ISDN - Integrated Services digital Network

PIT

Počítačové sítě

Různé

Ivan Baroňák, Katedra telekomunikácií, FEI STU Bratislava, Ilkovičova 3

Originál dokumentu pochází z adresy http://guy.stl.elf.stuba.sk/~baronak/ISDN.htm

Častokrát dostávam otázky, aby som stručne a jednoducho vysvetlil podstatu ISDN (Integrated Services digital Network) - Integrovaných služieb digitálnej siete a aspoň naznačil, čo uvedený trend v telekomunikáciach bude znamenať pre bežného účastníka telefónnej siete, ktorý by mal záujem o prístup k novým službám. a uvedenú otázku nie je jednoduchá odpoveď.

V rozsahu, ktorý je pre článok vyhradený nie je možné pojednať o ISDN komplexne, a preto som sa rozhodol sústrediť na tie aspekty, ktoré sú zaujímavé a zrozumitežné aj pre čitatežov, ktorí sa nezaoberajú telekomunikáciami profesionálne. Pôjde teda o oblasť, ktorú jednoducho nazveme Prístup účastníka k ISDN službám a taktiež oblasť služieb ISDN v tom rozsahu, ako boli prijaté pre naše telekomunikačné prostredie.

Úvod

ISDN v súčasnosti predstavuje rozsiahly súbor technických a programových prostriedkov telekomunikačných systémov vo všetkých úrovniach telekomunikačnej siete. Mám na mysli také zariadenia ako sú digitálne ústredne, digitálne prenosové systémy (pracujúce na princípe SDH, PDH), vysokokapacitné prostredie digitálnej telekomunikačnej siete (napr. optické, rádioreleové a satelitné siete), ale tiež moderné signalizačné systémy v ISDN sieti (CCS7 a DSS1).

Dôležitým aspektom ISDN je ich medzinárodný charakter. To znamená, že ponúkané služby sa musia rovnako interpretovať v sieti nielen domáceho operátora, ale aj v medzinárodnej prevádzke.

Pre splnenie uvedeného očakávania sú už dlhé roky pripravované v rámci medzinárodnej organizácie ITU-U (predtým CCITT) Odporúčania (príslušných sérií), podža ktorých si každý operátor pripravuje vlastnú telekomunikačnú infraštruktúru k bezproblémovej činnosti systémov na báze ISDN.

V rámci EU najvyššiu dôležitosť získali štandardizačné procesy, ktoré sa rozvíjajú v rámci ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Prijaté normy (a teda aj vo vzťahu k ISDN) majú najvyššiu prioritu aj v našom telekomunikačnom prostredí a sú bez zmien prenášané do nášho prostredia, ako normy STN.

Modernizácia telekomunikačnej infraštruktúry predsatavuje skutočne procesy mimoriadne technicky a časovo náročné, nehovoriac o ekonomickej stránke problematiky. Bez nároku na presnosť uvádzam, že renomované zahraničné spoločnosti zaoberajúce tvorbou štúdií odhadli (1991) možnosti komplexného prebudovania našej telekomunikačnej siete na dobu 10 rokov, pričom odhady ekonomickej náročnosti pre potrebnú technológiu sa šplhajú na viac ako 100 mld. Sk (... len skromne).

Ako potešujúce možno konštatovať, že práve rok 1997 sa stáva prelomovým z hžadiska ponuky prvých produktov ISDN aj v našej sieti. Prirodzene je to začiatok, až skúsenosti ukážu, ako je náš operátor pripravený ponúknuť nové služby na báze ISDN, a či na druhej strane účastnik bude jeho ponuku akceptovať (výhody v pomere k cene služieb).

Pripojenie účastníka k digitálnej ústredni

To, že v telekomunikačnej sieti vzniká účastnik s prístupom k službám ISDN neznamená, že naďalej nebudú existovať účastníci s klasickým (analógovým) prístupom tak, ako doposiaž.

Účastníkovi s ISDN prístupom sú však ponúkané nové dimenzie komunikácií. Okrem hlasovej služby sú prostredníctvom príslušných účastníckych koncových terminálov ISDN sprístupnené ďalšie služby textového, datového a obrazového charakteru s množstvom podporných funkcií, zvyšujúcich komfort obsluhy.

Prístup k jednotlivým službám je umožnený prostredníctvom digitálneho prepojenia s digitálnou verejnou ústredňou a to napr. tak, ako je znázornené na obr.1.

