39. Технология ISDN (Узкополосная сеть интегрального обслуживания-(N - ISDN ), широкополосная сеть интегрального обслуживания-(B - ISDN )).

Цели и история создания технологии ISDN

ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровые сети с интегральными услу­гами) относятся к сетям, в которых основным режимом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Идеи перехода с телефонных сетей общего пользования на полностью цифровую обра­ботку данных, при которой конечный абонент передает данные непосредственно в цифровой форме, высказывались давно. Сначала предполагалось, что абоненты этой сети будут передавать только голосовые сообщения. Такие сети получили название IDN (Integrated Digital Network - интегрированная цифровая сеть). Термин «интегрированная» относился к интеграции цифровой обработки ин­формации сетью с цифровой передачей голоса абонентом. Идея такой сети была высказана еще в 1959 году. Затем было решено, что она должна предоставлять своим абонентам не только возможность поговорить между собой, но и восполь­зоваться другими услугами - в первую очередь передачей компьютерных дан­ных. Кроме того, сеть должна была поддерживать для абонентов разнообразные услуги прикладного уровня - факсимильную связь, телетекс (передачу данных между двумя терминалами), видеотекс (получение хранящихся в сети данных на свой терминал), голосовую почту и ряд других. Предпосылки для создания тако­го рода сетей сложились к середине 70-х годов. К этому времени уже широко применялись цифровые каналы Т1 для передачи данных в цифровой форме ме­жду АТС, а первый мощный цифровой коммутатор телефонных каналов 4 ESS был выпущен компанией Western Electric в 1976 году.

В результате работ, проводимых по стандартизации интегральных сетей в CCITT , в 1980 году появился стандарт G .705, в котором излагались общие идеи такой сети. Конкретные спецификации сети ISDN появились в 1984 году в виде серии рекомендаций I . Этот набор спецификаций был неполным и не подходил для по­строения законченной сети. К тому же в некоторых случаях он допускал неодно­значность толкования или был противоречивым. В результате, хотя оборудова­ние ISDN и начало появляться примерно с середины 80-х годов, оно часто было несовместимым, особенно если производилось в разных странах. В 1988 году ре­комендации серии I были пересмотрены и приобрели гораздо более детальный и законченный вид, хотя некоторые неоднозначности сохранились. В 1992 и 1993 годах стандарты ISDN были еще раз пересмотрены и дополнены. Процесс стандартизации этой технологии продолжается.

Внедрение сетей ISDN началось достаточно давно - с конца 80-х годов, однако техническая сложность пользовательского интерфейса, отсутствие единых стан­дартов на многие жизненно важные функции, а также необходимость крупных капиталовложений для переоборудования телефонных АТС и каналов связи привели к тому, что «инкубационный период» затянулся на многие годы, и сей­час, когда прошло уже более десяти лет, распространенность сетей ISDN остав­ляет желать лучшего. Кроме того, в разных странах судьба ISDN складывалась по-разному. Раньше других в национальном масштабе эти сети заработали в та­ких странах, как Германия и Франция. Однако даже в этих странах доля абонен­тов ISDN составляет немногим более 5 % от общего числа абонентов телефонной сети. В США процесс внедрения сетей ISDN намного отстал от Европы, поэтому сетевая индустрия только недавно заметила наличие такого рода сетей. Если су­дить о тех или иных типах глобальных сетей по коммуникационному оборудова­нию для корпоративных сетей, то может сложиться ложное впечатление, что технология ISDN появилась где-то в 1994-1995 годах, так как именно в эти го­ды начали появляться маршрутизаторы с поддержкой интерфейса ISDN . Это обстоятельство просто отражает тот факт, что именно в эти годы сеть ISDN ста­ла достаточно распространенной в США - стране, компании которой являются лидерами в производстве сетевого оборудования для корпоративных сетей.

Архитектура сети ISDN предусматривает несколько видов служб (рис. 16.3):

- некоммутируемые средства (выделенные цифровые каналы);

- коммутируемая телефонная сеть общего пользования;

- сеть передачи данных с коммутацией каналов;

- сеть передачи данных с коммутацией пакетов;

- сеть передачи данных с трансляцией кадров (режим frame relay );

- средства контроля и управления работой сети.

Как видно из приведенного списка, транспортные службы сетей ISDN действи­тельно покрывают очень широкий спектр услуг, включая популярные услуги frame relay . Кроме того, большое внимание уделено средствам контроля сети, которые позволяют маршрутизировать вызовы для установления соединения с абонен­том сети, а также осуществлять мониторинг и управление сетью. Управляемость сети обеспечивается интеллектуальностью коммутаторов и конечных узлов сети, поддерживающих стек протоколов, в том числе и специальных протоколов управ­ления.

Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимиль­ную связь на скорости 64 кбит/с, телексную связь на скорости 9600 бит/с, видеотекс на скорости 9600 бит/с и некоторые другие

На практике не все сети ISDN поддерживают все стандартные службы. Служба frame relay хотя и была разработана в рамках сети ISDN , однако реализуется, как правило, с помощью отдельной сети коммутаторов кадров, не пересекающейся с сетью коммутаторов ISDN .

Базовой скоростью сети ISDN является скорость канала DS -0, то есть 64 кбит/с. Эта скорость ориентируется на самый простой метод кодирования голоса - ИКМ, хотя дифференциальное кодирование и позволяет передавать голос с тем же ка­чеством на скорости 32 или 16 кбит/с.

Одной из оригинальных идей, положенных в основу ISDN , является совместное использование принципов коммутации каналов и коммутации пакетов. Однако сеть с коммутацией пакетов, работающая в составе ISDN , выполняет служебные функции - с помощью этой сети передаются сообщения протокола сигнализа­ции. А вот основная информация, то есть сам голос, по-прежнему передается с помощью сети с коммутацией каналов. В таком разделении функций есть вполне понятная логика - сообщения о вызове абонентов образуют пульсирующий трафик, поэтому его более эффективно передавать по сети с коммутацией пакетов.

Пользовательские интерфейсы ISDN

Одним из базовых принципов ISDN является предоставление пользователю стан­дартного интерфейса, с помощью которого пользователь может запрашивать у сети разнообразные услуги. Этот интерфейс образуется между двумя типами оборудования, устанавливаемого в помещении пользователя (Customer PremisesEquipment , CPE ): терминальным оборудованием пользователя ТЕ (компьютер с соответствующим адаптером, маршрутизатор, телефонный аппарат) и сетевым окончанием NT , которое представляет собой устройство, завершающее канал связи с ближайшим коммутатором ISDN .

Пользовательский интерфейс основан на каналах трех типов:

- В - со скоростью передачи данных 64 кбит/с;

D - со скоростью передачи данных 16 или 64 кбит/с;

- Н - со скоростью передачи данных 384 кбит/с (Н0), 1536 кбит/с (Н11) или 1920 кбит/с (Н12).

Каналы типа В обеспечивают передачу пользовательских данных (оцифрованно­го голоса, компьютерных данных или смеси голоса и данных) и с более низкими скоростями, чем 64 кбит/с. Разделение данных выполняется с помощью техники TDM . Разделением канала В на подканалы в этом случае должно заниматься пользовательское оборудование, сеть ISDN всегда коммутирует целые каналы типа В. Каналы типа В могут соединять пользователей с помощью техники ком­мутации каналов друг с другом, а также образовывать так называемые полупо­стоянные (semipermanent ) соединения, которые эквиваленты соединениям служ­бы выделенных каналов. Канал типа В может также подключать пользователя к коммутатору сети Х.25.

Канал типа D является каналом доступа к служебной сети с коммутацией пакетов, передающей сигнальную информацию. Передача адресной информации, на ос­нове которой осуществляется коммутация каналов типа В в коммутаторах сети, является основной функцией канала D . Другой его функцией является поддержание услуг низкоскоростной сети с коммутацией пакетов для пользовательских данных. Обычно эта услуга выполняется сетью в то время, когда каналы типа D свободны от выполнения основной функции.

Каналы типа Н предоставляют пользователям возможности высокоскоростной передачи данных. На них могут работать службы высокоскоростной передачи факсов, видеоинформации, качественного воспроизведения звука.

Пользовательский интерфейс ISDN представляет собой набор каналов опреде­ленного типа и с определенными скоростями.

Сеть ISDN поддерживает два типа пользовательского интерфейса - начальный (Basic Rate Interface , BRI ) и основной (Primary Rate Interface , PRI ).

Начальный интерфейс BRI предоставляет пользователю два канала по 64 кбит/с для передачи данных (каналы типа В) и один канал с пропускной способностью 16 кбит/с для передачи управляющей информации (канал типа D ). Все каналы работают в полнодуплексном режиме. В результате суммарная скорость интер­фейса BRI для пользовательских данных составляет 144 кбит/с по каждому на­правлению, а с учетом служебной информации - 192 кбит/с. Различные каналы пользовательского интерфейса разделяют один и тот же физический двухпроводный кабель по технологии TDM , то есть являются логическими, а не физиче­скими каналами. Данные по интерфейсу BRI передаются кадрами, состоящими из 48 бит. Каждый кадр содержит по два байта каждого из В каналов, а также 4 бита канала D . Передача кадра длится 250 мс, что обеспечивает скорость дан­ных 64 кбит/с для каналов В и 16 кбит/с для канала D . Кроме битов данных кадр содержит служебные биты для синхронизации кадров, а также обеспечения нулевой постоянной составляющей электрического сигнала.

Интерфейс BRI может поддерживать не только схему 2 B + D , но и B + D и про­сто D (когда пользователь направляет в сеть только пакетизированные данные).

Начальный интерфейс стандартизован в рекомендации I .430.

Основной интерфейс PRI предназначен для пользователей с повышенными тре­бованиями к пропускной способности сети. Интерфейс PRI поддерживает либо схему 30 B + D , либо схему 23 B + D . В обеих схемах канал D обеспечивает скорость 64 кбит/с. Первый вариант предназначен для Европы, второй - для Северной Америки и Японии. Ввиду большой популярности скорости цифровых каналов 2,048 Мбит/с в Европе и скорости 1,544 Мбит/с в остальных регионах привести стандарт на интерфейс PRI к общему варианту не удалось.

Возможны варианты интерфейса PRI с меньшим количеством каналов типа В, например 20 B + D . Каналы типа В могут объединяться в один логический высо­коскоростной канал с общей скоростью до 1920 кбит/с. При установке у пользо­вателя нескольких интерфейсов PRI все они могут иметь один канал типа D , при этом количество каналов В в том интерфейсе, который не имеет канала D , может увеличиваться до 24 или 31.

Основной интерфейс может быть основан на каналах типа Н. При этом общая пропускная способность интерфейса все равно не должна превышать 2,048 или 1,544 Мбит/с. Для каналов Н0 возможны интерфейсы 3 H 0+ D для американско­го варианта и 5 H 0+ D для европейского. Для каналов H 1 возможен интерфейс, состоящий только из одного канала Н11 (1,536 Мбит/с) для американского ва­рианта или одного канала H 12 (1,920 Мбит/с) и одного канала D для европей­ского варианта.

Кадры интерфейса PRI имеют структуру кадров DS -1 для каналов Т1 или Е1. Основной интерфейс PRI стандартизован в рекомендации I .431.

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN осуществляется в соответствии со схемой подключения, разработанной CCITT (рис. 16.4). Обору­дование делится на функциональные группы, и в зависимости от группы разли­чается несколько справочных точек (reference points ) соединения разных групп оборудования между собой.

NT 1 (Network Termination 1) образуют циф­ровое абонентское окончание ( Digital Subscriber Line , DSL ) на кабеле, соединяющем пользовательское оборудование с сетью ISDN . Фактически NT 1 представ­ляет собой устройство типа CSU , которое работает на физическом уровне и образует дуплексный канал с соответствующим устройством CSU , установлен­ном на территории оператора сети ISDN . Справочная точка U соответствует точ­ке подключения устройства NT 1 к сети. Устройство NT 1 может принадлежать оператору сети (хотя всегда устанавливается в помещении пользователя), а мо­жет принадлежать и пользователю. В Европе принято считать устройство NT 1 частью оборудования сети, поэтому пользовательское оборудование (например, маршрутизатор с интерфейсом ISDN ) выпускается без встроенного устройства NT 1. В Северной Америке принято считать устройство NT 1 принадлежностью пользовательского оборудования, поэтому пользовательское оборудование часто выпускается со встроенным устройством NT 1.

Если пользователь подключен через интерфейс BRI , то цифровое абонентское окончание выполнено по 2-проводной схеме (как и обычное окончание аналого­вой телефонной сети). Для организации дуплексного режима используется тех­нология одновременной выдачи передатчиками потенциального кода 2 B 1 Q с эхо-подавлением и вычитанием своего сигнала из суммарного. Максимальная длина абонентского окончания в этом случае составляет 5,5 км .

При использовании интерфейса PRI цифровое абонентское окончание выполня­ется по схеме канала Т1 или Е1, то есть является 4-проводным с максимальной длиной около 1800 м .

Устройства функциональной группы NT 2 (Network Termination 2) представляют собой устройства канального или сетевого уровня, которые выполняют функции концентрации пользовательских интерфейсов и их мультиплексирование. Напри­мер, к этому типу оборудования относятся: офисная АТС (РВХ), коммутирую­щая несколько интерфейсов BRI , маршрутизатор, работающий в режиме комму­тации пакетов (например, по каналу D ), простой мультиплексор TDM , который мультиплексирует несколько низкоскоростных каналов в один канал типа В. Точка подключения оборудования типа NT 2 к устройству NT 1 называется спра­вочной точкой типа Т. Наличие этого типа оборудования не является обязатель­ным в отличие от NT 1.

Устройства функциональной группы ТЕ1 (Terminal Equipment 1) относятся к уст­ройствам, которые поддерживают интерфейс пользователя BRI или PRI . Спра­вочная точка S соответствует точке подключения отдельного терминального обо­рудования, поддерживающего один из интерфейсов пользователя ISDN . Таким оборудованием может быть цифровой телефон или факс-аппарат. Так как обору­дование типа NT 2 может отсутствовать, то справочные точки S и Т объединяют­ся и обозначаются как S / T .

