Глобальные_02

ISDN с дополнительными битами адреса, идентифицирующими конкретные устройства узла пользователя. Согласно данной схеме, абоненту ISDN присваивается номер ISDN, идентифицирующий узел абонента. Этот номер может быть адресом цифровой офисной АТС, установленной у данного заказчика. Адреса ISDN допускают прямое соединение между устройствами узла ISDN. Адрес ISDN состоит из комбинации, включающей в себя:

1.Код страны - номер из 1-3 цифр, определяющих страну или географическую зону звонка (коды страны соответствуют принятым в телефонии стандартам)

2.Национальный код места назначения - обозначает район страны и используется для доступа к целевым национальным сетям; молено сравнить с кодом района, применяемым в телефонных номерах

3.Номер абонента ISDN - обозначает узел ISDN конкретного абонента

4.Подадрес ISDN - идентифицирует конкретное устройство пользовательского узла ISDN

Как правило, каждой опорной точке Т присваивается номер ISDN, а каждой опорной точке S - адрес ISDN.

Несмотря на стандарты и функционирование ISDN по всему миру, сети ISDN - отнюдь не единое целое. В разных странах и на разных континентах применяются отличающиеся друг от друга виды ISDN. Основой сетей ISDN могут служить даже не ISDN-сети. Поняв цели реализации ISDN, нужно предусмотреть метод взаимодействия разных сетей ISDN, а также коммуникаций между ISDN и существующими сетевыми компонентами. Межсетевое взаимодействие - это коммуникации между сетями разных типов. Такое взаимодействие является критически важным для эволюции общемировой сети ISDN и требует применения в ISDN или в доступной из ISDN сети функций межсетевой трансляции. Межсетевое взаимодействие и адресация между ISDN и сетями других типов зависят от возможности ISDN маршрутизировать вызов в сеть вызываемой стороны и далее. Такой подход называется одношаговой адресацией. Стандарты ISDN допускают также двухшаговую адресацию , но применять ее не рекомендуется. Двухшаговой адресацией называется использование межсетевого устройства, выполняющего функции преобразования адресов. Для совместимого соединения между ISDN и другим типом сети необходимы определенные стандартные функции:

1.Обеспечение межсетевого взаимодействия на уровне плоскостей сетевой адресации (нумерации )

2.Соответствие компонентам физического уровня

3.Поддержание управления потоком данных и контроля ошибок в межсоединении

4.Сбор данных о размещении

5.Преобразование мультиплексирования и построения кадров Для определения данных функций в стандартах ISDN описываются

дополнительные опорные точки и соответствующие протоколы:

К - интерфейс с существующей сетью, отличной от ISDN; межсетевое взаимодействие выполняется ISDN

L - эквивалентна К, но за межсетевое взаимодействие отвечает не ISDN,

адругая сеть

М- интерфейс со специализированными функциями адаптации отличной от ISDN сети (реализуемыми в этой сети)

N - интерфейс между двумя сетями ISDN; протоколы определяют требования совместимости служб

Р - специализированное соединение в ISDN, обеспечивающее доступ к отдельным компонентам.

В настоящее время данные опорные точки можно отнести скорее к перспективным планам, чем к реально работающим элементам. Между тем они демонстрируют потенциальные методы интеграции до сих пор несовместимых старых сетей и телефонных систем с ISDN

Основным принципом ISDN является сквозное цифровое соединение, т.е. передача полностью цифрового сигнала на всем пути от отправителя к получателю и обратно. Понять такой подход нетрудно, гораздо сложнее осуществить - его полная реализация может потребовать значительного времени. Стандарты ISDN базируются в основном на существующих технологиях передачи данных, но для понимания всех особенностей ISDN необходимо знать, как происходит эволюция сетей ISDN в плане уже предлагаемых средств коммуникаций. Из вышеописанного следует, что различные элементы ISDN развивались на основе существующей телефонной и компьютерной технологии. ISDN представляет собой давно планируемый стандарт, цель которого состоит в объединении этих технологий.

