Lekc27

1. Lekc27 Integrēto pakalpojumu cipartīkls (ISDN)

2. Saturs • ISDN raksturojums • ISDN izveide -mēģinājums standartizēt pakalpojumus • ISDN pielietojumu veidi • ISDN ātrdarbība • ISDN tīkla komponenti

3. ISDN raksturojums Integrēto pakalpojumu cipartīkls (Integrated Services Digital Network(ISDN)) ir starptautiskā sakaru tīkla specifikācija. Tā nodrošina ķēžu komutācijas un pakešu komutācijas tehnoloģiju. ISDN tīkla nosaukums attiecas uz ciparpakalpojumu kopu, kas pieejami gala lietotājiem. ISDN paredz telefona tīkla ciparizēšanu, lai balss, datus, tekstu, grafiskos attēlus, mūziku, videosignālus un citu informāciju varētu pārsūtīt no viena gala lietotāja termināļa citiem gala lietotājiem caur esošiem telefona vadiem. ISDN atbalstītāji iztēlojas tādu pasaules mēroga tīkla ainu, kas daudzējādā ziņā ir līdzīgs mūsdienu telefona tīklam, izņemot to, ka tajā tiek izmantota ciparu signāla pārraide un rodas jauni daudzveidīgi pakalpojumi.

4. ISDN izveide -mēģinājums standartizēt pakalpojumus ISDN izveide ir mēģinājums standartizēt abonenta pakalpojumus, lietotājs/tīkls interfeisus, tīkla un starptīklu iespējas. • Abonenta pakalpojumu standartizācija ir mēģinājums garantēt saderības līmeni starptautiskā mērogā. • Saskarnes ‘’lietotājs/tīkls’’ standartizācija stimulē to izstrādāšanu un noietu tirgū. To veic ražotāji, kuri ir trešā dalības puse. • Tīkla un starptīklu iespēju standartizācija palīdz iespējamas pasaules mēroga apvienošanas mērķa sasniegšanai, nodrošinot komunikācijas vieglumu starp ISDN tīkliem.

5. ISDN pielietojumu veidi ISDN pielietojumi ietver: • ātrdarbīgās attēlu apstrādes sistēmas (tādas kā Group IV faksimils), • papildu telefona līnijas mājās attālās pieejas industrijas apkalpošanai, • failu lielātruma pārraidi un • videokonferenču sarīkošanu. Paredzams, ka balss pārraide kļūs populārs ISDN pielietojums. Daudzi komerciālie sakaru tīkli sāk piedāvāt ISDN par tādām cenām, kas ir zemākas par telefona tarifa cenam. ASV lokālās un reģionālās telefona kompānijas (Local-exchange carrier – LEC) sāk nodrošināt ISDN pakalpojumus kā T1 savienojumu alternatīvu, kuri pašlaik izpilda lielāko "ģlobālā telefona dienesta" (wide-area telephone service - WATS) pakalpojumu daļu.

6. ISDN ātrdarbība T1 ir izplatītākais ciparlīnijas tips, kuru lieto lielātruma sakariem, kas nodrošina dupleksa datu pārraidi ar ātrumu 1,544 Mb/s, izmantojot divus vadu pārus (vienu pāri pārraidei, otru – pieņemšanai). T1 ļauj pārraidīt ciparizēto balss, datus un videosignālus. T1 līnijas pieder pie visdārgākiem globālo tīklu sakaru kanāliem. Abonenti, kam nav vajadzīga visa T1 līnijas caurlaides josla, var strādāt ar vienu vai vairākiem T1 kanāliem ar ātrumu 64 Kb/s. T1 dala caurlaides joslu 24 kanālos un aptaujā katru kanālu 8000 reizes sekundē. Pēc katras pievēršanas kanālam tiek pārraidīti 8 biti, tāpēc pārraides ātrums ir 64 Kb/s. Šis ātruma standarts tiek saukts par DS-0. Ātrums 1,544Mb/s ir pazīstams kā DS-1.

7. ISDN tīkla komponenti ISDN komponeneti ietver: • termināļus, • termināļa adapterus (TA), • tīkla darbības gala ierīces, • līnijas darbības gala iekārtu un • komutācijas gala iekārtu. Eksistē divi ISDN termināļu tipi. Specializēti ISDN termināļi saucas “1. tipa terminālā iekārta” (terminal equipment type 1 - TE1). Termināļi, kuri tika izstrādāti ne ISDN tīklam, tādi kā DTE, un kuri radās agrāk nekā ISDN standarti, saucas “2. tipa terminālā iekārta” (terminal equipment type 2 - TE2). TE1 termināļi pieslēdz ISDN caur četrvadu, vīto pāru ciparlīniju. TE2 termināļi tiek pieslēgti ISDN caur termināļa adapteru. ISDN termināļa adapters (TA) var būt vai nu autonomā ierīce, vai plate TE2 iekšpusē. Ja TA realizēts kā autonomā ierīce, to pieslēdz TE2 caur fizikālā slāņa standarta interfeisu (piemēram, EIA232, V.24 vai V.35).