Устройства функциональной группы ТЕ2 (Terminal Equipment 2) представляют собой устройства, которые не поддерживают интерфейс BRI или PRI . Таким устройством может быть компьютер, маршрутизатор с последовательными ин­терфейсами, не относящимися к ISDN , например RS - 232 C , Х.21 или V .35. Для подключения такого устройства к сети ISDN необходимо использовать терми­нальный адаптер ( Terminal Adapter , ТА). Для компьютеров терминальные адап­теры выпускаются в формате сетевых адаптеров - как встраиваемая карта.

Физически интерфейс в точке S / T представляет собой 4-проводную линию. Так как кабель между устройствами ТЕ1 или ТА и сетевым окончанием NT 1 или NT 2 обычно имеет небольшую длину, то разработчики стандартов ISDN решили не усложнять оборудование, поскольку организация дуплексного режима на 4-проводной линии намного легче, чем на 2-проводной. Для интерфейса BRI в качестве метода кодирования выбран биполярный метод AMI , причем логиче­ская единица кодируется нулевым потенциалом, а логический ноль - чередова­нием потенциалов противоположной полярности. Для интерфейса PRI исполь­зуются другие коды, те же, что и для интерфейсов Т1 и Е1, то есть соответственно B 8 ZS и HDB 3.

Физическая длина интерфейса PRI колеблется от 100 до 1000 м в зависимости от схемы подключения устройств (рис. 16.5).

Дело в том, что при небольшом количестве терминалов (ТЕ1 или ТЕ2+ТА) раз­решается не использовать местную офисную АТС, а подключать до 8 устройств к одному устройству типа NT 1 (или NT 2 без коммутационных возможностей) по схеме монтажного ИЛИ (подключение напоминает подключение станций к ко­аксиальному кабелю Ethernet , но только в 4-проводном варианте). При подклю­чении одного устройства ТЕ (через терминальные резисторы R , согласующие па­раметры линии) к сетевому окончанию NT (см. рис. 16.5, а ) длина кабеля может достигать 1000 м . При подключении нескольких устройств к пассивному кабелю (см. рис. 16.5, б ) максимальная длина кабеля сокращается до 100- 200 м . Правда, если эти устройства сосредоточены на дальнем конце кабеля (расстояние между ними не превышает 25- 50 м ), то длина кабеля может быть увеличена до 500 м (рис. 16.5, в). И, наконец, существуют специальные многопортовые устройства NT 1, которые обеспечивают звездообразное подключение до 8 устройств, при этом дли­на кабеля увеличивается до 1000 м (рис. 16.5, г ).

Адресация в сетях ISDN

Технология ISDN разрабатывалась как основа всемирной телекоммуникацион­ной сети, позволяющей связывать как телефонных абонентов, так и абонентов других глобальных сетей - компьютерных, телексных. Поэтому при разработке схемы адресации узлов ISDN необходимо было, во-первых, сделать эту схему достаточно емкой для всемирной адресации, а во-вторых, совместимой со схема­ми адресации других сетей, чтобы абоненты этих сетей, в случае соединения сво­их сетей через сеть ISDN , могли бы пользоваться привычными форматами адре­сов. Разработчики стека TCP / IP пошли по пути введения собственной системы адресации, независимой от систем адресации объединяемых сетей, а разработчи­ки технологии ISDN пошли по другому пути - они решили добиться использо­вания в адресе ISDN адресов объединяемых сетей.

Основное назначение ISDN - передача телефонного трафика. Поэтому за осно­ву адреса ISDN был взят формат международного телефонного плана номеров, описанный в стандарте ITU - T Е.163. Однако этот формат был расширен для поддержки большего числа абонентов и для использования в нем адресов других сетей, например Х.25. Стандарт адресации в сетях ISDN получил номер Е.164.

Формат Е.163 предусматривает до 12 десятичных цифр в номере, а формат адре­са ISDN в стандарте Е.164 расширен до 55 десятичных цифр. В сетях ISDN различают номер абонента и адрес абонента. Номер абонента соответствует точ­ке Т подключения всего пользовательского оборудования к сети. Например, вся офисная АТС может идентифицироваться одним номером ISDN . Номер ISDN состоит из 15 десятичных цифр и делится, как и телефонный номер по стандарту Е.163, на поле «Код страны» (от 1 до 3 цифр), поле «Код города» и поле «Номер абонента». Адрес ISDN включает номер плюс до 40 цифр подадреса. Подадрес используется для нумерации терминальных устройств за пользовательским ин­терфейсом, то есть подключенных к точке S . Например, если на предприятии име­ется офисная АТС, то ей можно присвоит один номер, например 7-095-640-20-00, а для вызова абонента, имеющего подадрес 134, внешний абонент должен набрать номер 7-095-640-20-00-134.

При вызове абонентов из сети, не относящейся к ISDN , их адрес может непо­средственно заменять адрес ISDN . Например, адрес абонента сети Х.25, в кото­рой используется система адресации по стандарту Х.121, может быть помещен целиком в поле адреса ISDN , но для указания, что это адрес стандарта Х.121, ему должно предшествовать поле префикса, в которое помещается код стандарта ад­ресации, в данном случае стандарта Х.121. Коммутаторы сети ISDN могут обра­ботать этот адрес корректно и установить связь с нужным абонентом сети Х.25 через сеть ISDN , либо коммутируя канал типа В с коммутатором Х.25, либо пе­редавая данные по каналу типа D в режиме коммутации пакетов. Префикс опи­сывается стандартом ISO 7498.

Стандарт ISO 7498 определяет достаточно сложный формат адреса, причем ос­новой схемы адресации являются первые два поля. Поле AFI (Authority and FormatIdentifier ) определяет значения всех остальных полей адреса и формат этих полей. Значением поля AFI является один из 6 типов поддоменов глобального домена адресации:

- четыре типа доменов соответствуют четырем типам публичных телекоммуни­кационных сетей - сетей с коммутацией пакетов, телексных сетей, публич­ных телефонных сетей и сетей ISDN ;

- пятый тип домена - это географический домен, который назначается каждой стране (в одной стране может быть несколько географических доменов);

- шестой тип домена - это домен организационного типа, в который входят ме­ждународные организации, например ООН или АТМ Forum .

За полем AFI идет поле IDI (Initial Domain Identifier - начальный идентифика­тор домена), а за ним располагается дополнительное поле DSP (Domain SpecificPart ), которое может нести дополнительные цифры номера абонента, если раз­рядности поля INI не хватает.

Определены перечисленные ниже значения AFI .

- Международные сети с коммутацией пакетов со структурой адресов в стандар­те Х.121 - 36, если адрес задается только десятичными цифрами, и 37, если ад­рес состоит из произвольных двоичных значений. При этом поле INI имеет формат в 14 десятичных цифр, а поле DSP может содержать еще 24 цифры.

- Международные сети ISDN со структурой адресов в стандарте Е.164 - 44, если адрес задается только десятичными цифрами, и 45, если адрес состоит из произвольных двоичных значений. При этом поле IDI имеет формат в 15 десятичных цифр, а поле DSP может содержать еще 40 цифр.

- Международные телефонные сети PSTN со структурой адресов в стандарте Е.163 - 42, если адрес задается только десятичными цифрами, и 43, если ад­рес состоит из произвольных двоичных значений. При этом поле IDI имеет формат в 12 десятичных цифр, а поле DSP может содержать еще 26 цифр.

- Международные географические домены со структурой адресов в стандарте ISO DCC (Digital Country Codes ) - 38, если адрес задается только десятич­ными цифрами, и 39, если адрес состоит из произвольных двоичных значе­ний. При этом поле INI имеет формат в три десятичных цифры (код страны), а поле DSP может содержать еще 35 цифр.

- Домен международных организаций. Для него однобайтовое поле IDI содер­жит код международной организации, от которой зависит формат поля DSP .

Для первых четырех доменов адрес абонента помещается непосредственно в поле IDI . Для пятого и шестого типов доменов IDI содержит только код страны или код организации, которая контролирует структуру и нумерацию части DSP .

Еще одним способом вызова абонентов из других сетей является указание в адресе ISDN двух адресов: адреса ISDN пограничного устройства, например, соединяюще­го сеть ISDN с сетью Х.25, и адреса узла в сети Х.25. Адреса должны разделяться специальным разделителем. Два адреса используются за два этапа - сначала сеть ISDN устанавливает соединение типа коммутируемого канала с пограничным уст­ройством, присоединенным к сети ISDN , а затем передает ему вторую часть адреса, чтобы это устройство осуществило соединение с требуемым абонентом.

Стек протоколов и структура сети ISDN

В сети ISDN существует два стека протоколов: стек каналов типа D и стек кана­лов типа В (рис. 16.6).

Каналы типа D образуют достаточно традиционную сеть с коммутацией пакетов. Прообразом этой сети послужила технология сетей Х.25. Для сети каналов D оп­ределены три уровня протоколов: физический протокол определяется стандар­том I .430/431, канальный протокол LAP - D определяется стандартом Q .921, а на сетевом уровне может использоваться протокол Q .931, с помощью которого вы­полняется маршрутизация вызова абонента службы с коммутацией каналов, или же протокол Х.25 - в этом случае в кадры протокола LAP - D вкладываются па­кеты Х.25 и коммутаторы ISDN выполняют роль коммутаторов Х.25.

Сеть каналов типа D внутри сети ISDN служит транспортной сетью с коммута­цией пакетов для так называемой системы сигнализации номер 7 ( Signal SystemNumber 7, SS 7). Система SS 7 была разработана для целей внутреннего мони­торинга и управления коммутаторами телефонной сети общего назначения. Эта система применяется и в сети ISDN . Служба SS 7 относится к прикладному уровню модели OSI . Конечному пользователю ее услуги недоступны, так как со­общениями SS 7 коммутаторы сети обмениваются только между собой. В России применяется несколько модифицированный вариант этой системы сигнализации под названием общеканальная сигнализация № 7 (ОКС 7). Термин «общеканаль­ная» означает, что сообщения сигнализации передаются по выделенному слу­жебному каналу, общему для всех пользовательских каналов, а по последним пе­редается только информация пользователей, и никакая другая.

Каналы типа В образуют сеть с коммутацией цифровых каналов. В терминах модели OSI на каналах типа В в коммутаторах сети ISDN определен только протокол физического уровня - протокол I .430/431. Коммутация каналов типа В происходит по указаниям, полученным по каналу D . Когда пакеты протокола Q .931 маршрутизируются коммутатором, то при этом происходит одновремен­ная коммутация очередной части составного канала от исходного абонента к конечному.

Протокол LAP - D принадлежит семейству HDLC , к которому относится и опи­санный в главе 7 протокол LLC 2. Протокол LAP - D обладает всеми родовыми чертами этого семейства, но имеет и некоторые особенности. Адрес кадра LAP - D состоит из двух байтов - один байт определяет код службы, которой пересыла­ются вложенные в кадр пакеты, а второй используется для адресации одного из терминалов, если у пользователя к сетевому окончанию NT 1 подключено несколь­ко терминалов. Терминальное устройство может поддерживать разные служ­бы - службу установления соединения по протоколу Q .931, службу коммутации пакетов Х.25, службу мониторинга сети и т. п. Протокол LAP - D обеспечивает два режима работы: с установлением соединения (единственный режим работы протокола LLC 2) и без установления соединения. Последний режим использует­ся, например, для управления и мониторинга сети.

Протокол Q .931 переносит в своих пакетах адрес ISDN вызываемого абонента, на основании которого и происходит настройка коммутаторов на поддержку со­ставного канала типа В. Процедуру установления соединения по протоколу Q .931 иллюстрирует рис. 16.7.

Использование служб ISDN для передачи данных

Несмотря на значительные отличия от аналоговых телефонных сетей, сети ISDN сегодня используются в основном так же, как аналоговые телефонные сети, то есть как сети с коммутацией каналов, но только более скоростные: интерфейс BRI дает возможность установить дуплексный режим обмена со скоростью 128 кбит/с (логическое объединение двух каналов типа В), а интерфейс PRI - 2,048 Мбит/с. Кроме того, качество цифровых каналов гораздо выше, чем аналоговых. Это значит, что процент искаженных кадров будет гораздо ниже, а полез­ная скорость обмена данными существенно выше.

Обычно интерфейс BRI используется в коммуникационном оборудовании для подключения отдельных компьютеров или небольших локальных сетей, а интерфейс PRI - в маршрутизаторах, рассчитанных на сети средних размеров.

Что же касается объединения компьютерных сетей для поддержки службы с ком­мутацией пакетов, то здесь возможности сетей ISDN не слишком велики.

На каналах типа В режим коммутации пакетов поддерживается путем постоян­ного или коммутируемого соединения с коммутатором сети Х.25. То есть каналы типа В в сетях ISDN являются только транзитными для доступа к «настоящей» сети Х.25. Собственно, это сводится к первому случаю использования сети ISDN - только как сети с коммутацией каналов.

Развитие технологии трансляции кадров на каналах типа В - технологии frame relay - привело к тому, что сети frame relay стали самостоятельным видом сетей со своей инфраструктурой каналов и коммутаторов.

Остается служба коммутации пакетов, доступная по каналу D . Так как после пе­редачи адресной информации канал D остается свободным, по нему можно реа­лизовать передачу компьютерных пакетов Х.25, поскольку протокол LAP - D по­зволяет это делать. Чаще всего сеть ISDN используется не как замена сети Х.25, а как разветвленная сеть доступа к ней, как к менее географически распростра­ненной и узкоспециализированной (рис. 16.8). Такая услуга обычно называется «доступ к сети Х.25 через канал типа D ». Скорость доступа к сети Х.25 по каналу типа D обычно не превышает 9600 бит/с.

Сети ISDN не рассматриваются разработчиками сетей передачи данных как хо­рошее средство для создания магистрали. Основная причина - отсутствие ско­ростной службы коммутации пакетов и невысокие скорости каналов, предостав­ляемых конечным пользователям. Для целей же подключения мобильных и домашних пользователей, небольших филиалов и образования резервных кана­лов связи сети ISDN сейчас используются очень широко, естественно там, где они существуют. Производители коммуникационного оборудования выпускают широкий спектр продуктов для подключения локальных сетей к ISDN - терми­нальных адаптеров, удаленных мостов и офисных маршрутизаторов невысокой стоимости.

