Подключение по ISDN, высокоскоростное подключение по аналоговым каналам

Введение

Оценка доходов европейских телефонных операторов
в зависимости от типа предоставляемых услуг

Сначала было слово. Слово содержало некую информацию, предназначенную для передачи от человека к человеку. И уж потом постепенно у людей сформировалось осознание того, что для нормального информационного обмена необходимы коммуникации - от голубиной почты и верблюжьих караванов до телефонов, компьютеров и волоконно-оптических магистралей.

Где-то посередине пути (от верблюдов до инфокоммуникационного мультисервиса) и возникла настоятельная необходимость в том, чтобы под нужды пользователей подстраивалась сама сеть, и при этом не слишком "напрягала" оператора. Ясно, что к понятию интеллектуальных сетей связи (Intelligent Networks - IN), называемых у нас еще ИСС, человечество пришло далеко не сразу. Зато, когда они начали функционировать, рынок телекоммуникаций подвергся серьезным изменениям. Если разделить его на секторы, связанные с традиционными услугами по установлению соединений и дополнительными, предоставляющими дополнительный сервис, то следует отметить, что первые (а многие ассоциируют связь вообще именно с телефонией) повсеместно испытывают сильнейшее ценовое давление. Наиболее эффективный способ сохранить конкурентоспособность, когда дополнительные услуги начинают играть ведущую роль, - это диверсифицировать предоставляемые услуги. На диаграмме показан удельный вес различных дополнительных услуг (и прогноз его изменения) в доходах крупнейших телекоммуникационных компаний Европейского сообщества.

На североамериканском рынке положение еще более впечатляющее. Современный телекоммуникационный оператор должен уметь предоставлять специализированные услуги, ориентированные на удовлетворение потребностей конкретных групп и отдельных пользователей, сохраняя возможность быстрого создания и развертывания новых услуг.

При этом достигаются следующие цели:

• растет привлекательность услуг и общественный имидж оператора;
• появляются экономически эффективные решения для небольших сегментов рынка;
• все большим спросом пользуются высококачественные услуги,
  что позволяет применять более высокие тарифы и ведет к росту
  доходов.

Разумеется, коммуникационная инфраструктура сама по себе (будь то верблюд или коммутатор АТМ) не обладает каким-либо интеллектом, она лишь способна выполнять некоторые функции в зависимости от сформированной человеком команды. Обратимся к истории данного вопроса.

До середины ХХ в. телекоммуникационные сети осуществляли лишь передачу аналоговой телефонии, которая, впрочем, все совершенствовалась, пока не достигла почти самых вершин качества. Но тут многим стало понятно, что это не совсем та вершина. Традиционное двухточечное разговорное соединение и находящийся в зачаточном состоянии интеллект сети не могли более удовлетворять деловых пользователей. И уже со второй половины 60-х годов операторы сетей начали предлагать заказные услуги для обычных абонентов и услуги Centrex для корпоративных клиентов.

Перечень заказных услуг определялся возможностями коммутационных станций - например, абонент мог попросить, чтобы его разбудили телефонным звонком в определенное время и т. п. Так, в России сравнительно давно существуют АТС, способные предоставлять подобные услуги, но особого спроса на них не наблюдается. По-видимому, абонентам проще и дешевле завести будильник.

Услуги типа Centrex были ориентированы на совместное использование абонентами нескольких компаний одной учрежденческой АТС (УАТС). Следующее поколение АТС с программным управлением позволило улучшать обслуживание части абонентов так же, как это делали УАТС. Данный способ предоставления услуг, обеспечиваемый специальным дополнительным блоком, и стал называться Centrex. При этом корпоративные пользователи освобождались от необходимости закупать свои собственные УАТС. Используя ресурсы телефонной сети общего пользования, Centrex позволял создавать корпоративные сети, а также пользоваться сокращенным набором номера и другими дополнительными услугами.

Однако при работе с Сentrex предоставление новых услуг требовало от оператора согласования с заказчиком целого ряда специфических требований, выполнять которые должен был производитель АТС (который мог оказаться, а часто и оказывался в положении того самого стрелочника). В результате стандартизация для Centrex стала практически недоступной, что, в свою очередь, привело к уменьшению числа пользующихся этой услугой абонентов.

Тем не менее Centrex развивалась и дальше, но появление цифровой телефонии и услуг ISDN задвинуло ее в угол телекоммуникационной сцены. Дело в том, что уже в конце 60-х годов все крупные телефонные авторитеты Запада пришли к выводу, что дальнейшее развитие аналоговой телефонии просто бессмысленно (у нас, кстати, отдельные телефонисты продолжают трудиться на этом поприще до сих пор).

Сети цифровой телефонии состоят из станций ISDN (или ISDN-АТС), которые коммутируют цифровые потоки, содержащие любую информацию: речь, данные, видео и т. п. В отличие от аналоговых, станции ISDN могут работать как одна большая АТС, предоставляя целый ряд других дополнительных услуг. За время своего развития концепция ISDN пережила взлеты и падения, связанные с колебанием потребностей рынка и наличием у абонентов компьютеров. В настоящее время большинство коммутационных станций на телефонных сетях развитых стран поддерживают функции ISDN, и, казалось бы, все услуги у вас в кармане. Тем более, если вы живете, например, в Германии, где многие АТС именно такие.

Однако и у ISDN есть свои проблемы, выражающиеся как в недостаточной стандартизации, так и в необходимости замены программного обеспечения каждой АТС при введении новых услуг ИСС. Это обходится недешево и требует наличия у оператора сети колоссальной интуиции, потому что в данном случае шаг в сторону - это провал. Время "жизни" коммутационного оборудования - несколько десятков лет, поэтому в случае оказания новой услуги заменять его каждый раз нецелесообразно, но и не делать этого нельзя: ведь налицо неуклонный рост требований к увеличению числа функций, которые должны быть поддержаны сетью. При этом не только усложняется структура сетей, но и становятся более трудоемкими процессы управления и эксплуатации.

Модернизация оборудования и программного обеспечения на всех АТС сети - самое слабое место большинства технологий предоставления дополнительных услуг. А вам хотелось бы получить такие услуги, какие только могут прийти в голову оператору или даже абоненту, готовому платить за это деньги. И вот при появлении и становлении концепции ИСС, рожденной благодаря мучениям с внедрением Centrex и других услуг, эта "сумасшедшая" мечта стала сбываться.

Основная идея ИСС состоит в разделении процессов традиционной коммутации вызовов и введения новых услуг. Для этого необходимо иметь определенные интерфейсы между коммутаторами сети и специальным устройством, называемым "интеллектуальной надстройкой" или "платформой IN", и уметь определять типы данных, передаваемых между ними. В этом случае модернизация услуг заключается лишь в обновлении программного обеспечения "платформы IN", что позволяет быстро и экономично внедрять на существующих сетях любые услуги независимо от производителей коммутационного оборудования.

С 80-х годов поставщики услуг телефонии начали по всему миру подключать коммутаторы телефонной сети общего пользования к базам данных для обеспечения услуги "Бесплатный номер" и для поддержки автоматической авторизации телефонных карт. И технология, ныне называемая услугами ИСС, обзавелась своими стандартами, появились также и промышленно выпускаемые продукты для ИСС.

Основная часть

1.   Общие сведения об ISDN. 

      Так что же такое ISDN?.. Если судить по определению, то ISDN (Integrated Services Data Network (в переводе с англ. - Цифровая сеть с Интегрированными услугами)) - это сеть, обеспечивающая полностью цифровые соединения между оконечными устройствами для поддержания широкого спектра речевых и информационных услуг.

      По своей сути ISDN - это цифровой вариант аналоговых телефонных линий с коммутацией цифровых потоков, или, иначе, сеть из цифровых телефонных станций, соединенных друг с другом цифровыми каналами. Т. е., выражаясь более простым языком, привлекательность ISDN заключается в возможности одновременного обмена речью, текстом, данными и подвижным изображением по стандартным аналоговым телефонным линиям с более высокими скоростями передачи, чем у обычным модемов, и по цене значительно меньшей, чем у арендуемых линий. При этом гарантируется высокое качество и высокая надежность передачи, а также широкий набор сервисных функций.

