Плезиохронная
цифровая иерархия (PDH, Plesiochronous
Digital Hierarchy) —
цифровой метод передачи данных и голоса, основанный на временном разделении
канала и технологии представления сигнала с помощью импульсно-кодовой модуляции
(ИКМ).
Основные принципы
В технологии
PDH в качестве входного используется сигнал основного цифрового канала (ОЦК), а
на выходе формируется поток данных со скоростями n
× 64 кбит/с. К группе ОЦК, несущих полезную нагрузку, добавляются
служебные группы бит, необходимые для осуществления процедур синхронизации и фазирования, сигнализации, контроля ошибок (CRC), в
результате чего группа приобретает форму цикла.
В начале 80-х годов было
разработано 3 таких системы (в Европе, Северной Америке и Японии). Несмотря на
одинаковые принципы, в системах использовались различные коэффициенты
мультиплексирования на разных уровнях иерархий. Описание стыков этих
интерфейсов и уровней мультиплексирования дано в рекомендации G.703.
Уровень цифровой иерархии Обозначения
Американский стандарт (Tx) Японский
стандарт (DSx) Jx Европейский стандарт (Ex)
1, первичный T1 DS1,
J1 E1
2, вторичный T2 DS2,
J2 E2
3, третичный T3 DS3,
J3 E3
4, четвертичный T4 DS4,
J4 E4
5, пятеричный не используется DS5, J5 E5
Уровень цифровой иерархии Скорости передачи, соответствующие
различным системам цифровой иерархии, кбит/с
Американский стандарт (Tx) Японский
стандарт (DSx) Jx Европейский стандарт (Ex)
1, первичный 1544 1544 2048
2, вторичный 6312 6312 8448
3, третичный 44736 32064 34368
4, четвертичный 274176 97728 139264
5, пятеричный не используется 397200 564992
Уровень цифровой иерархии Количество каналов по 64 кбит/с
Американский стандарт (Tx) Японский
стандарт (DSx) Jx Европейский стандарт (Ex)
1, первичный 24 24 30
2, вторичный 96 96 120
3, третичный 672 480 480
4, четвертичный 4032 1440 1920
5, пятеричный не используется 7680
В отличие от более поздней SDH,
для PDH характерно поэтапное мультиплексирование потоков, так как потоки более
высокого уровня собираются методом чередования бит. То есть,
например, чтобы вставить первичный поток в третичный, необходимо сначала демультиплексировать третичный до вторичных, затем
вторичный до первичных, и только после этого будет возможность произвести
сборку потоков заново. Если учесть, что при сборке потоков более
высокого уровня добавляются дополнительные биты выравнивания скоростей,
служебные каналы связи и прочая неполезная нагрузка, то процесс терминирования потоков низкого уровня превращается в весьма
сложную процедуру, требующую сложных аппаратных решений.
Таким образом, к недостаткам PDH можно отнести: затрудненный ввод/вывод цифровых потоков промежуточных функций, отсутствие средств автоматического сетевого контроля и управления, а также наличие трех различных иерархий. Данные недостатки привели к разработке в США иерархии синхронной оптической сети SONET, а в Европе аналогичной иерархии SDH, которые были предложены для использования на автоматических линиях связи. Из-за неудачно выбранной скорости передачи было принято решение отказаться от создания сети SONET и построить на ее основе сеть SONET/SDH.
Синхронная Цифровая Иерархия (СЦИ: англ. SDH — Synchronous Digital Hierarchy) — это технология транспортных телекоммуникационных сетей. Стандарты СЦИ определяют характеристики цифровых сигналов, включая структуру фреймов (циклов), метод мультиплексирования, иерархию цифровых скоростей и кодовые шаблоны интерфейсов и т. д.
Интерфейсы
Электрические интерфейсы
Стандартизация интерфейсов
определяет возможность соединения различного оборудования от разных
производителей. Система SDH обеспечивает универсальные стандарты для сетевых
узловых интерфейсов, включая стандарты на уровне цифровых скоростей, структуру
фрейма, метод мультиплексирования, линейные интерфейсы, мониторинг и
управление. Поэтому SDH оборудование от разных производителей может легко
соединяться и устанавливаться в одной линии, что наилучшим образом демонстрирует
системную совместимость.
