Лекция "Характеристика и области применения сетей ISDN"

тема 4  вопрос 20 характеристика и области применения сетей 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 из­за 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 В­каналами, предназначены для передачи «полезной» информации пользователя (в частности, голоса). Каждый из В­каналов требует полосы пропускания   64   Кбит/с.   Третий   подканал,   называемый   D­каналом,   требует   такой   же   полосы пропускания   и   используется   прежде   всего   для   передачи   служебной   информации,   которая определяет   порядок   обработки   информации,   передаваемой   по   В­каналам.   Иногда   D­канал 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 В­каналов и одного D­канала, каждый из них имеет пропускную способность 64 Кбит/с, а общая пропускная способность PRI­канала 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  ISDN,  является основным   препятствием   на   пути   их   распространения,   особенно   в   странах   со   слабо   развитой инфраструктурой высокоскоростных каналов связи. Однако существуют механизмы, позволяющие строить такие сети, более экономно используя полосу пропускания каналов связи. Один из таких механизмов   позволяет   уплотнять   В­каналы,   используемые   для   передачи   голоса.   При   этом реализуется   техника   кодирования   (преобразования   акустических   сигналов   в   цифровой   код), получившая   название   импульсно­кодовой   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   В­каналов,   сжимается   и   передается   со   скоростью 6,33 Кбит/с). Преобразование аналоговых сигналов в цифровые осуществляется различными методами. Один из них ­ импульсно­кодовая модуляция (ИКМ). По мнению специалистов, развитию сетей и технологий ISDN способствуют такие факторы: либерализация  и  приватизация  в области  телекоммуникаций (это приводит  в 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   Internet; 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   ISDN­сетей,   приводит   к  различию  стратегических  и   тактических   подходов  в  деле  их внедрения в разных странах. Резкое возрастание роли ISDN­сетей 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 ISDN­сети 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 видеоконференцсвязи). Технология ISDN стабильно развивается, а сеть на ее основе имеет необходимые интерфейсы с не  ISDN­сетями.   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,   мини­УАТС   (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 ЛКС. 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: организация замкнутых групп пользователей, организация конференцсвязи, предоставление сети своего номера или отказ на предоставление и др. Широкое использование получила цифровая телефонная сеть с интеграцией услуг (Integrated  Services Digital Network − ISDN). Она разработана для того, что бы обойти ограничения по  скорости передачи данных и при этом сохранить совместимость с существующими телефонными  линиями. В основе работы такой, сети лежит цифровая обработка сигналов. Существенным  отличием ISDN от предшественниц является многоканальность. Для подключения к сети  используются два интерфейса: базовый и расширенный. Под интерфейсом понимают совокупность  устройств, предназначенных для организации взаимодействия клиентов, имеющих оборудование с  различными физическими характеристиками. Базовый интерфейс содержит минимум оборудования и предоставляет абоненту два канала: для  голоса или для передачи данных со скоростью 64 Кбит/с и служебный канал, по которому  абонентское оборудование обменивается информацией с телефонной сетью. Расширенный интерфейс является расширением базового интерфейса и предоставляет  дополнительно 30 информационных каналов, в которых телефонные номера не привязаны жестко к  каналам. Для передачи данных с высокой скоростью существует специальный протокол  «инверсного мультиплексирования», позволяющий задействовать несколько информационных  каналов одновременно. Появление персональных компьютеров вызвало количественный и качественный рост глобальных  сетей. Большая часть этого прироста обеспечивается за счет пользователей, имеющих компьютер и  модем. Глобальные сети связаны между собой, при этом некоторые из них могут предоставлять доступ к  обычным средствам связи: телеграфу, телефаксу, телексу и обычной почте. Для этого существуют  специальные узлы сети, которые принимают письма и другую корреспонденцию по электронной  почте, а отправляют ее факсом на указанный номер. Эти возможности фактически устраняют границы между локальными и глобальными сетями. Развитие сетей стало возможным благодаря бурному развитию средств и сетей телекоммуникаций.  Современные глобальные компьютерные сети объединяют достоинства существующих средств  связи и обеспечивают высокую скорость и надежность передачи больших массивов различной  информации.