Zapojení ISDN

Podstatou prepojenia je vytvorenie dvojvodičového spojenia digitálnej verejnej ústredne so sieťovým zakončením (NT). Sieťové zakončenie môže byť od ústredne vzdialené 5-7 km. Sieťové zakončenie bude umiestňované v blízkosti účastníka (v dome, v stupačke bytovky a pod.). Samotné prepojenie sieťového zakončenia s účastníckym koncovým zariadením sa uskutoční prostredníctvom štvorvodičového vedenia - pasívnej zbernice (môže mať rôznu topológiu), pričom vzdialenosť terminálu od sieťového zakončenia môže predstavovať niekožko metrov, až napr. 200 m. Štvorvodičové vedenie môže byť potom zakončené až 16 zásuvkami (napr. v byte, úrade a pod.), pričom súčasne môže byť pripojených až 8 koncových účastníckych zariadení, ako napríklad:

Okrem špeciálnych účastníckych zariadení triedy ISDN možno pripojiť na ISDN rozvod zariadenia, ktoré nie sú určené pre ISDN prevádzku. Ich prepojenie je nutné realizovať prostredníctvom špecializovaných TA (Terminal Adapter) terminálových adaptérov, ktoré prispôsobujú NON ISDN zariadenie na ISDN prevádzku (prispôsobenie vlastností na elektrickom rozhraní vrátane protokolovej konverzie). K takýmto NON ISDN zariadeniam patria terminály s rozhraním V.24 (RS 232C), X.21 bis, X.21, X.25 a pod.

Každé účastnícke koncové zariadenie má pritom rozdielné volacie číslo. Ako ukážem neskôr - účastnik môže súčasne používať dve služby, ako napríklad "s niekym hovoriť a inému účastníkovi posielať fax", alebo "súčasne hovoriť a prenášať data z počítača", alebo prostredníctvom videotelefóna "vidieť a hovoriť" atď.

Prirodzene, tak ako je znázornené na obr.1, k NT je možné pripojiť z rovnakého typu aj viac účastníckych zariadení. Napríklad 5 digitálnych ISDN účastníckych telefónov, 2 faxovacie zariadenia, 1 videotelefón. To všetko závisi od predstavy používateža.

Uvedeným textom som chcel hmatetežnejšie načrtnúť problematiku, ktorou sa zaoberáme v článku. Prirodzene, problematika je závažnejšia, a preto urobíme následne dôležité poznámky a rozdelenie k objasneniu predošlého popisu.

Základný pristup k službám ISDN

UNI (User Network Interface) je práve tá časť telekomunikačného reťazca, ktorá charakterizuje funkčnú, elektrickú a protokolovú vybavenosť zariadení od účastníckeho terminálu až po vstup do digitálnej ústredne. UNI je teda v dôsledku rozhranie charakterizujúce pripojenie účastníka k službám ISDN. Podža medzinárodných Odporúčaní ITU-T a noriem ETS sú definované dva typy prístupu k službám ISDN tak:

Standardizované členení připojení účastnických terminálů ISDN

Celú našu pozornosť v ďalšom sústredime na základný prístup (BA). Primárnemu prístupu a aplikačnej problematike uvedeného prístupu budeme venovať pozornosť v inom článku.

Obr.2 znázorňuje, štandardizované členenie pripojenia účastníckych terminálov ISDN (znázornené ako TE1 - Terminal Equipment) k sieťovému zakončeniu (NT). Uvedené prepojenie je reprezentované štvorvodičovou zbernicou a predstavuje S/T referenčný bod.

Na referenčný S/T bod je v zmysle predošlého možno pripojiť aj NON ISDN terminály, ale prostredníctvom TA (terminálových adaptérov), ktoré sú v obr.2 reprezentované funkčnou štruktúrou TE2 (Terminal Equipment 2). Tato štruktúra reprezentuje referenčný bod R, ktorý pre konkrétne aplikácie môže predstavovať napríklad realizovanie rozhraní V.24, X.21, alebo X.25 pre pripojenie príslušných terminálov.

Ďalší bod je definovaný medzi digitálnou ústredňou a NT. Ide o rererenčný bod U. V dôsledku sa dá povedať, že prepojenie digitálnej ústredne s blokom NT je realizované pre základný prístup dvojvodičovým prepojením.

Vstup do ústredne je tvorený blokom LT (Line Terminal) linkového zakončenia. Medzi blokom LT a blokom ET (Exchange Terminal) - ústredňovým zakončením je definovaný referenčný bod V. Blok ET už predstavuje vlastné rozhranie pre pripojenie do spojovacieho poža digitálnej ústredne.

Kanálová štruktúra

Vo všeobecnosti možno povedať, že komunikácia medzi terminálom a ústredňou verejnej telekomunikačnej siete sa realizuje prostredníctvom kanálovej štruktúry 2B+D a to v oboch smeroch, s prenosovou rýchlosťou 144 kbit/s (základný prístup).

Písmenom B sa označuje používatežský kanál, ktorý pracuje s prenosovou rýchlosťou 64 kbit/s a písmenom D riadiaci kanál s prenosovou rýchlosťou 16 kbit/s.

Kanály B podža určenia slúžia na tri typy prepojení: Ide o prepájanie okruhov, prepájanie paketov a semipermanentné spojenie. Používatež má teda k dispozícii dva kanály (2B), prostredníctvom ktorých realizuje telekomunikačné služby.

