24. Isdn та adsl – підключення до глобальних мереж

ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) — цифрова мережа з інтегрованими службами (послугами) — це загальнодоступна телефонна мережа, що використовує цифрову технологію передавання сигналу, і що включає великий набір цифрових послуг, які стають доступними для кінцевих користувачів.

ISDN припускає оцифровку телефонної мережі для того, щоб голос, інформація, текст, графічні зображення, музика, відеосигнали і інші матеріальні джерела могли бути передані кінцевому користувачеві по наявних телефонних проводах і отримані ним з одного терміналу кінцевого користувача.

Основне призначення ISDN — передача даних зі швидкістю до 64 Кбіт/с 4-кілогерцною провідною лінією й забезпечення інтегрованих телекомунікаційних послуг (телефон, факс, і т.д.). Використання для цієї мети телефонних проводів має дві переваги: вони вже існують і можуть використатися для подачі живлення на термінальне устаткування.

Вибір 64 кбіт/c стандарту визначається наступними міркуваннями. При смузі частот 4 кгц, згідно з теоремою Найквіста-Котельнікова, частота дискретизації повинна бути не нижче 8 кгц. Мінімальне число двійкових розрядів для подання результатів дискретизації голосового сигналу за умови логарифмічного перетворення дорівнює 8. Таким чином, у результаті перемножування цих чисел і виходить значення смуги B-канала ISDN. Базова конфігурація каналів має вигляд 2 ? B + D = 2 ? 64 + 16 = 144 Кбіт/с. Крім B-каналів і допоміжного D-канала ISDN може запропонувати й інші канали з більшою пропускною здатністю: канал Н10 зі смугою 384 Кбіт/з, Н11 — 1536 і Н12 — 1920 Кбіт/c (реальні швидкості цифрового потоку). Для первинних каналів (1544 й 2048 Кбіт/с) смуга D-каналу може становити 64 Кбіт/с.

Що таке ISDN. Головна особливість використання ISDN — це висока швидкість передачі інформації, по відношенню до аналогічних показників аналогової телефонії. Швидкість передачі даних становить 64 Кбит/с при використанні одного і 128 Кбит/с, при використанні двох каналів зв′язку. При цьому слід врахувати високу надійність і гнучкість ISDN. Гнучкість ISDN зв′язку полягає в значно ширшому діапазоні типів передаваних повідомлень. Весь діапазон, використовуваний в аналоговій телефонії, обмежувався передачею мовних сигналів. ISDN надає користувачам абсолютно інший сервіс: крім традиційного обміну звуковою інформацією, вони дістають можливість обмінюватися цифровими даними, текстом і відеозображенням. При цьому і швидкість, і надійність, і якість передаваних повідомлень настільки високі, що здатні задовольнити вимогам найкапризнішого користувача.

Принципи ISDN. Основною відмітною особливістю мережі ISDN від звичайної аналогової телефонної мережі є те, що ISDN-станції забезпечують комутацію цифрових, а не аналогових потоків. Слід відмітити, що останнім часом з'явилося багато аналогових АТС, що використовують цифрову комутацію аналогових сигналів. На відміну від таких станцій, комутатори ISDN комутують саме цифрові потоки. Перетворення аналогових сигналів в цифрові відбувається на рівні ISDN-терміналів (т.е. на устаткуванні кінцевих користувачів), у зв′язку з чим ISDN-станція має можливість комутувати однорідні цифрові потоки, «не знаючи», що ж саме в цей час передається по каналу. Другою особливістю ISDN є реалізація принципу єдиної розподіленої телефонної станції. Згідно з даним принципом, усі станції в рамках однієї ISDN-мережі логічно об'єднані в єдину велику станцію і абонентами можуть розглядатися як цілісний ISDN-комплекс. Використання вказаного принципу дозволяє оптимізувати навантаження на канали зв′язку (наприклад, мінімізуючи маршрути з'єднання між абонентами), а також надає ряд послуг, не прийнятих в аналоговій телефонії (наприклад, введення єдиного плану номерів). Не можна обійти увагою і таку важливу особливість, відрізняючу ISDN від аналогових мереж, як практично миттєве встановлення з'єднання. Максимальна затримка в ISDN-мережі не перевищує 30 мс на кожен вузол зв′язку. Четвертою відмітною особливістю нової технології є здатність ISDN-станцій здійснювати автоматичну маршрутизацію з'єднань, що особливо важливе у випадках, коли між станціями є декілька альтернативних шляхів з'єднання і необхідно вибрати найбільш оптимальний.