В основе всех значительных технологических сдвигов лежат рыночные факторы. Необходимость в снижении стоимости телефонных разговоров и коммутации привела в итоге к созданию цифровой среды передачи данных и интегрированной цифровой коммутации. Повышение производительности, снижение цен на компьютеры и периферийные устройства стимулировали распространение настольных и распределенных вычислений. Те же общие тенденции рынка побуждают объединить эти технологии в ISDN. Рынок реагирует на различные, постоянно меняющиеся факторы. Немногие рынки отличаются столь значительной динамикой (по своему размеру и охвату) как телекоммуникации и рынок компьютерных технологий. Изменения в данных областях превратились в величину постоянную, но потребители относятся к нововведениям с настороженностью. Они знают, что однажды наступит день, когда самая современная технология окажется устаревшей, и случиться это может за считанные месяцы. Кроме того, технологии, представляющие превосходное решение для одной компании, могу быть малопригодны для других. Для удовлетворения требований рынка необходимо время, а технология должна быть проверенной. ISDN продемонстрировала свою жизнестойкость на современном высокотехнологичном рынке, равно как и способность к интеграции новых идей. Она была спроектирована для эмуляции или использования существующих технологий, но оказалась достаточно гибкой, чтобы стимулировать их развитие. Ниже мы проанализируем состояние рынка, а также посмотрим, как ISDN соотносится с распространенными сегодня технологиями коммуникаций и обработки информации.

Сети Т1 Линии Т1 представляют собой дуплексные цифровые каналы,

спроектированные специально для передачи цифровых сигналов. Интеграция цифровых линий Т1 с телефонной сетью происходит с начала 60-х годов. Первоначально линии Т1 выполняли роль магистральных линий - внутренних магистралей телефонной сети, обеспечивающих повышенную пропускную

способность и снижающих стоимость телекоммуникационной инфраструктуры. Цифровая передача позволила мультиплексировать в одной такой магистрали больше каналов, чем в аналоговой магистральной линии. По мере совершенствования цифровой технологии стоимость линий Т1 начала падать, и они стали предлагаться заказчикам в качестве выделенных или арендуемых каналов.

Сначала стоимость сервиса Т1 была очень высокой. Усовершенствования в цифровой технологии позволили быстро расширить возможности Т1 - как для телекоммуникационных компаний, так и для конечных пользователей. Линии Т1 нередко применялись компаниями для организации частных глобальных сетей. В глобальной сети Т1 АТС выполняла роль концентратора для коммутации линий Т1, связывающих ее с удаленными станциями. Для передачи по этим линиям можно мультиплексировать трафик речевых сигналов и данных.

Линия Т1 состоит из 24 каналов по 64 Кбит/с, мультиплексируемых для передачи речи и данных. Архитектура Т1 основана на иерархии цифровых сигналов, применяемой в Северной Америке для описания телекоммуникационных линий. При создании обычных аналоговых телефонных сетей (POTS - plain old telephone service) обнаружилось, что оптимальная пропускная способность для передачи речи (а именно в этом и состояло назначение телефонов) составляет 56 Кбит/с. С учетом некоторых дополнительных битов для управления передачей оптимальный канал требовал 64 Кбит/с. Цифровая передача позволила сократить непроизводительные потери при обмене информацией и использовать всю полосу 64 Кбит/с. Это значение и стало основной единицей в иерархии цифровых сигналов, получившей обозначение DS-0.

DS-0: 64 Кбит/с DS-1: 1544 Мбит/с

Линию Т1 можно представить как набор из 24 каналов DS-0, комбинация которых дает совокупную пропускную способность 1544 Мбит/с, соответствующую линии DS-1.

Требования Т1 к аппаратному обеспечению.

На физическом уровне линии Т1 могут быть различных типов: соединения Т1 по коаксиальному или волоконно-оптическому кабелю, инфракрасные, микроволновые, спутниковые соединения. Чаще всего это местные абонентские линии на медном кабеле с улучшенными характеристиками. Для усовершенствования местной абонентской линии телефонные компании разместили через соответствующие интервалы устройства регенерации цифрового сигнала. Таким образом, инсталляция линии Т1 обычно не требует прокладки или модернизации кабеля - для этого необходима лишь дополнительная аппаратура. Для подключения линии Т1 к аппаратному обеспечению узла заказчика требуется следующее оборудование:

1.Устройство обслуживания канала (CSU - channel service unit). Реализует фактический интерфейс между линией Т1 и узлом заказчика. CSU поддерживает качество линии, отслеживает соединения через интерфейс "абонент-сеть" и выполняет в линии Т1 роль физической оконечной точки.