1.1.   История

      ISDN стала первым шагом на пути создания единой инфраструктуры для передачи голоса, данных и других типов информации.

      Концепция ISDN была разработана в 70-х годах Bellcore, а сама технология стандартизована CCITT в 1984 году. Рекомендации описывают стандартный набор интерфейсов и сигнальных протоколов для передачи голоса и данных по обычным телефонным линиям. Благодаря ISDN различные устройства типа телефонов, компьютеров, факс-аппаратов могут одновременно передавать и принимать цифровые сигналы после установления коммутируемого соединения с абонентом на противоположном конце. Таким образом, ISDN позволяет сделать все соединение между конечными узлами (а не только между АТС) цифровым.

      Первая ISDN-станция была введена в эксплуатацию в 1976 году. Первоначально ISDN воспринималась как средство модернизации существующей телекоммуникационной инфраструктуры, или, если говорить более конкретно, как новый способ передачи речевых сообщений. Однако использование ISDN только в качестве звукового сервиса явно не оправдывало финансовых затрат на развитие и внедрение новой технологии. Собственно говоря, концепция ISDN изначально предполагала гораздо более широкий спектр возможностей, нежели простая замена устаревших аналоговых телефонных аппаратов на более модные цифровые терминалы.

      С точки зрения пользователя, наибольшая привлекательность ISDN заключается в возможности одновременного обмена речью, текстом, данными и подвижным изображением по стандартным аналоговым телефонным линиям с более высокими скоростями передачи, чем у обычным модемов, и по цене значительно меньшей, чем у арендуемых линий. При этом гарантируется высокое качество и высокая надежность передачи, а также широкий набор сервисных функций. Тем не менее, несмотря на первоначальный интерес потенциальных пользователей к новой коммуникационной технологии, в течение почти двух десятилетий в России не предпринималось активных шагов по практическому освоению ISDN, продолжая жить "по старинке": либо используя принципы аналоговой телефонии, либо - при необходимости передачи данных - пользуясь привычными сетевыми технологиями, такими, например, как Х.25. Однако, в силу указанных выше причин, два-три года назад отношение к ISDN кардинально изменилось.

1.2.   Библиографическая справка

      Название сети Integrated Services Digital Network (ISDN) (Цифровая сеть с интегрированными услугами) относится к набору цифровых услуг, которые становятся доступными для конечных пользователей. ISDN предполагает оцифровывание телефонной сети для того, чтобы голос, информация, текст, графические изображения, музыка, видеосигналы и другие материальные источники могли быть переданы коанечныму пользователю по имеющимся телефонным проводам и получены им из одного терминала конечного пользователя. Сторонники ISDN рисуют картину сети мирового масштаба, во многом похожую на сегодняшнюю телефонную сеть, за тем исключеним, что в ней используется передача цирфрового сигнала и появляются новые разнообразные услуги.

      ISDN является попыткой стандартизировать абонентские услуги, интерфейсы пользователь/сеть и сетевые и межсетевые возможности. Стандартизация абонентских услуг является попыткой гарантировать уровень совместимости в международном масштабе. Стандартизация интерфейса пользователь/сеть стимулирует разработку и сбыт на рынке этих интерфейсов изготовителями, являющимися третьей участвующей стороной. Стандартизация сетевых и межсетевых возможностей помогает в достижении цели возможного об'единения в мировом масштабе путем обеспечения легкости связи сетей ISDN друг с другом.

      Применения ISDN включают быстродействующие системы обработки изображений (такие, как факсимиле Group 1V), дополнительные телефонные линии в домах для обслуживания индустрии дистанционного доступа, высокоскоростную передачу файлов и проведение видео конференций. Передача голоса несомненно станет популярной прикладной программой для ISDN.

      Многие коммерческие сети связи начинают предлагать ISDN по ценам ниже тарифных. В Северной Америке коммерческие сети связи с коммутатором локальных сетей (Local-exchange carrier) (LEC) начинают обеспечивать услуги ISDN в качестве альтернативы соединениям Т1, которые в настоящее время выполняюут большую часть услуг "глобальной телефонной службы" (WATS) (wide-area telephone service).

1.3 Области применения и услуги

      Любому человеку, будь то специалист, работающий дома, или сетевой администратор крупной корпорации, необходима возможность передавать речевые, цифровые и видеоданные по телефонным линиям быстро и недорого. Перечисленные выше возможности ISDN позволяют широко использовать данную технологию в самых различных областях современной жизни. Именно поэтому ISDN заслуживает самого серьезного внимания и наверняка будет широко распространяться в будущем. Помимо применения ISDN в качестве привычного средства телефонной связи, цифровая технология передачи сигналов является идеальной системой для многих предприятий и фирм в плане работы с удаленными пользователями, а также для организации эффективного доступа в Internet, организации видеоконференций и т.д.

Основные услуги

ISDN и телефонная связь.

 Использование ISDN в качестве средства традиционной телефонной связи исторически явилось первой областью применения новой телекоммуникационной технологии. Разработанная как альтернатива обычным аналоговым сетям, она содержит ряд принципиальных особенностей и предоставляет пользователю ISDN-терминала следующие преимущества: наличие жидкокристаллического дисплея и расширенной телефонной клавиатуры для интерактивного управления вызовами и обмена сообщениями, практически мгновенное установление связи (в течение миллисекунд), возможность одновременного установления и удержания линии связи с тремя абонентами, возможность обмена текстовыми и речевыми сообщениями, возможность регулирования громкости принимаемой речи, повышенное качество звучания и т.д.

      Инструментом связи является ISDN-телефон.

      ISDN-телефоны позволяют обмениваться речевыми и текстовыми сообщениями, поддерживают аудиоконференции нескольких абонентов, практически мгновенно (в течение 1 с) производят набор номера, обеспечивают высокое качество передачи речи и имеют еще целый ряд дополнительных функций.

      При использовании ISDN вы не будете иметь никаких проблем с взаимодействием с обычной телефонией. Если вы звоните на ISDN номер, то соединение произойдет на уровне обычной станции. Если вы звоните на ISDN номер другого города, то соединение произойдет между ISDN модулями разных городов через ISDN магистраль. Ну и если вы звоните на обычный номер другого города, то соединение происходит между станциями разных городов. 

Видеотелефония

      Когда появилась письменность, человечество по-разному ее воспринимало. Кто-то противился, кто-то восхищался. Когда появился телефон, письменность уже плотно вжилась в нашу жизнь. Но и у телефонов были как сторонники, так и противники. Но в наши дни телефон просто необходим, без него современный человек чувствует себя как бы отрезанным от мира. Вместе нововведениями всегда приходят и новые слова, выражения. Например "Алло", "я вас не слышу" и т.д.

      Прогресс не стоит на месте. Теперь это - Видеотелефония. Мы все уже много про нее слышали. Но теперь это не где-то на диком западе, а у нас в Ростове и вполне реально. Интересно как с приходом видеотелефонии измениться коронная фраза "Алло"?

      Представьте, как удобно начальнику по видеотелефону проверять работу своих подчиненных. Или как приятно будет родственникам, которые давно не виделись и живут в разных краях света, не просто поговорить, но и увидеть друг -друга. А может это и первый шаг к индивидуальному телевидению.

      Во втором тысячелетии, наверно, телефон без видеосвязи будет выглядеть как нынче "африканские тамтамы", которые использовались в Африке как телеграф.

      Для сеанса видеотелефонии необходимо, что бы обе стороны имели видеотелефон (ISDN телефон оборудованный камерой и экраном). Сеанс может происходить как в экономичном режиме (для экономии средств), так и в режиме максимального качества изображения, причем независимо от расстояния между абонентами.

      Инструментом связи является ISDN-видеотелефон.

      Видеотелефоны. Многие организации имеют географически удаленные подразделения, расположенные в других городах или странах. Сотрудникам этих филиалов приходится периодически выезжать в командировки для встреч с руководством, коллегами, заказчиками и поставщиками. С развитием сетей ISDN появилась реальная возможность заменить поездки сеансами видеотелефонии и, таким образом, не только сэкономить время и деньги, но и значительно повысить оперативность принятия решений.