ADSL (англ. Asymmetric Digital Subscriber Line) — технологія широкосмугового доступу, яка забезпечує передачу швидкісного цифрового сигналу звичайною аналоговою телефонною лінією, та дозволяє одночасно користуватися телефоном і Інтернетом. Розроблена Bellcore у 1988 році.

ADSL призначена для високошвидкісного доступу до Інтернет. ADSL відноситься до класу широкосмугових (broadband) технологій. Вона забезпечує швидкість передачі даних в напрямку абонента — до 24 Мбіт/сек., від абонента — до 3.5 Мбіт/сек. Висока швидкість дозволяє комфортно працювати з Web-сайтами, швидко передавати великі файли і документи, працювати з мультимедіа, повноцінно використовувати інтерактивні засоби.

Головною відмінністю при використанні ADSL є можливість одночасно працювати в Інтернет і розмовляти телефоном. Телефон залишається вільним.

ADSL модеми випускаються с двома типами інтерфейсів: USB і 10/100Base-T. Перші призначені для індивідуального підключення і зручні тим, що не потребують блока живлення. Другі зручніші при багатьох підключеннях і, як правило мають вбудовані роутери, в т.ч. бездротові.

Завдяки тому, що у з'єднанні не використовується комутація телефонної мережі загального користування, яка має високий рівень шуму і завад, виникає значна різниця у якості ADSL і звичайної телефонної лінії. Ймовірність помилки на лінії ADSL становить 10Е−8 - 10Е−10.

Передача даних за технологією ADSL реалізується через звичайну аналогову телефонну лінію за допомогою абонентського пристрою — модема ADSL та мультиплексора доступа (англ. DSL Access Multiplexer, DSLAM), який знаходиться на тій же АТС, до якої підключається телефонна лінія користувача, причому включається DSLAM до обладнання самої АТС. В технології ADSL доступна смуга пропускання каналу розподілена між вихідним та вхідним трафіком несиметрично — для більшості користувачів вхідний трафік значно суттєвіший, ніж вихідний, тому використання для нього більшої частини смуги пропускання повністю виправдане (за виключенням пірінгових мереж та електронної пошти, де об'єм і швидкість вихідного трафіку є достатньо важливими). Звичайна телефонна лінія використовує для передачі голосу смугу 0,3…3,4 кГц. Щоб не заважати використанню телефонної мережі за її прямим призначенням, в ADSL нижня межа діапазону частот знаходиться на рівні 26 кГц. Верхня ж межа, виходячи з вимог до швидкості передачі даних і можливостей телефонного кабелю, становить 1,1 МГц. Ця смуга пропускання ділиться на дві частини — частоти від 26 кГц до 138 кГц відведені для вихідного потоку даних, а частоти від 138 кГц до 1,1 МГц — вхідного. Смугу частот від 26 кГц до 1,1 МГц було обрано не випадково. Починаючи з частоти 20кГц і вище, затухання має лінійну залежність від частоти.

Такий частотний розподіл дозволяє розмовляти по телефону, не перериваючи обмін даними тією ж лінією.

Для розділення низькочастотного аналогового сигналу та високочастотного цифрового використовується сплітер, який являє собою фільтр низької частоти. Також можливе використання мікрофільтру. В цьому випадку модем підключається до лінії напряму, а всі телефони, факси та ін. аналогові пристрої підключаються до лінії через мікрофільтри.