Характиристика сетей и технологий ISDN

 

Уровень 2

 

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

 

 

Рисунок 3. Формат блока данных LAPD

Поля флаг (flag) и управление (control) LAPD идентичны этим полям у HDLC. Длина поля адрес LAPD может составлять один или два байта. Если в первом байте задан бит расширенного адреса (ЕА), то адрес состоит из одного байта; если он не задан, то адрес состоит из двух байтов. Первый байт адресного поля содержит servise access point identifier (SAPI) (идентификатор точки доступа к услугам), который идентифицирует главный вход, в котором услуги LAPD обеспечиваются Уровню 3. Бит C/R указывает, содержит ли блок данных команду или ответный сигнал. Поле идентификатора конечной точки терминала (terminal end-point identifier) (TEI) указывает, является ли терминал единственным или их много. Этот идентификатор является единственным из перечисленных выше, который указывает на широковещание.

Уровень 3

 

Для передачи сигналов ISDN используются две спецификации Уровня 3: CCITT 1.450 (известная также как CCITT Q.930) и CCITT 1.451 (известная также как SSITT Q.931). Вместе оба этих протокола обеспечивают соединения пользователь-пользователь, соединения с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов. В них определены разнообразные сообщения по организации и завершению обращения, информационные и смешанные сообщения, в том числе SETUP (УСТАНОВКА), CONNECT (ПОДКЛЮЧАТЬ), RELEASE (ОТКЛЮЧЕНИЕ), USER INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ), CANCEL (ОТМЕНА), STATUS (СОСТОЯНИЕ) и DISCONNECT (РАЗЪЕДИНЯТЬ). Эти сообщения функционально схожи с сообщениями, которые обеспечивает протокол Х.25. На рис.4, взятом спецификации CCITT 1.451, показаны типичные стадии обращения с коммутацией каналов ISDN.

Рисунок 4. Стадии обращения с коммутацией каналов ISDN

Схемы подключения оборудования к ISDN-линии

 

Схема подключения оборудования зависит от условий работы, и от требований, которые пользователь предъявляет к линии.

Существует три основных схемы подключения абонента:

1. Эту схему рекомендуется  применять абонентам не имеющим локальной сети.

 

 

Рисунок 5. Схема подключения оборудования для абонентов не имеющих локальной сети

Как правило это люди которые проводят линию в квартиру, либо в офис, где в наличии имеется всего один терминал и один телефон. Эта схема реализуется при помощи ISDN-карты, которая играет роль маршрутизатора. Эта карта устанавливается в системный блок вашего компьютера, затем инсталируется, и после этого ваш компьютер готов к работе с ISDN-линией. Затем необходимо соединить ваш терминал с сетевым окончанием (NT) посредством какого либо кабеля. Достоинство этого способа в дешевизне необходимого оборудования. В данном случае пользователю необходимо преобрести ISDN-карту с необходимым программным обеспечением для её инсталляции (программное обеспечение должно прилагаться к карте при покупке), и кабель для подключения терминала к NT. Если вы хотите подключить телефон, вам необходимо так же преобрести переходник для подключения телефона к второму гнезду NT. Недостатком является то, что к линии можно подключить только один терминал.

2. Эту схему рекомендуется применять абонентам желающим подключить к линии небольшую локальную сеть.

 

 

 