ISDN и удаленный доступ.

      Сегодня работа любой средней или крупной компании, имеющей географические рассредоточенные офисы, вряд ли будет эффективной без организации удаленного доступа к локальным сетям филиалов. Однако решение этой проблемы путем использования выделенных линий обходится компаниям порой слишком дорого, а аналоговые модемы не способны обеспечить требуемого уровня производительности, особенно в последние годы, когда интенсивность информационных потоков резко возросла. Что же касается волоконно-оптических, радиорелейных и спутниковых каналов связи, то для основной массы компаний их стоимость все еще выглядит астрономической. В этом случае идеальным решением как раз и является технология ISDN, способная обеспечить и приемлемый уровень производительности, и необходимое качество передачи информации, и максимально полный перечень услуг - и все это за вполне доступную цену.

      Сети ISDN способны обеспечивать такие функции, как связь по требованию, пропускная способность по требованию (объединение нескольких B-каналов в один логический канал), компрессия данных в канале, защита информации, позволяя реализовывать самые разнообразные решения проблем организации связи с филиалами.

      Допустим, существует два удаленных офиса. Что бы их объединить достаточно, в каждый их них провести ISDN линию и приобрести ISDN/Ethernet маршрутизатор. Скорость обмена между сетями будет 128 кбит/с. Кроме того, вы можете параллельно с информационным обменом использовать ISDN телефон, без разделения сетей. Но с использованием ISDN телефона, во время работы последнего, скорость обмена между сетями упадет до 64 кбит/с, но только на время его работы!

      Сетевые коммутаторы, маршрутизаторы. Призваны объединять удаленные ЛВС, обеспечивая тем самым оперативный доступ к корпоративным информационным ресурсам, например базам данных.

ISDN и телекомпьютинг.

      Не менее привлекательным является применение ISDN в организации такой формы удаленного доступа, как телекомпьютинг. Данная форма вызвана к жизни необходимостью создания наиболее оптимального и эффективного способа удаленного взаимодействия служащих с центральным офисом своей компании. Телекоммьютинг предполагает возможность использования служащими средств телекоммуникаций для постоянной связи с офисом, не выходя из дома, сокращая тем самым количество регулярных поездок на работу. Можно с определенной долей уверенности прогнозировать, что в самом ближайшем будущем ISDN станет тем катализатором, который обеспечит стремительный рост популярности телекомпьютинга, - как, впрочем, и наоборот. По мере того, как ISDN становится все более реальным средством связи удаленных пользователей с сетями центральных офисов, будет происходить переориентация всей организации работы компаний в направлении создания так называемых домашних офисов.

ISDN и Internet.

      Такие сервисы, как WWW (World Wide Web), обеспечивают доступ абонента практически к любой интересующей его информации, предоставляют возможность "поделиться" ею с широким кругом абонентов, а также позволяют создавать постоянно действующие каналы для технической поддержки пользователей. Подобный набор услуг предполагает обмен по сети Internet самого широкого спектра сообщений, включая графику, звук, текст и цифровые данные, что, в свою очередь, предъявляет весьма жесткие требования к пропускной способности сетей. Существующие сегодня способы установления соединений по аналоговым телефонным линиям с помощью модемов не способны обеспечить требуемой производительности, за исключением выделенных каналов доступа в Internet, что как правило значительно дороже, чем коммутируемое подключение, а также накладывают ряд ограничений на использование сервисных функций, крайне важных для организации современного бизнеса. Совершенно очевидно, что решить эту проблему может ISDN, вновь и вновь играющая роль своего рода "палочки-выручалочки".

ISDN и видеоконференции.

      Еще один аргумент в пользу ISDN - наиболее прямой и естественный путь к организации реальных видеоконференций. Правда, число участников не должно превышать четырех, однако рабочие совещания двух-трех человек можно проводить в режиме реального времени.

      В определенной степени на рост интереса к ISDN оказывает влияние развитие систем мультимедиа. Так, многие коммерческие радиостанции на Западе используют ISDN для передачи стереозвука с высоким качеством. Кроме того, сейчас на рынке появились охранные системы и системы видео наблюдения, работа которых основана на использовании принципов ISDN.

Факсы нового поколения.

      Если вы не хотите простаивать перед факсами часами в ожидании необходимого документа и не желаете повторять передачу несколько раз, из-за того, что переданный текст не читаем, Вам необходимо перейти на факсимильные аппараты нового поколения.

      Одно из главных преимуществ использования цифровых технологи в связи, это дополнительные услуги, которые последнее время становятся популярны среди пользователей учрежденческих мини-АТС. Назовем самые известные из них:

• различные виды переадресации вызовов;
• перехват вызова;
• автодозвон после освобождения занятой линии;
• предоставление отдельного номера для каждого устройства, подключенного к линии ISDN;
• определение номера, с которого осуществляется входящий вызов (АОН);
• запрет как входящего, так и исходящего вызовов;
• наведение справки во время разговора (удержание вызова);
• конференцсвязь;
• организация закрытой группы абонентов;
• будильник;
• вызов по определенному номеру;
• идентификация следующего вызова во время разговора ("ожидание вызова");
• прямой вызов абонента под добавочным номером, минуя оператора мини-АТС;
• голосовая почта;
• соединение с абонентом, звонившим во время разговора или при отсутствии вызываемого, т.е. после очередного поднятия трубки.

      Все эти услуги интегрированы в технологию ISDN и доступны любому абоненту ISDN. Так же существует много дополнительных услуг, которые обрабатываются на уровне ISDN оборудования и не требуют поддержки со станции.

1.4 Преимущества ISDN

      Прежде чем переходить к описанию общих достоинств ISDN, хочу привести несколько частных примеров. Например, многие руководители имеют специальную кнопку на своих телефонах, с помощью которой они могут мгновенно связаться с секретаршей (нулевое время установления связи). ISDN-телефоны обеспечивают моментальную связь с одним из нескольких наперед заданных абонентов в любой точке мира по нажатию всего одной кнопки. Еще одна возможность - отображение телефонного номера, имени и адреса звонящего на дисплее в момент звонка. В более сложном варианте, когда телефон подключен к компьютеру, монитор ПК может отображать соответствующую запись о звонящем из базы данных. В случае BRI оба B-канала могут быть объединены, например, для обеспечения более быстрого доступа к провайдеру Internet, а при поступлении входящего вызова один канал B тут же освобождается; по завершении разговора канал B автоматически подключается к передаче данных.

      Общие же достоинства ISDN состоят в следующем.

      Во-первых, ISDN поднимает по сравнению с модемами порог в 56 Кбит/с для скорости обмена данными между компьютерами по обычной телефонной сети. ISDN позволяет оперировать одновременно несколькими цифровыми каналами по одной телефонной проводке, и таким образом использовать ее для передачи цифрового, а не аналогового сигнала. С помощью протоколов объединения каналов типа BONDING или многоканального PPP базовый интерфейс обмена позволяет достичь скорости передачи несжатых данных в 128 кбит/с. Кроме того, задержка, т. е. время от отправки вызова до установления связи, для линий ISDN меньше в несколько раз.

      Во-вторых, ранее каждому устройству была необходима отдельная телефонная линия, если они должны были работать одновременно. Например, отдельная линия была нужна для телефона, факса, модема, моста/маршрутизатора и системы видеоконференций. В случае ISDN сигналы от нескольких источников можно комбинировать для передачи по одной линии, причем ISDN предоставляет единый интерфейс для всех источников.

      В-третьих, вместо отправки вызова по основному каналу абонента в случае обычной телефонной системы ISDN посылает цифровой пакет по отдельному внешнему каналу. С одной стороны, этот сигнал никак не влияет на уже установленные соединения, с другой - установление связи происходит очень быстро. Сигнализация позволяет также определить, кто звонит, а телефонное оборудование ISDN может автоматически принимать решение, куда перенаправить звонок.

