользователями (до 4-7 километров) и представляет собой витую пару. Функционирование U-интерфейса основано на использовании дуплексного режима (full-duplex), т.е. передачи потока по линии связи в обоих направлениях одновременно. Посредством же S/T-интерфейса осуществляется разводка внутри офиса компании либо квартиры с помощью двухпарного кабеля; при этом обеспечивается параллельное подключение до восьми устройств. Для согласования U- и S/T-интерфейсов обычно используются сетевые оконечные блоки Network Terminator (NT1), т.к. изначально предполагалось, что все ISDN-устройства, телефоны и т.д. будут работать только с S/T-интерфейсом. Однако сейчас выпускаются устройства, которые могут работать напрямую с U- интерфейсом, поскольку имеют встроенный блок NT1; в этом случае необходимость в автономном блоке NT1 отпадает. ISDN-станции, в которые стекаются BRI-интерфейсы, соединяются между собой широкополосными магистралями, поддерживающими интерфейс первичного уровня PRI.

     Логическое  строение коммутируемого соединения ISDN BRI начального уровня, не зависимо от кабельного исполнения, выглядит так:

     U-кабель - обычный двухпроводный кабель, использующийся для аналоговых телефонов

     Сетевое окончание - небольшой модуль, необходимый  для согласования ISDN устройств клиента.

     ST - кабельная проводка клиента, с возможностью разводки по розеткам.

     Логически PRI построен по тому же принципу, что и BRI-интерфейс: определенное количество В-каналов и один D-канал. Иными словами, PRI можно представить в виде формулы nB+D (23B+D в США и Японии, где действует стандарт Т-1, и 30B+D в Европе, где действует стандарт Е-Г). При этом следует помнить, что D-каналы в PRI и BRI отличаются пропускной способностью: если в BRI быстродействие D-канала равно 16 Кбит/с, то в PRI - 64 Кбит/с.

     Соединение  межстанционного уровня или для  организации высокоскоростного соединения ISDN PRI. Выполняется либо на коаксиальном или на оптическом кабеле.

 
     4.3. Уровни обмена  сигналами

 
     Уровень 1

Форматы блока  данных физическoго уровня (Уровень 1) ISDN различаются в зависимости от того, является блок данных отправляемым за пределы терминала (из терминала в сеть) или входящим в пределы терминала (из сети в терминал). Оба вида блока данных физического уровня показаны в Приложении 2⁴ "Форматы блоков данных физического уровня ISDN". Длина блоков данных равна 48 битам, из которых 36 бит представляют информацию. Биты "F" обеспечивают синхронизацию. Биты "L" регулируют среднее значение бита. Биты "Е" используются для решения конфликтной ситуации, когда несколько терминалов на какой-нибудь пассивной шине претендуют на один канал. Бит "А"" активирует устройства. Биты "S" еще не получили назначения. Биты "В1", "В2" и "D" предназначены для данных пользователя.

       Уровень 2

     Уровнем 2 протокола обмена сигналами ISDN является Link Access Procedure, D channel (Процедура доступа к каналу связи, D-канал), известная также как LAPD. LAPD аналогична "Управлению каналом передачи данных высокого уровня" (HDLC) и "Процедуре доступа к каналу связи, сбалансированной" (LAPB). LAPD используется в D-канале для того, чтобы обеспечить поток и соответствующий прием управляющей и сигнализирующей информации. Формат блока данных LAPD очень похож на формат   HDLC;   также,    как   HDLC,   LAPD   использует   блок   данных супервизора,    информационный    и    непронумерованный    блоки   данных. Протокол LAPD формально определен в CCITT Q.920 и SSITT Q.921⁵.

     Поля "флаг" (flag) и "управление" (control) LAPD идентичны этим полям у HDLC. Длина поля "адрес" LAPD может составлять один или два байта. Если в первом байте задан, бит расширенного адреса (ЕА), то адрес состоит из одного байта; если он не задан, то адрес состоит из двух байтов. Первый байт адресного поля содержит service access point identifier (SAPI) (идентификатор точки доступа к услугам), который идентифицирует главный вход, в котором услуги LAPD обеспечиваются Уровню 3. Бит C/R указывает, содержит ли блок данных команду или ответный сигнал. Поле "идентификатора конечной точки терминала" (terminal end-point identifier) (TEI) указывает, является ли терминал единственным или, их много. Этот идентификатор является единственным из перечисленных выше, который указывает на широковещание⁶.