Система SDH обеспечивает
стандартные уровни информационных структур, то есть набор стандартных
скоростей. Базовый уровень скорости — STM-1 155,52 Mбит/с. Цифровые скорости более высоких уровней
определяются умножением скорости потока STM-1, соответственно, на 4, 16, 64 и
т. д.: 622 Мбит/с (STM-4), 2,5 Гбит/с (STM-16), 10 Гбит/с (STM-64) и 40 Гбит/с
(STM-256).
Оптические интерфейсы
Линейные (оптические)
интерфейсы работают, используя универсальные стандарты. Линейный сигнал только
скремблируется, вставки избыточного кода нет. Стандарт скремблирования
— универсальный. Поэтому и на приеме, и на передаче должны использоваться
стандартные скремблер и дескремблер. Цель
скремблирования — сделать вероятность возникновения «1» бита и «0» бита близкой
к 50 % для облегчения извлечения синхросигнала из линейного сигнала. Поскольку
линейный сигнал только скремблируется, линейная скорость сигнала SDH
соответствует стандартной скорости сигнала на электрическом интерфейсе SDH.
Таким образом, потребление оптической мощности передающими лазерами остается
неизменным, однако, снижается их тепловыделение (так как исключается
возможность следования большого количества «1» подряд), что увеличивает их
ресурс.
Как работает SDH
Процедура контейнирования
нагрузки
Вся информация в системе SDH
передается в контейнерах. Контейнер представляет собой структурированные
данные, передаваемые в системе. Если система PDH генерирует трафик, который
нужно передать по системе SDH, то данные PDH сначала структурируются в
контейнеры, а затем к контейнеру добавляется заголовок и указатели, в
результате образуется синхронный транспортный модуль STM-1. По сети контейнеры
STM-1 передаются в системе SDH разных уровней (STM-n),
но во всех случаях раз сформированный STM-1 может
только складываться с другим транспортным модулем, т.е. имеет место
мультиплексирование транспортных модулей.
Понятие виртуального контейнера
Еще одно важное понятие,
непосредственно связанное с общим пониманием технологии SDH - это понятие
виртуального контейнера VC.В результате добавления к контейнеру трактового(маршрутного) заголовка получается виртуальный контейнер.
Виртуальные контейнеры находятся в идеологической и технологической связи с
контейнерами, так что контейнеру C-12 соответствует виртуальный контейнер VC-12
(передача потока E1), C-3 - VC-3 (передача потока E3), C-4 - контейнер VC-4
(передача потока STM-1).
Понятие маршрута
Метод мультиплексирования
Поскольку низкоскоростные
сигналы SDH мультиплексируются в структуру фрейма высокоскоростных сигналов SDH
посредством метода побайтового мультиплексирования, их расположение во фрейме
высокоскоростного сигнала фиксировано и определено или, скажем, предсказуемо.
Поэтому низкоскоростной сигнал SDH, например 155 Мбит/с (STM-1) может быть
напрямую добавлен или выделен из высокоскоростного сигнала, например 2.5 Гбит/с
(STM-16). Это упрощает процесс мультиплексирования и демультиплексирования
сигнала и делает SDH иерархию особенно подходящей для высокоскоростных
волоконно-оптических систем передачи, обладающих большой производительностью.
Поскольку принят метод
синхронного мультиплексирования и гибкого отображения структуры,
низкоскоростные сигналы PDH (например, 2Мбит/с) также могут быть
мультиплексированы в сигнал SDH (STM-N). Их расположение во фрейме STM-N также
предсказуемо. Поэтому низкоскоростной трибутарный
сигнал (вплоть до сигнала DS-0, то есть одного тайм-слота
PDH, 64 kbps) может быть напрямую добавлен или
извлечен из сигнала STM-N. Заметьте, что это не одно и то же с вышеописанным
процессом добавления/выделения низкоскоростного сигнала SDH из
высокоскоростного сигнала SDH. Здесь это относится к прямому
добавлению/выделению низкоскоростного трибутарного сигнала такого как 2Мбит/с, 34Мбит/с и 140Мбит/с из сигнала
SDH. Это устраняет необходимость использования большого количества оборудования
мультиплексирования / демультиплексирования (взаимосвязанного), повышает
надежность и уменьшает вероятность ухудшения качества сигнала, снижает
стоимость, потребление мощности и сложность оборудования. Добавление/выделение
услуг в дальнейшем упрощается.