Рисунок 6. Схема подключения оборудования для абонентов имеющих локальную сеть

Для осуществления этой схемы пользователю выделяется  N+3- разрядная сеть, где N - количество ЭВМ в локальной сети. Это значит, что вам выдаётся N+3 свободных адреса, которые прописываются в сервере провайдера как ваши адреса. Но из этих N+3 адресов вы можете использовать только N, т.к. первый и последний не используются из-за технических особенностей сети (они используются как разделяющие), и ещё один адрес присваивается маршрутизатору, который вам необходимо будет приобрести вместо использовавшейся в первом случае ISDN-карты. Достоинство маршрутизатора в том, что он в состоянии обслуживать сразу несколько терминалов. Так же в маршрутизаторе имеются два дополнительных гнезда для телефонов. Таким образом абонент получает возможность подключить N терминалов, 2 телефона, и при желании ещё один телефон в NT (если имеется соответствующий переходник). Но для того чтобы объединить компьютеры в сеть, а затем эту сеть подключить к маршрутизатору, необходимо на каждый терминал установить сетевую карту, а затем объединить их в сеть кабелем. Т.е. для реализации данной схемы, необходимо преобрести маршрутизатор, сетевые карты, кабель и, по желанию, адаптеры для согласования телефонов с NT и с маршрутизатором. Сразу нужно отметить, что маршрутизатор примерно в 2 раза дороже ISDN-карты, самая дешёвая сетевая карта стоит примерно 20$.

3. Эту схему рекомендуется применять  большим предприятиям, количество терминалов которого значительно превышает 5.

 

 

 

 

Рисунок 7. Схема подключения оборудования для абонентов имеющих локальную сеть с большим количеством терминалов

Суть этого способа в том, что вместо маршрутизатора (как в предыдущем примере) используется отдельный сервер, устанавливаемый самим абонентом. Техническое исполнение не намного отличается от предыдущего примера. Во 2-ом примере сеть, организованная абонентом, полностью прописывается в сервере и по сути дела является частью сети провайдера. В настоящем же примере в сервере предоставителя услуги прописывается лишь адрес сервера абонента, а сервер абонента прописывает все адреса абонентских терминалов. Теперь разрядность вашей локальной сети определяете вы сами, и разрядность эта может быть сколь угодно большой.

Для технической реализации этой схемы, необходимо приобрести прежде всего сервер.На этот компьютер ставится определённое программное обеспечение. Этот сервер будет исполнять роль маршрутизатора корпоративной сети. Сервер должен обслуживаться системным администратором . Затем необходимо приобрести и установить в сервер ISDN-карту (для подключения сервера к NT) и сетевую карту (для подключения к серверу - вашей сети). Так же необходимо приобрести сетевые карты для терминалов, входящих в состав вашей сети.

Достоинства ISDN

 

Говоря о достоинствах сети, прежде всего необходимо отметить, что ISDN обеспечивает надежную связь, защищенную от электрических помех и трудно доступную для подслушивающих устройств. Установив у себя лишь оконечное оборудование, такое как учрежденческая АТС или маршрутизатор, организации смогут создавать свои собственные защищенные сети для передачи данных, речи и изображения между филиалами. Отдельные группы пользователей, например предприятия и различные правительственные учреждения, находящиеся в различных местах страны, могут быть с помощью административных процедур, выполняемых на телефонных станциях, объединены в свои собственные замкнутые группы, связь в которых возможна только между абонентами этой группы. Последнее особенно важно, когда речь идёт о соединении между персональными компьютерами, где компьютер одной замкнутой группы не имеет никакой возможности получить доступ к данным компьютера другой замкнутой группы.

Основные преимущества ISDN приведены ниже:

• сокращение времени установления соединения за счет использования выделенного канала сигнализации и передачи по нему сигналов управления и взаимодействия (занятие линии, набор номера, ответ, разъединение и т. д.) в цифровом виде;
• универсальность использования линий - возможность осуществлять по одним и тем же линиям как телефонные переговоры, так и передачу данных;
• сопряжение служб - возможность организации соединения телетекса, телекса или телефакса с соответствующим устройством в любой точке земного шара (благодаря передаче по каналу сигнализации не только адреса порта, но и дополнительной адресной информации (идентификатора оконечной точки) для соединения с одним из устройств, подключенных к указанному порту);
• возможность проведения аудио- и видеоконференций между абонентами сети ISDN, находящимися в разных странах и на разных континентах;
• предоставление дополнительных услуг, таких, как идентификация вызывающего абонента по номеру или имени, переадресация и передача вызовов, уведомление о поступлении нового вызова во время разговора, блокировка входящих вызовов, подключение к разговору и др.