Сети и технологии ISDN. Сети ISDN (Integrated Services Digital Network - цифровая сеть с интеграцией услуг) относятся к классу сетей, изначально предназначенных для передачи как данных, так и голоса. Это сети, обеспечивающие цифровое соединение между око­нечными абонентами сети для предоставления широкого набора ус­луг, к которым пользователи получают доступ через ограниченное число стандартных многофункциональных интерфейсов.

В сетях ISDN используется цифровая технология, получающая все большее распространение, так как:

Цифровые устройства, используемые в ISDN, производятся на ос­нове интегральных схем высокой интеграции; по сравнению с ана­логовыми устройствами они отличаются большой надежностью и устойчивостью в работе и, кроме того, в производстве и эксплуа­тации, как правило, дешевле;

Цифровую технологию можно использовать для передачи любой информации по одному каналу (акустических сигналов, телевизи­онных видеоданных, факсимильных данных);

Цифровые методы преодолевают многие из ограничений передачи

и хранения, которые присущи аналоговым технологиям.

В сетях ISDN при передаче аналогового сигнала осуществляется преобразование его в последовательность цифровых значений, а при приеме - обратное преобразование.

Аналоговый сигнал проявляется как постоянное изменение амп­литуды во времени. Например, при разговоре по телефону, который действует как преобразователь акустических сигналов в электричес­кие, механические колебания воздуха (чередование высокого и низ­кого давления) преобразуются в электрический сигнал с такой же ха­рактеристикой огибающей амплитуды. Однако непосредственная пе­редача аналогового электрического сигнала по телефонной линии связи сопряжена с рядом недостатков: искажение сигнала вследствие его нелинейности, которая увеличивается усилителями, затухание сигна­ла при передаче через среду, подверженность влиянию шумов в ка­нале и др.

В ISDN эти недостатки преодолимы. Здесь форма аналогового сиг­нала представляется в виде цифровых (двоичных) образов, цифровых значений, представляющих соответствующие значения амплитуды огибающей синусоидальных колебаний в точках, на дискретных уров­нях. Цифровые сигналы также подвержены ослаблению и шумам при, их прохождении через канал, однако на приемном пункте необходимо отмечать лишь наличие или отсутствие двоичного цифрового импуль­са, а не его абсолютное значение, которое важно в случае аналогово­го сигнала. Следовательно, цифровые сигналы принимаются надеж­нее, их можно полностью восстановить, прежде чем они из-за затуха­ния станут ниже порогового значения.

Подключение пользовательского оборудования к сети ISDN про­изводится на одной из двух стандартных скоростей . Первая из них - «базовая» скорость (BRI - Basic Rate Interface), а вторая - «первичная» (PRI - Primary Rate Interface). При передаче информа­ции по BRI в канале создаются три логических подканала, два из ко­торых, называемые В -каналами, предназначены для передачи «полез­ной» информации пользователя (в частности, голоса). Каждый из В -каналов требует полосы пропускания 64 Кбит/с. Третий подканал, называемый D -каналом, требует такой же полосы пропускания и ис­пользуется прежде всего для передачи служебной информации, кото­рая определяет порядок обработки информации, передаваемой по B -каналам. Иногда D -канал используется для передачи полезной ин­формации, его полоса пропускания равна 16 Кбит/с. Следовательно, общая полоса пропускания, т.е. скорость передачи, соответствующая интерфейсу BRI, составляет 144 Кбит/с.

Канал PRI имеет свою специфику в разных странах. В США, Ка­наде и Японии он состоит из двух B -каналов и одного D -канала, каж­дый из них имеет пропускную способность 64 Кбит/с, а общая пропус­кная способность PRI -канала равна 1536 Кбит/с (с учетом служеб­ной информации). В Европе канал PRI занимает полосу пропускания 1920 Кбит/с.

Большая полоса пропускания каналов, необходимая для построе­ния сетей ISDM, является основным препятствием на пути их распро­странения, особенно в странах со слаборазвитой инфраструктурой высокоскоростных каналов связи. Однако существуют механизмы, позволяющие строить такие сети, более экономно используя полосу пропускания каналов связи. Один из таких механизмов позволяет уп­лотнять B -каналы, используемые для передачи голоса. При этом реа­лизуется техника кодирования (преобразования акустических сиг­налов в цифровой код), получившая название импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). В настоящее время техника кодирования голоса шагнула далеко вперед, обеспечивая вполне приемлемое каче­ство голосовой связи при гораздо меньшей полосе пропускания (в од­ном из практических случаев голосовая информация, передава­емая по каждому из B-каналов, сжимается и передается со скоростью 6,33 Кбит/с ).

Преобразование аналоговых сигналов в цифровые осуществляет­ся различными методами. Один из них - импульсно-кодовая модуля­ция (ИКМ), предложенная в 1938 г. А.Х. Ривсом (США). При исполь­зовании ИКМ процесс преобразования включает три этапа: отобра­жение, квантование и кодирование (рис. 13.3).

Рис. 13.3. Преобразование аналогового сигнала в 8-элементный цифровой код

Первый этап основан на теории отображения Найквиста. Основное положение этой теории гласит: «если аналоговый сигнал отображается на регулярном интервале с частотой не менее чем в два раза выше мак­симальной частоты исходного сигнала в канале, то отображение будет содержать информацию, достаточную для восстановления исходного сигнала». При передаче акустических сигналов (речи) представляющие их электрические сигналы в телефонном канале занимают полосу час­тот от 300 до 3300 Гц. Поэтому в ISDN принята частота отображений, равная 8000 раз в секунду. Отображения, каждое из которых называется сигналом импулъсно-амплитудной модуляции (ИАМ), запоминаются, а затем трансформируются в двоичные образы.

На этапе квантования каждому сигналу ИАМ придается кванто­ванное значение, соответствующее ближайшему уровню квантова­ния. Весь диапазон изменения амплитуды сигналов ИАМ разбивается на 128 или 256 уровней квантования. Чем больше уровней квантова­ния, тем точнее амплитуда ИАМ-сигнала представляется квантован­ным уровнем.

На этапе кодирования каждому квантованному отображению ста­вится в соответствие 7-разрядный (если число уровней квантования равно 128) или 8-разрядный (при 256-шаговом квантовании) двоич­ный код. На рис. 13.3 показаны сигналы 8-элементного двоичного кода 00101011, соответствующего квантовому сигналу с уровнем 43. При кодировании 7-элементными кодами скорость передачи данных по каналу должна составлять 56 Кбит/с (это произведение частоты ото­бражения на разрядность двоичного кода), а при кодировании 8-эле-ментными кодами - 64 Кбит/с.

В современных ISDN используется и другая концепция преобразо­вания аналоговых сигналов в цифровые, при которой квантуются и затем кодируются не сами сигналы ИАМ, а лишь их изменения, при­чем число уровней квантования принимается таким же. Очевидно, что такая концепция позволяет производить преобразование сигналов с большей точностью.

Пример 13.4. Сколько одновременных разговоров N p можно обеспе­чить по многоканальной линии связи в цифровой сети связи, если заданы:

V лс = 1,536 Мбит/с - суммарная пропускная способность линии связи;

V от = 8000 отобр./с - скорость отображения аналоговых сигналов при преобразовании их в цифровые;

п э = 8-разрядность двоичного кода, представляющего в линии свя­зи одно отображение?

Суммарная пропускная способность линии связи определяется по формуле

где n kc - число каналов в многоканальной линии связи.

Так как по всем каналам можно вести разговор одновременно и неза­висимо, то N p = N kc .

Следовательно, Отсюда

По мнению специалистов , развитию сетей и технологий ISDN способствуют такие факторы: либерализация и приватизация в облас­ти телекоммуникаций (это приводит к появлению новых конкурентов и новых сетевых продуктов); сближение технологий информатизации, телекоммуникаций и отрасли развлечений (это положительно воздей­ствует на развитие кабельного телевидения, спутниковой связи и ра­диодоступа, при этом на первое место выходит задача обеспечения комплексности предоставления услуг связи); развитие сети Интернет; непрекращающийся рост сетей подвижной связи (эти сети растут зна­чительно быстрее фиксированных сетей, причем наблюдается перерас­пределение трафика - с фиксированных сетей на сети подвижной свя­зи). Разное состояние этих факторов, выступающих в роли движущих сил развития ISDN-сетей, приводит к различию стратегических и так­тических подходов в деле их внедрения в разных странах.

Резкое возрастание роли ISDN-сетей объясняется тем, что они обеспе­чивают интегрированный доступ к речевым и неречевым услугам, имеют сложившуюся инфраструктуру, являются цифровыми сетями, основанны­ми на использовании цифровых каналов 64 Кбит/с, обладают достаточной гибкостью. Популяризация ISDN-сети возрастает, поскольку по определе­нию она является мультисервисной (обеспечивает услуги по предоставле­нию связи, доставке информации, а также дополнительные услуги), ори­ентированной на приложения. Термин «приложение» означает определен­ную сферу применения ISDN (например, дистанционное обучение), а термин «решение» используется для объяснения, каким образом данное приложе­ние реализуется средствами ISDN (дистанционное обучение осуществля­ется с помощью услуги видеоконференц-связи).

Технология ISDN стабильно развивается, а сеть на ее основе име­ет необходимые интерфейсы с не ISDN-сетями. Кроме того, имеется большой набор терминального оборудования для ISDN-сетей.

Терминальное оборудование ISDN разбивается на такие группы: цифровые телефонные аппараты, терминальные адаптеры для ПК, оборудование видеосвязи.

Основные средства доступа к сети ISDN: маршрутизаторы или мосты локальных сетей, оконечные сетевые устройства базового и первичного доступа для ВОЛС и медных линий связи, мультиплексо­ры (для сбора и передачи информации от удаленных абонентов), сис­темы для проведения видеоконференций, мини-УАТС (управленчес­кие автоматические телефонные станции).

Цифровые УАТС с функциями ISDN позволяют: более полно ис­пользовать каналы связи для передачи данных и речи, выйти абонен­ту в сеть ISDN с различных устройств (телефона, факса, компьюте­ра), одновременно передавать речь и данные (если в составе УАТС имеются двухпроводные цифровые телефонные аппараты с расши­ренными функциями и портом для подключения ПК), подключать мосты или маршрутизаторы для взаимодействия удаленных ЛВС.

Сети и технологии ISDN предоставляют пользователям следую­щие основные услуги: передача данных со скоростью 64 Кбит/с, пе­редача речи в цифровом виде, телетекст, факс, видеосвязь. При ис­пользовании каждой из них абонент может воспользоваться такими дополнительными услугами, как организация замкнутых групп пользо­вателей, организация конференц-связи, предоставление сети своего но­мера или отказ на предоставление и др.

Таким образом, сети ISDN, основной целью разработки которых было объединение в одной сети трафиков цифровых телефонных се­тей и компьютерных данных, в настоящее время широко используют­ся для решения задач по передаче информации в следующих облас­тях: телефония, передача данных, объединение ЛВС, доступ к глобаль­ным компьютерным сетям, интеграция различных видов трафика, передача трафика, чувствительного к задержкам (звук, видео).

Сети и технологии SDH. В сетях стандарта SDH (Synchronous Digital Hierarchy - синхронная цифровая иерархия) реализуется тех­нология синхронных волоконно-оптических сетей. Это высокоскоро­стные сети цифровой связи, которые строятся на базе оптоволокон­ных кабельных линий или цифровых радиорелейных линий. Основу инфраструктуры современных высокоскоростных телекоммуникаци­онных сетей (магистральных, региональных или городских) состав­ляют цифровые линии и узлы сети стандарта SDH.

При построении сетей SDH используются следующие модули :

Мультиплексоры SDH - это основные функциональные модули сетей SDH, предназначенные для сборки высокоскоростного по­тока информации из низкоскоростных потоков и разборки высо­коскоростного потока на низкоскоростные;

Коммутаторы обеспечивают связь каналов, закрепленных за пользователями, путем полупостоянного перекрестного соедине­ния между ними;

Концентраторы служат для объединения однотипных потоков не­скольких удаленных узлов сети в одном распределенном узле;

Регенераторы - это устройства мультиплексирования с одним оп­тическим каналом доступа и одним-двумя выходами, используе­мыми для увеличения расстояния между узлами сети SDH. Сети и технологии SDH отличаются высоким уровнем стандар­тизации (что позволяет в одной сети использовать оборудование раз­ных фирм-производителей), высокой надежностью (централи­зованное управление сетью обеспечивает полный мониторинг состо­яния узлов), наличием полного программного контроля (отслежи­вание и регистрация аварийных ситуаций, управление конфигура­цией сети осуществляется программными средствами с единой кон­соли управления), возможностью оперативного предоставления ус­луг по требованию, сравнительно простой схемой развития сети. Бла­годаря этим преимуществам технология SDH стала основной при построении цифровых транспортных сетей самого различного мас­штаба.

Топология всей SDH-сети формируется из отдельных базовых то­пологий типа «кольцо», «линейная цепь», «звезда», «точка-точка», которые используются в качестве сегментов сети. Чаще применяется радиально-кольцевая архитектура SDH-сети, построенная на базе коль­цевой и линейной топологий.

В России наибольшую активность в использовании SDH-технологии проявляет АО «Ростелеком». Это АО ежегодно строит 5-6 тыс. км магистральных цифровых линий на основе волоконно-оптических ка­белей (ВОЛС) и цифровых радиорелейных линий . Компанией RASCOM построена в 1994 г. и эксплуатируется высокоскоростная цифровая оптоволоконная магистральная линия стандарта SDH меж­ду Москвой и Санкт-Петербургом протяженностью 690 км.

-> Что такое ISDN

В современных телекоммуникационных сетях используется множество разнообразных технологий и протоколов. Аналоговые системы связи все меньше отвечают требованиям времени, хотя из-за своей доступности они еще достаточно широко используются для телефонии и низкоскоростной передачи данных, в частности по протоколу Х.25. Более высокими скоростями передачи отличаются выделенные цифровые каналы связи, построенные на основе меди, оптоволокна, беспроводных и спутниковых каналов связи. Но их строительство и аренда обходятся значительно дороже. Развиваются очень перспективные сети c асинхронным режимом передачи (ATM), позволяющие передавать с максимальной эффективностью любые виды трафика и масштабировать полосу пропускания. Реально доступны, в том числе в ряде городов России, услуги сетей с ретрансляцией кадров (frame relay), обычно базирующихся на выделенных линиях и поддерживающих многоточечные топологии. Сети frame relay могут использоваться для передачи различных видов трафика, в том числе чувствительного к задержкам. В ряде стран, прежде всего в США, началось внедрение технологий высокоскоростной передачи интегрированных данных по сетям кабельного телевидения (КТВ) и обычным телефонным проводам (xDSL). Получают развитие такие технологии, как SMDS (Synchronous Multimegabit Digital Service - многоточечная передача данных на основе коммутации ячеек) и B-ISDN (Broadband ISDN - широкополосная ISDN). Эти технологии очень перспективны, но пока мало доступны и дороги.