Этот метод мультиплексирования
помогает выполнять функцию цифровой кросс-коммутации
(DXC) и обеспечивает сеть мощной функцией самовосстановления. Абонентов можно
динамически соединять в соответствии с потребностями и выполнять отслеживание
трафика в реальном времени.
Оперирование, администрирование
и техобслуживание
Для функций оперирования,
администрирования и техобслуживания (ОАМ) в структуре фрейма сигнала SDH
организованы многочисленные биты. Это намного облегчает функцию сетевого
мониторинга, то есть автоматическое техобслуживание. Несколько избыточных битов
должны быть добавлены во время линейного кодирования для мониторинга рабочих
характеристик линии, поскольку совсем мало байтов организовано в сигнале PDH.
Например, в структуре фрейма сигнала PCM30/32 только биты в TS0 и TS16
используются для функций OAM.
Многочисленные заголовки в
сигналах SDH составляют 1/20 от общего количества байтов во фрейме. Это намного
облегчает функцию ОАМ и уменьшает стоимость системы техобслуживания, что очень
важно, так как она составляет значительную часть от общей стоимости
оборудования.
Совместимость
SDH имеет высокую
совместимость. Это означает, что сеть передачи SDH и существующая сеть PDH могут
работать совместно, пока идет установление сети передачи SDH. Сеть SDH может
быть использована для передачи услуг PDH, а также сигналов других иерархий,
таких как ATM, Ethernet[[1]
(http://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet_over_SDH) ] и
FDDI.
Базовый транспортный модуль
(STM-1) может размещать и три типа сигналов PDH, и сигналы ATM, FDDI, DQDB. Это обуславливает двустороннюю совместимость и гарантирует
бесперебойный переход от сети PDH к сети SDH и от SDH к АТМ. Для размещения
сигналов этих иерархий SDH мультиплексирует низкоскоростные сигналы различных
иерархий в структуру фрейма STM-1 сигнала на границе сети (стартовая точка —
точка ввода) и затем демультиплексирует их на границе
сети (конечная точка — точка вывода). Таким образом
цифровые сигналы различных иерархий могут быть переданы по сети передачи SDH.
Защита
В системах SDH термин «защита»
используется для описания способа повышения надежности сети. Для этого все сети
SDH стараются строить в виде замкнутых колец, передача по которым ведётся
одновременно в обоих направлениях. При этом в случае повреждения кабеля сеть
продолжает работать. Вопреки распространённому мнению, эти возможности доступны
и в оборудовании PDH, например в мультиплексорах
"Зелакс".
Обратной стороной такого повышения надёжности является уменьшение количества резервных оптических волокон в ка́белях сети.
X.25
X.25 — семейство протоколов
канального уровня сетевой модели OSI. Предназначалось для организации WAN на
основе телефонных сетей с линиями с достаточно высокой частотой ошибок, поэтому
содержит развитые механизмы коррекции ошибок. Ориентирован
на работу с установлением соединений. Исторически является предшественником
протокола Frame Relay.
X.25
обеспечивает множество независимых виртуальных каналов (Permanent
Virtual Circuits, PVC и Switched Virtual Circuits, SVC) в одной линии связи, идентифицируемых в
X.25-сети по идентификаторам подключения к соединению (идентификаторы
логического канала (Logical Channel
Identifyer, LCI) или номера логического канала (Logical Channel Number, LCN).
Благодаря надёжности протокола и его работе поверх телефонных сетей общего пользования X.25 широко использовался как в корпоративных сетях, так и во всемирных специализированных сетях предоставления услуг, таких как SWIFT (банковская платёжная система) и SITA (фр. Société Internationale de Télécommunications Aéronautiques — система информационного обслуживания воздушного транспорта), однако в настоящее время X.25 вытесняется другими технологиями канального уровня (Frame Relay, ISDN, ATM) и протоколом IP, оставаясь, однако, достаточно распространённым в странах и территориях с неразвитой телекоммуникационной инфраструктурой.
