D2B (зона), D2B.

4. 3. 3 Интегрированная сеть ISDN Название ISDN (Integrated System Digital Network) было придумано XI группой CCITT в 1971 году (P. Bocker, ISDN. цифровые сети интегрированных услуг, концепции, методы и системы. Радио и связь, М. См. 1991).Основное назначение ISDN - предоставление интегрированных услуг связи (телефон, факс, данные и т.д.), передача 64 кбит/с по проводной 4-килогерцовой линии. Использование телефонных кабелей для этой цели имеет два преимущества. Они уже существуют и могут быть использованы для поставки терминального оборудования. Выбор стандарта 64 KBIT/s определяется простой оценкой. Система '2B+D'. Основная конфигурация каналов - 2*b + d = 2*64 +16 = 144 кбит/с. В дополнение к каналу B и вспомогательному каналу D, ISDN предлагает более широкие полосы пропускания, каналы H0 со скоростью 384 Кбит/с, H11 со скоростью 1536, 1920 Кбит/с со скоростью H12 (фактический ритм цифрового потока), и может обеспечить другие каналы с H12 (фактический ритм цифрового потока). Для первичных каналов (1544 и 2048 кбит/с) диапазон D-зоны составляет 64 кбит/с. Ожидается, что к 2000 году в США будет 10 000 000 пользователей ISDN. Количество мобильных телефонов в мире приближается к миллиарду. Существует около 10 различных протоколов ISDN, включая национальный ISDN-1 (США), AT & AMP; T CUSTING и EURO-ISDN (NET3). ISDN требует наличия канала связи для передачи цифрового кода, поэтому пропорциональные сигналы в случае телефона или факса должны быть соответствующим образом преобразованы перед передачей. При передаче цифровых сигналов используются импульсные коды (см. Преобразование, кодирование и передача информации), впервые примененные во время Второй мировой войны. Широкое распространение этого метода передачи данных относится к началу 1960-х годов. Чтобы достичь скорости передачи 64 кбит/с по существующим телефонным кабелям без нарушения теоремы Шеннона, ретрансляторы необходимо расположить на расстоянии 2 км друг от друга (поскольку затухание сигнала в стандартных кабелях составляет примерно 15 дБ/км). Последние достижения в области телекоммуникационных технологий значительно уменьшили это ограничение.) Интеграция скоростей передачи данных в ISDN помогает уменьшить количество оборудования, устраняя необходимость в межсетевых соединениях и согласовании производительности отдельных частей сети. Одним из самых популярных применений ISDN является цифровая телефония. Человеческий голос может быть адекватно закодирован всего 6 битами, но из-за колебаний уровня входного сигнала требуется не менее 8 бит (учитывая логарифмический отклик АЦП). Значения кодов, полученные в результате последовательных преобразований человеческой речи, сильно коррелируют между собой, что открывает дополнительные возможности для сжатия информации. Сеть ISDN дала толчок развитию сетевых технологий. Следующим шагом станет интеграция Интернета в кабельное телевидение, что в один прекрасный день приведет к созданию домашних сетей, объединяющих телевидение, компьютеры, бытовую технику и телефоны. Это неудивительно, учитывая, что цена хорошего телевизора примерно равна цене компьютера и что во многие бытовые приборы встроены процессоры. Здесь необходимо рассмотреть несколько вопросов. С одной стороны, телевизионные кабели имеют достаточную пропускную способность для передачи как аналогового (известного как 10+ каналов), так и цифрового телевидения. Эта проблема возникает из-за сочетания передачи телевизионных сигналов и цифровых (или PCM) интернет-каналов (кабельные модемы все еще очень дороги). Современные телевизионные системы предлагают около 50 каналов одновременно, что предъявляет очень жесткие требования к кабельному соединению между региональным распределительным центром и конечным пользователем. В настоящее время распределительные узлы соединены между собой посредством ATM-соединений (~150 Мбит/с, широкополосный ISDN), что уже недостаточно. В ближайшем будущем можно ожидать прокладки волоконно-оптических кабелей в домах конечных пользователей. Это позволит кардинально решить данную проблему (отпадет необходимость не только в волоконно-оптических, но и в телефонных кабелях). Одновременно будет решена проблема видеотелефона. Для обеспечения такой интеграции разрабатываются новые стандарты. ISDN изначально была разработана для передачи голоса и изображений (факс), поэтому начните с этих приложений. Для факсов сети ISDN особенно привлекательны, поскольку они могут обеспечить высокое разрешение (до 16 линий/мм и более) при разумном времени передачи. Взаимодействие различных частей ISDN Чтобы наглядно представить взаимодействие различных частей ISDN, давайте рассмотрим геометрию: 4. 3. 3. 1. 4. 3. 3. 1 Традиционная сетевая схема ISDN Network 1 (NT-1) - это устройство, которое преобразует двухкабельную линию ISDN (от телефонной компании), называемую U-Company, в 8-проводную S/T-T-TIP. Как правило, к одной точке T может быть подключено только одно оконечное устройство. NT2, с другой стороны, предназначены для подключения различных типов оборудования (функции NT1 и NT2 могут быть объединены в одном устройстве). интерфейс NT2 и TA может быть объединен, что позволяет использовать множество NT1 с одним NT2. соединения NT2 обеспечивают перемещение между офисами и может образовывать канал, к которому могут быть подключены несколько терминалов. Оконечное оборудование (ОО) в режиме "точка-точка" может быть подключено к системе с помощью кабелей длиной до 1 км с фактическим затуханием 6 дБ при частоте 96 кГц. В режиме "точка-многоточка" (до 8 терминалов) соединения параллельные, но длина канала в этом случае не должна превышать 200 м (из-за временных ограничений). Клеммы должны иметь комплексное входное сопротивление не менее 2500 Ом, чтобы не вызвать деформацию. Канал имеет комплексное сопротивление 100 Ω как на стороне NT1, так и на противоположном удаленном конце (это относится к снимающей и передающей парам).