Принципы построения цифровых сетей интегрального обслуживания

Глава 7. ЦИФРОВЫЕ СЕТИ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЦИФРОВЫХ СЕТЕЙ ИНТЕГРАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

В рекомендациях МСЭ-Т определено, что под цифровой сетью интегрального обслуживания понимается такая сеть, в которой одни и те же устройства цифровой коммутации и цифровые тракты используются для установления соединений более одного вида связи, например телефонии, передачи данных и др.

Цифровые сети интегрального обслуживания делятся на два вида: — узкополосные цифровые сети интегрального обслуживания (У-ЦСИО); — широкополосные цифровые сети интегрального обслуживания (Ш-ЦСИО).

К У-ЦСИО относятся сети, в которых скорость передачи не превышает 2048 Кбит/с (приблизительно 2 Мбит/с), а к Ш-ЦСИО — сети со скоростью передачи свыше 2048 Кбит/с.

У-ЦСИО (первые ее разработки начались в 1976 г.) предназначена для передачи речевой и неречевой информации (речь, низкоскоростная передача данных и черно-белых изображений) в единой сети с высоким качеством. Основой У-ЦСИО является телефонная сеть на базе цифровых телефонных каналов со скоростью 64 Кбит/с.

Ш-ЦСИО предназначена для высокоскоростной передачи информации, например сигналов цветного ТВ (4 — 6 Мбит/с), ТВ высокой четкости (16 — 24 Мбит/с), полутонового факсимиле (9 — 16 Мбит/с), цветного факсимиле (30 — 60 Мбит/с), машинной графики с высокой разрешающей способностью (20 — 100 Мбит/с), пересылки файлов (до сотен Мбит/с). Такая сеть базируется на магистральных волоконной оптических линиях связи.

Цифровые сети интегрального обслуживания строятся на основе следующих принципов:

1. Все виды сообщений передаются в цифровой форме, начиная от оконечного абонентского устройства (абонентского терминала) пользователя.

2. Соединения абонентов проходят по непрерывному (сквозному) цифровому каналу, т. е. используется техника коммутации каналов (КК), однако возможна передача данных с использованием коммутации пакетов (КП).

3. Пользователи имеют доступ к сетевым службам через ограниченный набор стандартных многофункциональных интерфейсов или стыков(«пользователь - сеть»).

4. Подключение абонентских установок пользователей к узлам коммутации ISDN (рис. 7.2) осуществляется по основному (базовому) абонентскому доступу (интерфейсу), который обеспечивает образование двух информационных каналов (В-каналов) по 64 кбит/с и одного канала для абонентской сигнализации (О- канал) 16 кбит/с. Канальную структуру основного абонентского доступа принято обозначать по числу используемых каналов: «2B+D».

5. Для подключения учрежденческих станций ISDN определен так называемый первичный доступ, который предусматривает образование 30 информационных В-каналов и одного D-канала (канал сигнализации) со скоростью 64 кбит/с (ЗОВ+0).

6. Каждая абонентская установка пользователя имеет только один номер для вызова (абонентский номер) независимо от количества и вида передаваемых сообщений (речь, текст, данные, изображения) и количества применяемых в абонентской установке абонентских терминалов.

7. Абоненты существующих сетей (аналоговой телефонной сети) могут соединяться с абонентами ISDN через устройство сопряжения сетей (шлюз).

8. Терминалы одной абонентской установки пользователя могут быть включены в конфигурации типов «шина», «звезда» и «точка к точке».

9. Возможно установление соединения не только между установками пользователя, но и между оконечными устройствами одной установки пользователя.

10. Пользователям обеспечивается доступ к широкому диапазону служб, включая как речевые, так и неречевые.

С учетом указанных принципов ЦСИО можно определить как сеть, являющуюся результатом развития цифровой телефонной сети, и которая обеспечивает цифровые соединения между оконечными устройствами для возможности предоставления широкого спектра услуг.

Общая структура сети ЦСИО представлена на рис. 7.1. Как видно из этого рисунка, в структуре ЦСИО в явном виде отражены первые семь принципов ее построения.

Согласно рекомендации МСЭ-Т подключение абонентских устройств (Terminal Equipment — TE) может быть выполнено в нескольких вариантах (рис. 7.2). Реализация конфигураций «короткая пассивная

шина», «точка к точке» и «протяженная пассивная шина» для основного абонентского окончания не требует реализации функций сетевого окончания NT-2. Основной задачей блока сетевого окончания NT-2 является обеспечение совместного использования одного сетевого окончания несколькими оконечными устройствами. При реализации указанных конфигураций каждое абонентское устройство (ТЕ) подключается к соединительной линии. Для этой линии обычно используются две двухпроводные цепи, которые кроме обеспечения передачи информации (одна двухпроводная цепь на произвольное направление передачи) могут служить для подачи питания в оконечные устройства через сетевое окончание ИТ.