История и стандартизация
Разработан Study Group VII Международного
союза электросвязи (ITU) в качестве пакетного протокола передачи данных в
телефонных сетях принят в
Архитектура
.------.
| HOST |
.---------. .-----.
.-----. .-----. |---.
|
| Терминал|-----| DTE |=====| DCE |____________| DCE
|=====|PAD| |
|
USER |
^ | PAD | `-----' `-----' |---'
|
`---------' |
`-----' : :
`------'
| : :
"NATIVE" :---- Пакетная сеть ----:
PROTOCOL
Режимы и типы пакетов X.25
Режим установления соединения (Call setup mode)
используется при установлении соединения SVC между DTE-устройствами. В этом
режиме на уровне PLP используется схема адресации X.121 для установления
виртуального соединения. Режим установления соединения работает на уровне
виртуальных каналов, то есть в пределах одного физического DTE-устройства одни
SVC могут быть в состоянии установления соединения, а другие — в режиме
передачи данных или разрыва соединения. Режим установления соединения
используется только в случае установления SVC, но не PVC.
Режим передачи данных (Data transfer mode)
используется при передаче данных по виртуальному каналу. При этом X.25 PLP ответственнен за сегментацию данных в пакеты и сборку
пакетов, управление передачей данных и коррекцию ошибок. Режим передачи данных
работает на уровне виртуальных каналов и используется в случае как SVC, так и
PVC.
Режим ожидания (Idle mode) характеризуется
отсутствием передачи данных при установленном виртуальном канале. Работает на
уровне виртуальных каналов и используется только в случае установления SVC, но
не PVC.
Режим разрыва соединения (Call clearing mode)
используется при разрыве соединения SVC между DTE-устройствами. Работает на
уровне виртуальных каналов и используется только в случае разрыва SVC, но не
PVC.
Режим перезапуска (Restarting mode) используется для переустановления соединений между DTE-устройством и локально работающих с ним DCE-устройствами. В отличие от других режимов, выполняется пределах одного физического DTE-устройства, что сопровождается разрывом всех виртуальных каналов, установленных с этим DTE.
Frame relay
Frame
relay (англ. «ретрансляция кадров», FR) — протокол канального уровня
сетевой модели OSI. Служба коммутации пакетов Frame Relay в настоящее время широко распространена во всём мире.
Максимальная скорость, допускаемая протоколом FR — 34.368 мегабит/сек (каналы
E3). Коммутация: точка-точка.
Frame Relay
был создан в начале 1990-х в качестве замены протоколу X.25 для быстрых
надёжных каналов связи, технология FR архитектурно основывалась на X.25 и во
многом сходна с этим протоколом, однако в отличие от X.25, рассчитанного на
линии с достаточно высокой частотой ошибок, FR изначально ориентировался на
физические линии с низкой частотой ошибок, и поэтому большая часть
механизмов коррекции ошибок X.25 в состав стандарта FR не вошла. В разработке
спецификации принимали участие многие организации; многочисленные поставщики
поддерживают каждую из существующих реализаций, производя соответствующее
аппаратное и программное обеспечение.
Frame
relay обеспечивает множество независимых виртуальных
каналов (Virtual Circuits,
VC) в одной линии связи, идентифицируемых в FR-сети по идентификаторам
подключения к соединению (Data Link
Connection Identifier,
DLCI). Вместо средств управления потоком включает функции извещения о
перегрузках в сети. Возможно назначение минимальной гарантированной скорости
(CIR) для каждого виртуального канала.
В основном применяется при построении территориально распределённых корпоративных сетей, а также в составе решений, связанных с обеспечением гарантированной пропускной способности канала передачи данных (VoIP, видеоконференции и т. п.).
Формат кадраФлаг
(1 Byte) Адрес
(2-4 Byte) Данные
(переменный размер) FCS (2 Byte) Флаг (1 Byte)
Каждый кадр начинается и
замыкается «флагом» — последовательностью «01111110». Для предотвращения
случайной имитации последовательности «флаг» внутри кадра при его передаче
проверяется всё его содержание между двумя флагами и после каждой
последовательности, состоящей из пяти идущих подряд бит «1», вставляется
бит «0». Эта процедура (bit stuffing)
обязательна при формировании любого кадра FR, при приёме эти биты «0»
отбрасываются.