Во всем мире растет количество цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN - Integrated Services Digital Network). Они основываются на "зрелой" технологии и создаются отчасти на базе оборудования и каналов существующих телефонных сетей общего пользования (ТСОП).

Сети АТМ, frame relay и ISDN начинают использоваться и в России. Более того, усилиями целого ряда российских операторов, совместных предприятий и зарубежных компаний, строящих наложенные сети на основе самых современных технологий SDH и ATM, создаются условия для реализации качественно новых возможностей в области телекоммуникаций.

При построении территориально-распределенных сетей компаний и подключении к основной локальной вычислительной сети (ЛС) удаленных филиалов и мобильных пользователей перед администраторами ЛС, специалистами в области информационных технологий встает непростая задача оптимального выбора стандарта передачи информации. В данной статье рассматриваются практические аспекты использования каналов ISDN для построения интегрированных информационных сетей, приведены примеры решения конкретных задач.

Краткий экскурс в историю

Технология ISDN появилась достаточно давно - почти 20 лет назад. Основополагающие спецификации содержатся в рекомендациях I.122 Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (современное название этого комитета - Международный союз электросвязи). Позже появились рекомендации I.430 и I.431 для физического уровня модели ISO; Q.921/I.441 для уровня управления логическим каналом; Q.931/I.451 и DSS1 для сетевого уровня и целый ряд других.

Во время начального периода развития ISDN было внедрено большое количество национальных типов ISDN, разработанных в лабораториях крупных телекоммуникационных компаний и часто несовместимых между собой. В 80-е гг. данная технология по целому ряду причин, в частности из-за проблем совместимости и дороговизны оборудования, развивалась очень вяло. Но в начале 90-х гг. практический интерес к ней значительно вырос. В Германии, США, Японии, Франции, Англии было установлено значительное количество линий ISDN. Так, по сообщениям исследовательской компании Dataquest, в США в 1995 г. количество линий ISDN увеличилось на 80% и составило 450 тыс. Примерно такая же тенденция существует и в Европе, где на сегодняшний день установлено более5 млн линий ISDN.

Благодаря усилиям со стороны ETSI (European Telecommunications Standards Institute) фактическим стандартом в Европе становится EuroISDN, который поддерживают большинство европейских телекоммуникационных провайдеров и производителей оборудования. В России также ведутся работы по стандартизации и обеспечению совместимости строящихся в различных регионах сетей ISDN. Для этого несколько лет назад была создана и теперь расширяется опытная зона тестирования технологии ISDN, включающая в себя ряд крупных городов России.

Области применения сетей ISDN

Стандартное подключение линий ISDN осуществляется по интерфейсам BRI (Basic Rate Interface) или PRI (Primary Rate Interface). Первый из них (у некоторых операторов он называется ISDN2 - по количеству B-каналов) обеспечивает два дуплексных B-канала по 64 Кбит/с каждый (в Америке, Японии и Канаде скорость передачи по В-каналу равна 56 Кбит/с). Причем в качестве линии ISDN BRI телефонная компания практически всегда использует медный кабель телефонной сети общего пользования (ТСОП), за счет чего снижается окончательная стоимость ISDN-линии. Каждому В-каналу присваивается номер, аналогичный телефонному.

При подключении крупных организаций для обеспечения более высоких скоростей передачи или для одновременного подсоединения к центральному офису нескольких удаленных филиалов применяется PRI-интерфейс (иногда встречается название ISDN30). В Европе его суммарная пропускная способность равна 2,048 Мбит/с, он содержит 30 B-каналов для передачи информации и специальный D-канал с пропускной способностью 64 Кбит/с. Кроме того, PRI часто используется для подключения учрежденческих АТС к цифровой телефонной сети. Многие операторы предоставляют PRI с таким количеством B-каналов, которое требуется заказчику, например с четырьмя или шестью.

Цифровые сети с интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в следующих областях:

• телефония;
• передача данных;
• объединение удаленных ЛС;
• доступ к глобальным компьютерным сетям (Internet);
• передача трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук);
• интеграция различных видов трафика.

Оконечным устройством сети ISDN может быть цифровой телефонный аппарат, отдельный компьютер с установленным ISDN-адаптером, файловый или специализированный сервер, мост или маршрутизатор ЛС, терминальный адаптер с голосовыми интерфейсами (для подключения обычного аналогового телефона или факса) либо с последовательными интерфейсами (для передачи данных).

ISDN-телефония

Первые применения ISDN были реализованы именно в области телефонии. Для этого в цифровые телефонные станции встраивается поддержка ISDN-сервиса, а в качестве оконечных устройств используются цифровые телефонные аппараты (ISDN-терминалы). Они 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.

В сетях ISDN существует специальный сервис под названием Centrex. C его помощью компании, не располагающие офисной АТС, могут предоставлять пользователям широкий набор услуг, например создание групп абонентов, переадресацию звонков, идентификацию линий, конференции нескольких абонентов, внутреннюю сокращенную нумерацию и т.п.

Но телефонные ISDN-аппараты достаточно дороги, хотя сейчас стали появляться более дешевые устройства. Кроме того, при переходе на цифровые линии ISDN пользователь обычно уже имеет аналоговое телефонное оборудование - телефоны, модемы, факсимильные аппараты. И наиболее оптимальным вариантом является использование этого оборудования совместно с цифровыми каналами и сервисом ISDN.

Для этого применяется специализированное устройство - терминальный адаптер, называемый A/B-адаптером, который поддерживает функции мини-АТС. К нему подключается аналоговый телефон (факс, автоответчик). Выпускаются такие устройства на два, четыре и большее количество аналоговых портов и с одним или несколькими BRI-портами. Для увеличения количества поддерживаемых портов можно объединять несколько устройств. При наличии A/B-адаптера можно получить выход через линию ISDN BRI на городскую телефонную сеть общего пользования либо построить внутри ISDN-сети свою наложенную телефонную сеть, используя аналоговое оконечное оборудование. Эти адаптеры позволяют выполнять целый ряд дополнительных функций, которые осуществляются с помощью набора кодов специальных команд кнопками телефонного аппарата:

• присвоение телефонного номера каждому аналоговому порту;
• CallBack - автоматическое перезванивание по номеру вызывающего абонента;
• On-Hold - переключение между несколькими активными линиями;
• Call Forwarding - переключение входящих вызовов на другой аппарат;
• изменение уровня сигнала в каждом аналоговом канале;
• скоростной набор номера;
• проведение конференции с несколькими участниками.

Доступ к Internet

С развитием глобальной информационной сети Internet в ней все шире используются средства мультимедиа и компьютерной графики, трансляция видео и звука. Для воспроизведения информации все чаще применяются графические оболочки, работающие под управлением Windows и позволяющие осуществлять доступ к Web-серверам, FTP-архивам и другим сервисам Internet. Многие организации осуществляют через Internet рекламу своих продуктов и услуг, развивают системы электронной торговли и даже строят на основе технологии Internet и протокола TCP/IP корпоративные сети (интрасети).

Сети ISDN способны во многом решить проблемы доступа в Internet. Можно выделить три варианта подключения отдельных компьютеров и ЛС к Internet. Для доступа в Internet одиночных пользователей можно применять ISDN BRI-адаптеры, которые устанавливаются в стандартное гнездо шины ПК (ISA, PCI или PC-Card). Для связи с провайдером обычно используется Point-to-Point Protocol (PPP), а для аутентификации пользователей, входящих в сеть, - протоколы PAP и CHAP. Кроме того, многие производители поддерживают многоканальный PPP (MultiLink PPP), который позволяет в процессе работы объединять в один логический канал два B-канала.

Кроме внутренних адаптеров, существуют внешние терминальные адаптеры (TA) или внешний ISDN-модем, которые предназначены для конвертации последовательного интерфейса ПК, обычного моста/маршрутизатора или другого не ISDN-устройства в формат ISDN BRI. Некоторые ТА имеют еще и аналоговый порт для поддержки телефона/факса. В этом случае к асинхронному порту ТА подключается компьютер, чем обеспечивается доступ в Internet, а через аналоговый порт к другому B-каналу подключается обычный телефон или факс.

Для подключения ЛС к Internet обычно используется маршрутизатор, позволяющий разделять внутреннюю и внешнюю IP-сети и осуществляющий функции брандмауэра. Сами маршрутизаторы могут быть реализованы программным путем на серверах NetWare (IntranetWare), Windows NT или Unix. Необходимо также применение активных или пассивных адаптеров. Активный адаптер построен на основе процессора со своей оперативной памятью и ориентирован на выполнение коммуникационного ПО. Он позволяет значительно меньше использовать ресурсы ЦП файлового сервера. Пассивный адаптер ISDN аналогичен обычному сетевому адаптеру и использует ресурсы ЦП сервера. Обычно активные адаптеры дороже пассивных, но и более производительны. Другим вариантом является использование аппаратного маршрутизатора, который выполнен в виде отдельного устройства и имеет один или несколько портов для подключения ЛС и один или несколько WAN-портов.

Некоторые фирмы начинают выпускать устройства со встроенными интеллектуальными возможностями. Они позволяют программному обеспечению, находящемуся в ПЗУ устройств, самостоятельно определять тип ISDN, поддерживаемый коммутатором оператора, и устанавливать другие параметры ISDN. Пользователю остается только ввести номер (или номера) для установки соединения с провайдером.

Видеоконференции

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. Это требует больших временных и материальных затрат. С развитием сетей ISDN появилась реальная возможность заменить поездки сеансами видеоконференций и, таким образом, не только сэкономить время и деньги, но и значительно повысить оперативность принятия решений. Можно проводить совещания специалистов, находящихся в различных частях земного шара, общаться что называется "лицом к лицу" с клиентами банка, проводить дистанционные презентации и обучение, просматривать медицинские снимки и многое другое. В итоге работу, которая раньше занимала несколько дней, можно выполнить за считанные минуты.

Настольные приложения для видеоконференций многих производителей позволяют осуществлять обмен видео- и аудиоинформацией с одновременным показом графиков и таблиц. Они снабжены средствами совместного редактирования документов и передачи файлов. Ряд фирм поставляет многоточечные видеоконференции, позволяющие одновременно общаться нескольким абонентам.

Недорогие аппаратные средства для видеоконференций на базе ПК включают в себя специальные платы, обеспечивающие кодирование/декодирование видео- и аудиосигналов, адаптер ISDN, обычно поддерживающий интерфейс BRI, внешние видеокамеры, микрофоны или телефоны. Есть реализации чисто программные, но обычно они отличаются более низкой производительностью. Основой для ISDN-видеоконференций является стандарт H.320 комитета ITU-T, в который вошел целый набор рекомендаций по кодированию (компрессии) аудиосигнала (G.711, G.722, G.728), видесигнала (H.261), мультиплексированию каналов (H.221) и ряд других.

Как отмечалось выше, существуют двух- и многосторонние конференции. Последние требуют использования дополнительного оборудования, а именно Multipoint Conferencing Unit (MCU). Эти устройства выпускаются небольшим количеством производителей и достаточно дороги.

Объединение удаленных ЛС

Сегодня во многих организациях, имеющих несколько удаленных филиалов, требуется иметь оперативный доступ к корпоративным информационным ресурсам, например базам данных. Кроме того, компании и банки должны предоставлять своим удаленным подразделениям и "мобильным" сотрудникам в других городах или даже странах качественную телефонную, факсимильную и видеоконференцсвязь, а также доступ к электронной почте. Часто каналы, обеспечивающие эти способы связи, должны быть не постоянными, а коммутируемыми при наличии информации для передачи. В этом случае оптимальным решением - как по функциональным возможностям, так и по стоимости - может стать использование сетей ISDN. Они обеспечивают такие функции, как связь по требованию, пропускная способность по требованию (объединение нескольких B-каналов в один логический канал), компрессия данных в канале, защита информации, и позволяют реализовывать самые разнообразные решения проблем организации связи с филиалами.

Так, для объединения удаленных ЛС на основе ISDN можно использовать постоянные каналы и каналы по-требованию. В первом случае имеется постоянное соединение между офисами - без учета объемов передаваемой информации. Во втором случае физическое соединение при отсутствии пакетов разрывается, однако логическое соединение остается и информация об удаленной ЛС сохраняется в устройстве. При появлении информации, которую нужно передать в удаленную ЛС, устройство автоматически набирает номер и в течение 1 с устанавливает физическое соединение.

Операторы могут предоставлять каналы ISDN с повременной (за время использования канала) и фиксированной оплатой. Выбор той или иной системы оплаты зависит от того, сколько времени в течение суток будет использоваться этот канал. При использовании канала более четырех-пяти часов в день выгоднее арендовать линию с фиксированной месячной оплатой.

Для объединения ЛС на основе сети ISDN в качестве устройств доступа обычно применяются активные или пассивные адаптеры ISDN, которые устанавливаются в файловый сервер, выделенный маршрутизатор или обычную рабочую станцию. Необходимо также ПО типа NetWare Multiprotocol Router for ISDN, либо аналогичное для Windows NT или Unix*. Такие адаптеры производятся несколькими фирмами, например AVM Computersysteme (Германия), Eicon (Канада) и Teles (Германия).

Другим вариантом решения является применение аппаратных мостов или маршрутизаторов, выполненных в виде автономных устройств, которые подключаются к ЛС. Они бывают различной производительности - от самых простых до мощных модульных с поддержкой разнообразных протоколов (вплоть до ATM) - и производятся, в частности, фирмами 3COM, NewBridge/АСС, Bay Networks, Cisco, Gandalf и Shiva.