     Уровень 3

     Для передачи сигналов ISDN используются две  спецификации Уровня 3:

CCITT 1.450 (известная  также как CCITT Q.930) и CCITT 1.451 (известная  также как SSITT Q.931). Вместе оба  этих протокола обеспечивают  соединения пользователь-пользователь, соединения с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В них определены разнообразные сообщения по организации и завершению обращения, информационные и смешанные сообщения, в том числе SETUP (установка), CONNECT (подключать), RELEASE (отключение), USER INFORMATION (информация пользователя), CANCEL (отмена), STATUS (состояние) и DISCONNECT (разъединять). Эти сообщения функционально схожи с сообщениями, которые обеспечивает протокол Х.25, взятом из спецификации CCITT 1.451, показаны типичные стадии обращения с коммутацией каналов ISDN⁷.

4.4. Средства связи  подключения к ISDN

     В условиях развитого рынка услуг  связи, например такого, как в Европейских странах, терминалы ISDN можно купить в обычных магазинах или специализированных фирмах, предоставляющих также и консалтинговые услуги.

     Естественно, терминалы соответствуют национальным стандартам страны, где они и продаются. Тем не менее анализ мирового опыта развития услуг ISDN показывает, что при массовом внедрении их возникает проблема совместимости терминального оборудования при соединении типа «из конца в конец». И тот факт, что эта проблема все еще не решена, приводит к росту жалоб пользователей ISDN на операторов ТФОП и регулирующие органы и даже к конфликтам между самими операторами.

     На  сегодняшний день в России продается в основном импортное терминальное оборудование ISDN. К сожалению, зарубежные фирмы-производители недостаточно знакомы с российскими стандартами, в том числе с Законом о связи Российской Федерации и требованиями Госкомсвязи РФ к оборудованию связи, подключаемому к ТФОП. Это приводит к поступлению на наш рынок оборудования, поддерживающего национальные стандарты других стран и не имеющего сертификата соответствия Госкомсвязи РФ.

 Положение усугубляется еще и тем, что некоторые  операторы не уделяют должного внимания процессу внедрения услуг ISDN на своей территории, и перепоручили его другим фирмам. В результате уже имеются первые жалобы абонентов на нестыковку оборудования и несовместимость услуг. Следовательно, распространение несертифицированного ISDN-оборудования приводит к замедлению процесса внедрения и даже к дискредитации услуг, предоставляемых сетью ISDN. И хотя ответственность операторов сети общего пользования за качество связи заканчивается на участке АТС — сетевое окончание (Network termination — NT), на первом этапе внедрения услуг ISDN целесообразно держать под жестким контролем Госкомсвязи РФ и операторов процесс использования абонентами только сертифицированного терминального оборудования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Компоненты ISDN

     Согласно  принятому Госкомсвязи РФ определению, средства связи для подключения к станциям с услугами ISDN (средства связи подключения к ISDN.)   подразделяются   на   терминальное   оборудование,   терминальные адаптеры и средства доступа.

     5.1. Терминальное оборудование

     В соответствии со стандартами ETSI к терминальному оборудованию (terminal equipment — ТЕ) относятся цифровые речевые терминалы ISDN, реализующие услуги телефонии в полосах 3,Ги 7 кГц, видеотерминалы, системы видеоконференц-связи, многофункциональные терминалы ISDN, телефаксы 4-й группы, терминалы телетекса. Кроме этого терминального оборудования, эталонная схема подключения к ISDN предусматривает также использование в качестве терминалов ISDN учрежденческо-производственных АТС (УПАТС).

     С помощью такого оборудования пользователи могут подключиться к сети ISDN по базовому (BRI) или первичному (PRI) доступу и получать один из  следующих  видов услуг связи:  телефонию  в  полосе  3,1   или 7  кГц, передачу данных, телетекст, видеотекс, видеотелефонию. Некоторые виды терминального оборудования ориентированы на поддержку нескольких услуг (например, видеотелефоны ISDN на базе ПК обеспечивают еще и прием/передачу данных).

     Среди терминального ISDN-оборудования выделяются терминалы со встроенным интерфейсом V.24. Это комбинированные устройства, выполняющие функции и телефона ISDN, и «цифрового модема» для передачи данных через один В-канал со скоростью до 64 Кбит/с. Подключение к компьютеру осуществляется через стык V.24 (RS-232C) при использовании стандартных средств работы с модемами.