FCS (Frame
Check Sequence) —
проверочная последовательность кадра служит для обнаружения ошибок и
формируется аналогично циклическому коду HDLC.
Поле данных имеет минимальную
длину в 1 октет, максимальную по стандарту Frame Relay Forum — 1600 октетов,
однако в реализациях некоторых производителей FR-оборудования допускается
превышение максимального размера (до 4096 октетов).
Поле Адрес кадра Frame Relay, кроме собственно
адресной информации, содержит также и дополнительные поля управления потоком
данных и уведомлений о перегрузке канала и имеет следующую структуру:DLCI
(6 Bit) C/R (1 Bit) EA (1 Bit) DLCI (4 Bit) FECN (1 Bit) BECN (1 Bit) DE (1 Bit) EA (1 Bit)
Наименования и значения полей:Имя поля Назначение
DLCI Data Link Connection Identifier —
идентификатор виртуального канала (PVC), мультиплексируемого в физический
канал. DLCI имеют только локальное значение и не обеспечивают внутрисетевой адресации.
C/R Command / Response
— зарезервирован, в настоящее время не используется.
EA Address
Field Extension Bit — бит расширения адреса. DLCI содержится в 10 битах, входящих в
два октета заголовка, однако возможно расширение заголовка на целое число дополнительных
октетов с целью указания адреса, состоящего более чем из 10
бит. EA устанавливается в конце каждого октета заголовка; если он имеет
значение «1», то это означает, что данный октет в заголовке последний.
FECN Forward Explicit
Congestion Notification —
извещение о перегрузке канала в прямом направлении.
BECN Backward Explicit
Congestion Notification —
извещение о перегрузке канала в обратном направлении.
DE Discard Eligibility
Indicator — индикатор разрешения сброса кадра при
перегрузке канала. Выставляется в «1» для данных, подлежащих передаче в
негарантированной полосе (EIR) и указывает на то, что данный кадр может быть
уничтожен в первую очередь.
CIR и EIR
CIR (англ. Committed Information Rate)
— гарантированная полоса пропускания виртуального канала PVC в сетях Frame Relay (FR).
В первоначальном наборе
стандартов (ANSI T1S1) CIR как отдельный параметр отсутствует, но для
отдельного виртуального канала были определены параметры B(c)
(bits committed, Committed Burst Size), B(e) (bits
excess) и T(c) (Committed Rate Measurement Interval). B(c) при этом определяется как
количество бит, гарантированно передаваемых за время T(c)
даже при перегрузке сети, B(e) — максимальное
количество бит, которые могут быть переданы за время T(c)
при недогрузке сети, то есть без гарантии доставки: заголовки пакетов,
отправляемые после превышения B(c) метятся битом DE (discard eligible, аналогичен CLP
в ATM) и в случае возникновения в сети перегрузки уничтожаются на коммутаторах
перегруженного участка.
Таким образом, для виртуального
канала могут быть определены две полосы пропускания:
CIR=B(c)/T(c) — гарантированная полоса пропускания
EIR=(B(c)
+ B(e))/T(c) — максимальная
негарантированная полоса пропускания (добавляется возможный дополнительный
объем трафика)
Возможна настройка и работа
FR-каналов со значением CIR, равным нулю.
В ANSI T1S1 значение T(c) не было определено, так как значения T(c), B(c) и B(e)
являются связанными параметрами, зависящими от скоростей физических
интерфейсов, агрегированных полос пропускания виртуальных каналов, размеров
буферов FR-коммутатора и других параметров, зависящих от реализации и настроек
коммутатора.
Однако CIR и
EIR оказались удобными показателями для описания параметров каналов при
заключении соглашений между операторами FR-сетей и потребителями их услуг,
более того, во многих случаях T(c) может динамически
пересчитываться в зависимости от характера трафика, поэтому в RFC 3133 (Terminology for Frame Relay Benchmarking)
CIR является первичным параметром и T(c) определяется
как временной интервал, необходимый для поддержания CIR, то есть T(c)=B(c)/CIR, выступая в качестве
аналога TCP Sliding Window.