Но может возникнуть ситуация, когда требуется соединить две крупные ЛС c обеспечением онлайнового доступа к центральным базам данных большому числу рабочих станций одновременно либо когда используется неэффективное, с точки зрения сетевого трафика, программное обеспечение. Если нет возможности увеличить количество BRI-каналов, проблема решается с помощью программных или аппаратных средств, реализующих технологию дистанционного управления. В этом случае в центральной ЛС устанавливается сервер удаленного доступа (RAS), например WinFrame фирмы Citrix. Две удаленные ЛС объединяются с помощью маршрутизаторов на выделенных компьютерах либо с использованием специальных автономных мостов/маршрутизаторов. При этом каждая удаленная машина подключается в режиме дистанционного управления к соответствующей виртуальной станции на RAS. По линии ISDN на удаленный компьютер передается только обновление экрана, а обратно - только команды управления с клавиатуры или от мыши. Таким образом удается более эффективно разделять линию ISDN между большим количеством пользователей.

Другое решение сервера доступа предлагает фирма Cubix. Шасси ERS/FT II имеет 2 источника питания, работающих в режиме разделения нагрузки, систему дистанционного управления, индикаторы состояния источников питания и вентиляторов. Обеспечивается "горячая" замена модулей без остановки всей системы. Это аппаратное решение позволяет объединить до 30 специализированных ПК. При этом на ПК, установленых в шасси Cubix, и удаленных станциях работают серверные и клиентские модули программ дистанционного управления ReachOut, PCAnywhere или Carbon Copy. Кроме того, осуществляется единое управление всем этим комплексом с рабочего места администратора ЛС. Даннное решение эффективно и тогда, когда наряду с ISDN используются обычные аналоговые линии или другие типы каналов связи. Кроме сервера удаленного доступа, на основе шасси Cubix можно построить высоконадежные специализированные серверы: WWW, FAX, E-Mail, файловые и дисковую подсистемы.

При организации связи между несколькими удаленными ЛС часто требуется обеспечить повышенную надежность соединения. Многие организации используют каналы ISDN в качестве резервных для линий связи, например frame relay или выделенных физических линий. Многие поставщики оборудования, в частности мостов или маршрутизаторов с несколькими портами, встраивают в него поддержку автоматического переключения с основной линии на резервную в случае выхода из строя первой. Некоторые компании используют в качестве резервных линий коммутируемые каналы ТСОП, но это приводит к существенной потере в скорости работы.

Надомная работа/малый офис

С развитием практики надомной работы (telecommuting) и расширением сектора SOHO (малый и домашний офис) особую актуальность приобретает скорость доступа к информации. Привлечению интереса к данному направлению способствует то, что оно позволяет существенно сократить площади офисов и увеличить время, которое служащий может уделять работе, уменьшить загруженность транспортных магистралей и, в итоге, - загрязненность окружающей среды автомобильными выхлопными газами.

Многие компании имеют в штате мобильных пользователей, которые обычно работают вне офиса. Это могут быть журналисты, страховые и торговые агенты и т.п. К категории мобильных могут быть отнесены лица, которые используют для сеансов связи с корпоративной ЛС портативный компьютер, подключаемый через одну из сетевых станций или собственный адаптер, внутренний факс-модем стандарта PC-card с выходом на коммутируемую линию, сотовую сеть или канал ISDN.

Большое значение в настоящее время приобретают возможности дистанционного конфигурирования оборудования, загрузки ПО, мониторинга и сбора статистики. Практически все производители встраивают эти функции в свое оборудование и таким образом значительно упрощают управление корпоративной сетью.

Во всех этих случаях могут быть использованы линии ISDN. Особенно привлекает возможность предоставления канала по требованию: когда канал не используется, счетчик оплаты отключается.

Оборудование для SOHO выпускается большим количеством фирм-производителей. Особенно интересны решения тех фирм, которые предлагают недорогие автономные мосты/маршрутизаторы с Ethernet-портом (для подключения небольших ЛС) и с дополнительным аналоговым портом или портами (для телефона/факса). Кроме того, некоторые фирмы предлагают оборудование с возможностью компрессии передаваемой информации.

ISDN в России

До недавнего времени цифровые сети с интеграцией услуг чаще упоминались как предложения зарубежных провайдеров. Тем не менее в некоторых городах России уже создана и продолжает развиваться инфраструктура ISDN. Пока сервис ISDN можно получить, в основном, только в крупных городах - Москве, Санкт-Петербурге, Новгороде, Нижнем Новгороде, Перми. Цифровые телефонные станции, которые, в принципе, могут поддерживать или поддерживают сервис ISDN, работают примерно в 80 городах России. Для координации их работы и решения проблем совместимости ведутся работы по созданию общенациональной российской цифровой сети общего пользования на основе единых стандартов и протоколов ITU, в частности общеканальной сигнализации OKC7 (SS7).

В Москве первым оператором, предоставляющим услуги ISDN, стала российско-британская компания "Комстар", предлагающая подключение к каналам ISDN с 1994 г. Компания "Комстар" смонтировала в Москве современную телефонную коммутационную систему с поддержкой ISDN "SystemX" английской фирмы GPT, которая соответствует международным стандартам. В основе инфраструктуры цифровой сети "Комстар" лежат высокоскоростные ВОЛС, протяженность которых увеличивается c каждым годом и которые охватывают все новые и новые районы. Для повышения надежности волоконно-оптические SDH-каналы, соединяющие концентраторы ISDN, закольцовываются. Подключение абонентов к концентраторам осуществляется как по интерфейсам BRI, так и по PRI (см. врезку "Основные понятия и стандарты ISDN"). Кроме того, "Комстар" очень активно работает в области предоставления доступа к глобальным сетям, в частности Internet, по коммутируемым каналам 64 или 128 Кбит/с. Новые решения "Комстар" и новое оконечное оборудование тестируются специалистами компании Step Logic.

Помимо "Комстар", в Москве услуги ISDN предоставляют еще несколько операторов, в том числе Sovintel и Combellga. Весной 1997 г. начала предоставлять услуги ISDN компания "Телмос", совместное предприятие МГТС и Lucent Technology. "Телмос" является владельцем собственной волоконно-оптической сети связи, в которой используются цифровые телефонные станции 5ESS производства AT&T, поддерживающие различные сетевые протоколы передачи данных и речи, голосовую почту, виртуальные АТС (Centrex). Магистральная сеть "Телмос" базируется на технологии SDH и, для повышения надежности, реализована в виде нескольких колец.

Уже к 1996 г. цифровое оборудование ISDN было установлено более чем на половине московских АТС. Сейчас тенденция такова, что количество работающих концентраторов удваивается каждый год. Москва по доступности для пользователя линии ISDN не уступает США.

Несмотря на то что существуют проблемы с прокладкой новых магистралей, модернизацией АТС, финансированием и совместимостью, общее количество современных сетей, в том числе ISDN, в России неуклонно растет. И хотя сегодня эти сети доступны далеко не повсеместно и реально с ними может работать лишь небольшой круг клиентов, можно предположить, что через несколько лет ситуация кардинально изменится.

Основные понятия ISDN

Канал "B" (Bearer) - канал для передачи голоса, данных, видео c пропускной способностью 64 Кбит/с. Он предоставляется "чистым", т.е. вся его полоса пропускания доступна для передачи информации, а вызовы, сигнализация и другая системная информация передается по D-каналу.

Канал "D" (Delta) - служебный канал для передачи управляющих сигналов с пропускной способностью 16 (BRI) или 64 (PRI) Кбит/с. Один канал типа "D" обслуживает 2 или 30 (Европа) В-каналов и обеспечивает возможность быстрой генерации и сброса вызовов, а также передачу информации о поступающих вызовах, в том числе о номере обращающегося к сети абонента. Некоторые операторы и производители телекоммуникационного оборудования поддерживают передачу через D-канал дополнительной информации, например организуют канал X.25 или поток данных с телеметрической информацией со скоростью передачи до 9,6 Кбит/c. Но такое расширение возможностей канала не соответствует стандарту.

BRI (Basic Rate Interface) - стандартный базовый интерфейс с пропускной способностью 144 Кбит/с (EuroISDN); он объединяет два канала "B" и один канал "D". К интерфейсу BRI можно подключить до восьми различных ISDN-устройств. При этом каждому устройству выделяется свой индивидуальный номер (multiple subscriber numbers). Очень важная особенность ISDN состоит в том, что для установки BRI-розетки оператору обычно не требуется прокладывать новую телефонную пару - используется обычная линия ТСОП.

Физическим уровнем интерфейса BRI, определяющего правила взаимодействия конечных пользователей и коммутатора ISDN, служит обычная витая пара, которая работает в дуплексном режиме передачи данных, - так называемый U-интерфейс. Внутри зданий используется кабель из двух витых пар - S/T- интерфейс, позволяющий подключать до восьми оконечных ISDN-устройств. Поэтому для подсоединения внутренней проводки к внешней линии необходимо устройство NT1 (одно на каждый BRI-интерфейс).

PRI (Primary Rate Interface) - этот интерфейс объединяет несколько B-каналов (например, в Европе - 30 В-каналов с общей полосой пропускания 2,048 Мбит/с). В отличие от BRI, он поддерживает только одно оконечное устройство. Но подключив, например, локальную АТС или маршрутизатор c поддержкой ISDN, можно разбить PRI на множество BRI-интерфейсов. В настоящее время для предоставления офисам PRI-сервиса широко используется абонентская цифровая линия на одной (SDSL) или двух (HDSL) телефонных парах.

SS7 (ОКС7) - система Общей канальной сигнализации номер 7. Она была разработана и стандартизована комитетом CCITT (ITU) для увеличения возможностей по интеграции речи и данных, эффективного использования в телефонии компьютерных систем, быстрой установки соединений и качественной маршрутизации вызовов, использования единых информационных баз данных, интеграции и полной совместимости различных видов связи (телефония, сотовая связь, передача данных) вне зависимости от страны или региона и, в итоге, получения качественно нового уровня сервиса. ОКС7 охватывает три нижних уровня семиуровневой модели информационных сетей ISO и состоит из двух подсистем. Message Transfer Part (MTP) отвечает за передачу сообщений сигнализации, осуществляет функции обнаружения и исправления ошибок и ряд дополнительных функций. UP (User Part) - подсистема более высокого уровня - отвечает за поддержку пользователя и включает в себя часть ISUP (Integrated Services User Part), отвечающую за ISDN-сети, часть TUP (Telephone User Part), отвечающую за телефонию, и ряд других.

В России в качестве базового стандарта для создания общегосударственной системы внедрения OKC7, сетей с интеграцией услуг и сетей подвижной связи принят ISDN.

Увеличение эффективности использования ISDN

При объединении удаленных ЛС, доступе в корпоративную ЛС, Internet или интерактивные службы по каналам ISDN часто используется подключение с повременной оплатой. В этом случае наибольший интерес представляет оборудование, позволяющее осуществлять сжатие передаваемых данных и, следовательно, уменьшать время использования линии на единицу передаваемой информации. Компрессия передаваемых данных является их дополнительной защитой, снижая вероятность расшифровки информации при несанкционированном подключении к линии.

Коэффициент компрессии сильно зависит от типа передаваемых по линии данных. Хуже всего поддается сжатию предварительно заархивированная информация. Хорошо сжимаются базы данных и файлы, содержащие графическую информацию. Также применяются алгоритмы компрессии заголовков пакетов протоколов ЛС. Средний коэффициент компрессии равен 4:1. Лидером по компресии данных являются router XpressConnect 5250i и brouter XpressConnect 5242i фирмы Gandalf (Канада). Это оборудование позволяет получить коэффициент сжатия данных до 8:1.

Важным средством, обеспечивающим эффективность использования линии, является установление соединения по требованию (Connect on demand) - только на время сеанса передачи данных. По его завершению физическое соединение разрывается. Использование каналов связи по требованию позволяет осуществлять доступ к сети или, наоборот, прерывать связь в зависимости от заданных условий или произошедших в сети событий.

Многие производители оборудования поддерживают функцию spoofing. По сетям передается большое количество служебных пакетов, которыми обмениваются между собой серверы, маршрутизаторы, рабочие станции. Большинство таких пакетов содержит редко меняющуюся информацию. При наличии функции spoofing служебные пакеты передаются по магистральному каналу только один раз, а ответы на запросы автоматически генерируются на оконечных узлах, не загромождая дополнительной информацией линию связи. Правда, эта функция нуждается в тщательной настройке.

Функция фильтрации протоколов позволяет ограничить прохождение через магистральную линию определенных протоколов или изменить приоритет. Фильтрация MAC-адресов позволяет ограничить доступ с некоторых рабочих станций в удаленную сеть и, таким образом, уменьшить трафик.

Обычно мосты или маршрутизаторы имеют таблицу телефонных номеров (ISDN). Это позволяет, например, запланировать установку соединения с каждым офисом на определенное время или день недели. Такая схема установки соединений подходит для работы с немногими приложениями. Важным является то, что можно полностью запретить или ограничить доступ извне в ЛС компании по выходным или праздничным дням.

Важной функцией является и установление пропускной способности по требованию (Bandwidth on demand). При превышении полосы пропускания одного B-канала автоматически подключается второй. Для увеличения пропускной способности по протоколу PPP, который обычно используется для подключения к сети Internet, разработан стандарт Multilink PPP (MPPP). Он позволяет объединять несколько В-каналов и создавать один логический канал c увеличенной пропускной способностью.

От аналоговых до цифровых сетей с интеграцией услуг

Традиционные ТСОП используют аналоговое оборудование. Они предназначены, в основном, для передачи речи и данных с низкими скоростями. Обычно на одной линии в конкретный период времени можно использовать только одно устройство, например телефонный аппарат или модем.

Более современными являются ТСОП с цифровыми межстанционными магистралями (DTI - Digital Trunk Interface), которые начали развертываться в 70-е гг. для более эффективного использования каналов. Сами коммутаторы долго оставались аналоговыми, поскольку цифровое оборудование стоило дорого.