Оборудование, соответствующее рекомендациям ISDN, может быть подключено к S и T. Схема кабеля, соединяющего интерфейс ISDN с оконечным оборудованием, показана на рис. 4. 3. 3. 2 Рисунок 4. 3. 3. 2. Рисунок 4. 3. 3. 2 Кабель и соединения с каналами ISDN Точки S и T обеспечивают доступ к услугам канала ISDN. В точке R (рис. 4. 3. 3. 2 TA - терминальный адаптер), в зависимости от типа терминального адаптера, предоставляются другие стандартные услуги CCITT (X. 21 или X. 25, V. 35, RS-232 или V. 24) Точки входа TE1 и TE2 предназначены для удаленных телекоммуникационных услуг. Все виды услуг можно разделить на три группы по форме доступа 64 кбит/с. Услуги, в которых меняется только скорость выполнения (например, обмен файлами или электронная почта). Инновационные услуги недоступны при низких обменных курсах: передача факса со скоростью 3-4 секунды на страницу (20-30 секунд при низкой скорости) - видеотекст (например, Prestel в Великобритании, Minitel во Франции или Bildschirmtext в Германии). Услуги невозможны при скорости ниже 64 кб/с. Например, высококачественная передача видео или аудио (G. 722; ADPCM - адаптивный дифференциальный пальмовый код). В телефонии часто используются каналы 32 кбит/с (G. 721). Полоса пропускания варьируется от 50 Гц до 20 кГц. Функционально здесь могут быть реализованы следующие категории услуг (кроме того, существует еще несколько видов услуг, описанных в таблицах 4. 3. 5. 4 ниже) Цифровая телефония Электрическая схема Передача пакета (x. 25). Услуги передачи данных по технологии frame relay Электронные письма (x. 26) Цифровое видео Телетекст Факс (Группа VI) Быстрая телефония Услуга идентификации вызывающего абонента Конференция (номера групп) Переадресация вызовов На рисунке 4. 3. 3. 3 показано питание опорного и оконечного оборудования к системе излучения и приема.4. 3. 3. Мощность, передаваемая по кабелю, составляет 1-0. 5 Вт. В настоящее время дополнительные кабели питания являются опцией. Рис. 4. 3. 3. 3. 3. 3. 3. Сообщение для передачи и приема сигналов и питания оконечного оборудования. (*) относится к полярности сигнала кадра. (**) относится к полярности напряжения питания. Используемое напряжение питания составляет V = 40 В, которое преобразуется в 5 В (если требуется для питания электронного управления). Логика взаимодействия различных частей сети ISDN показана на рис. 4. 3. 3. 4. Рисунок 4. 3. 3. 3. 3. 4 Взаимодействие базовых протоколов ISDN Процесс передачи информации между узлами контролируется системой сигнализации CCS-common channel signalling system; ISDN использует седьмую систему сигнализации CCITT (рис. 4. 3. 1. 1). Его уровни похожи, но не идентичны OSI. На нижнем уровне используется система MTP (Message Transfer Part). Его поставки - это надежное продвижение пакетов сетевой сигнализации. Сообщения пользователя (приложения) размещаются иерархически на вершине ССП с тремя уровнями. Оконечное оборудование подключается к NT через трансформатор (см. рис. 4. 3. 3. 5). На входе трансивера используется схема защиты от переходных режимов на линии связи. Рисунок 4.3.3.5 Интерфейс терминала ISDN. Нормальная ширина сигнала составляет 750 мВ. Формат кадра уровня 1 показан на рис. 1. 4. 3. 3. 6, содержит 48 бит и имеет длительность 250 мкс. Физическая скорость обмена составляет 192 кбит/с (~5,2 мксек на бит). Блок-схема терминального ISDN-интерфейса показана на рис. 4.3.3.5. Питание интерфейса осуществляется через 4-проводный выходной кабель. На вход интерфейса подается импульсно-кодовый модулированный сигнал (ИКМ). Интерфейс обеспечивает доступ к B- и D-каналам. Номинальное смещение в начале кадра в случае обмена терминал-сеть, как показано на рис. 4.3.3.6, составляет 2 бита. В некоторых случаях оно может оказаться больше из-за задержек в кабеле. Кадр включает в себя несколько l-битов, которые служат для балансировки цуга по постоянному току. Для направления NT ->Первый бит кадра TE (подключение сетевого оборудования к оконечному оборудованию) представляет собой пару F/L (см. начальную и конечную диаграммы - ось времени слева направо), что нарушает правила AMI (логическая единица). Когда происходит нарушение интерфейса, до завершения кадра должно произойти еще одно нарушение; бит F A реализует это второе нарушение полярности; бит A используется в процессе активации для информирования терминала о том, что система синхронизирована. Активация может быть инициирована терминалом или сетевым устройством, а деактивация может быть выполнена только сетью. Помимо каналов B1, B2 (байты отмечены стрелками) и D, также формируются виртуальные каналы E и A. Канал E используется для эхо-сигнала от NT1 к TE на канале D. Существует смещение (задержка) в 10 бит между битом D, передаваемым терминалом, и битом E эха (отмечено стрелкой на рис. 4. 