В сетевых
технологиях при множественном доступе к разделяемому каналу с двухуровневой приоритизацией (некоторые беспроводные и спутниковые сети и
т. д.) также используют термин CIR для приоритезируемой
клиентской полосы пропускания, при этом CIR является одним из целевых
параметров конфигурации шейперов (shapers)
— подсистем сглаживания трафика с буферизацией (RFC
Виртуальные каналы (PVC и SVC)
Для передачи
данных от отправителя к получателю в сети Frame Relay создаются виртуальные каналы, VC (англ. Virtual Circuit), которые бывают двух видов:
постоянный виртуальный канал,
PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и
существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для
передачи;
коммутируемый виртуальный канал, SVC (Switched Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи
ISDN
ISDN (произносится «ай-эс-ди-э́н», англ. Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией обслуживания. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.
История названия
Название было предложено
группой XI CCITT в 1981 году.
Назначение
Основное назначение ISDN —
передача данных со скоростью до 64 кбит/с по 4-килогерцовой проводной линии и
обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.).
Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже
существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное
оборудование.
Выбор 64 кбит/c стандарта определяется следующими соображениями. При
полосе частот 4 кГц, согласно теореме Котельникова, частота дискретизации
должна быть не ниже 8 кГц. Минимальное число двоичных разрядов для
представления результатов стробирования голосового сигнала при условии
логарифмического преобразования равна 8. Таким
образом, в результате перемножения этих чисел (8 кГц * 8 (число двоичных
разрядов) = 64) и получается значение полосы B-канала ISDN, равное 64 кГц.
Базовая конфигурация каналов имеет вид 2 × B + D = 2 × 64 + 16 =
144 кбит/с. Помимо B-каналов и вспомогательного D-канала ISDN может предложить
и другие каналы с большей пропускной способностью: канал Н10 с полосой 384
кбит/с, Н11 — 1536 и Н12 — 1920 кбит/c (реальные
скорости цифрового потока). Для первичных каналов (1544 и 2048 кбит/с) полоса
D-канала может составлять 64 кбит/с.
Принцип работы
Для
объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология TDM
(англ. Time Division Multiplexing,
мультиплексирование по времени). Для каждого типа данных выделяется
отдельная полоса, называющаяся элементарным каналом (или стандартным каналом).
Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы
пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по
отдельному каналу, называющемуся каналом внеканальной сигнализации.
В стандартах ISDN определяются
базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы.Тип Полоса Описание
A — Аналоговая
телефонная линия, 4кГц.
B 64 кб/с передача данных или 1 телефонная
линия (1 поток оцифрованного звука)
C 8/16 кб/с передача данных
D 16/64 кб/с Канал
внеканальной сигнализации (управление другими каналами)
E 64 кб/с Внутренняя сигнализация ISDN
H0 384 кб/с передача данных
H10 1472 кб/с передача данных
H11 1536 кб/с передача данных
H12 1920 кб/с передача данных
В большинстве случаев
применяются каналы типов B и D.
Из указанных типов каналов
формируются интерфейсы, наибольшее распространение получили следующие типы:
Интерфейс базового уровня
(Basic
Rate Interface, BRI) —
предоставляет для связи аппаратуры абонента и ISDN-станции два B-канала и один
D-канал. Интерфейс базового уровня описывается формулой 2B+D. В стандартном
режиме работы BRI могут быть одновременно использованы оба B-канала (например,
один для передачи данных, другой для передачи голоса) или один из них. При
одновременной работе каналов они могут обеспечивать соединение с разными
абонентами. Максимальная скорость передачи данных для BRI интерфейса составляет
128кб/с. D-канал используется только для передачи управляющей информации. В
режиме AO/DI (Always On/Dynamic ISDN) полоса 9.6 кбит/c
D-канала используется в качестве постоянно включённого выделенного канала X.25,
как правило, подключаемого к Интернет. При
необходимости, используемая для доступа к Интернет
полоса расширяется путём включения одного или двух B-каналов. Этот режим, хотя
и стандартизирован (под наименованием X.31), но не нашёл широкого
распространения. Для входящих соединений BRI поддерживается до 7 адресов
(номеров) которые могут назначаться различными
ISDN-устройствами, разделяющим одну абонентскую линию. Дополнительно,
обеспечивается режим совместимости с обычными, аналоговыми абонентскими
устройствами — абонентское оборудование ISDN, как правило, допускает
подключение таких устройств и позволяет им работать прозрачным образом.