2.Модуль обслуживания данных (DSU - data service unit). Отвечает за реальное преобразование сигналов локальной сети и речи в цифровые

сигналы, передаваемые по линии Tl. DSU подключается к CSU и к оборудованию, устанавливаемому в помещениях заказчика (СРЕ - customer premises equipment) , т.е. к мостам и маршрутизаторам, а также к устройствам мультиплексирования.

CSU и DSU обычно комбинируются в одно устройство, подключаемое к линии Т1 (со стороны CSU) и к локальной сети (со стороны DSU). Данное устройство является физическим воплощением интерфейса "пользовательсеть" между узлом заказчика и местной телефонной компанией.

3.Мультиплексоры. Отвечают за организацию каналов в линии Т1. Допускается комбинирование в одной линии речи и данных.

4.Мосты и маршрутизаторы. Эти хорошо известные устройства локальной сети обычно передают устройствам DSU трафик локальной сети

Стоимость Т1 Сегодня большинство телекоммуникационных компаний предлагает

своим заказчикам сервис Т1. Линии Т1 обычно предоставляются в помесячную аренду. Плата за начальную инсталляцию стандартна, а месячная плата зависит от расстояния (длины линии). Линии Т1 применяются в основном в так называемой области локального доступа и передачи (LATA - local access and transport area). Если линия T1 охватывает несколько областей LATA, плата взимается на основе сервиса связанных LATA и может включать в себя стоимость оплаты канала обмена информацией между телефонными сетями

(IEX - interexchange carrier). В США локальный сервис Т1 стоит около $2800 в

месяц. С увеличением расстояния стоимость услуг Т1 быстро растет. Например, стоимость линии Т1, пересекающей территорию США от побережья до побережья, может достигать $25 000 в месяц

Т1 и ISDN

Интерфейс PRI ISDN был специально описан в стандартах CCITT с учетом его согласования с архитектурой Т1. Конечно, ISDN дает гораздо большую гибкость, чем Т1, а тарифы ISDN существенно ниже. Аналогично ISDN, мультиплексирование Т1 допускает совместное использование одного канала для передачи речи и данных. Между тем ISDN позволяет применять конфигурации с комбинацией каналов 64 Кбит/с для повышения пропускной способности.

Офисные АТС (РВХ)

Офисные АТС, учрежденческие телефонные станции (PBXs - private branch exchanges), представляют собой эквивалент центральной АТС, размещенный у пользователя. Такие АТС используются для телефонной связи в офисе или компании и обеспечивают коммутацию между различными добавочными номерами и устройствами, а также реализуют интерфейс между коммуникационной сетью общего пользования и локальной коммуникационной сетью. Офисные АТС можно применять для подключения устройств и передачи данных, для соединений при речевых звонках и для доступа к таким службам сетей коллективного пользования, как Frame Relay и Х.25 (сеть с коммутацией пакетов).

К офисной АТС можно подключить практически любое коммуникационное устройство или устройство обработки данных. Входящие речевые звонки могут коммутироваться офисной АТС на аналоговые или цифровые телефоны. ПК и рабочие станции подключаются к ней отдельно или

используют ту же пару кабеля, что и аналоговые (цифровые) телефонные аппараты. РВХ уже давно применялись для соединения устройств в сети SNA (Systems Network Architecture) с большими ЭВМ (mainframe).

Офисная АТС может управляться вручную (как это делается во многих небольших компаниях) или работать полностью автоматически. Функции управления встроены в офисную АТС (РВХ). Благодаря этому оператор может осуществлять ее обслуживание, выполнять коммутацию и проверку ошибок.

РВХ может функционировать в корпоративной среде, но, как правило, соединяется с другими РВХ, в результате чего образуется распределенная частная глобальная система коммутации. Небольшие офисные АТС могут соединяться с офисными АТС более высокого уровня (связывающими несколько РВХ). Иерархическая структура из нескольких офисных АТС, функционирующих на разных уровнях, позволяет создать распределенную сеть РВХ. Несколько РВХ обычно соединяются с помощью арендуемых или выделенных линий и предоставляют организации эквивалент частной телефонной сети

Centrex.