3. 3. 6). бит M используется для извлечения нескольких кадров (эта услуга не доступна в Европе). обозначает количество битов F A, которые могут быть извлечены для формирования канала управления (например, в видеоконференциях); бит S является избыточным битом; бит M является избыточным битом. Различные назначения вспомогательных каналов приведены в таблице A. A Аналоговый телефонный канал на 4 кГц B Цифровой канал IRM для голоса и данных на 64 кбит/с C Цифровой канал на 8 или 16 кбит/с D Цифровой канал для внеполосного управления на 16 кбит/с E Цифровой канал isdn для внутреннего управления на 64 кбит/с H 384,. Цифровые каналы 1536 или 1920 кбит/с Обратите внимание, что базовый канал ISDN содержит два канала B со скоростью 64 кбит/с и один канал D со скоростью 16 кбит/с. Первичный канал isdn содержит 24 или 30 стандартных каналов B и один канал D с пропускной способностью 64 кбит/с. Потоки данных B, D, E и т.д. Первый уровень протокола разрешает конфликты доступа терминалов на канале D, а активация и деактивация осуществляется посредством сигнализации. info=0 означает отсутствие сигнала на линии. info=1 направляет запрос активации от терминала к NT. info=2 означает, что на линии нет сигнала. посылается NT на TE для запроса активации или указывает, что NT была активирована с помощью info=1. Info = 3 и Info = 4 - кадры, содержащие функциональную информацию, отправленную TE и NT соответственно. NT активирует локальную систему передачи, которая информирует пользователя о начавшемся переключении. NT1 отвечает отправкой Info = 2 на терминал для синхронизации. В ответ S/E отправляет информационный = 3 пакет, содержащий информацию о функции. Все терминалы активируются одновременно. Второй уровень решает проблему надежных сообщений от точки к точке. К каждому сообщению добавляется 16 контрольных цифр, включая идентификатор сообщения. Этот уровень описывает процедуру HDLC (высокоуровневая связь с сопряжением данных), обычно называемую процедурой доступа к паре на канале D (LAP - link access procedure). Канал D изначально был основан на рекомендации X. 25 для уровня 2, но процедура Lap D была функционально обогащена (для одного физического соединения допускается несколько оберток, что позволяет восьми терминалам использовать один канал D). Уровень 2 должен безошибочно передать сообщение на уровень 3. Уровень 2 решает проблему повторной отправки пакета, если он потерян или доставлен из-за ошибки. Обертывание D основано на рекомендациях X. 25 Обертывания B для уровня 2. Ячейки уровня 2 представляют собой 8-битные последовательности элементов. Формат кадра уровня 2 показан на рисунке 4. 3. 3. 7. 4. 3. 3. 7. Рисунок 4. 3. 3. 7 Структура структуры уровня 2. Флаги начала и окончания срока действия передаются таким образом, что за каждые пять последовательных единиц добавляется ноль (чтобы избежать подписания других полей, содержащих информацию). Стрелка удаляет эти нули; FSC рассчитывается по методологии CRC, описанной в разделе 3.3.1. Каждый кадр начинается и заканчивается одной и той же последовательностью (подпись начала/конца кадра). Размер поля управления зависит от типа кадра (1 или 2 октавы). Информационные данные присутствуют только в кадрах, содержащих данные уровня.3 Формат двух адресных полей для уровня 2 показан на схеме. Адреса имеют только местное значение и известны только участникам процесса обмена. Формат байта адреса показан на рис. 4. 3. 3. 8. Рисунок 4. 3. 3. 8. рамочное поле 2. Поля sapi и tei Битовое поле C/R команды/r бит расширения адреса - используется для описания характера реализованной услуги SAPI точка доступа к услуге ИДЕНИФЕР: конечная точка терминала TEI Иденификатор - это терминал точки подключения терминала. SAPI=0 - запрос на подключение к системе с коммутацией каналов - SAPI=16 - обмен пакетами по протоколу X. 25 - SAPI=63 Функции управления или администрирования (опционально). Точка доступа к услугам является виртуальным интерфейсом между Уровнем 2 и Уровнем 3 (см. Рисунок 4.3.3.9). Рисунок 4.3.3.9 Виртуальный интерфейс между Уровнем 2 и Уровнем 3 Как показано на рисунке, идентичные коды TEI также могут использоваться в системе, если они относятся к различным типам услуг (только комбинация SAPI-TEI не должна совпадать) ISDN кодирует сигналы, используя метод 2B1Q (2 двоичных к 1 четвертичному). Уровень кода 10 +2. 5v 11 +0. 833v 0 1-0. 833v 0 0-2. 5v Форматы полей управления для различных кадров изменений показаны на рисунках 4. 3. 3. 10, 4. 3. 3. 11 и 4. 3. 3. 12. Рисунок 4. 3. 3. 10 Формат поля управления в информационном блоке N(S) - количество кадров, отправленных отправителем (см. также описание формата протокола X. 25); N(R) - количество кадров, полученных отправителем; - P/F - флаг опроса, если кадр является командой, флаг окончания, если ответом. Рисунок 4. 3. 5. 11 Формат поля Checkbox Control. s - биты кода режима управления - x - зарезервировано, должно быть равно нулю. Рис. 4. 3. 3. 12 Формат поля управления ненумерованным кадром m - бит изменения режима (см. таблицу 4. 3. 1. 