Интересным побочным эффектом такого «псевдоаналогового»
режима работы стала возможность реализации так называемого симметричного X2 —
модемного протокола фирмы US-Robotics, позволявшего
передачу данных поверх линии ISDN в обе стороны на скорости 56кбит/c.
Интерфейс
базового уровня BRI (англ. Basic Rate Interface)
— обеспечивает пользователю предоставление двух цифровых каналов (ОЦК) по 64
кбит/с (канал B) и однополосный канал сигнализации D со скоростью передачи
данных 16 кбит/с. Таким образом, максимальная скорость передачи в интерфейсе
BRI (2B+D) составляет Rbmax=128+16=144 кбит/с[1] Наиболее распространённый тип
сигнализации — DSS1 (Euro ISDN). Используется
два магистральных режима портов BRI относительно станции или телефонов — S/ТЕ и
NT. Режим S/ТЕ — порт эмулирует работу ISDN телефона, режим NT — эмулирует
работу станции. Отдельное дополнение — использование ISDN телефона с
дополнительным питанием в этом режиме, так как стандартно не все порты (и карты
HFC) дают питание по ISDN шлейфу — англ. inline power. Каждый из двух режимов может быть «точка-многоточка» англ. point-to-multi-point
(PTMP) он же MSN, или «точка-точка» англ. point-to-point
(PTP). В первом режиме для поиска адресата назначения на шлейфе используются
номера MSN, которые, как правило, совпадают с выделенными провайдером телефонии
городскими номерами. Провайдер должен сообщить передаваемые
им MSN. Иногда провайдер использует так называемые «технические номера» —
промежуточные MSN. Во втором режиме BRI порты могут объединяться в транк — условную трубу, по которой передаваемые номера
могут использоваться в многоканальном режиме.
ISDN технология использует три
основных типа интерфейса BRI: U, S и T.
U — одна витая пара,
проложенная от коммутатора до абонента, работающая в полном
или полу-дуплексе. К U-интерфейсу можно подключить только 1 устройство,
называемое NT-1 (или NT-2) Network Termination — сетевое окончание.
S/T интерфейс (S0).
Используются две витые пары, передача и приём. Может быть обжата как в RJ-45 так и в RJ-11 гнездо/кабель. К гнезду S/T интерфейса
можно подключить одним кабелем (шлейфом) по принципу шины до 7 ISDN устройств —
телефонов, модемов, факсов, называемых TE1 (Terminal Equipment 1). Каждое устройство слушает запросы в шине и
отвечает на привязанный к нему MSN. Принцип работы во
многом похож на SCSI.
NT-1, NT-2 — Network Termination, сетевое
окончание. Преобразовывает одну пару U в один (NT-1) или два (NT-2) 2-х парных
S/T интерфейса (с раздельными парами для приёма и передачи). По сути S и T это
одинаковые с виду интерфейсы, разница в том, что по S интерфейсу можно подать
питание для TE устройств, телефонов например, а по T — нет. Большинство NT-1 и
NT-2 преобразователей умеют и то и другое, поэтому интерфейсы чаще всего
называют S/T.
Интерфейс первичного уровня
(Primary
Rate Interface, PRI) —
используется для подключения к широкополосным магистралям, связывающим местные
и центральные АТС или сетевые коммутаторы. Интерфейс первичного уровня
объединяет:
• для стандарта E1
(распространён в Европе) 30 В-каналов и один D-канал 30B+D. Элементарные каналы
PRI могут использоваться как для передачи данных, так и для передачи
оцифрованного телефонного сигнала.
• для
стандарта Т1 (распространен в Северной Америке и Японии, а также — в технологии
DECT) 23 В-канала и один D-канал 23B+D.