1.5.   Концепция ISDN

      Определив в общих чертах сферу применения ISDN и рассмотрев ее основные возможности, перейдем теперь к рассмотрению технологических особенностей одной из самых перспективных телекоммуникационных систем современности.

      Основные принципы ISDN

      Как уже говорилось выше, технология ISDN имеет концептуальные отличия от принципов, используемых в аналоговой телефонии. Каковы же эти отличия?

      Основной отличительной особенностью сети ISDN от обычной аналоговой телефонной сети является то, что ISDN-станции обеспечивают коммутацию цифровых, а не аналоговых, потоков. Следует заметить, что в последнее время появилось много аналоговых АТС, использующих цифровую коммутацию аналоговых сигналов. В отличие от таких станций, коммутаторы ISDN коммутируют именно цифровые потоки. Преобразование аналоговых сигналов в цифровые происходит на уровне ISDN-терминалов (т.е. на оборудовании конечных пользователей), в связи с чем ISDN-станция имеет возможность коммутировать однородные цифровые потоки, "не зная", что же именно в данный момент передается по каналу.

      Второй особенностью ISDN является реализация принципа единой распределенной телефонной станции. Согласно данному принципу, все станции в рамках одной ISDN-сети логически объединены в единую большую станцию и абонентами могут рассматриваться в качестве цельного ISDN-комплекса. Использование указанного принципа позволяет оптимизировать нагрузку на каналы связи (например, минимизируя маршруты соединения между абонентами), а также предоставляет ряд услуг, не принятых в аналоговой телефонии (например, введение единого плана номеров).

      Нельзя обойти вниманием и такую важную особенность, отличающую ISDN от аналоговых сетей, как практически мгновенное установления соединения. Максимальная задержка в ISDN-сети не превышает 30 мс на каждый узел связи.

      Четвертой отличительной особенностью новой технологии является способность ISDN-станций осуществлять автоматическую маршрутизацию соединений, что особенно важно в случаях, когда между станциями имеется несколько альтернативных путей соединения и необходимо выбрать наиболее оптимальный.

2. Описание технологии ISDN

      Технология ISDN различает две основных разновидности логических транспортных каналов.

      PRI (Primary Rate Interface) обеспечивает пропускную способность 2 Мбит и используется в основном как магистральный канал связи между телефонными узлами и/или потребителями.

      BRI (Basic Rate Interface) инкапсулирует два B (bearer) канала данных, каждый пропускной способностью 64 Кбит, и один канал D (delta), используемый для сигнализации. Часто интерфейс BRI называют поэтому "2B+D". Общая пропускная способность BRI составляет 144 Кбит, однако для передачи данных может использоваться один или два B-канала, что дает в итоге пропускную способность 64/128 Кбит.

      Абонентские точки ISDN, как правило, подключаются с использованием BRI. Преимуществом здесь является то, что организовать ISDN-точку достаточно легко и относительно дешево.

      Благодаря тому, что BRI содержит два различных канала данных, ISDN-линию одновременно может использовать два абонента -  либо для двух телефонных разговоров, либо для телефонного разговора и передачи данных, в том числе Интернет. Вообще же к ISDN-линии можно подключить до 8 различных устройств, каждое из которых получит собственный идентификационный номер.

2.1. 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 - 2В+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 (23В+D в США и Японии, где действует стандарт Т-1, и 30В+D в Европе, где действует стандарт Е-1). 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. Строение ISDN PRI выглядит так:

2.2. Уровни обмена сигналами

2.2.1. 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 на Рис. 11-2 "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 усройства. Биты "S" ещe не получили назначения. Биты "В1", "В2" и "D" предназначены для данных пользователя.

      Физически к одной цепи может быть подключено множество устройств пользователей ISDN. Для такой конфигурации столкновения могут быть результатом одновременной передачи двух терминалов. Поэтому ISDN предусматривает средства для определения конфликтов в канале связи. При получении устройством NT бита D из ТЕ оно отражает этот бит эхо-сигналом обратно в соседнюю позицию Е-бита. ТЕ ожидает, что соседний Е бит должен быть тем же самым, что и бит D, который он передал в последней передаче.

      Терминалы не могут передавать в D-канал до тех пор, пока они не распознают специфичное число единиц (указывающих на "отсутствие сигнала"), соответствующее заранее установленному приоритету. Если устройство ТЕ обнаруживает какой-либо бит в канале с эхо-сигналом (Е), отличающимся от его битов D, oнo должно немедленно прекратить передачу. Этот простой прием является гарантией того, что одновременно только один терминал может передавать свои D-сообщения. После успешной передачи D-сообщения приоритет этого терминала становится более низким, что обеспечивается путем пред'явления ему требования до передачи детектировать большее число последовательных единиц. Приоретет у терминалов может не повыситься до тех пор, пока все другие устройства на этой линии не получат возможность отправить D-сообщение. Телефонные связи имеют более высокий приоритет, чем все другие службы, а информация обмена сигналами имеет более высокий приоритет, чем несигнализирующая информация.

2.2.2. Уровень 2

      Уровнем 2 протокола обмена сигналами ISDN является Link Access Procedure, D channel (Процедура доступа к каналу связи, D-канал), известная также как LAРD. LAPD аналогична "Управлению каналом передачи данных высокого уровня" (HDLC) и "Процедуре доступа к каналу связи, сбалансированной" (LAPB) (смотри Главу 12 "SDLC и его производные" и Главу 13 "Х.25", где дается более подробная информация об этих протоколах). Как видно из раскрытия его акронима, LAPD используется в D-канале для того, чтобы обеспечить поток и соответствующий прием управляющей и сигнализирующей информации. Формат блока данных LAPD (смотри Рис. 11-3) очень похож на формат HDLC; также, как НDLC, LAPD использует блок данных супервизора, информационный и и непронумерованный блоки данных. Протокол LAPD формально определен в CCITT Q.920 и SSITT Q.921.

      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 servise 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 широковещание.

2.2.3. 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 (РАЗ'ЕДИНЯТЬ). Эти сообщения функционально схожи с сообщениями, которые обеспечивает протокол Х.25 (более подробно смотри в Главе 13 "Х.25"). На рис.11-4, взятом из спецификации CCITT 1.451, показаны типичные стадии обращения с коммутацией каналов ISDN.

3. 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.

3.1. Компоненты ISDN

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

Классификация средств связи подключения к ISDN
на примере BRI

3.1.1. Терминальное оборудование

      В соответствии со стандартами ETSI к терминальному оборудованию (terminal equipment — TE) относятся цифровые речевые терминалы ISDN, реализующие услуги телефонии в полосах 3,1 и 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, телетекс, 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 B-канал со скоростью до 64 Кбит/с. Подключение к компьютеру осуществляется через стык V.24 (RS-232C) при использовании тандартных средств работы с модемами.

Терминал со встроенным интерфейсом V.24

      Устройства этого класса недороги (цены на терминал ISDN с интерфейсом V.24 и без него различаются незначительно) и идеально подходят для единичных пользователей (телекомпьютинг), которым необходим удаленный доступ к различным сетям: локальным, передачи данных и/или Интернет, а также для небольших рабочих групп, создающих ограниченный трафик.

      Кроме основных услуг, терминальное оборудование может поддерживать еще и широкий спектр дополнительных: абонентский доступ, предоставление пользователю информации и перенаправление/удержание/ожидание телефонных вызовов. Последние виды услуг предназначаются преимущественно для абонентов ISDN, и каждая из них реализуется согласно своему стандарту, действующему на территории России. Абоненты национальной сети ISDN смогут пользоваться единым набором основных и дополнительных услуг независимо от фирм — производителей систем коммутации, разумеется, если терминальное оборудование имеет сертификат соответствия Госкомсвязи РФ.

      Одни дополнительные услуги задаются на станциях ISDN, и для их поддержки от терминалов пользователей не требуется каких-либо специальных функций, а другие услуги могут быть задействованы по желанию пользователя при нажатии им специальных клавиш своего терминала. Наличие в устройстве подобных функций делает его более «интеллектуальным», что значительно влияет на стоимость. Большинство терминалов поддерживают только самые популярные дополнительные услуги: перенаправление/ожидание вызова, удержание линии, конференц-связь трех абонентов, переносимость терминала, программирование абонентских мультиномеров. Таким образом, абонент сети ISDN может выбрать терминал, удовлетворяющий его потребностям.