К соединительной линии не предъявляется никаких особых требований. Обычно она представляет собой две неэкранированные симметричные двухпроводные цепи, например такие, которые в течение долгого времени применялись в обычной телефонной сети. Таким образом, при переходе от аналоговых абонентских окончаний к ISDN можно, как правило, использовать существующие абонентские и соединительные линии. Обе двухпроводные цепи размещаются в одном кабеле с другими двухпроводными цепями. Вместе с тем необходимо отметить, что для установки абонентских устройств в Ш-ЦСИО необходимо осуществлять прокладку либо волоконное- оптического кабеля, либо медной витой пары. Это связано с повышением требований к абонентским линиям при увеличении скорости передачи.

Протяженность линий для всех конфигураций ограничена временем распространения сигнала и затуханием, которые зависят от типа соединительной линии. Для примера на рис. 7.2 приведены возможные значения протяженности типовых абонентских (соединительных) линий.

Преимуществами ЦСИО являются:

— универсальность использования цифровых абонентских линий (ЦАЛ), т. е. возможность осуществлять по одним и тем же линиям как телефонные переговоры так и передачу данных;

— сопряжение служб, возможность организации соединения телетекста, телекса или телефакса с соответствующим устройством (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);

— сокращение времени установления соединения за счет использования общего канала сигнализации и передачи по нему сигналов взаимодействия и управления (занятие линии, набор номера, ответ, разъединение и т. д.) в пакетном виде;

— 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. Услуги связи в сети предоставляются пользователю только с по- мощью определенных служб электросвязи. Служба электросвязи- это организационно-техническая структура на базе сети (или совокупности сетей) связи, обеспечивающая обслуживание пользователей с целью удовлетворения их потребностей в определенном наборе услуг электросвязи.

Согласно рекомендациям МСЭ-Т в/$0Й различают два вида служб электросвязи:

— службы передачи (или службы переноса);

— телеслужбы (или службы предоставления связи).

Служба передачи — служба электросвязи, обеспечивающая только возможность передачи сигналов между стыками сети с абонентскими оконечными устройствами, например служба передачи данных (рис. 7.3).

Телеслужба — служба электросвязи, обеспечивающая реализацию всех возможностей (включая функции терминалов) определенного вида связи между пользователями (рис. 7.4). Телеслужба организуется на базе службы переноса (телефонной сети, сети телекса и др.) и терминалов. Примерами телеслужб являются службы телетекста, телефакса, бюрофакса и др.

Протоколы телеслужб обеспечивают совместимость оконечных устройств соответствующих служб, в частности, в отношении кодирования (наборов знаков) и форматирования полезной информации, подлежащей передаче.

В дополнение к классификации служб, выполненной на основе ЭМВОС, МСЭ-Т произвел дальнейшую классификацию, охватывающую службы ISDN на скоростях передачи до 64 кбит/с и перспективные высокоскоростные службы.

Интерактивные службы охватывают следующие классы служб: диалоговые службы, службы с накоплением, службы по запросу. Интерактивные службы и службы с разветвленным режимом работы могут быть как телеслужбами, так и службами передачи.

В табл. 7.1 приведены некоторые возможные службы в ISDN, причем службы классифицированы по схеме: службы, организуемые по В-каналам, по 0-каналу и существующие службы телефонной сети.

Таблица 7.1

Службы ISDN, организуемые по D-каналу. В ЦСИО D-канал служит преимущественно для передачи служебных сигналов (табл. 7.1). Наряду с этим он может использоваться для передачи пакетов данных в службах передачи данных и сигналов телеметрии, в службах безопасности и дистанционного управления, но с приоритетом сигнализации. Скорости передачи для таких дополнительных служб изменяются в зависимости от загрузки D-канала служебными сигналами. По D-каналу с пропускной способностью 16 кбит/с возможна передача сигнала в среднем со скоростью до 10 Кбит/с.

Телеслужбами по D-каналу могут быть службы безопасности, такие как службы тревоги и экстренного вызова, службы дистанционного управления для телеметрии (снятия показаний счетчиков), контроля и управления.

Все системы передачи и коммутации в ЦСИО цифровые, что позволяет быстро передавать сообщения в цифровой форме.