2). Мультиплексирование уровня 2 достигается путем использования отдельного адреса для каждого LAP (процедура доступа к каналу) в системе. SAPI используется для определения типа услуги. Когда обмен данными используется с цифровой телефонией, два терминала подключаются к разным типам услуг и, как правило, к разным сетям. Для каждого типа услуг определяются конкретные коды SAPI; TEI (идентификатор конечной точки терминала) обычно имеет конкретное значение для каждого пользовательского терминала. Комбинация SAPI и TEI четко описывает процедуру доступа к каналу (LAP) и определяет адрес второго уровня. Поскольку в системе не может быть двух одинаковых TEI, коды TEI присваиваются следующим образом TEI-коды от 0 до 63 назначаются пользователем TEI-коды от 64 до 126 назначаются автоматически (в зависимости от сети) - Глобальный TEI-код 127 (для вещания). Коды TEI 0-63 не нуждаются в контакте с сетью во время передачи данных на уровне. Однако пользователь должен убедиться, что в системе нет двух TEI с одинаковым кодом. TEI терминалов в диапазоне 64-126 должен согласовывать TEI в сети при создании связи уровня; TEI= 127 широковещательные сообщения используются для адресации всех терминалов с одинаковым кодом SAPI. Уровень 2 должен активировать обертку, прежде чем ее сможет обслужить уровень 3. Это осуществляется путем обмена пакетами между драйвером терминала уровня 2 и соответствующим сетевым драйвером. Соединение уровней должно быть сначала активировано 1. До установки средства LAP возможен обмен только неприсоединенными кадрами. Этот процесс включает выдачу настроенного асинхронного расширенного сбалансированного режима (SABME), на который получатель должен ответить отправкой неиспользованного подтверждения (UA). После создания соединения уровень 2 может отправлять информацию на уровень 3. Ниже (Рисунок 4. 3. 3. 13) показана последовательность обмена кадрами на уровне 2. Рисунок 4. 3. 3. 13 Последовательность обмена кадрами для уровня 2 Вы должны подтвердить получение информационной рамки (IFRAME) (см. отгрузку упаковки RR - табл. 4. 3. 3. 1). Количество IFRAME, которые можно отправить, не дожидаясь подтверждения получения (размер окна), варьируется от 1 до 127. Для телефонии это число равно 1. Если ресурс окна исчерпан, партнер вынужден отложить отправку следующего пакета до тех пор, пока не будет подтверждена предыдущая квитанция (RR). Таймеры используются для обнаружения потери кадров. Таймер запускается каждый раз при отправке командного кадра и останавливается при получении подтверждения. Таймер достаточен для контроля доставки как команд, так и ответов. Невозможно определить, какой из двух кадров будет потерян при наступлении временного ограничения. Кадр, измененный на уровне 1, получает неправильную последовательность управления кадром (FCS), и по истечении времени посылается командный кадр с маленьким голосом = 1. Партнер вынужден передать значение системной переменной, характеризующей ситуацию. Эта переменная может быть использована для определения того, извлекается ли исходный кадр. Таким образом, можно обнаружить потерю информационного кадра (требующего повторной передачи) или ответ на него. После трех повторных передач канал считается нарушенным, и предпринимается попытка восстановить канал. FCS получается путем деления последовательности битов. последовательность, начинающаяся по адресу и заканчивающаяся в начале fcs (но не включая fcs), деленная на полином вида x 16 +x 12 +x 5 +1. На практике это делается с помощью регистра сдвига, который изначально установлен на 1. Конечный результат в регистре - это код остатка от деления. Сложение по модулю 1 этого остатка и есть FCS. Рисунок 4.3.3.14 Схема расчета контрольной суммы (FCS/CRC) Другой возможной ошибкой является получение I-кадра с неправильным номером N(S). Это возможно, если LAP работает с шириной окна больше 1. Если кадр с номером N(s)=k потерян, приемник не должен посылать подтверждение для получения k+1 кадра. Ответ в этом случае имеет тип REJ (см. таблицу 4. 3. 3. 1) с N(R)=k+1. Это указывает отправителю, что все кадры до k были получены, но передача должна начаться с кадра k. Если на N(R) обнаружена ошибка, соединение прерывается, переменные состояния отправителя и получателя инициализируются заново, канал восстанавливается, и обмен продолжается с самого начала. Таблица 4. 3. 3. 1 (см. также раздел Протокол X. 25) Кодирование байта Ответ команды 8 7 6 5 4 3 2 1 Информационный кадр iframe - N(S) 0 Iframe - N(R) P/F Кадр управления (супервизор) RR RR 0 0 0 0 0 0 1 RR RR N(R) P/F RNR RNR 0 0 0 0 0 1 RNR RNR N(R) P/F REJ REJ 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 REJ REJ N(R) P/F ненумерованный кадр SABME - 0 1 1 1 1 1 - DM 0 0 0 0 f 1 1 1 1 1 1 UI - 0 0 0 0 0 p 0 0 1 1 1 1 disk - 0 1 0 0 p 0 0 1 1 1 - UA 0 0 0 1 1 f 0 0 1 1 1 1 - FRMR 1 0 0 0 0 f 0 0 1 1 1 1 P/F poll=1, если команда Frame Rejected REJ (Discard) DM (Disconnected Mode) ) Режим отключения SABME (Configuration of extended asynchronous balanced mode) Конфигурация асинхронного сбалансированного режима UI (Unnumbered information) Ненумерованная информация. Следующий рисунок. В разделе 4. 3. 3. 15 описывается алгоритм восстановления потери кадров RR. Рисунок 4. 3. 3. 