Большинство телефонных компаний предлагает так называемый сервис Centrex, при котором пользовательские устройства (телефоны, факсимильные аппараты, большие ЭВМ и ПК) непосредственно соединяются с центральной АТС (СО - central office) с помощью местных абонентских линий заказчика. Пользователи могут использовать частную сеть РВХ или систему Centrex - они обеспечивают эквивалентные функции. Для пользователя основная разница между этими системами заключается в номере доступа (цифрах "выхода в город"), который нужно набирать для выхода из сети РВХ в телефонную сеть общего пользования. Если сеть РВХ требует для внешнего доступа набора цифры, то пользователю системы Centrex предоставляется прозрачный выход в сеть телефонной компании (с помощью собственных средств коммутации).

РВХ и ISDN. Офисные АТС используются в среде ISDN практически так же, как в среде аналоговых телекоммуникаций.

ISDN РВХ. Офисная АТС ISDN (ISDN РВХ) может выполнять ту же роль, что и аналоговая офисная АТС, но ее функции описываются по-другому. Устройства пользователя подключаются к ISDN РВХ с помощью двухпроводного соединения и S-интерфейса. Это соединение предоставляет каждому устройству интерфейс BRI или сегмент BRI. К центральному коммутатору (СО) ISDN РВХ подключается через U-интерфейс. ISDN PRI обеспечивает коммуникационный канал между средой пользователя и СО. Данная офисная АТС реализует функции оконечной станции (NT1) и функции коммутации в среде заказчика (NT2).

Centrex и ISDN. Соединения BRI в системе ISDN Centrex связывают оборудование пользователя непосредственно с локальным СО (местной АТС). Устройство пользователя соединяется через интерфейс S с NT1 со стороны пользователя и через опорную точку U (местную абонентскую линию) с системой Centrex. Канал между пользователем и СО обеспечивает пропускную способность BRI, а сеть Centrex предоставляет необходимый для обслуживания соединений цифровой коммутатор.

Локальные сети (LAN). К настоящему времени проведена значительная работа по проектированию и развертыванию устройств, обеспечивающих взаимодействие между локальными сетями и ISDN. По своей сути ISDN

является глобальной сетевой службой. Разработанные стандарты облегчают соединение локальных сетей с ISDN для реализации сервиса глобальной сети. Если требуется, ISDN предоставляет сервис локальной сети в пользовательской среде (когда это допускают параметры производительности ЛС).

Локальные сети и офисные АТС. Имеющиеся в организациях компьютеры традиционно соединяются в локальные сети. Телефоны подключаются к офисным АТС. Эти две сети, используемые для передачи речи и данных, как правило, не соединены друг с другом. Офисная АТС подключается к пользовательским устройствам (телефонам), а сеть пользователя связывается с местной телефонной компанией (LE - local exchange) с помощью абонентской линии. Компьютеры соединяются в локальную сеть посредством кабеля (физических линий). Локальные сети связываются друг с другом с помощью мостов и маршрутизаторов - устройств, направляющих трафик из одной сети в другую. При такой конфигурации локальные сети и офисные АТС обычно никак не взаимодействуют. Между тем можно, например, конфигурировать компьютер-шлюз, который будет через РВХ (офисную АТС) поддерживать удаленные глобальные линии. Учитывая последние разработки в компьютерной телефонии, а также созданный компанией Novell интерфейс программирования сервисных приложений телефонной связи TSAPI (Telephony Services Application Programming Interface) и программный интерфейс компьютерной телефонии TAPI (Telephony API) от Microsoft, можно предположить, что разрыв между локальными сетями и офисными АТС будет быстро исчезать, и в следующие два года эта тенденция сохранится. Рано или поздно различие между сетевым сервером и РВХ станет гораздо менее заметным, чем сегодня.

Локальные сети ISDN. Локальные сети ISDN функционируют аналогично Centrex РВХ. Фактически сервис передачи данных Centrex предлагается большинством поставщиков услуг ISDN. Службы ISDN можно подключить к ПК соединенным с сетью ISDN, с помощью интерфейсов BRI или PRI. В такой конфигурации отдельные ПК подключаются к поставщику услуг ISDN (непосредственно или через РВХ). Для этого применяются способы, аналогичные описанным в разделе по офисным АТС. Основной проблемой в конфигурациях подобного типа является производительность. Локальные сети Ethernet обеспечивают передачу10 Мбит/с. Нередко встречаются и локальные сети, поддерживающие 100 Мбит/с. В то же время локальная сеть ISDN, работающая по В- или D- каналам, не способна превысить "ограничение скорости" В-канала в 64 Кбит/с. Тем не менее такая конфигурация полезна в организациях, только что перешедших к технологии локальных сетей, и станет первым шагом к интеграции служб ISDN