В отличие от цифровой телефонной сети, в которой до абонентских устройств доводятся аналоговые сигналы, в ISDN цифровые сигналы доводятся непосредственно до абонентских устройств, т.е. используются цифровые абонентские линии (DSL). Вследствие этого большинство рекомендаций МСЭ-Т по ISDN касается абонентской части сети— абонентского окончания. При этом важными являются вопросы построения абонентской установки, стыки пользователь — сеть» в рамках абонентской установки (рис. 7.5), а также абонентская сигнализация.

При стандартизации ISDN было определено минимально возможное число видов абонентского доступа с различными градациями скоростей.

В ISDN определены два типа каналов исходя из характера передаваемых по ним сигналов:

— информационные каналы (основные каналы), по которым передается только полезная информационная нагрузка;

— каналы сигнализации (служебные каналы), по которым передаются сигналы взаимодействия и управления (СВУ) для обеспечения установления соединения между оконечными устройствами и системами коммутации или непосредственно между системами коммутации. По этим каналам в некоторых случаях могут передаваться и информационные сигналы, например данные на малых скоростях.

В табл. 7.2 приведены типы цифровых информационных каналов с различной скоростью передачи, которые в настоящее время определены МСЭ-Т для использования в ISDN.

Канал В — основной (базовый) канал, известный как основной цифровой канал. Он предназначен для передачи информационной нагрузки со скоростью 64 кбит/с. Через В-канал могут передаваться следующие виды информации:

— цифровая речь со скоростью 64 кбит/с в режиме коммутации каналов;

— данные в режимах коммутации каналов или коммутации пакетов со скоростью 64 кбит/с;

— речь совместно с данными с групповой скоростью 64 кбит/с;

— речь в пакетной форме со скоростью передачи до 64 кбит/с. Кроме того, В-канал может разбиваться на несколько подканалов со скоростями 8, 16 и 32 кбит/с, каждый из которых может использоваться отдельным абонентом. Передача в подканалах одного В- канала организуется на базе статистического уплотнения.

К информационным каналам относится группа Н-каналов (широкополосные). Эти каналы предназначены для использования в системах передачи широкополосной звуковой информации, цифрового высокоскоростного факсимиле, видеоинформации, а также в системах высокоскоростной передачи данных.

Типы служебных каналов. З цифровых сетях с интеграцией обслуживания можно выделить два типа служебных (сигнальных) каналов D и Е(табл. 7.3.).

D-канал — служебный канал для передачи сигналов взаимодействия и управления (СВУ). Он обеспечивает передачу СВУ между абонентской)установкой и системой коммутации. В зависимости от вида

абонентского интерфейса D-канал может иметь скорость 16 или 64 кбит/с. В некоторых случаях по нему могут также передаваться сигналы телеметрии и данные на малых скоростях. При одновременной передаче различных видов информации в D-канале используется статистическое уплотнение.

Е-канал также является служебным каналом для передачи СВУ со скоростью 64 кбит/с между системами коммутации сети.

Принципиальная разница между D- и Е-каналами состоит в применяемых протоколах сигнализации:

— в D-канале используется стандартный протокол ISDN, так называемый «протокол

О- канала»,

— в Е-канале применяется специальный протокол из подсистемы передачи сообщений системы сигнализации # 7.

Существенная особенность широкополосной ЦСИО заключается в расширенном перечне предоставляемых пользователям услуг и применении асинхронного режима переноса информации — метода ATM (Asynchronous Transfer Mode).

Асинхронный режим передачи АТМ представляет собой метод коммутации и мультиплексирования, являющийся разновидностью коммутации пакетов, в которой используются короткие пакеты постоянной длины, называемые ячейками. Метод АТМ считается одним из рациональных вариантов режима переноса информации в широкополосной ЦСИО. Его применение оказало большое влияние на стандартизацию новых цифровых систем передачи, станций коммутации и широкополосных интерфейсов. В рекомендации /.150 метод АТМ характеризуется как особый метод переноса информации, использующий технику асинхронного временного мультиплексирования. Объединенный информационный поток разделяется на блоки фиксированной длины, называемые ячейками или элементами.

Метод АТМ ориентирован в основном на услуги, требующие предварительного установления соединения между пользователями. Сигнальные сообщения и информация пользователей передаются по различным виртуальным каналам. Однако метод АТМ считается эффективным и для услуг, которые не требуют соединения между пользователями. Использование метода АТМ оказало значительное влияние на разработку и стандартизацию нового поколения цифровых систем передачи и коммутации, структур мультиплексирования в цифровых системах передачи и интерфейсов в широкополосных сетях.

Дата добавления: 2015-09-06