15 Восстановление системы после потери кадров RR Сигнал RNR (Receiver Not Ready) используется для запрета пересылки пакетов партнеру уровня 2 и может использоваться при реализации приоритетной службы. Другим пакетом, определенным на уровне 2, является пакет отмены кадра (FRMR). Этот кадр может быть получен объектом уровня 2, но не может быть передан. Когда этот кадр получен, система сбрасывается. После завершения процесса обмена канал закрывается путем отправки кадра DISC (Disconnect) и ответа UA (Unnumbered Acknowledgment), с этого момента обмен кадрами типа I невозможен. Кадры DM (Disconnect Mode) могут выполнять ту же функцию. Как UA. Он используется в качестве ответа на SABME, если уровень 2 не может установить связь, или в качестве ответа на диск, если связь уже прервана. Для управления и контроля выделенных TEI было разработано специальное руководство по выделению и удалению использованных TEI. Все сообщения, связанные с TEI, отправляются с помощью пакетов Service Access Point Identifier (SAPI); поскольку TEI должны обрабатываться независимо от их статуса на уровне 2, все TEI не нумеруются (UI), и ответ на них не требуется. Ответ не требуется. Надежность достигается за счет многократной пересылки пакетов. Поскольку терминалам не присваивается идентификатор терминальной точки (TEI), используется метод обмена передачей. Все пользовательские терминалы должны принимать все галочки. Флажки отправляются на терминал широковещательным способом в процессе распределения TEI. метод распределения и передачи TEI показан на рисунке 4. 3. 3. 16. 4. 3. 3. 16: Рисунок 4. 3. 3. 16 Алгоритм распределения TEI и формирования связей Третий уровень X. 25 отвечает за доставку управляющих сообщений в случае сбоев в сети. Здесь при необходимости происходит реконфигурация пути. Формат пакета сигнализации уровня 3 следующий (рис. 4. 3. 3. 17) Рисунок 4. 3. 3. 17 Формат пакетов сигнализации уровня 3 Эти пакеты следуют от терминала к коммутатору и наоборот. Первый октет (поле идентификации протокола) позволяет каналу D поддерживать несколько протоколов в будущем. Этот код соответствует стандартному запросу управления пользователем; третий октет (поле кода запроса - значение ссылки на вызов) используется для идентификации запроса, независимо от типа канала связи, по которому он осуществляется. Четвертый байт описывает назначение пакета (например: Setup - запрос на установку канала). Возможные типы сообщений перечислены в таблице 4.3.3.2. Длина сообщения зависит от типа сообщения. Шаблон не определяет содержание полей, следующих за полем "Тип сообщения", которые могут быть использованы по усмотрению пользователя для расширения функциональности системы. Тип сообщения Код Таблица 4.3.3.2 Коды типов сообщений 8 7 6 5 4 3 2 1 Смысл сообщения 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Переключение на конкретный тип сообщения: 0 0 0 0 0 - - - - - - Сообщение о состоянии 0 0 0 0 0 0 0 1 Уведомление 0 0 0 1 0 В вызове (состояние запроса) 0 0 0 1 1 В процессе 0 0 0 1 1 Установка (начальная установка) 0 0 0 0 0 1 1 Подключение 0 1 0 1 1 Подтверждение установки (подтверждение начальной установки) 0 1 1 1 1 Подтверждение подключения (подтверждение подключения) 0 0 1 - - - - - - - - - - Фаза запроса информации Сообщение: 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Информация о пользователе 0 0 0 0 0 0 0 1 Приостановка отклонена 0 0 0 1 0 Возобновление отклонено 0 0 0 1 1 1 Приостановка (отложенное выполнение) 0 0 1 1 0 Возобновление (повторная попытка) 0 1 1 1 Приостановка подтверждена (отложенное выполнение) 0 1 1 1 0 Возобновление подтверждено (повторное подтверждение) 0 1 0 0 - - - - - - - - Сообщение о подтверждении отказа: 0 0 0 1 1 0 Отключение (разъединение) 0 0 1 1 1 0 Перезапуск (перезапуск) 0 1 1 1 0 Освобождение (освобождение) 0 1 1 1 0 Перезапуск подтвержден (подтверждение освобождения) 1 1 0 1 0 Освобождение завершено ( Освобождение завершено) 0 1 1 1 - - - - - - - - - - - - Другие сообщения: 0 0 0 0 0 0 0 Подразделение 0 0 0 0 0 0 1 0 Объект 0 1 1 1 1 1 0 Уведомление (предупреждение) 1 0 1 0 1 Запрос статуса 1 1 0 0 1 Проверка перегрузки 1 1 0 1 1 1 Информация 1 1 1 0 1 Статус. * Цифры в верхней части таблицы указывают на биты кода. Процедура установки В следующей таблице 4. 3. 3. 3 показаны информационные элементы, которые могут быть включены в сообщение об установке (это самый сложный тип сообщения). Таблица 4. 3. 3. 3. 3 Поля сообщений об установке Система сигнализации ISDN позволяет пользователю сформулировать требования к каналу, указав тип требуемой услуги, BC (функция поднесущей, см. таблицу 4. 3. 3. 3), HLC (совместимость высокого уровня) и LLC (совместимость низкого уровня). С помощью фазы формирования канала с использованием требований по настройке. Проверяется совместимость запрашиваемой скорости и имеющихся возможностей: HLC определяет тип услуги или оборудования (телефон, факс группы 3 или 4, видеотекс), LLC определяет скорость пользовательского терминала, механизмы согласования скорости, контроль четности, синхронные/асинхронные интерфейсы и т.д. БК может принимать значение. (например, "BC=speech"): BC=speech Указывает, что для данного типа услуг используется обычная маршрутизация - До двух спутников могут участвовать (G. 711) - 3. 1 кГц аудио эхоподавление или нет DCME - (мультиплексор цифровых линий), м /а 7 кГц адаптер высокого качества Телефония (рекомендация CCITT G. 722/G. 725) требует неограниченного высокоскоростного обмена информацией на скорости 64 кбит/с. 3. 