      В настоящее время к применению на российской ТфОП сертифицированы два цифровых телефонных аппарата ISDN — EURIT 20 и EURIT 30 производства швейцарской фирмы Ascom, два видеотелефона на базе персонального компьютера — Intel ProShare 200 производства фирмы Intel и PictureTel PCS-100 производства фирмы PictureTel.

3.1.2. Терминальные адапреты

      Поставщики средств связи предусмотрели различные варианты подключения к сети ISDN. Например, для тех, кто не хочет расставаться со своим телефонным аппаратом (факсом или компьютером), выпускаются специальные терминальные адаптеры (terminal adapter — TA). Это небольшие устройства (платы и т. д.), дополняющие стандартные средства связи (персональные компьютеры, факсы 2-й и 3-й групп, установки передачи данных по протоколу Х.25, аналоговые телефонные аппараты и т. д.) и обеспечивающие их интерфейс с ISDN. Таким образом, ТА служит для подключения к сети ISDN оборудования, которое не было специально разработано для этой сети.

      Выпускаются два типа ТА — внешние и встроенные. Внешние выполнены в виде отдельного устройства со своим блоком питания. Они функционируют согласно одной заложенной в него программе, ориентированной на предоставление интерфейса с ISDN тому или иному типу терминального оборудования (например, имеются ТА для подключения терминалов, работающих по протоколу Х.25 или V.24 либо по интерфейсу a/b).

      Встроенные ТА, например ISDN-адаптеры для персональных компьютеров, монтируются внутри последних и комплектуются различным программным обеспечением в зависимости от нужд пользователя. ПК, оснащенный таким ТА, в зависимости от типа ПО может выполнить функции факса 4-й группы, терминала для приема/передачи данных, телетекса, видеотекса. Поэтому ПК является универсальным терминалом ISDN.

      Терминальные адаптеры, ориентированные на прием/передачу данных, могут поддерживать их динамическое сжатие на аппаратном уровне. Они компактны и удобны в использовании. Их весьма охотно применяют одиночные пользователи и небольшие рабочие группы пользователей для удаленного доступа к локальным и глобальным сетям. Кроме того, существуют ТА, совмещенные с другими средствами связи ISDN. Например, в телефонный терминал пользователя может быть интегрирован ТА для подключения ПК. В этом случае ПК по интерфейсу V.24 подключается непосредственно к телефону ISDN, и, используя его программные средства, может устанавливать соединения с другими пользователями.

      ТА интегрируются и с сетевым окончанием (NT) для предоставления пользователю интерфейса a/b. В этом случае, помимо терминалов ISDN, можно подключить к такому сетевому окончанию еще и аналоговые телефоны, факсы 2-й и 3-й групп или ПК с аналоговым модемом.

Использование сетевого окончания с интегрированным в него
терминальным адаптером для подключения аналоговых терминалов

      К сожалению, на сегодняшний день ни один ТА не имеет сертификата соответствия Госкомсвязи РФ.

3.2. Средства доступа

      К средствам доступа относятся сетевые окончания (NT), мультиплексоры, мосты/маршрутизаторы.

      Ниже приведены сертифицированные сетевые окончания, которые применяются на ТфОП России:

      Для основного доступа ISDN: NT производства фирмы Siemens; NTBA производства фирмы ELCON (Германия), NT+2a/b (со встроенным терминальным адаптером для подключения аналоговых терминалов) производства фирмы Ascom, NT1+ (со встроенным терминальным адаптером для подключения аналоговых терминалов) производства фирмы CS Telecom (Франция).

      Для первичного доступа ISDN: NTPM производства фирмы ELCON, NTLEPMGF (с возможностью подключения к оптоволоконной линии) производства фирмы ELCON.

3.3. Устройства для передачи данных

Мультиплексоры — устройства, обычно служащие для объединения нескольких линий BRI в одну — позволяют изменить стандартную конфигурацию абонентской линии и обеспечивают пользователю (в зависимости от его потребностей) более гибкий и удобный доступ к сети ISDN. Такие устройства могут предоставить ему ISDN-услуги на более высокой скорости, чем это позволяет основной доступ.

Использование инверсного мультиплексора

      Использование подобного оборудования предполагает наличие у абонентов специальных терминалов, способных подключаться к нему (например, по интерфейсу V.35). Примером такого оборудования может служить инверсный мультиплексор для предоставления абоненту услуги видеотелефонии на скорости 384 Кбит/с. При установлении соединения с помощью этого мультиплексора происходит последовательная коммутация шести каналов в одном направлении, при этом маршрут каждого скоммутированного канала может различаться. Следовательно, и время распространения сигналов по каждому из каналов будет разное. Инверсный мультиплексор «сглаживает» эти задержки и позволяет терминальному оборудованию абонентов обмениваться данными через сеть ISDN по шести пользовательским каналам с качеством не хуже, чем по одному выделенному каналу со скоростью 384 Кбит/с. Подобные мультиплексоры также обеспечивают подключение удаленных абонентов к системе коммутации ISDN при использовании одного канала со скоростью 2048 Кбит/с.

Использование мультиплексора MUX12 для подключения удаленных абонентов

      Применение двухпроводных линий при организации доступа к сети ISDN накладывает определенные ограничения на длину абонентской линии — для интерфейса Uk0 она не должна превышать 8 км. Данная задача решается с помощью специального мультиплексора, например MUX12 производства фирмы CS Telecom. Он служит для мультиплексирования двенадцати абонентских линий ISDN основного доступа с последующей передачей данных по одной линии со скоростью 2048 Кбит/с (средой для передачи могут служить медные линии). По базовым доступам через интерфейс Uk0 MUX12 подключается к системе коммутации ISDN. В комплект системы входят мультиплексор и демультиплексор, которые взаимодействуют по каналу со скоростью 2048 Кбит/с. Это позволяет оператору с помощью одной системы коммутации охватить услугами ISDN довольно большую территорию. MUX12 сертифицирован для применения на российской ТфОП.

       Мосты/маршрутизаторы ISDN PRI/BRI — это устройства для объединения удаленных сегментов локальных сетей (Ethernet, Token Ring и др.) через каналы ISDN.

Объединение локальных вычислительных сетей

      Обычно они рассчитаны на передачу трафика определенного стека протоколов, принадлежащего какой-либо одной сетевой операционной системе, со скоростью до 128 Кбит/с (по двум каналам B). Мосты/маршрутизаторы имеют специальные средства фильтрации трафика и могут частично или полностью выполнять функции маршрутизации последнего. Такие устройства стоят недорого и предназначены в основном для небольших и средних локальных сетей (на 10—50 рабочих станций).

      Кроме этого, существует класс многофункциональных комбинированных устройств ISDN PRI/BRI. Как правило, они имеют модульную наращиваемую архитектуру и являются основой для создания крупных сетей. Подобные устройства представляют собой мощные многопротокольные маршрутизаторы и поддерживают большое число стеков протоколов различных производителей сетевого программного обеспечения, а также протоколов локальных и глобальных сетей (Ethernet, Fast Ethernet, FDDI, X.25, ATM и др.), реализованных для различных аппаратных платформ. В этих устройствах поддержка ISDN обеспечивается установкой специальных модулей, имеющих либо стык PRI, либо несколько стыков BRI. Помимо сервисных функций, реализуемых в более дешевых мостах/ маршрутизаторах, устройства этого класса предоставляют более широкую полосу пропускания, объединяя несколько каналов B. Они могут выступать и в качестве УПАТС, выполняя при этом простейшие функции коммутации каналов и обеспечивая таким образом возможность более эффективного их использования. Из всех устройств, рассмотренных нами в этой статье, мосты/маршрутизаторы BRI/PRI являются самыми дорогими и, как правило, применяются при построении крупных разнородных сетей, содержащих сотни рабочих станций. Следует отметить, что на момент написания статьи авторы не имели информации ни об одном устройстве этого класса, сертифицированном Госкомсвязи РФ.