Позже появились цифровые телефонные станции. Для организации внутренних телефонных сетей предприятий используются учрежденческие цифровые АТС, позволяющие улучшить качество передачи речи и данных и расширить сервис для абонентов. Но в основном они соединены с городской АТС аналоговыми линиями, и поэтому многие преимущества цифровых УАТС теряются. Обычно скорость передачи даннных по таким линиям, иногда их называют линиями тональной частоты (ТЧ), не превышает 28,8 Кбит/c Недавно появились так называемые ИКМ-модемы, которые поддерживают в одном направлении скорости до 56 Кбит/c (стандарты x2, К56flex и др.) по линиям ТЧ с помощью сложных алгоритмов обработки сигналов, но такие скорости можно получить только на высококачественных линиях, подключенных к цифровым АТС. Качество связи и скорость передачи информации по каналам ТЧ зависят от многих факторов и часто вообще непредсказуемы.

Цифровые каналы, например сетей ISDN, способны, хотя бы отчасти, улучшить сложившуюся ситуацию. Применяя их, можно поднять телефонный сервис на совершенно новый качественный уровень, значительно повысить скорость передачи информации, ее надежность и защищенность.

Некоторые преимущества сетей ISDN по сравнению с ТСОП

• Полностью цифровая сеть, обеспечивающая высокую надежность передачи информации.
• Высокая скорость передачи интегрированной информации различной природы.
• Широкий набор функций для телефонии, высокое качество звука.
• Быстрый набор номера (менее 1 с).
• Широкая доступность и распространенность в мире.

Недостатки сетей ISDN

• Проблемы совместимости ISDN-оборудования различных поставщиков.
• Сложность модернизации центральных коммутаторов и построения новой цифровой инфраструктуры.
• Сложность заказа сервиса.
• Необходимость больших финансовых вложений.

Цифровые коммутируемые линии ISDN (сети ISDN).

Сети ISDN (Integrated Services Digital Network, цифровые сети с интегральными услугами) задумывались как цифровые сети, идущие на смену телефонным сетям, и обеспечивающие качественную и быструю передачу голоса и компьютерных данных.

Сети ISDN предоставляют много услуг, среди которых выделенные и коммутируемые цифровые каналы передачи данных и голоса, сеть передачи данных с коммутацией пакетов (аналогично сети X.25), услуги сети Frame Relay.

В настоящее время большинство из услуг сети ISDN не востребованы: сети Frame Relay выделились в самостоятельные сети, сети с коммутацией пакетов в рамках ISDN не обеспечивают высокой скорости и гарантий качества обслуживания, как это делают сети ATM. Поэтому в основном сети ISDN используются также, как и аналоговые телефонные сети, но только как более скоростные и надежные.

Если технологии PDH и SONET/SDH используются для создания выделенных цифровых линий, то технология ISDN, помимо этого, позволяет организовывать коммутируемую цифровую линию, со скоростью передачи данных до 128 Кбит/с (2-проводное окончание), либо до 1,544 или 2,048 Мбит/c (4-проводное окончание, скорость линий T1/E1). Абонент сети ISDN может установить соединение с другим абонентом, который напоминает телефонный номер.

Адрес ISDN состоит из двух частей : номера абонента (до 15 десятичных цифр: код страны, код города, номер абонента, который соответствует точке подключения сети абонента к сети ISDN) и адреса абонента (подномер конкретного устройства в сети абонента).

Для использования услуг сети ISDN в помещении пользователя должно быть установлено специальное оборудование CPE (Customer Premises Equipment), которое состоит из сетевого окончания NT (Network Termination) и терминального оборудования TE (Terminal Equipment). Именно сетевое окончание NT получает номер абонента, а терминальное оборудование TE (компьютер, маршрутизатор или телефонный аппарат с интерфейсом ISDN) получает адрес абонента.

Основной проблемой подключения удаленного пользователя к сети Internet или к сети предприятия является проблема «последней мили». В самой глобальной сети могут использоваться высокоскоростные линии SONET/SDH, однако пользователь обычно подключался к сети при помощи обычного аналогового модема, что ограничивает скорость обмена данными величиной в 33,6 – 56 Кбит/с, вне зависимости от того, насколько «быстрая» сама сеть.

Устанавливать у каждого пользователя дома оборудование T1/E1 или ISDN с 4-проводным окончанием слишком дорого и технически сложно, а оборудование ISDN с 2-проводным окончанием обеспечивает не достаточно высокую скорость доступа (всего 128 Кбит/c). Большинство пользователей хотели бы получит дешевый и быстрый цифровой доступ к Internet при помощи стандартной 2-проводной телефонной линии и простого устройства типа модема.

Перечисленные ниже устройства решают проблему «последней мили» при помощи специальных модемов: симметричная цифровая абонентская линия (SDSL), цифровая абонентская линия с переменной скоростью (Rate Adaptive DSL, VDSL), ассиметричная цифровая абонентская линия (Asymmetric Digital Subscriber Line, ADSL). Среди перечисленных, наибольшее распространение получила технология ADSL.

Технология ADSL рассчитана на высокоскоростную передачу данных на коротком отрезке витой пары, соединяющей абонента с ближайшей телефонной ATC.

В то время как обычные аналоговые модемы рассчитаны на работу через телефонную сеть с произвольным количеством телефонных коммутаторов между клиентом и провайдером, модемы ADSL могут подключаться только непосредственно к маршрутизатору на телефонной станции, не проходя телефонные коммутаторы (благодаря этому на коротком отрезке витой пары между пользователей и маршрутизатором удается добиться высоких скоростей передачи данных) (рис. 29).

Рис. 29. Технология ADSL.

Если телефонная станция предоставляет услуги ADSL, то в здании ATC должен находиться маршрутизатор сети Internet (на рисунке он обозначен как «R»), который при помощи высокоскоростных каналов связан с другими маршрутизаторами. Оборудование ADSL подключается непосредственно к маршрутизатору. Голосовой канал выделяется оборудованием ADSL и направляется на коммутатор телефонной станции.

Одним из главных преимуществ технологии ADSL, по сравнению с аналоговыми модемами, ISDN и T1/E1 – это то, что передачи голоса и данных идут параллельно и никак не влияют друг на друга.

ADSL-модемы, подключаемые к обоим концам короткой линии между абонентом и ATC, образуют 3 канала: быстрый канал передачи данных из сети в компьютер, мене быстрый дуплексный канал передачи данных из компьютера в сеть и простой канал телефонной связи, по которому передаются обычные телефонные разговоры.

Передача данный в канале «сеть-абонент» происходит со скоростью от 1,5 до 6 Мбит/с, в канале «абонент-сеть» - со скоростью от 16 Кбит/с до 1 Мбит/с. В обоих случаях конкретная величина скорости передачи данных зависит от длины и качества линии.

Асимметричных характер скорости передачи данных вводится специально, так как удаленный пользователь Internet или корпоративной сети обычно загружает данные из сети в свой компьютер, а в обратном направлении идет либо подтверждение приема данных, либо поток данных существенно меньшей скорости.

Кроме абонентских окончаний телефонных сетей, в последнее время, для скоростного доступа к Internet стали применять абонентские окончания кабельного телевидения.

Для этих целей уже разработан специальный вид модемов – кабельные модемы. В кабельных модемах используется имеющийся коаксиальный 75-омный телевизионный кабель для передачи данных из сети в компьютер со скоростью 30 Мбит/с, а из компьютера в сеть - со скоростью до 10 Мбит/c. При этом качество передаваемых сигналов очень высокое.

Высокоскоростные абонентские окончания создают для поставщиков услуг Internet дополнительную проблему – им необходимо иметь очень скоростные каналы доступа к остальной части Internet, так как 10 абонентов с трафиком по 8 Мбит/с создают общий трафик в 80 Мбит/с, который качественно может передать только с помощью технологий SONET/SDH или ATM.

В связи с большим интересом к вопросу "а что же такое ISDN " попробуем сначала ответить на него максимально простым и понятным языком, а уже дальше, тот кому этого объяснения окажется недостаточно может , изложенную ниже.

Если ответить кратко что такое ISDN - то это многоканальный телефон с высоким качеством речи и дополнительными услугами (например определение номера звонящего). Бывает 2 типа интерфейсов ISDN - BRI и PRI . Для корпоративных пользователей наибольшее распространение получил интерфейс PRI (другие названия - E1 , поток Е1, ISDN PRI EDSS1, EuroISDN - по сути это все одно и то же). Рассмотрим некоторые особенности ISDN PRI

• Первая особенность - представьте себе телефонную линию, состоящую из 30-и каналов . Это означает, что по ней одновременно могут разговаривать 30 человек. Эти 30 разговоров могут быть как входящими, так и исходящими.
• Вторая особенность - собственно городских номеров в потоке может быть сколько угодно - от одного (общего на всех) и до... скольких договоритесь с Вашим оператором.
  • Если номер в потоке один, то здесь все более-менее просто - есть один номер, есть 30 каналов и если 30 человек одновременно наберут этот номер, то все они до Вас дозвонятся (как Вам принять все эти 30 вызовов и не растерять их это уже другой вопрос - вопрос грамотной настройки Вашей мини-АТС и знания ее возможностей по обработке входящих вызовов . Потоки ISDN PRI идеально подходят для Call-центров). Не обязательно, что все 30 звонков должны быть входящими, на выход каналы тоже могут работать, поэтому если 10 Ваших сотрудников позвонят куда-либо, то для входящих вызовов останется только 20 каналов. Если заняты все 30 каналов, то 31-й позвонивший услышит сигнал "занято". Если хотя-бы один канал свободен, то до Вас можно по нему дозвониться.
  • Если городских номеров в потоке ISDN PRI больше одного, то работает это следующим образом: каждый из этих городских номеров также является многоканальным, но позвонить по нему ОДНОВРЕМЕННО может столько человек, сколько в ДАННЫЙ МОМЕНТ свободно каналов (из общего числа 30 каналов). Каналы в данный момент могут быть заняты как на вход по другим городским линиям, так и на выход Вашими сотрудниками.
  • При желании конечно можно ограничить как число каналов на вход для каждого номера, так и число каналов, которые могут заниматься на выход (чтобы остались свободные каналы на вход, и до Вас можно было бы дозвониться). Но в общем случае распределение каналов происходит динамически и зависит от нагрузки потока в данный конкретный момент времени. Кстати, Вы можете приобрести у оператора не целый, а урезанный поток, скажем на 15 каналов (остальные 15 в нем будут закрыты, но их можно будет открыть в дальнейшем). Как правило подключение и абонентская плата таких "урезанных" потоков обходится дешевле.
• Третья особенность - высокое качество речи в канале ISDN и дополнительный сервис, самый популярный из которых это определитель номера, который можно видеть на дисплеях системных телефонов , или обычных телефонах, поддерживающих функцию Caller ID (для отображения номеров на обычных телефонах с Caller ID требуется также, чтобы Ваша мини-АТС поддерживала функцию передачи Caller ID на аналоговые порты)
• Четвертая особенность - для подключения ISDN PRI не подойдет обычный телефон. ISDN PRI подключается к специальной плате мини-АТС (или другого телекоммуникационного оборудования). Линии ISDN PRI поддерживают практически все современные цифровые мини-АТС . Мы предлагаем следующие модели с поддержкой ISDN PRI:
  • Panasonic - KX-TDE100 KX-TDE200 KX-TDE600 KX-NS500 KX-NS1000
  • LG-Ericsson - iPECS LIK iPECS MG iPECS eMG80

Для интерфейса ISDN BRI справедливо все вышесказанное, кроме того, что количество каналов для этого интерфейса равно не 30, а всего 2, т.е. одновременно возможно вести 2 разговора по одной линии ISDN BRI. Для ISDN BRI существуют специальные модели бытовых ISDN телефонов, которые в нашей стране распространения не получили, за исключением отдельных регионов, где операторы активно предоставляют эту услугу.

Основные понятия, термины и области применения ISDN

В последние несколько лет во всем мире наблюдается заметный рост интереса к территориально-распределенным сетям, позволяющим передавать различные виды информации. Специалисты предсказывают дальнейший рост мирового рынка интегрированных телекоммуникационных услуг примерно на 30 и более процентов в год.

В современных телекоммуникационных сетях используется множество разнообразных технологий и протоколов. Аналоговые системы связи все меньше отвечают требованиям времени, хотя из-за своей доступности они еще достаточно широко используются для телефонии и низкоскоростной передачи данных, в частности по протоколу Х.25. Более высокими скоростями передачи отличаются выделенные цифровые каналы связи, построенные на основе меди, оптоволокна, беспроводных и спутниковых каналов связи. Но их строительство и аренда обходятся значительно дороже. Развиваются очень перспективные сети c асинхронным режимом передачи (ATM), позволяющие передавать с максимальной эффективностью любые виды трафика и масштабировать полосу пропускания. Реально доступны, в том числе в ряде городов России, услуги сетей с ретрансляцией кадров (frame relay), обычно базирующихся на выделенных линиях и поддерживающих многоточечные топологии. Сети frame relay могут использоваться для передачи различных видов трафика, в том числе чувствительного к задержкам. В ряде стран, прежде всего в США, началось внедрение технологий высокоскоростной передачи интегрированных данных по сетям кабельного телевидения (КТВ) и обычным телефонным проводам (xDSL). Получают развитие такие технологии, как SMDS (Synchronous Multimegabit Digital Service - многоточечная передача данных на основе коммутации ячеек) и B-ISDN (Broadband ISDN - широкополосная ISDN). Эти технологии очень перспективны, но пока мало доступны и дороги.

Во всем мире растет количество цифровых сетей с интеграцией услуг (ISDN - Integrated Services Digital Network). Они основываются на "зрелой" технологии и создаются отчасти на базе оборудования и каналов существующих телефонных сетей общего пользования (ТСОП).

Сети АТМ, frame relay и ISDN начинают использоваться и в России. Более того, усилиями целого ряда российских операторов, совместных предприятий и зарубежных компаний, строящих наложенные сети на основе самых современных технологий SDH и ATM, создаются условия для реализации качественно новых возможностей в области телекоммуникаций.

При построении территориально-распределенных сетей компаний и подключении к основной локальной вычислительной сети (ЛС) удаленных филиалов и мобильных пользователей перед администраторами ЛС, специалистами в области информационных технологий встает непростая задача оптимального выбора стандарта передачи информации. В данной статье рассматриваются практические аспекты использования каналов ISDN для построения интегрированных информационных сетей, приведены примеры решения конкретных задач.

Краткий экскурс в историю

Технология ISDN появилась достаточно давно - почти 20 лет назад. Основополагающие спецификации содержатся в рекомендациях I.122 Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (современное название этого комитета - Международный союз электросвязи). Позже появились рекомендации I.430 и I.431 для физического уровня модели ISO; Q.921/I.441 для уровня управления логическим каналом; Q.931/I.451 и DSS1 для сетевого уровня и целый ряд других.