Riadiaci D kanál je určený na obojsmerný prenos signalizácie medzi používatežským terminálom a ústredňou. Prenos signalizačnej informácie je paketovo orientovaný. Okrem prenosu signalizačnej informácie (prepájanie okruhov) môže byť kanál D použitý aj na pomalý prenos informácie (prepájanie paketov). Názorne je kanálová štruktúra pre komunikáciu po dvojvodičovom účastníckom vedení znázornená na obr.3.

Kanálová struktura ISDN

Referenčný model služieb ISDN

Jednou z hlavných úloh je sprístupniť používatežovi prostredníctvom rozhrania do digitálnej siete (UNI) moderné telekomunikačné služby (hlasového, textového, datového a obrazového charakteru). Z uvedeného dôvodu bola prijatá zjednocujúca platforma (ITU-T, ETS) interpretácie telekomunikačných služieb v telekomunikačnej sieti, ktorá sa tiež označuje, ako Referenčný model služieb ISDN. Globálne sú teda telekomunikačné služby rozdelené do troch skupín:

Iným delením ISDN služieb je delenie podža spôsobu ich poskytovania a to na služby:

Aj ďalšie logické členenie služieb ISDN podža druhu prenosu je zaujmavé:

Prirodzene, nie je jednoduché prístupnou formou zoznámiť so všetkými službami v ISDN tak, ako sú prijaté pre našu telekomunikačnú sieť, ale aj napriek tomu sa o to pokúsim v stručnej podobe.

Transportné služby

Uvedené služby definujú prenosové charakteristiky telekomunikačnej siete prenosových a spojovacích zariadení. Ich úlohou je prenos informácie medzi referenčnými bodmi S/T. Každá transportná služba je charakterizovaná spôsobom prenosu, prenosovou rýchlosťou a možnosťami prenosu rôznych typov informácie.

V jednoduchosti sa dá povedať, že uvedené služby rozdežujeme na dve skupiny:

Pre potrebu článku nie je nutné ich vysvetlenie, preto sú len sumárne uvedené :

Teleslužby

Prakticky sa dá povedať, že používatež vníma novú kvalitu ISDN práve prostredníctvom teleslužieb, preto je potrebné venovať uvedenej problematike istú pozornosť. Pre našu telekomunikačnú sieť je definovaných celkovo 5 služieb:

Na tomto mieste je prirodzene potrebné zvýrazniť, že uvedené služby je možné realizovať na špecialnych používatežských termináloch triedy ISDN (viď vzťah k Obr.1.).

Doplnkové služby

Ide rozsahom o najväčšiu skupinu služieb. Uvedené služby rozširujú manipulačné možnosti používateža a dávajú teda komunikačným službám vyššiu úroveň. Doplnkové služby podža ISDN sú vlastne rozšírením pôvodných služieb, ktoré už ponúkajú digitálne spojovacie systémy.

Treba však zvýrazniť, že uvedené služby nie je možné používať samostatne, ale jedine v kombinácií s Prenosovými službami a Teleslužbami. Pre potreby článku sú doplnkové služby rozdelené na niekožko skupín. V našej sieti budú poskytované služby nasledovných kategórií:

1. skupina služieb umožňuje komunikujúcim účastníkom presvedčiť sa ešte pred prihlásením (zdvihnutím slúchadla), s kým je spojenie predbežne zostavené. Má to význam z hžadiska priority volania, alebo pri datových prenosoch - aby bolo vysielanie zabezpečené žiadanému používatežovi.

2. skupina služieb umožňuje rozšírenie používatežského čísla pre rôzne účely - rozlíšenie používatežských terminálov (podža druhu komunikačnej služby, napr. telefón 543221, videotelefón 543222, telefax 543223 a pod.).

3. skupina služieb má väzbu k tarifikovaniu komunikácie. Informácie o poplatkoch umožňujú overiť volajúcemu ešte pred samotným hovorom, ako bude jeho komunikácia tarifikovaná, umožňuje používatežovi sledovať nárast hovorových jednotiek počas uskutočňovanej komunikácie, po skončení hovoru zistiť výsledný poplatok. Ďalej sú to služby spojené s volaním na účet volaného, čo znamená, že charakter hovoru určuje, komu bude účtovaný poplatok za hovor a pod.

4. skupina služieb má väzbu na podnikové (neverejné siete) systémov CENTREX, alebo Virtuálne neverejné siete. V prvom prípade ide o to, že verejná ústredňa nahradzuje funkcie podnikovej ústredne. V druhom prípade ide o nový spôsob tvorby a prevádzkovania podnikových sietí na báze technológie Inteligentnej telekomunikačnej siete. V oboch prípadoch je použitý súkromný očíslovací plán.

Ďalšie doplnkové služby budeme uvádzať samostatne (nie ako skupiny 1 až 4) z dôvodu ich rozdielnosti.

Návrat na hlavní stránku