Интерфейс
первичного уровня (англ. Primary Rate Interface,
PRI) — стандартный интерфейс сети ISDN, определяющий дисциплину подключения
станций ISDN к широкополосным магистралям, связывающим местные и центральные
АТС или сетевые коммутаторы. Интерфейс первичного уровня объединяет 23
В-канала и один D-канал для стандарта Т1 (23B +
D=24*64=1536[kBit/s]) или
30 В-каналов для голоса или данных, один D-канал для сигнализации и один
Н-канал для служебных данных стандарта E1 (30B + D + Н=32*64=2048[kBit/s]).
Архитектура сети ISDN
Сеть ISDN состоит из следующих
компонентов:
сетевые
терминальные устройства (NT, англ. Network Terminal Devices)
линейные
терминальные устройства (LT, англ. Line Terminal Equipment)
терминальные адаптеры (TA, англ. Terminal adapters)
Абонентские терминалы
Абонентские терминалы
обеспечивают пользователям доступ к услугам сети. Существует два вида
терминалов: TE1 (специализированные ISDN-терминалы), TE2 (неспециализированные
терминалы). TE1 обеспечивает прямое подключение к сети ISDN, TE2 требуют
использования терминальных адаптеров (TA).
Интересные факты
Телекоммуникационщики (в шутку) расшифровывают аббревиатуру ISDN как I_t S_till D_o N_othing (Оно всё ещё ничего не делает), намекая тем самым на то, что из более чем 230-и базовых функций ISDN, реально используется только весьма малая их часть (реально востребованная потребителем).
хDSL (Digital Subscriber Line) — семейство технологий, позволяющих
значительно расширить пропускную способность абонентской линии местной
телефонной сети путём использования эффективных линейных кодов и адаптивных
методов коррекции искажений линии на основе современных достижений
микроэлектроники и методов цифровой обработки сигнала.
В
аббревиатуре xDSL символ «х»
используется для обозначения первого символа в названии конкретной технологии,
а DSL обозначает цифровую абонентскую линию DSL (англ. Digital Subscriber Line — цифровая
абонентская линия; также есть другой вариант названия — Digital
Subscriber Loop — цифровой
абонентский шлейф). Технологии хDSL
позволяют передавать данные со скоростями, значительно превышающими те
скорости, которые доступны даже самым лучшим аналоговым и цифровым модемам. Эти
технологии поддерживают передачу голоса, высокоскоростную передачу данных и
видеосигналов, создавая при этом значительные преимущества
как для абонентов, так и для провайдеров. Многие технологии хDSL позволяют совмещать высокоскоростную передачу
данных и передачу голоса по одной и той же медной паре. Существующие типы
технологий хDSL, различаются
в основном по используемой форме модуляции и скорости передачи данных.
Службы xDSL
разрабатывались для достижения определенных целей: они должны работать на
существующих телефонных линиях, они не должны мешать работе различной
аппаратуры абонента, такой как телефонный аппарат, факс и т. д., скорость
работы должна быть выше теоретического предела в 56Кбит/сек., и наконец, они должны обеспечивать постоянное подключение.
К основным типам xDSL относятся ADSL, HDSL, IDSL, MSDSL, PDSL, RADSL, SDSL,
SHDSL, UADSL, VDSL. Все эти технологии обеспечивают высокоскоростной цифровой
доступ по абонентской телефонной линии. Существующие технологии xDSL разработаны для достижения определенных целей и
удовлетворения определенных нужд рынка. Некоторые технологии xDSL являются оригинальными разработками, другие
представляют собой просто теоретические модели, в то время как третьи уже стали
широко используемыми стандартами. Основным различием данных технологий являются
методы модуляции, используемые для кодирования данных.
Сравнительный анализ технологий
xDSLТехнология DSL Максимальная скорость
(прием/передача) Максимальное расстояние Количество телефонных пар Основное применение
ADSL 24 Мбит/с / 3,5 Мбит/с
IDSL 144 кбит/с
HDSL 2 Мбит/с
SDSL 2 Мбит/с
VDSL 65 Мбит/с / 35 Мбит/с
SHDSL 2,32 Мбит/с
UADSL 1,5 Мбит/с / 384 кбит/с