1 кГц голосовые или аудио услуги также возможны через телефонную сеть общего пользования (PSTN), но для других услуг требуется цифровой канал 64 кбит. Оформление запроса и доступ к определенным услугам показан на рисунке 4.3.3.18 ниже. Помимо этих услуг, существуют видеозвонки, видеоконференции и т.д. Список постоянно расширяется: для внедрения телефонии 7 кГц необходимо выполнение следующих требований 3. необходимо использовать оконечное оборудование, рассчитанное на 1 кГц и обычные каналы телефонной сети. Продолжительность телефонного разговора должна быть приемлемо короткой. Если в результате диалога получается 3. 1 кГц вместо 7, необходимо сообщить об этом системе. В видеофонах используется один или два канала B. В Европе используются следующие стандарты (normes europeennes de telecommunication-net) Net3 ISDN с обычной (базовой) скоростью обмена Net5 ISDN с основной скоростью обмена (64 кбит/с) Net7 Терминальный адаптер Net33 Цифровой телефон. Рисунок 4. 3. 3. 18 Последовательность сообщений для осуществления типичного вызова SO - Вызванные партнеры получают установочные сообщения через широковещательный адрес; все терминалы, подключенные к NT1, могут проанализировать установочное сообщение на предмет соответствия отправителю. Соответствие определяется функциональностью канала и совместимостью низкоуровневой информации. Если терминал выполняет запрос, он отправляет сообщение о сетевом оповещении. В то же время, если требуется, терминал должен генерировать сигнал местного вызова (например, вызов). После того как сеть получила всю необходимую информацию, она выдает сообщение о продолжении вызова. Это означает, что связь с вызовом была инициирована. Когда терминал обнаруживает, что на заявку ответили, он облегчает сообщение о подключении к сети. Сеть регистрирует заявку и инструктирует терминал подключиться к соответствующему каналу B, отправляя пакет подтверждения подключения, содержащий код B. Только один терминал может получить доступ к каналу B в любое время. Все остальные терминалы, ответившие на запрос, получают сообщение об освобождении от сети и переходят в пассивное состояние. Пользователь может отменить приложение в любой момент, отправив три сообщения Освобождение, Освобождение и Освобождение компиляции (см. рисунок 4. 3. 3. 19 и таблицу 4. 3. 3. 2). Рисунок 4. 3. 3. 19 Обмен сообщениями в случае разрыва связи Вы можете временно остановить терминал с помощью сообщения stop и возобновить прерванную операцию с помощью сообщения continue. Каждое из этих сообщений требует подтверждения получения (подтверждение остановки и подтверждение продолжения соответственно). Вызывающие абоненты могут иметь различные терминалы, отвечающие запрошенным требованиям (например, наушники). Вызывающий может выбрать один из них (например, узнать свою позицию). Существует два механизма для работы с конкретными терминалами. Первый использует службу мгновенной помощи при вызовах (DDI) под названием Multiple Subscriber Number (MSN) для обычных приложений доступа ISDN; DDI и MSN используют сетевые номера для целей маршрутизации в пределах локальной сети пользователя. Каждому терминалу в сети должен быть присвоен уникальный номер MSN. Этот номер используется для идентификации в процессе установки. Второй механизм адресации для конкретного терминала основан на суб-адресации (SUB). В этом варианте дополнительная информация об адресации передается от источника к месту назначения запроса. Этот адрес не является частью номера ISDN, используемого для маршрутизации. Этот адрес может применяться для адресации процессов внутри терминала (обратите внимание, что терминал - это компьютер) или внутри приложений, которые не следуют стандартам OSI. Каждой клемме, подключенной к пассивной шине, должен быть присвоен подадрес. Основное различие между методами адресации DDI/MSN и SUB заключается в том, что в DDI/MSN адрес является частью номера ISDN, а в SUB - нет. В этом случае каждому терминалу, подключенному к пассивной шине, должен быть присвоен такой подадрес. Процесс установки должен включать информацию о субадресе. Обмен сообщениями о соединении с уведомлением используется для выбора типа услуги и проверки функциональности терминала. Чтобы максимально удовлетворить потребности клиентов, система isdn должна поддерживать различные виды дополнительных услуг. Для решения этих задач на уровне 3 были разработаны два протокола для пользовательского сетевого интерфейса. Для процесса стимулирующей сигнализации терминал не должен иметь информации о дополнительных услугах. Поведение терминала контролируется сетью через сигнальные сообщения третьего уровня, сеть и терминал работают по системе клиент-сервер, и от терминала не требуется специальных навыков анализа. Основной формат управляющего сообщения соответствует типу информации. Существует два варианта этого протокола: первый использует серию управляющих символов, окруженных * и #, второй требует, чтобы сеть хранила специальный профиль для каждого терминала. Такие профили могут переопределять некоторые операции с терминальными ключами. Нажатие такой кнопки активирует определенные виды услуг. В случае процессов функциональной сигнализации терминал должен знать все о типах вспомогательных услуг и хранить всю необходимую информацию о них. Операционные протоколы используют полезные информационные элементы (см. Функции, табл. 4. 3. 5. 