8. ISDN konfigurācija

9. Savienojuma punkti un iekārtas Nākamais savienojuma punkts ISDN tīklā, kas atrodas aiz iekārtu TE1 un TE2 robežām, ir NT1 vai NT2. Tās ir tīkla darbības gala ierīces, kuras pieslēdz 4 vadu abonenta montāžu tīkla divvadu lokālajam konturam. ASV NT1 ir “pasūtītāja ievadītā iekārta”. Citu pasaules daļu vairākumā NT1 ir sakaru tīkla daļa. NT2 ir sarežģītāka ierīce, ko parasti pielieto “privātās ciparu telefona stacijās ar izeju kopējā tīklā” (PBX - private branch exchange - telefona komutātors, ko izmanto, lai savienotu privātu un publisko telefona tīklus.). Tas pilda 2. un 3. slāņa protokolu funkcijas un datu koncentrēšanas pakalpojumus. Eksistē arī NT1/2 ierīce; tā ir atsevišķa ierīce, kas apvieno NT1 un NT2 funkcijas.

10. Kontrolpunkti ISDN tīklā ir noteiktais skaits kontrolpunktu. Šie kontrolpunkti nosaka loģiskus interfeisus starp funkcionāliem grupējumiem, tādiem kā TA un NT1. ISDN kontrolpunkti ir: • “R” (kontrolpunkts starp ISDN nespeciāliz. iekārtu un TA), • “S” (kontrolpunkts starp lietotāja termināļiem un NT2), • “T” (kontrolpunkts starp NT1 un NT2 ierīcēm) un • “U” (kontrolpunkts starp NT1 ierīcēm un līnijas darbības noslēguma iekārtu sakaru tīklos). Kontrolpunktam “U” ir sakars tikai ar Ziemeļameriku, kur NT1 funkcija netiek nodrošināta ar sakaru tīkliem.

11. ISDN konfigurācijas paraugs Zīm. 1 parādīts ISDN konfigurācijas paraugs. Tur attēlotas trīs iekārtas, kas pieslēgtas ISDN komutātoram centrālajā stacijā. Divas no šīm iekārtām ir saderīgas ar ISDN, tāpēc tās var pieslēgt NT2 ierīcēm caur “S” kontrolpunktu. Trešā iekārta (nespeciālizētais ISDN tīklam standarta telefons) tiek pieslēgts TA caur “R” kontrolpunktu. Jebkura no šīm iekārtām var arī tikt pieslēgta NT1/2 ierīcei, kas aizvieto abas ierīces - NT1 un NT2. Analoģiskās lietotāju stacijas (nav parādītas zīmējumā) ir pieslēgtas arī ISDN labajam komutātoram.

12. ISDN pakalpojumi Tie ir vairāki: 1. “Bāzes ātruma interfeisa” (Basic Rate Interface - BRI) pakalpojumi, ko nodrošina ISDN, piedāvā 2 B-kanālus un 1 D-kanālu (2B+D). BRI B-kanāls darbojas ar ātrumu 64 Kb/s un paredzēts lietotāja datu pārraidei; BRI D-kanāls darbojas ar ātrumu 16 Kb/s un ir paredzēts vadības informācijas un signalizācijas informācijas pārsūtīšanai, kaut gan noteiktos apstākļos var uzturēt arī lietotāja datu pārraidi. D-kanāla signālu apmaiņas protokols ietver OSI etalonmodeļa 1.-3. slāni. BRI nodrošina arī sinhronizācijas vadību u. c. neproduktīvas operācijas, tas noved bitu pārraides kopējo ātrumu līdz 192 Kb/s. BRI fizikālā slāņa specifikācija ir ITU-T (CCITT) I.430.

13. ISDN pakalpojumi (2) 2. ISDN “Primārā ātruma interfeisa” (Primary Rate Interface - PRI) pakalpojumi piedāvā 23 B-kanālus un 1 D-kanālu ASV un Japānā, kuri nodrošina kopējo bitu pārraides ātrumu 1.544 Mb/s (PRI D-kanāls strādā ar ātrumu 64 Kb/s). ISDN PRI Eiropā, Austrālijā un citās pasaules daļās nodrošina 30 B-kanālus un vienu 64 Kb/s D-kanālu un kopējo interfeisa ātrumu 2.048 Mb/s. PRI fizikālā slāņa specifikācija ir ITU-T I.431.