Во время начального периода развития ISDN было внедрено большое количество национальных типов ISDN, разработанных в лабораториях крупных телекоммуникационных компаний и часто несовместимых между собой. В 80-е гг. данная технология по целому ряду причин, в частности из-за проблем совместимости и дороговизны оборудования, развивалась очень вяло. Но в начале 90-х гг. практический интерес к ней значительно вырос. В Германии, США, Японии, Франции, Англии было установлено значительное количество линий ISDN. Так, по сообщениям исследовательской компании Dataquest, в США в 1995 г. количество линий ISDN увеличилось на 80% и составило 450 тыс. Примерно такая же тенденция существует и в Европе, где на сегодняшний день установлено более5 млн линий ISDN.

Благодаря усилиям со стороны ETSI (European Telecommunications Standards Institute) фактическим стандартом в Европе становится EuroISDN, который поддерживают большинство европейских телекоммуникационных провайдеров и производителей оборудования. В России также ведутся работы по стандартизации и обеспечению совместимости строящихся в различных регионах сетей ISDN. Для этого несколько лет назад была создана и теперь расширяется опытная зона тестирования технологии ISDN, включающая в себя ряд крупных городов России.

Области применения сетей ISDN

Стандартное подключение линий ISDN осуществляется по интерфейсам BRI (Basic Rate Interface) или PRI (Primary Rate Interface). Первый из них (у некоторых операторов он называется ISDN2 - по количеству B-каналов) обеспечивает два дуплексных B-канала по 64 Кбит/с каждый (в Америке, Японии и Канаде скорость передачи по В-каналу равна 56 Кбит/с). Причем в качестве линии ISDN BRI телефонная компания практически всегда использует медный кабель телефонной сети общего пользования (ТСОП), за счет чего снижается окончательная стоимость ISDN-линии. Каждому В-каналу присваивается номер, аналогичный телефонному.

При подключении крупных организаций для обеспечения более высоких скоростей передачи или для одновременного подсоединения к центральному офису нескольких удаленных филиалов применяется PRI-интерфейс (иногда встречается название ISDN30). В Европе его суммарная пропускная способность равна 2,048 Мбит/с, он содержит 30 B-каналов для передачи информации и специальный D-канал с пропускной способностью 64 Кбит/с. Кроме того, PRI часто используется для подключения учрежденческих АТС к цифровой телефонной сети. Многие операторы предоставляют PRI с таким количеством B-каналов, которое требуется заказчику, например с четырьмя или шестью.

Цифровые сети с интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в следующих областях:

• телефония;
• передача данных;
• объединение удаленных ЛС;
• доступ к глобальным компьютерным сетям (Internet);
• передача трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук);
• интеграция различных видов трафика.

Оконечным устройством сети ISDN может быть цифровой телефонный аппарат, отдельный компьютер с установленным ISDN-адаптером, файловый или специализированный сервер, мост или маршрутизатор ЛС, терминальный адаптер с голосовыми интерфейсами (для подключения обычного аналогового телефона или факса) либо с последовательными интерфейсами (для передачи данных).

ISDN-телефония

Первые применения ISDN были реализованы именно в области телефонии. Для этого в цифровые телефонные станции встраивается поддержка ISDN-сервиса, а в качестве оконечных устройств используются цифровые телефонные аппараты (ISDN-терминалы). Они 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.

В сетях ISDN существует специальный сервис под названием Centrex. C его помощью компании, не располагающие офисной АТС, могут предоставлять пользователям широкий набор услуг, например создание групп абонентов, переадресацию звонков, идентификацию линий, конференции нескольких абонентов, внутреннюю сокращенную нумерацию и т.п.

Но телефонные ISDN-аппараты достаточно дороги, хотя сейчас стали появляться более дешевые устройства. Кроме того, при переходе на цифровые линии ISDN пользователь обычно уже имеет аналоговое телефонное оборудование - телефоны, модемы, факсимильные аппараты. И наиболее оптимальным вариантом является использование этого оборудования совместно с цифровыми каналами и сервисом ISDN.

Для этого применяется специализированное устройство - терминальный адаптер, называемый A/B-адаптером, который поддерживает функции мини-АТС. К нему подключается аналоговый телефон (факс, автоответчик). Выпускаются такие устройства на два, четыре и большее количество аналоговых портов и с одним или несколькими BRI-портами. Для увеличения количества поддерживаемых портов можно объединять несколько устройств. При наличии A/B-адаптера можно получить выход через линию ISDN BRI на городскую телефонную сеть общего пользования либо построить внутри ISDN-сети свою наложенную телефонную сеть, используя аналоговое оконечное оборудование. Эти адаптеры позволяют выполнять целый ряд дополнительных функций, которые осуществляются с помощью набора кодов специальных команд кнопками телефонного аппарата:

• присвоение телефонного номера каждому аналоговому порту;
• CallBack - автоматическое перезванивание по номеру вызывающего абонента;
• On-Hold - переключение между несколькими активными линиями;
• Call Forwarding - переключение входящих вызовов на другой аппарат;
• изменение уровня сигнала в каждом аналоговом канале;
• скоростной набор номера;
• проведение конференции с несколькими участниками.

Доступ к Internet

С развитием глобальной информационной сети Internet в ней все шире используются средства мультимедиа и компьютерной графики, трансляция видео и звука. Для воспроизведения информации все чаще применяются графические оболочки, работающие под управлением Windows и позволяющие осуществлять доступ к Web-серверам, FTP-архивам и другим сервисам Internet. Многие организации осуществляют через Internet рекламу своих продуктов и услуг, развивают системы электронной торговли и даже строят на основе технологии Internet и протокола TCP/IP корпоративные сети (интрасети).

Сети ISDN способны во многом решить проблемы доступа в Internet. Можно выделить три варианта подключения отдельных компьютеров и ЛС к Internet. Для доступа в Internet одиночных пользователей можно применять ISDN BRI-адаптеры, которые устанавливаются в стандартное гнездо шины ПК (ISA, PCI или PC-Card). Для связи с провайдером обычно используется Point-to-Point Protocol (PPP), а для аутентификации пользователей, входящих в сеть, - протоколы PAP и CHAP. Кроме того, многие производители поддерживают многоканальный PPP (MultiLink PPP), который позволяет в процессе работы объединять в один логический канал два B-канала.

Кроме внутренних адаптеров, существуют внешние терминальные адаптеры (TA) или внешний ISDN-модем, которые предназначены для конвертации последовательного интерфейса ПК, обычного моста/маршрутизатора или другого не ISDN-устройства в формат ISDN BRI. Некоторые ТА имеют еще и аналоговый порт для поддержки телефона/факса. В этом случае к асинхронному порту ТА подключается компьютер, чем обеспечивается доступ в Internet, а через аналоговый порт к другому B-каналу подключается обычный телефон или факс.

Для подключения ЛС к Internet обычно используется маршрутизатор, позволяющий разделять внутреннюю и внешнюю IP-сети и осуществляющий функции брандмауэра. Сами маршрутизаторы могут быть реализованы программным путем на серверах NetWare (IntranetWare), Windows NT или Unix. Необходимо также применение активных или пассивных адаптеров. Активный адаптер построен на основе процессора со своей оперативной памятью и ориентирован на выполнение коммуникационного ПО. Он позволяет значительно меньше использовать ресурсы ЦП файлового сервера. Пассивный адаптер ISDN аналогичен обычному сетевому адаптеру и использует ресурсы ЦП сервера. Обычно активные адаптеры дороже пассивных, но и более производительны. Другим вариантом является использование аппаратного маршрутизатора, который выполнен в виде отдельного устройства и имеет один или несколько портов для подключения ЛС и один или несколько WAN-портов.

Некоторые фирмы начинают выпускать устройства со встроенными интеллектуальными возможностями. Они позволяют программному обеспечению, находящемуся в ПЗУ устройств, самостоятельно определять тип ISDN, поддерживаемый коммутатором оператора, и устанавливать другие параметры ISDN. Пользователю остается только ввести номер (или номера) для установки соединения с провайдером.

Видеоконференции

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. Это требует больших временных и материальных затрат. С развитием сетей ISDN появилась реальная возможность заменить поездки сеансами видеоконференций и, таким образом, не только сэкономить время и деньги, но и значительно повысить оперативность принятия решений. Можно проводить совещания специалистов, находящихся в различных частях земного шара, общаться что называется "лицом к лицу" с клиентами банка, проводить дистанционные презентации и обучение, просматривать медицинские снимки и многое другое. В итоге работу, которая раньше занимала несколько дней, можно выполнить за считанные минуты.

Настольные приложения для видеоконференций многих производителей позволяют осуществлять обмен видео- и аудиоинформацией с одновременным показом графиков и таблиц. Они снабжены средствами совместного редактирования документов и передачи файлов. Ряд фирм поставляет многоточечные видеоконференции, позволяющие одновременно общаться нескольким абонентам.

Недорогие аппаратные средства для видеоконференций на базе ПК включают в себя специальные платы, обеспечивающие кодирование/декодирование видео- и аудиосигналов, адаптер ISDN, обычно поддерживающий интерфейс BRI, внешние видеокамеры, микрофоны или телефоны. Есть реализации чисто программные, но обычно они отличаются более низкой производительностью. Основой для ISDN-видеоконференций является стандарт H.320 комитета ITU-T, в который вошел целый набор рекомендаций по кодированию (компрессии) аудиосигнала (G.711, G.722, G.728), видесигнала (H.261), мультиплексированию каналов (H.221) и ряд других.

Как отмечалось выше, существуют двух- и многосторонние конференции. Последние требуют использования дополнительного оборудования, а именно Multipoint Conferencing Unit (MCU). Эти устройства выпускаются небольшим количеством производителей и достаточно дороги.

Объединение удаленных ЛС

Сегодня во многих организациях, имеющих несколько удаленных филиалов, требуется иметь оперативный доступ к корпоративным информационным ресурсам, например базам данных. Кроме того, компании и банки должны предоставлять своим удаленным подразделениям и "мобильным" сотрудникам в других городах или даже странах качественную телефонную, факсимильную и видеоконференцсвязь, а также доступ к электронной почте. Часто каналы, обеспечивающие эти способы связи, должны быть не постоянными, а коммутируемыми при наличии информации для передачи. В этом случае оптимальным решением - как по функциональным возможностям, так и по стоимости - может стать использование сетей ISDN. Они обеспечивают такие функции, как связь по требованию, пропускная способность по требованию (объединение нескольких B-каналов в один логический канал), компрессия данных в канале, защита информации, и позволяют реализовывать самые разнообразные решения проблем организации связи с филиалами.

Так, для объединения удаленных ЛС на основе ISDN можно использовать постоянные каналы и каналы по-требованию. В первом случае имеется постоянное соединение между офисами - без учета объемов передаваемой информации. Во втором случае физическое соединение при отсутствии пакетов разрывается, однако логическое соединение остается и информация об удаленной ЛС сохраняется в устройстве. При появлении информации, которую нужно передать в удаленную ЛС, устройство автоматически набирает номер и в течение 1 с устанавливает физическое соединение.

Операторы могут предоставлять каналы ISDN с повременной (за время использования канала) и фиксированной оплатой. Выбор той или иной системы оплаты зависит от того, сколько времени в течение суток будет использоваться этот канал. При использовании канала более четырех-пяти часов в день выгоднее арендовать линию с фиксированной месячной оплатой.

Для объединения ЛС на основе сети ISDN в качестве устройств доступа обычно применяются активные или пассивные адаптеры ISDN, которые устанавливаются в файловый сервер, выделенный маршрутизатор или обычную рабочую станцию. Необходимо также ПО типа NetWare Multiprotocol Router for ISDN, либо аналогичное для Windows NT или Unix*. Такие адаптеры производятся несколькими фирмами, например AVM Computersysteme (Германия), Eicon (Канада) и Teles (Германия).

Другим вариантом решения является применение аппаратных мостов или маршрутизаторов, выполненных в виде автономных устройств, которые подключаются к ЛС. Они бывают различной производительности - от самых простых до мощных модульных с поддержкой разнообразных протоколов (вплоть до ATM) - и производятся, в частности, фирмами 3COM, NewBridge/АСС, Bay Networks, Cisco, Gandalf и Shiva.

Но может возникнуть ситуация, когда требуется соединить две крупные ЛС c обеспечением онлайнового доступа к центральным базам данных большому числу рабочих станций одновременно либо когда используется неэффективное, с точки зрения сетевого трафика, программное обеспечение. Если нет возможности увеличить количество BRI-каналов, проблема решается с помощью программных или аппаратных средств, реализующих технологию дистанционного управления. В этом случае в центральной ЛС устанавливается сервер удаленного доступа (RAS), например WinFrame фирмы Citrix. Две удаленные ЛС объединяются с помощью маршрутизаторов на выделенных компьютерах либо с использованием специальных автономных мостов/маршрутизаторов. При этом каждая удаленная машина подключается в режиме дистанционного управления к соответствующей виртуальной станции на RAS. По линии ISDN на удаленный компьютер передается только обновление экрана, а обратно - только команды управления с клавиатуры или от мыши. Таким образом удается более эффективно разделять линию ISDN между большим количеством пользователей.

Другое решение сервера доступа предлагает фирма Cubix. Шасси ERS/FT II имеет 2 источника питания, работающих в режиме разделения нагрузки, систему дистанционного управления, индикаторы состояния источников питания и вентиляторов. Обеспечивается "горячая" замена модулей без остановки всей системы. Это аппаратное решение позволяет объединить до 30 специализированных ПК. При этом на ПК, установленых в шасси Cubix, и удаленных станциях работают серверные и клиентские модули программ дистанционного управления ReachOut, PCAnywhere или Carbon Copy. Кроме того, осуществляется единое управление всем этим комплексом с рабочего места администратора ЛС. Даннное решение эффективно и тогда, когда наряду с ISDN используются обычные аналоговые линии или другие типы каналов связи. Кроме сервера удаленного доступа, на основе шасси Cubix можно построить высоконадежные специализированные серверы: WWW, FAX, E-Mail, файловые и дисковую подсистемы.