Локальные сети Centrex. Служба передачи данных Centrex, предлагаемая в США большинством местных телефонных компаний, представляет собой популярный механизм интеграции сетей передачи речи и данных. Функции локальной сети Centrex во многом аналогичны Centrex PBX. Компьютеры и устройства соединяются непосредственно с СО - центральной АТС, выполняющей роль локальной шины сети. Речевые устройства (телефоны) также соединяются непосредственно с СО. Обычно один телефон и

"интегрированный мультиплексор речи/данных" (IVDM - integrated voice/data multiplexer ). Co стороны пользователя IVDM преобразует трафик речи и

данных в интегрированный цифровой поток. Со стороны телекоммуникационной компании IDVM декодирует цифровую передачу, преобразуя ее в речь и данные, направляемые - согласно целевому адресату в локальной сети - коммутатору речи или данных.

Взаимодействие локальных сетей. ISDN представляет собой глобальную сеть. Ее применение в области локальных сетей связано в основном с тем, что ISDN обеспечивает связь между удаленными пользователями и локальной сетью или между удаленными локальными сетями

Интегрированные сети передачи речи и данных (IVDLAN).

Комитет IEEE 802.9 представил стандарты для интеграции трафика речи и данных в локальных сетях, предусматривающие активное использование ISDN. Стандарты IVDIAN определяют соединение между пользовательскими устройствами (IVDTE) и ISDN. Стандарты 802.9 предназначены для соединения IVDTE с устройством доступа (AU - access unit ), в свою очередь связанного с ISDN. Реализуемый AU сервис использует каналы ISDN:

-В-канал - канал 64 Кбит/с, идентичный В-каналу ISDN

-С-канал - линия с коммутацией каналов, поддерживающая несколько каналов 64 Кбит/с, аналогично Н-каналам ISDN

-D-канал - канал передачи сигналов в сети пользователя, полностью аналогичный D-каналу ISDN

-P-канал передачи пакетов, реализующий функции локальной сети

802

TCP/IP

Протокол управления передачей/межсетевой протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), бесспорно, является наиболее широко применяемым на сегодня набором протоколов. Не вдаваясь в детали, отметим, что протоколы TCP/IP обеспечивают сетевое взаимодействие выше уровня связи данных модели OSI. Это означает, что TCP/IP может функционировать поверх любых протоколов связи данных и физического уровня. Способы, применяемые в протоколе TCP/IP для передачи информации в сетях ISDN, описаны в серии документов - так называемых запросах на комментарии (RFC - requests far comment ). Эти документы выпускаются Рабочей группой инженеров Интернета (IETF - Internet Engineering Task Force), "руководящей" общемировой сетью под названием Интернет. Интернет представляет собой совокупность локальных сетей и хосткомпьютеров, связанных линиями Т1 и Т3, спутниковыми и радиоканалами, обычными телефонными сетями и ISDN. Их объединяет лишь то, что все они используют комплект протоколов TCP/IP - стандартный набор протоколов Интернета.

Фундаментальным протоколом стека TCP/IP является IP. Это не ориентированный на соединение протокол передачи датаграмм, который применяется для коммуникаций между сетевыми узлами и межсетевыми шлюзами, а также для взаимодействия между шлюзами. Протокол IP использует передачу пакетов и обеспечивает в TCP/IP адресацию, доставку, а также формирование пакетов. IP является протоколом третьего уровня (сетевого уровня модели OSI.) и поддерживается в ISDN аналогично службе коммутации пакетов Х.25, режиму асинхронной передачи (ATM) и Frame Relay

Документы RFC.

На сегодня разработаны положения для применения в ISDN многих методов передачи данных. Документ RFC 1294 описывает передачу Frame Relay, RFC 1356 - сети коллективного использования с коммутацией пакетов Х.25. Описывается также ATM, поскольку этот метод имеет отношение к TCP/IP. Сами протоколы TCP/IP также специфицируются в документах RFC. RFC 1356 описывает передачу пакетов IP в ISDN. Стандарты протоколов для взаимодействия между сетями ISDN и IP утверждены Консультативным комитетом по международной телефонной и телеграфной связи (CCITT) и Международной организацией стандартизации (ISO).