      Наличие широкого ассортимента средств связи для подключения к ISDN ставит сложные задачи перед операторами сетей связи по обеспечению их совместимости между собой. И это наводит на мысль о том, что необходимо навести порядок в хаотичном рынке средств связи ISDN.

      Степень развития сетей связи во многом определяет возможности абонентов по использованию всего спектра услуг ISDN, а наличие сертификата на средства связи для подключения к ISDN гарантирует возможность подключения терминального оборудования к этой сети.

4. Передача данных с помощью технологии ADSL

      Российский рынок услуг передачи данных в режиме on-line находится в начальной стадии своего развития. Основным сдерживающим фактором является несоответствие между большой себестоимостью услуг и платежеспособностью потребителей, в результате чего такого рода услуги до настоящего времени могли позволить себе только средние и крупные корпоративные пользователи. Не секрет, что для снижения себестоимости услуг важнейшую роль играет выбор среды передачи данных именно для организации "последней мили", то есть линий по которым помещения абонентов подключаются к точкам доступа оператора. При построении сети, рассчитанной на массового пользователя, выбор технологии для "последней мили" становится принципиальным с точки зрения влияния на тарифы, поскольку расходы на организацию точек доступа и связей между ними (магистральной сети оператора) умножаются только на их количество и не зависят прямо от количества абонентов сети, а расходы на организацию "последней мили" умножаются именно на количество пользователей и, тем самым, в наибольшей степени влияют на себестоимость услуг.

      В свою очередь, стоимость организации "последней мили" определяется величиной арендных платежей собственнику используемых кабелей (радиоканалов) или затратами на их прокладку (организацию радиоканалов), а также ценой оборудования, устанавливаемого в точке доступа оператора и у абонента. В настоящее время известны и широко используются в городских условиях следующие средства для организации "последней мили":

• телефонные медные провода;
• волоконно-оптические кабели;
• телевизионные кабельные сети;
• радиоэфир (технология "радио-Ethernet");
• каналы спутникового телевидения.

      Перспективность использования той или иной среды передачи данных во многом зависит от технико-экономических показателей имеющегося технологического оборудования для организации цифрового канала. В последние 2 года на рынок буквально ворвалась и развивается гигантскими темпами технология ADSL, благодаря которой наиболее старая из существующих сред - "телефонные медные провода" подобно Золушке из детской сказки преобразилась как в техническом, так и экономическом плане.

Структурная схема технологии ADSL:

4.1. Что такое ADSL?

      Что же это такое? ADSL (Asymmetric digital subscriber lines) - это телекоммуникационная технология, позволяющая передавать данные со скоростью до 8 Мбит/с по обычным телефонным линиям. По своему качеству (10Е-8 - 10Е-10) она является альтернативой построению волоконно-оптических сетей (в целом весьма недешевых) и позволяет оптимально использовать существующие кабельные сети традиционных телефонных операторов. ADSL обеспечивает передачу данных на скоростях, достаточных для эффективной работы с различными данными, в том числе цифровым видео или мультимедиа, то есть перекрывает потребности практически всех существующих на сегодняшний день контентных приложений.

      По сравнению с технологиями традиционных кабельных модемов и волоконно-оптических линий главное преимущество ADSL состоит в том, что для нее используется уже существующий телефонный кабель. На окончаниях действующей телефонной линии устанавливаются специальные устройства (сплиттеры) - один на АТС и один в офисе (квартире) абонента. К абонентскому сплиттеру подключаются обычный аналоговый телефон и ADSL модем, который в зависимости от исполнения может выполнять функции маршрутизатора (router) или моста (bridge) между локальной сетью абонента и пограничным маршрутизатором провайдера. При этом работа модема абсолютно не мешает использованию обычной телефонной связи.

      В нормальных условиях эксплуатации с помощью технологии ADSL можно вести передачу данных на скорости до 8 Мбит/с в прямом направлении и 1,5 Мбит/с в обратном. Аппаратура ADSL передает данные приблизительно в 200 раз быстрее, чем обычные аналоговые модемы, у которых средняя устойчивая скорость передачи около 30 кбит/с, причем в той же физической среде распространения.

      На рисунке приведена схема организации типовой сети передачи данных, основанной на технологии ADSL. Структура сети построена по классическому принципу, предусматривающему единую на всем протяжении от устанавливаемого в помещении абонента оборудования до точки предоставления услуг структуру и формат кадров передачи - формат ячеек АТМ (по стандарту RFC1483 - Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5). Функционально СПД подразделяется на три основных относительно независимых иерархических подсистемы:

• подсистема абонентского доступа, включающая в себя: собственно оборудование ADSL для подключения абонентов к центрам доступа оператора сети передачи данных на базе существующей кабельной телефонной распределительной сети (абонентский и станционный модемы) и оборудование промежуточной коммутации, обеспечивающее выполнение функций концентрации поступающего от абонентских модемов трафика в один мощный цифровой канал, через который узел доступа подключается к подсистеме магистрального доступа;
• подсистема магистрального доступа, посредством которой организуется взаимодействие центров доступа как между собой, так и с центрами предоставления услуг контент-провайдеров или центральными офисами корпоративных сетей пользователя;
• центр предоставления услуг (на первом этапе только доступ в глобальную сеть Интернет).

      Протокольное обеспечение СПД строится в соответствии с основным принципом, заложенным в ее архитектуру. Информационные пакеты, порождаемые прикладным абонентским оборудованием, попадают на вход СПД через интерфейс абонентского терминала в формате Ethernet 802.3. Абонентский терминал производит все определенные протоколом RFC1483 преобразования (разбивает и "укладывает" содержимое пакета в ячейки АТМ, снабжает их адресом назначения) и передает их на выход входящего в состав терминала ADSL-модема. В свою очередь ADSL-модем в соответствии со стандартом Т1.413 производит "инкапсуляцию" и передачу АТМ ячеек по телефонной линии ADSL модема станционного концентратора (DSLAM). Станционный концентратор производит обратную процедуру и "восстанавливает" исходные АТМ ячейки из формата пакетов Т1.413, которые сразу же передаются на вход карты АТМ-концентратора, из которого они без всяких преобразований по протоколу ATM Forum PVC (Permanent Virtual Circuit) передаются в подсистему магистрального доступа (АТМ - сеть) по интерфейсу ОС-3с.

      АТМ сеть также не производит никаких преобразований и осуществляет только доставку исходных АТМ ячеек по указанному в них адресу назначения. В качестве адреса назначения используется точка АТМ сети, к которой подключено оборудование центра предоставления услуг. Для организации услуги доступа к глобальной сети Интернет, в качестве оборудования центра используется подключенный по интерфейсу ОС-3с маршрутизатор, выполняющий функции терминации абонентских сессий (постоянных соединений PVC), которая заключается в выполнении обратных, по отношению к абонентскому терминалу, преобразований, определяемых протоколом RFC1483. При передаче трафика из центра к абоненту осуществляются совершенно аналогичные преобразования, только в обратном порядке. Тем самым, между портом Ethernet абонентского терминала и виртуальным портом маршрутизатора создается "прозрачная" локальная сеть c протоколом Ethernet 802.3, то есть все подключенные к абонентскому терминалу компьютеры пользователя "воспринимают" центральный маршрутизатор, так как если бы он был подключен непосредственно в его (абонента) локальную сеть.

      Поскольку для услуг доступа к сети Интернет единственным необходимым для взаимодействия протоколом сетевого уровня является протокол IP, цепочка протокольных преобразований, осуществляемых СПД, может быть изображена следующей диаграммой:

      Клиентское приложение - IP - Ethernet - (IEEE802.3) - ATM - (RFC1483) - ADSL - (T1.413) - ATM - (RFC1483) - Ethernet - (IEEE802.3) - IP - глобальная сеть Интернет.

4.2. Принципы организации услуги ADSL

      Услуга ADSL организуется с помощью модема ADSL, и стойки модемов ADSL, называемой DSL Access Module. Практически все DSLAM оснащаются портом Ethernet 10Base-T. Это позволяет использовать на узлах доступа обычные концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы.