При организации связи между несколькими удаленными ЛС часто требуется обеспечить повышенную надежность соединения. Многие организации используют каналы ISDN в качестве резервных для линий связи, например frame relay или выделенных физических линий. Многие поставщики оборудования, в частности мостов или маршрутизаторов с несколькими портами, встраивают в него поддержку автоматического переключения с основной линии на резервную в случае выхода из строя первой. Некоторые компании используют в качестве резервных линий коммутируемые каналы ТСОП, но это приводит к существенной потере в скорости работы.

Надомная работа/малый офис

С развитием практики надомной работы (telecommuting) и расширением сектора SOHO (малый и домашний офис) особую актуальность приобретает скорость доступа к информации. Привлечению интереса к данному направлению способствует то, что оно позволяет существенно сократить площади офисов и увеличить время, которое служащий может уделять работе, уменьшить загруженность транспортных магистралей и, в итоге, - загрязненность окружающей среды автомобильными выхлопными газами.

Многие компании имеют в штате мобильных пользователей, которые обычно работают вне офиса. Это могут быть журналисты, страховые и торговые агенты и т.п. К категории мобильных могут быть отнесены лица, которые используют для сеансов связи с корпоративной ЛС портативный компьютер, подключаемый через одну из сетевых станций или собственный адаптер, внутренний факс-модем стандарта PC-card с выходом на коммутируемую линию, сотовую сеть или канал ISDN.

Большое значение в настоящее время приобретают возможности дистанционного конфигурирования оборудования, загрузки ПО, мониторинга и сбора статистики. Практически все производители встраивают эти функции в свое оборудование и таким образом значительно упрощают управление корпоративной сетью.

Во всех этих случаях могут быть использованы линии ISDN. Особенно привлекает возможность предоставления канала по требованию: когда канал не используется, счетчик оплаты отключается.

Оборудование для SOHO выпускается большим количеством фирм-производителей. Особенно интересны решения тех фирм, которые предлагают недорогие автономные мосты/маршрутизаторы с Ethernet-портом (для подключения небольших ЛС) и с дополнительным аналоговым портом или портами (для телефона/факса). Кроме того, некоторые фирмы предлагают оборудование с возможностью компрессии передаваемой информации.

ISDN в России

До недавнего времени цифровые сети с интеграцией услуг чаще упоминались как предложения зарубежных провайдеров. Тем не менее в некоторых городах России уже создана и продолжает развиваться инфраструктура ISDN. Пока сервис ISDN можно получить, в основном, только в крупных городах - Москве, Санкт-Петербурге, Новгороде, Нижнем Новгороде, Перми. Цифровые телефонные станции, которые, в принципе, могут поддерживать или поддерживают сервис ISDN, работают примерно в 80 городах России. Для координации их работы и решения проблем совместимости ведутся работы по созданию общенациональной российской цифровой сети общего пользования на основе единых стандартов и протоколов ITU, в частности общеканальной сигнализации OKC7 (SS7).

В Москве первым оператором, предоставляющим услуги ISDN, стала российско-британская компания "Комстар", предлагающая подключение к каналам ISDN с 1994 г. Компания "Комстар" смонтировала в Москве современную телефонную коммутационную систему с поддержкой ISDN "SystemX" английской фирмы GPT, которая соответствует международным стандартам. В основе инфраструктуры цифровой сети "Комстар" лежат высокоскоростные ВОЛС, протяженность которых увеличивается c каждым годом и которые охватывают все новые и новые районы. Для повышения надежности волоконно-оптические SDH-каналы, соединяющие концентраторы ISDN, закольцовываются. Подключение абонентов к концентраторам осуществляется как по интерфейсам BRI, так и по PRI (см. врезку "Основные понятия и стандарты ISDN"). Кроме того, "Комстар" очень активно работает в области предоставления доступа к глобальным сетям, в частности Internet, по коммутируемым каналам 64 или 128 Кбит/с. Новые решения "Комстар" и новое оконечное оборудование тестируются специалистами компании Step Logic.

Помимо "Комстар", в Москве услуги ISDN предоставляют еще несколько операторов, в том числе Sovintel и Combellga. Весной 1997 г. начала предоставлять услуги ISDN компания "Телмос", совместное предприятие МГТС и Lucent Technology. "Телмос" является владельцем собственной волоконно-оптической сети связи, в которой используются цифровые телефонные станции 5ESS производства AT&T, поддерживающие различные сетевые протоколы передачи данных и речи, голосовую почту, виртуальные АТС (Centrex). Магистральная сеть "Телмос" базируется на технологии SDH и, для повышения надежности, реализована в виде нескольких колец.

Уже к 1996 г. цифровое оборудование ISDN было установлено более чем на половине московских АТС. Сейчас тенденция такова, что количество работающих концентраторов удваивается каждый год. Москва по доступности для пользователя линии ISDN не уступает США.

Несмотря на то что существуют проблемы с прокладкой новых магистралей, модернизацией АТС, финансированием и совместимостью, общее количество современных сетей, в том числе ISDN, в России неуклонно растет. И хотя сегодня эти сети доступны далеко не повсеместно и реально с ними может работать лишь небольшой круг клиентов, можно предположить, что через несколько лет ситуация кардинально изменится.

Основные понятия ISDN

Канал "B" (Bearer) - канал для передачи голоса, данных, видео c пропускной способностью 64 Кбит/с. Он предоставляется "чистым", т.е. вся его полоса пропускания доступна для передачи информации, а вызовы, сигнализация и другая системная информация передается по D-каналу.

Канал "D" (Delta) - служебный канал для передачи управляющих сигналов с пропускной способностью 16 (BRI) или 64 (PRI) Кбит/с. Один канал типа "D" обслуживает 2 или 30 (Европа) В-каналов и обеспечивает возможность быстрой генерации и сброса вызовов, а также передачу информации о поступающих вызовах, в том числе о номере обращающегося к сети абонента. Некоторые операторы и производители телекоммуникационного оборудования поддерживают передачу через D-канал дополнительной информации, например организуют канал X.25 или поток данных с телеметрической информацией со скоростью передачи до 9,6 Кбит/c. Но такое расширение возможностей канала не соответствует стандарту.

BRI (Basic Rate Interface) - стандартный базовый интерфейс с пропускной способностью 144 Кбит/с (EuroISDN); он объединяет два канала "B" и один канал "D". К интерфейсу BRI можно подключить до восьми различных ISDN-устройств. При этом каждому устройству выделяется свой индивидуальный номер (multiple subscriber numbers). Очень важная особенность ISDN состоит в том, что для установки BRI-розетки оператору обычно не требуется прокладывать новую телефонную пару - используется обычная линия ТСОП. Подробнее см. Способы подключения ISDN

Физическим уровнем интерфейса BRI, определяющего правила взаимодействия конечных пользователей и коммутатора ISDN, служит обычная витая пара, которая работает в дуплексном режиме передачи данных, - так называемый U-интерфейс. Внутри зданий используется кабель из двух витых пар - S/T- интерфейс, позволяющий подключать до восьми оконечных ISDN-устройств. Поэтому для подсоединения внутренней проводки к внешней линии необходимо устройство NT1 (одно на каждый BRI-интерфейс).

PRI (Primary Rate Interface) - этот интерфейс объединяет несколько B-каналов (например, в Европе - 30 В-каналов с общей полосой пропускания 2,048 Мбит/с). В отличие от BRI, он поддерживает только одно оконечное устройство. Но подключив, например, локальную АТС или маршрутизатор c поддержкой ISDN, можно разбить PRI на множество BRI-интерфейсов. В настоящее время для предоставления офисам PRI-сервиса широко используется абонентская цифровая линия на одной (SDSL) или двух (HDSL) телефонных парах.

SS7 (ОКС7) - система Общей канальной сигнализации номер 7. Она была разработана и стандартизована комитетом CCITT (ITU) для увеличения возможностей по интеграции речи и данных, эффективного использования в телефонии компьютерных систем, быстрой установки соединений и качественной маршрутизации вызовов, использования единых информационных баз данных, интеграции и полной совместимости различных видов связи (телефония, сотовая связь, передача данных) вне зависимости от страны или региона и, в итоге, получения качественно нового уровня сервиса. ОКС7 охватывает три нижних уровня семиуровневой модели информационных сетей ISO и состоит из двух подсистем. Message Transfer Part (MTP) отвечает за передачу сообщений сигнализации, осуществляет функции обнаружения и исправления ошибок и ряд дополнительных функций. UP (User Part) - подсистема более высокого уровня - отвечает за поддержку пользователя и включает в себя часть ISUP (Integrated Services User Part), отвечающую за ISDN-сети, часть TUP (Telephone User Part), отвечающую за телефонию, и ряд других.

В России в качестве базового стандарта для создания общегосударственной системы внедрения OKC7, сетей с интеграцией услуг и сетей подвижной связи принят ISDN.

Увеличение эффективности использования ISDN

При объединении удаленных ЛС, доступе в корпоративную ЛС, Internet или интерактивные службы по каналам ISDN часто используется подключение с повременной оплатой. В этом случае наибольший интерес представляет оборудование, позволяющее осуществлять сжатие передаваемых данных и, следовательно, уменьшать время использования линии на единицу передаваемой информации. Компрессия передаваемых данных является их дополнительной защитой, снижая вероятность расшифровки информации при несанкционированном подключении к линии.

Коэффициент компрессии сильно зависит от типа передаваемых по линии данных. Хуже всего поддается сжатию предварительно заархивированная информация. Хорошо сжимаются базы данных и файлы, содержащие графическую информацию. Также применяются алгоритмы компрессии заголовков пакетов протоколов ЛС. Средний коэффициент компрессии равен 4:1. Лидером по компресии данных являются router XpressConnect 5250i и brouter XpressConnect 5242i фирмы Gandalf (Канада). Это оборудование позволяет получить коэффициент сжатия данных до 8:1.

Важным средством, обеспечивающим эффективность использования линии, является установление соединения по требованию (Connect on demand) - только на время сеанса передачи данных. По его завершению физическое соединение разрывается. Использование каналов связи по требованию позволяет осуществлять доступ к сети или, наоборот, прерывать связь в зависимости от заданных условий или произошедших в сети событий.

Многие производители оборудования поддерживают функцию spoofing. По сетям передается большое количество служебных пакетов, которыми обмениваются между собой серверы, маршрутизаторы, рабочие станции. Большинство таких пакетов содержит редко меняющуюся информацию. При наличии функции spoofing служебные пакеты передаются по магистральному каналу только один раз, а ответы на запросы автоматически генерируются на оконечных узлах, не загромождая дополнительной информацией линию связи. Правда, эта функция нуждается в тщательной настройке.

Функция фильтрации протоколов позволяет ограничить прохождение через магистральную линию определенных протоколов или изменить приоритет. Фильтрация MAC-адресов позволяет ограничить доступ с некоторых рабочих станций в удаленную сеть и, таким образом, уменьшить трафик.

Обычно мосты или маршрутизаторы имеют таблицу телефонных номеров (ISDN). Это позволяет, например, запланировать установку соединения с каждым офисом на определенное время или день недели. Такая схема установки соединений подходит для работы с немногими приложениями. Важным является то, что можно полностью запретить или ограничить доступ извне в ЛС компании по выходным или праздничным дням.

Важной функцией является и установление пропускной способности по требованию (Bandwidth on demand). При превышении полосы пропускания одного B-канала автоматически подключается второй. Для увеличения пропускной способности по протоколу PPP, который обычно используется для подключения к сети Internet, разработан стандарт Multilink PPP (MPPP). Он позволяет объединять несколько В-каналов и создавать один логический канал c увеличенной пропускной способностью.

От аналоговых до цифровых сетей с интеграцией услуг

Традиционные ТСОП используют аналоговое оборудование. Они предназначены, в основном, для передачи речи и данных с низкими скоростями. Обычно на одной линии в конкретный период времени можно использовать только одно устройство, например телефонный аппарат или модем.

Более современными являются ТСОП с цифровыми межстанционными магистралями (DTI - Digital Trunk Interface), которые начали развертываться в 70-е гг. для более эффективного использования каналов. Сами коммутаторы долго оставались аналоговыми, поскольку цифровое оборудование стоило дорого.

Позже появились цифровые телефонные станции. Для организации внутренних телефонных сетей предприятий используются учрежденческие цифровые АТС, позволяющие улучшить качество передачи речи и данных и расширить сервис для абонентов. Но в основном они соединены с городской АТС аналоговыми линиями, и поэтому многие преимущества цифровых УАТС теряются. Обычно скорость передачи даннных по таким линиям, иногда их называют линиями тональной частоты (ТЧ), не превышает 28,8 Кбит/c Недавно появились так называемые ИКМ-модемы, которые поддерживают в одном направлении скорости до 56 Кбит/c (стандарты x2, К56flex и др.) по линиям ТЧ с помощью сложных алгоритмов обработки сигналов, но такие скорости можно получить только на высококачественных линиях, подключенных к цифровым АТС. Качество связи и скорость передачи информации по каналам ТЧ зависят от многих факторов и часто вообще непредсказуемы.

Цифровые каналы, например сетей ISDN, способны, хотя бы отчасти, улучшить сложившуюся ситуацию. Применяя их, можно поднять телефонный сервис на совершенно новый качественный уровень, значительно повысить скорость передачи информации, ее надежность и защищенность.

Некоторые преимущества сетей ISDN по сравнению с ТСОП

• Полностью цифровая сеть, обеспечивающая высокую надежность передачи информации.
• Высокая скорость передачи интегрированной информации различной природы.
• Широкий набор функций для телефонии, высокое качество звука.
• Быстрый набор номера (менее 1 с).
• Широкая доступность и распространенность в мире.

Недостатки сетей ISDN

• Проблемы совместимости ISDN-оборудования различных поставщиков.
• Сложность модернизации центральных коммутаторов и построения новой цифровой инфраструктуры.
• Сложность заказа сервиса.

Современные АТС предоставляют функции, обеспечивающие совместную работу мобильных телефонов с мини-АТС, причем эти функции выполняются так, как будто пользователь мобильного телефона является внутренним абонентом УАТС. Это позволит достичь истинной мобильности в Вашей работе и будет особенно полезно в таких сферах деятельности как агентства недвижимости, страховые компании, юридические фирмы, службы доставки, строительный бизнес.