Современное оборудование и сеть ISDN предоставляют индивидуальным пользователям множество новых видов обслуживания, таких как телепокупки в странах дальнего и ближнего зарубежья, видеотелефон, надзор за объектами расположенными на других континентах, а предприятиям облегчают их коммерческую деятельность и многое другое.

 

 

Рисунок 8. Возможности ISDN

Как уже отмечалось, еще одно преимущество общенациональной цифровой сети - быстрое реагирование на вызов: входящее и исходящее соединение с любой страной мира должно осуществляться не более чем за четыре секунды.

Наконец, ISDN - это возможность дистанционного доступа конечных пользователей к локальным сетям своих предприятий и взаимодействия с глобальными компьютерными сетями, включая Internet, с гарантированной скоростью 64 или 128 Кбит/с.

Преимущества ISDN перед выделенными линиями

К основным преимуществам варианта подключения по ISDN можно отнести возможность использования его для одновременной передачи данных и высококачественной телефонии, с возможностью отдавать приоритет одной из этих задач по мере необходимости, и возможность смены своего провайдера Internet без дополнительных затрат на прокладку нового канала. Для этого будет достаточно просто делать ISDN звонок по другому номеру.

В настоящий момент вариант подключения по ISDN имеет лучшее соотношение цена/качество по сравнению с остальными реально осуществимыми вариантами подключений по выделенным цифровым линиям. Единственный вариант которому он уступает в части ежемесячной платы за канал (но не за установку и по расходам на оборудование) - это вариант выделенной линии через спецузел МГТС. Но вариант спецузла имеет ограничение по расстоянию между точками подключения и требует дополнительных вложений при смене провайдера.

ISDN или радиомодемы

Радиомодемы были вынесены в отдельный пункт,так-как именно они рассматриваются в большинстве случаев, как альтернатива при решении вопросов как осуществить постоянное подключение к провайдеру - через ISDN или по радиоканалу.

Кажется, что у радиомодема есть преимущество - отсутствие ежемесячной арендной платы за канал. При этом обычно забывают, что на использование радиочастоты требуется специальная лицензия, стоимость которой составляет от нескольких тысяч до десятков тысяч USD в год, в зависимости от параметров радиоканала. Можно попробовать об этом забыть, но при этом следует помнить что специальные радиопеленгаторы уже закуплены, а штрафы за нелицензионное использование радиочастот весьма внушительные.  
На стороне варианта ISDN, также, кроме приведенных выше преимуществ, еще и более низкая стоимость оборудования и самой установки канала.

 

Использование сети ISDN в системе дистанционного образования

 

Видеоконференции в сети ISDN

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 ITU-T H.320, в который вошел целый набор рекомендаций по кодированию (компрессии) аудиосигнала (G.711, G.722, G.728), видеосигнала (H.261), мультиплексированию каналов (H.221) и ряд других.

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.

Существуют также двух- и многосторонние видеоконференции. Последние требуют использования дополнительного оборудования, а именно видеосервера Multipoint Conferencing Unit (MCU).

Объединение удаленных ЛВС

В системе дистанционного образования каналы связи, обеспечивающие взаимодействие удаленных элементов системы, 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 в системе дистанционного образования.

Для объединения ЛВС и рабочих мест 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.

Другим вариантом решения является применение аппаратных мостов или маршрутизаторов, выполненных в виде автономных устройств, которые подключаются к ЛВС. Они бывают различной производительности - от самых простых до мощных модульных с поддержкой разнообразных протоколов (вплоть до ATM).

При организации связи между несколькими удаленными ЛВС часто требуется обеспечить повышенную надежность соединения. Возможно использование каналов ISDN в качестве резервных для линий связи, например frame relay или выделенных физических линий. В некоторых мостах и маршрутизаторах с несколькими портами имеется встроенная поддержка автоматического переключения с основной линии на резервную в случае выхода из строя первой. Можно использовать в качестве резервных линий коммутируемые каналы телефонной сети общего пользования, но это приведет к существенной потере в скорости работы.