      Ряд производителей начали снабжать DSLAM интерфейсами АТМ, что позволяет напрямую подключать их к ATM-коммутаторам территориально-распределенных сетей. Также ряд производителей создают пользовательские модемы, которые представляют собой ADSL модем, но для программного обеспечения являются адаптерами ATM.

      На участке между ADSL модемом и DSLAM функционируют три потока: высокоскоростной поток к абоненту, двунаправленный служебный и речевой канал в стандартном диапазоне частот канала ТЧ (0,3-3,4 Кгц). Частотные разделители (POTS Splitter) выделяют телефонный поток, и направляют его к обычному телефонному аппарату. Такая схема позволяет разговаривать по телефону одновременно с передачей информации и пользоваться телефонной связью в случае неисправности оборудования ADSL. Конструктивно телефонный разделитель представляет собой частотный фильтр, который может быть как интегрирован в модем ADSL, так и быть самостоятельным устройством.

      Согласно теореме Шеннона, невозможно с помощью модемов достичь скоростей выше 33,6 Кбит/с. В ADSL технологии цифровая информация передается вне диапазона частот стандартного канала ТЧ. Это приведет к тому, что фильтры, установленные на телефонной станции отсекут частоту выше 4 кГц, поэтому необходимо на каждой телефонной станции установить оборудование доступа к территориально-распределенным сетям (коммутатор или маршрутизатор).

      Передача к абоненту осуществляется на скоростях от 1,5 до 6,1 Мбит/с, скорость служебного канала составляет от 15 до 640 Кбит/с. Каждый канал может быть разделен на несколько логических низкоскоростных каналов.

      Скорости, предоставляемые модемами ADSL кратны скоростям цифровых каналов T1, E1. В минимальной конфигурации передача ведется на скорости 1,5 или 2,0 Мбит/с. В принципе, сегодня существуют устройства, передающие данные со скоростью до 8 Мбит/с, однако в стандартах такая скорость не определена.

      Скорость модемов ADSL в зависимости от числа каналов

      Максимально возможная скорость линии зависит от ряда факторов, включающих длину линии и толщину телефонного кабеля. Характеристики линии ухудшаются с увеличением его длины и уменьшении сечения провода. В таблице показаны несколько вариантов зависимости скорости от параметров линии.

      ADSL-модем представляет собой устройство, построенное на базе цифрового сигнального процессора (ЦСП или DSP), аналогичное применяемому в обычных модемах (Рис. 2). В общем случае, вся пропускная способность линии делится на два участка. Первый участок предназначен для передачи голоса, и находится в диапазоне 0,3-3,4 КГц. Диапазон сигнала для передачи данных лежит в пределах от 4 Кгц до 1 Мгц. Физические параметры большинства линий не позволяют передавать данные с частотой свыше 1 МГц. К сожалению не все существующие телефонные линии (особенно большой протяженности), имеют даже такие характеристики, поэтому приходится уменьшать полосу пропускания, что влечет за собой уменьшение скорости передачи.

 Структурная схема передающего узла ADSL модема

        Для создания этих потоков используются два метода: метод с частотным разделением каналов и метод эхо компенсации.

 Схемы разделения потоков в полосе пропускания частот телефонной линии

      Метод с частотным разделением состоит в том, что каждому из потоков выделяется своя полоса пропускания частот. Высокоскоростной поток может разделяться на один или более низкоскоростных потоков. Передача этих потоков осуществляется методом "дискретной многотональной модуляции" (DMT).

      Метод эхо компенсации состоит в том, что диапазоны высокоскоростного и служебного потоков накладываются друг на друга. Разделение потоков осуществляется с помощью дифференциальной системы, встроенной в модем. Этот способ используется в работе современных модемов V.32 и V.34. Высокоскоростной поток может разделяться на один или более низкоскоростных потоков Передача этих потоков осуществляется методом "дискретной многотональной модуляции" (DMT).

      При передаче множества потоков происходит разделение каждого из них на блоки. Каждый блок снабжается кодом исправления ошибок (ECC).

4.3. Universal ADSL

      Технология ADSL обладает рядом мелких недостатков, препятствующих широкому внедрению технологии на сетях абонентского доступа. Это сложность установки устройств ADSL; они требуют серьезной настройки на конкретную абонентскую линию (как правило, с участием технического сотрудника компании - оператора сети), имеют относительно большую стоимость.

      Не так давно появились сообщения о создании новой версии технологии ADSL, которая призвана устранить указанные недостатки. Ее называют Universal ADSL (UADSL), или DSL Lite. Правда, при использовании этой технологии данные передаются на более низких скоростях, чем в ADSL (при длине абонентской линии до 3,5 км скорость составляет 1,5 Мбит/с в направлении к абоненту и 384 кбит/с - в обратном направлении; при длине абонентской линии до 5,5 км обеспечиваются 640 кбит/с по направлению к абоненту и 196 кбит/с - в противоположном). Однако эти устройства легче устанавливать; кроме того, в их составе имеется частотный разделитель, поэтому его не приходится устанавливать отдельно. По существу, достаточно просто подключить UADSL-модем к телефонной розетке, так же как и обычный модем.

      Стоимость таких устройств не превышает стоимости обычного модема, поэтому стоит ожидать, что именно эта технология найдет широкое применение в аппаратуре доступа оконечных пользователей.

5. Что лучше ISDN или ADSL?

      Пока цифровые абонентские линии лишь готовятся вступить на рынок, большинство удаленных пользователей вынуждены довольствоваться менее экзотическими методами сетевого доступа. И самым распространенным вариантом остается пока работа с аналоговыми модемами. Хотя скорости передачи в таких линиях (обычно 14,4 или 28,8 Кбит/с) и оставляют желать лучшего (особенно с точки зрения какого-нибудь заядлого путешественника по сети Web), аналоговые модемы обладают двумя основными достоинствами.

      Во-первых, модемы даже самых последних моделей стоят всего 200 долл. или немногим больше. По сравнению с любой другой технологией линия аналоговой связи — единственный вариант сетевого соединения, который действительно доступен для среднего потребителя.

      Во-вторых, в отличие от всех остальных вариантов, он не требует модификации оборудования, установленного в центральном отделении телекоммуникационной компании.

      Эта особенность делает аналоговую связь через модем единственным способом, который обеспечивает пользователям доступ к сети в любое время из любого места, где есть телефонная линия. Хотя скорости передачи данных в различных каналах могут быть различными, почти каждое региональное отделение телекоммуникационной компании позаботится о создании таких условий передачи сигналов по телефонной линии, которые приведут к повышению скорости работы модемов. Этому будет способствовать дополнение к протоколу V.34 — действующей спецификации для модемов Международного союза по электросвязи. Оно регламентирует скорости передачи данных до 33,6 Кбит/с. И хотя такая скорость составляет всего лишь малую долю от той, которую предлагает технология DSL, все же, с учетом компрессии по стандарту V.42bis, пользователи смогут достичь скоростей передачи порядка 115,2 Кбит/с и выше. Таких скоростей вполне достаточно для выполнения основных операций в сети Internet, работы с электронной почтой и процедуры передачи небольших файлов. И тем не менее дни аналоговых модемов сочтены, поскольку пользователи стремятся к все более высоким скоростям доступа к Internet и корпоративным сетям. Начиная с 1998 года, наблюдается тенденция к отказу от аналоговых модемов. Среди пользователей Internet довольно много таких, кто не удовлетворен низкими скоростями передачи, и для того, чтобы они предпочли аналоговым модемам технологию ISDN или ADSL нужно совсем немного.

      Сравнивая возможности ISDN и ADSL, следует отметить, что эти технологии, предназначенные для выполнения различных задач, взаимно дополняют друг друга. Например, компания GTE сегодня активно внедряет на рынке линии ISDN и одновременно проводит две программы испытаний технологии ADSL. Первая программа, развернутая в городе Ирвин, проводится при участии коммерческих компаний. Вторая организована в городе Редмонд (шт. Вашингтон), где сотрудники Microsoft совершенствуют совместную работу программного обеспечения и протокола ADSL. Усилия разработчиков направлены на то, чтобы эта технология могла поддерживать некоторые бытовые приложения, то есть она нацелена на тот же потребительский рынок, что и технология ISDN.