4). Для передачи этой информации используются регистрационные сообщения (см. описание протокола X. 25). Рабочий протокол основан на протоколе ROSE (Remote Operation Service Element). Этот протокол используется для поддержки приложений, требующих интерактивного управления сетевыми объектами; протокол ROSE гарантирует инициацию процесса и поддерживает процедуры подтверждения и последующего управления процессом. В таблице 4. 3. 5. 4 перечислены дополнительные услуги, предоставляемые ISDN и поддерживаемые операционным протоколом. Другие услуги ISDN Таблица 4. 3. 5. 4 Дополнительные услуги ISDN Caller ID (более эффективный аналог АОН),. Ограничение (регулирование) номеров счетов,. Лови телефон, - Прямой набор номера, - Caller ID (более эффективный аналог АОН) Прямой набор номера Под-адреса,. Портативность терминала,. Конференц-звонки, Безусловная переадресация вызовов, Автоматическая переадресация вызова, если звонок занят Переадресация вызова при отсутствии ответа и групповые номера (несколько модемов могут звонить на сервер с одного и того же номера). На самом деле это только ядро каталога, поскольку различные сети могут предоставлять множество других услуг. Сообщения TUP (Telephony User Unit) используются при установлении телефонного канала ISDN также определяет сообщения ISUP (Integrated Service User Parts), которые формируют основу для всех будущих разработок Примером ISUP является следующее сообщение. IAM (Initial Address Message) используется для инициализации канала, информации о маршрутизации и параметров запроса; SAM (Next Address Message) отправляется после iam, когда необходимо отправить дополнительную информацию о следующей сессии; INR (Information INR (Information Request message) посылается коммутатором для получения информации о текущей сессии; INF (Information message) посылает информацию, запрошенную inr; ACM (Address Completion message) подтверждает, что вся необходимая информация о маршрутизации получена. CPG (сообщение о ходе вызова) посылается получателем вызывающему абоненту, чтобы проинформировать его о том, что произошло событие ANM (сообщение об ответе) используется для подтверждения получения запроса и инициирования времени запроса, управления потоком информации и доступа пользователей FAR ( Setup Request Message) посылается от одного коммутатора к другому для подтверждения его статуса; FAA (Facility Accepted Message) - утвердительный ответ на дальний запрос; FRJ (Installation Rejected Message) - ответ, когда дальний запрос не может быть выполнен; USR (USR) - ответ, когда дальний запрос не может быть выполнен. USR (User-to-User Information Message) используется для обмена информацией (кроме информации сигнализации) между пользователями. CMR (Call Change Request Message) - это сообщение, которое может быть отправлено в любом направлении для изменения сессии, например, с передачи данных на передачу голоса. CMC (Call Change Completion Message) - ответное сообщение на запрос CMR, подтверждающее его выполнение; CMRJ (Call Change Rejected Message) - сообщение в ответ на запрос CMR. REL (Release Message) - сообщение, отправляемое в любом направлении, указывающее на то, что система простаивает и готова перейти в пассивное состояние после получения сообщения об освобождении. RLC (Release Completion Message) - отправляется в ответ на REL. RLC (Release Completed Message) - отправляется в ответ на REL. ISDN использует базовую (канал B, 64 Кбит/с) и основную (1. 544/2. 048 Мбит/с) скорости передачи данных. Канал D сигнала конфигурируется на основе 24-й временной области (слота) для 1. 544 Мбит/с и 16-й временной области (слота) для 2. 048 Мбит/с. Характеристики основного канала ISDN приведены в таблице 4.3.3 . В таблице 4.3.3.5 приведены характеристики первичного канала ISDN. Таблица 4. 3. 3. 5 Характеристики первичного канала ISDN Первичный канал Кодирование производительности Сопротивление линии Временная область d Уровень сигнала канала 1. 544 Мбит/с B8ZS 100 Ω 24 3 В 2. 048 Мбит/с HDB3 120 Ω 16 3 В Различия между базовым и первичным обменными курсами представлены следующим образом. Для первичных скоростей нет многоточечного интерфейса к локальной сети пользователя. Связь устанавливается между сетью и тем или иным терминалом АТС (городской автоматической телефонной станции). Для первичных скоростей связь не может быть отключена для экономии энергии. Желательно, чтобы пользователь имел доступ как к основному, так и к базовому каналам. DASS (цифровая система сигнализации доступа) работает на базовой скорости. Формат кадра - (DASS2/DPNSS - Digital Private Network Signalling System). Рисунок 4.3.3.20 Структура DASS2/DPNSS второго уровня. Этот формат не отличается от обычного формата ISDN Layer 2, за исключением количества управляющих байтов, разрешенных правилами (см. Рисунок 4. 3. 3. 20 и Рисунок 4. 3. 3. 7). Использование локальной ISDN-АТС открывает дополнительные возможности. В дополнение к высококачественной локальной связи существует коллективная (групповая) нумерация, которая снимает ограничение на количество пользователей, подключенных к узлу через традиционный аналоговый модем. Все модемы пользователей набирают один и тот же номер, а коммутатор действует как мультиплексор пакетов; емкость АТС может быть легко увеличена, а отдельные АТС могут быть соединены между собой. Взаимодействие такой АТС (PTNX) с оконечным оборудованием пользователя, другими PTNX и основной сетью ISDN показано на рисунке 4.3.3.21. Местные АТС могут предоставлять те же услуги, что и традиционные ISDN, но также и локально программируемые типы услуг (например, диалог между пользователями локальной сети, услуги "Не беспокоить"). Рисунок 4.3.3.21 Локальное подключение ISDN-PBX Взаимодействие между ISDN и PSPDN управляется ccitt x. 31 (и i. 462). x. 31 позволяет использовать ISDN в существующих сетях x. 25. Схема взаимодействия периферийных устройств, ISDN и PSPDN показана на рис. 4. 