14. ISDN fizikālā slāņa (1. slāņa) datu bloka formātus var atšķirt atkarībā no tā, vai datu bloks ir nosūtāms aiz termināļa robežām (no termināļa uz tīklu) vai ienākošs termināļa robežās (no tīkla uz temināli). Fizikālā slāņa datu bloka abi veidi ir parādīti Zīm. 2. Datu bloku garums ir vienāds ar 48 bitiem, no kuriem 36 biti pārstāv informāciju. “F” biti nodrošina sinhronizāciju. “L” biti regulē bita vidējo vērtību. “E” biti tiek izmantoti konflikta situācijas atrisināšanai, kad vairāki termināļi uz kādas pasīvās maģistrāles pretendē uz vienu kanālu. “A” bits aktivizē iekārtas. “S” biti vēl nav ieguvuši savu funkciju. Biti “B1”, “B2” un “D” ir paredzēti lietotāja datiem. 1. slānis

15. 1. slāņa datu bloka formāts

16. Pārraides metode Fiziski vienai ķēdei var būt pieslēgta ISDN lietotāju iekārtu kopa. Šādai konfigurācijai sadursmes var būt vienlaicīgas 2 termināļu pārraides rezultāts. Tāpēc ISDN paredz līdzekļus konfliktu noteikšanai sakaru kanālā. Kad ierīce NT saņem bitu D no TE, tā atstaro šo bitu ar atbalss-signāla palīdzību atpakaļ uz E-bita nākošo pozīciju. TE gaida, ka nākošajam E bitam jābūt tādam pašam, kā D bits, kuru viņš pārsūtīja pēdējā pārraidē. Terminālis nevar pārraidīt caur D-kanālu, kamēr tas neatpazīs specifisko vieninieku skaitu (norāda, ka “signāla nav”), atbilstošu iepriekš noteiktai prioritātei. Ja TE iekārta atklāj kādu bitu kanālā ar atbalss-signālu (E), kurš atšķiras no tās D-bitiem, tai nekavējoties jāpārtrauc pārraide.

17. Pārraides metode (t) Šis vienkāršs paņēmiens ir garantija tam, ka vienlaikus tikai viens terminālis var pārraidīt savus D-ziņojumus. Pēc D-ziņojuma sekmīgas pārraides šī termināļa prioritāte kļūst zemāka, kas tiek nodrošināts ar prasību pirms pārraides atpazīt lielāku secīgu vieninieku skaitu. Termināļa prioritāte nevar paaugstināties, kamēr visas citas iekārtas uz šīs līnijas dabūs iespēju aizsūtīt D-ziņojumu. Telefona sakariem ir augstāka prioritāte nekā visiem citiem dienestiem, bet signālu apmaiņas informācijai ir augstāka prioritāte nekā nesignalizējošai informācijai.

18. 2. slānis ISDN signālu apmaiņas protokola 2. slānis ir Link Access Procedure, D channel (Kanāla pieejas procedūra, D-kanāls), kura ir zināma arī kā LAPD. LAPD ir analoģiska “Datu pārraides kanāla augsta līmeņa vadībai” (HDLC) un “Balansētai kanāla pieejas procedūrai” (LAPB). Kā redzams no abreviatūras paskaidrojuma, LAPD tiek izmantots D-kanālā, lai nodrošinātu vadības un signalizēšanas informācijas plūsmu un attiecīgu uztveri. LAPD datu bloka formāts (skat. Zīm. 3) ir ļoti līdzīgs HDLC formātam. Tāpat kā HDLC, LAPD izmanto supervizora, informācijas un nesanumurētus datu blokus. LAPD protokols ir formāli noteikts ITU-T Q.920 un ITU-T Q.921.

19. LAPD datu bloka formāts

20. LAPD lauki LAPD lauki “karogs” (flag) un “vadība” (control) ir identiski HDLC laukiem ar tādu pašu nosaukumu. LAPD lauka “adrese” garums var sastādīt vienu vai divus baitus. Ja pirmajā baitā ir norādīts paplašinātās adreses bits (EA), tad adrese sastāv no viena baita; ja tas nav norādīts, tad adrese sastāv no diviem baitiem. Adreses lauka pirmais baits satur service access point identifier (SAPI) (servisa pieejas punkta identifikātoru) - identificē galveno ieeju, caur kuru LAPD pakalpojumi nodrošina 3. slānim. C/R bits norāda, vai datu bloks satur komandu, vai atbildes signālu. Lauks “termināļa gala punkta identifikātors” (terminal end-point identifier - TEI) norāda, vai terminālis ir vienīgais, vai to ir daudz. Šis identifikātors ir vienīgais no iepriekš minētiem, kas norāda uz apraidi.

21. 3. slānis ISDN signālu pārraidei tiek izmantotas divas 3. slāņa specifikācijas: ITU-T I.450 (zināmā arī kā ITU-T Q.930) un ITU-T I.451 (zināmā arī kā ITU-T Q.931). Abi šie protokoli kopā nodrošina kanālu (ķēžu) komutācijas un pakešu komutācijas savienojumus lietotājs-lietotājs.

22. 3. slāņa ziņojumi Protokoli nosaka ziņojumu virkni par savienojuma organizēšanu un pārtraukšanu, informācijas un jauktos ziņojumus, t.s. • SETUP (UZSTĀDĪŠANA), • CONNECT (SAVIENOŠANA), • RELEASE (ATBRĪVOŠANA), • USER INFORMATION (LIETOTĀJA INFORMĀCIJA), • CANCEL (ATCELŠANA), • STATUS (STĀVOKLIS), un • DISCONNECT (ATVIENOŠANA). Šie ziņojumi ir funkcionāli līdzīgi ziņojumiem, kurus nodrošina X.25 protokols.

23. tipiskās ISDN ķēžu komutācijas izsaukuma stadijas.