      Пока результаты испытаний еще анализируются, можно отметить следующие различия между двумя технологиями: ADSL обеспечивает постоянное соединение с коммутируемыми пактами, тогда как ISDN, подобно голосовой связи, основывается на коммутировании каналов и обеспечивает гарантированную полосу пропускания.

      Применение протокола Multilink РРР позволяет пользователям инвертировать и мультиплексировать два В-канала линии BRI, создавая быструю линию связи с пропускной способностью 126 Кбит/с. Если же воспользоваться к тому же такими возможностями компрессирования данных, имеющиеся у большинства серверов доступа, как Ascend Мах, то можно добиться скоростей передачи до 512 Кбит/с.

      Более дорогостоящая линия первичного интерфейса обмена (ISDN PRI), средняя стоимость аренды которой составляет около 1 300 долл. в месяц, предоставляет 23 канала связи и один канал управления, что обеспечивает полную скорость передачи данных 1,544 Мбит/с. Скорости в 128 Кбит/с, обеспечиваемой протоколом BRI, оказывается достаточно для того, чтобы поддерживать такие приложения как видеоконференции. Для их проведения необходима гарантированная полоса пропускания, а ее может обеспечить как раз режим коммутирования каналов. Гораздо более быстрая технология ADSL больше подходит для поддерживания цифровых приложений типа передачи файлов посредством ftp, доступа к Internet и передачи электронных сообщений, где сокращение времени ожидания - не основная цель. Вероятно, те сетевые администраторы, первоочередной задачей которых является одновременная поддержка большого числа сеансов голосовой и цифровой связи, еще в течение некоторого времени будут полагаться на возможности, которые предоставляет им цифровая технология ISDN BRI. В отличие от систем, поддерживающих технологию ADSL, оборудование учрежденческих АТС, совместимое с протоколом PRI, может обеспечивать одновременную маршрутизацию к соответствующим конечным станциям до 23 входящих аналоговых и цифровых вызовов. И если в будущем ISDN PRI займет эту рыночную нишу, то ADSL и ISDN BRI будут соревноваться друг с другом в предоставлении быстрых каналов связи небольшим компаниям и отдельным пользователям.

      В настоящее время эксплуатируется около 500 000 линий ISDN BRI, и их число продолжает расти. Можно сделать вывод, что телекоммуникационные компании, вероятнее всего, будут и дальше продолжать поддерживать эту технологию, несмотря на то, что параллельно с этим они начинают внедрение первых линий ADSL.

     Не следует забывать и о том, что на начальном этапе развития технологии ADSL установка одной такой линии будет обходиться примерно в 2000 долл. И хотя эта цифра должна, со временем значительно уменьшиться, данное обстоятельство не стоит сбрасывать со счетов. В настоящее время цифровой сигнал передается по абонентской линии следующим образом: ADSL-модем пользователя соединяется по обычной телефонной линии c таким же модемом или модемной стойкой в центральном отделении телефонной компании. Отсюда соединение передается на коммутатор Ethernet, маршрутизатор или коммутатор АТМ, которые передают сигнал в Internet или в другую цифровую сеть. Сейчас несколько компаний уже работают над созданием мультиплексоров цифрового доступа, которые должны объединить в себе все перечисленные операции соединения, но появления таких устройств не следует ожидать раньше конца текущего года. В результате выпуска мультиплексоров и усовершенствованных конструкций модемов стоимость организации ADSL-линии должна снизиться к середине 1998 года до 500 долл. Объявляя конкурсы среди своих поставщиков, некоторые телекоммуникационные компании указывают ценовые планки, исходя именно из этих цифр. При условии, что их требования будут соблюдены, компании, обеспечивающие услуги телефонной связи, смогут предоставлять ADSL-линии с арендной платой порядка 50 долл. в месяц и даже меньше. Если эти цены станут реальностью к 1999 году, то, как предсказывает компания TeleChoice, распространение цифровых абонентских линий начнется с такой быстротой, что к концу того же 1998 года их число составит половину от действующих линий ISDN BRI. Учитывая предыдущие успехи ISDN, можно предположить, что этой технологии будет трудно устоять против такого рывка своего конкурента. Технологии ISDN и ADSL существенно различаются в способах своего аппаратурного воплощения. ISDN обычно требует дорогостоящего обновления программного обеспечения или замены оборудования для коммутации голосовой связи в центральном отделении телефонной компании. Поскольку стоимость такой модернизации распределяется среди пользователей, то прежде чем организовать службу ISDN телефонные компании обычно дожидаются, чтобы количество желающих воспользоваться этой услугой достигло значительной величины. Другими словами, если вы живете в загородной местности, то вам придется подождать. Каналы же связи, использующие технологию ADSL, напротив, могут быть организованы без значительных капитальных затрат. Здесь уже не требуется, как в случае ISDN, амортизировать расходы на приобретение крупного коммутатора. Телефонные компании должны лишь окупить затраты на приобретение ADSL-модемов и некоторого оборудования, например, концентратора Ethernet и маршрутизатора. Поскольку количество обслуживаемых пользователей может наращиваться постепенно, просто путем подключения дополнительных модемов, то службы цифровых абонентских линий могут быть организованы в загородных областях без существенных капитальных затрат. Кроме того, если абоненты прекращают использовать каналы ADSL, то модемы можно отключать и по мере необходимости использовать модемные сборки в других местах.

      Нет сомнений в том, что обе технологии — ADSL и ISDN — ориентированы на один и тот же рынок обеспечения доступа к сети Internet и поддержки работы удаленных пользователей. Скорость в 128 Кбит/с, обеспечиваемая технологией ISDN BRI, считается на сегодняшний день достаточной. Но растущее число звуковых и видеоприложений в Internet и корпоративных сетях превратит  базовый интерфейс обмена в устаревшую технологию, особенно в глазах тех пользователей, которые имеют дело с передачей больших объемов информации. При скорости 128 Кбит/с качество аудио и видеоприложений в Internet едва ли будет считаться приемлемым.

      Компания ProTech установила ADSL-модемы в двух своих магазинах, чтобы дать возможность посетителям подключаться к Internet. ADSL-модемы оказались настолько быстрые, что многие заказчики думали, будто страницы Web загружаются с какого-то огромного скрытого жесткого диска. Компании, предоставляющие сетевые услуги, еще не решили, как они распределят роли между конкурирующими технологиями. Разные технологии будут предназначаться для различных сегментов потребительского рынка. Организациям, принадлежащим к таким разным сферам как образование, здравоохранение и туризм, несомненно, потребуются и различные приложения.

Список литературы:

1. http://www.raid.ru/isdn/technology.htm

Оглавление

Введение                                                                                                                    1

Основная часть

1.   Общие сведения об ISDN                                                                                   4

1.1.  История                                                                                                               4

1.2.  Библиографическая справка                                                                              5

1.3.  Области применения и услуги                                                                         6

1.4.  Преимущества ISDN                                                                                          10

1.5.  Концепция ISDN                                                                                               11

2.   Описание технологии                                                                                        12

2.1.  Интерфейсы ISDN: BRI и PRI                                                                           12

2.2.  Уровни обмена сигналами                                                                               

2.2.1.   Уровень 1                                                                                                       15

2.2.2.   Уровень 2                                                                                                       16

2.2.3.   Уровень 3                                                                                                       16

3.   Средства связи подключения к ISDN                                                               18

3.1.  Компоненты ISDN                                                                                             18

3.1.1.   Терминальное оборудование                                                                       19

3.2.  Средства доступа                                                                                               21

3.3.  Устройства для передачи данных                                                                    22

4.   Передача данных с помощью технологии ADSL                                             24

4.1.  Что такое ADSL?                                                                                                25

4.2.  Принципы организации услуги ADSL                                                             27

4.3.  Universal ADSL                                                                                                    30

5.   Что лучше ISDN или ADSL?                                                                              30

Список литературы                                                                                                   34