3. 3. 22 (с присутствующими коммутаторами ISDN и без них). Рисунок 4. 3. 3. 22 Соединение сетей ISDN и X. 25 TA - терминальный адаптер - TE - терминальное оборудование - NT - сетевое терминальное оборудование Доступ к приложениям для обработки пакетов можно получить через канал B или D. В зависимости от типа приложения, доступ через канал D имеет ряд преимуществ. В отличие от канала B, канал D в принципе не может быть заблокирован. Можно управлять до восьми терминалов, подключенных к пассивному каналу ISDN. Более того, канал D оставляет канал B для задач, которые не могут быть решены каналом D из-за его меньшей пропускной способности (16 кбит/с). Также, согласно рекомендациям LAPD, скорость D не может быть увеличена (по той же причине максимальный пакет X. 25 в этой диаграмме не может превышать 260 октав (по сравнению с 1024 для обычного X). Использование канала D - это возможность увеличения задержки из-за более низкой эффективности. Протокол X. 25 долгое время разрабатывался для "традиционных" приложений и не обладал достаточной гибкостью (например, длительные задержки на границах времени ответа). Новые приложения. Это потребовало разработки новых способов работы с пакетами ISDN. Первое, что произошло, - это четкое разделение потоков управления и информации. ISDN можно рассматривать как две логически независимые подсети - подсеть сигнализации и сеть передачи данных (X. 25 информация и управление передаются по одному и тому же каналу). В соответствии с этим разделением в терминологии CCITT различают уровень управления (C-plane) и уровень пользовательской информации (U-plane, см. рис. 4. 3. 3. 23) ISDN имеет два режима работы - каркас ISDN и сеть передачи данных ISDN. Работа с кадрами, простейший режим работы, и передача кадров. Функция безкадровой работы заключается в отсутствии подтверждения пакета при обмене данными между терминалами ISDN (аналогично UDP в сетях TCP/IP). Оба метода используют один и тот же процесс сигнализации (q. 933), но отличаются протоколом восходящего канала при передаче информации. Используемый здесь протокол передачи основан на усовершенствованном протоколе сигнализации уровня LAPD стандарта 2, LAPF - Framework for Beer Services (q. 922). Пользователь может создать несколько виртуальных соединений и/или постоянных виртуальных соединений со многими получателями одновременно. Рисунок 4. 3. 3. 23 Услуги ISDN для методов коммутации (цифры указывают на уровень протокола, в скобках приведены ссылки на документы МСЭ) Стандартные процедуры LAPD уровня 2 (Q. 921 или I. 441) и спецификации обработки кадров уровня 3 (Q. 933) используются на уровне C, уровне сигнализации. Однако на уровне U сеть поддерживает лишь небольшую часть протоколов соединения. Разделение кадров с использованием флага HDLC, разделение проверка длины кадра и контрольной суммы, отбрасывание кадров с ошибками и мультиплексирование и обратное мультиплексирование кадров, принадлежащих различным виртуальным запросам на основе адресов Layer 2. В простейшем случае сеть генерирует данные в таблице маршрутизации через процесс сигнализации на этапе установки. Уровень 2 выделяет для каждого виртуального запроса адрес, который действителен только на время вызова. При пересылке данных сеть использует адреса Layer 2 входящих кадров для их индексации в таблице маршрутизации и постановки в очередь для передачи по соответствующему пути. На этапе передачи информации терминал использует протоколы более высокого уровня в режиме "точка-точка" без сети. Схема протокола коммутации кадров показана на рисунке 4. 3. 3. 24 ниже, где передача кадров осуществляется с подтверждением приема (несколько похоже на протокол TCP). Сеть обнаруживает случаи потери или дублирования пакетов. На уровне сигнализации все процессы, включая передачу данных, следуют требованиям протокола соединения ISDN в целом. Это включает в себя необходимость подтверждения получения каждого кадра данных, передаваемого от терминала к терминалу. Сеть контролирует доставку кадров и обнаруживает ошибки. Как и в предыдущем случае, мультиплексирование и обратное мультиплексирование осуществляется с использованием адресов уровня 2. Адреса кадров имеют размер от 2 до 4 октетов, а информация - от 1 до 262 октетов. Последнее значение также может быть увеличено в результате переговоров между отправителем и получателем во время формирования виртуального канала. Чтобы избежать фрагментации сообщения и последующей реорганизации, рекомендуется не использовать кадры с размером поля данных более 1600 октетов. Рисунок 4.3.3.24 Режим переключения кадров ITU-T классифицирует все услуги кадрирования на две категории. Восемь типов услуг уже определены для коммутации каналов и три для коммутации пакетов; три из восьми считаются решающими, и все коммутаторы ISDN должны их поддерживать (Рекомендация МСЭ-Т I. 230).