Интегрированные сети ISDN

Реально это  лишь ядро списка, разные сети могут  предоставлять и многие другие услуги.

При установлении телефонного канала используется сообщение TUP (telephony user part). В ISDN определены также сообщения ISUP (integrated services user part), которые должны стать основой всех будущих разработок. Примерами ISUP могут служить следующие сообщения:

В ISDN используются базовая (B-канал, 64 Кбит/с) и первичная (1,544/2,048 Мбит/с) скорости передачи информации. Сигнальный D-канал формируется на основе 24-го временного домена (timeslot) в случае 1,544 Мбит/с и 16-го для 2,048 Мбит/с. Характеристики первичных каналов ISDN приведены в таблице 4.3.3.5.

Таблица 4.3.3.5. Характеристики первичных каналов ISDN

Различие между  базовой и первичной скоростями обмена заключается в следующем.

Для первичной  скорости не предусматривается интерфейс  многоточечного обмена в локальной  сети пользователя; связь устанавливается  между сетью и одним из PABX (public automatic branch exchange) или другим терминалом.

В случае первичной  скорости отсутствуют какие-либо средства для деактивации связи с целью  экономии энергии. Для пользователя желательно иметь доступ, как к  базовым, так и первичным каналам 

Для базовой  скорости передачи работает сигнальная цифровая система доступа DASS (digital access signaling system). Формат кадра при этом имеет вид (DASS2/DPNSS - digital private network signaling system):

Рис. 4.3.3.20 DASS2/DPNSS-кадр уровня 2

Этот формат не отличается от общепринятого для  уровня 2 ISDN, за исключением числа  байт управления (см. рис. 4.3.3.20 и 4.3.3.7), что допускается регламентирующими документами. Использование местной ISDN-АТС открывает дополнительные возможности. Помимо высококачественной локальной связи появляются коллективные (групповые) номера, что снимает ограничение на число пользователей, подключенных к узлу через обычные аналоговые модемы. Все пользовательские модемы дозваниваются по одному и тому же номеру, а коммутатор выполняет функцию пакетного мультиплексора. Емкость таких АТС легко наращивается, отдельные АТС могут объединяться друг с другом. Схема взаимодействия такой АТС (PTNX) с терминальным пользовательским оборудованием, другими ptnx и основной сетью ISDN показана на рис. 4.3.3.21. Местная АТС может предоставлять те же услуги, что и традиционная сеть ISDN, плюс запрограммированные локально виды сервиса (диалог между пользователями локальной сети, услуга типа “не беспокоить” и т.д.).

Рис. 4.3.3.21 Связи местной ISDN-АТС 

Взаимодействие  между ISDN и PSPDN регулируется стандартом ccitt x.31 (и i.462). x.31 позволяет использовать ISDN с существующими сетями x.25. Схема взаимодействия периферийного оборудования, ISDN и PSPDN показана на рисунке 4.3.3.22 (ISDN-коммутатор может и отсутствовать).

Рис. 4.3.3.22 Схема взаимодействия сетей ISDN и X.25

TA - терминальный  адаптер; TE - терминальное оборудование; NT - сетевое терминальное оборудование 

Доступ к программам обработки пакетов возможен через B- или D-каналы. В зависимости от вида приложения доступ через D-канал иметь  определенные преимущества. D-канал  в отличии от B-канала принципиально не может быть заблокирован. Возможна работа одновременно с 8-ю терминалами, подключенными к пассивной ISDN-шине. Кроме того, работа с D-каналом оставляет B-канал свободным для задач, которые не решаемы через D из-за его малого быстродействия (16 Кбит/с). А согласно рекомендациям LAPD быстродействие D-канала не может быть увеличено (по этой же причине максимальная длина пакетов X.25 в данной схеме не может превышать 260 октетов (против 1024 для обычных каналов X.25). К недостаткам использования D-канала можно отнести возможное увеличение задержек из-за низкого быстродействия. Протокол X.25 был разработан довольно давно для “традиционных” приложений и его недостаточная гибкость (большие задержки откликов, таймауты и пр.) приводит к тому, что он совершенно не пригоден для некоторых новых приложений. Это вынудило разработку для ISDN новых режимов работы с пакетами. И первое что было сделано - это четкое разделение управляющих и информационных потоков.

ISDN может рассматриваться как две логически независимые субсети - сигнальную субсеть и коммутируемую информационную сеть (в x.25 информация и управление осуществляется по одним и тем же каналам). В соответствии с этим разделением терминология CCITT различает плоскость управления (C-plane) и пользовательскую информационную плоскость (U-plane, см. рис. 4.3.3.23). В ISDN существует два режима: frame relaying (передача кадров, наиболее простой из режимов) и frame switching (коммутация кадров). Отличительной особенностью режима frame relaying является отсутствие подтверждений получения пакета при обмене данными между ISDN-терминалами (аналог UDP в TCP/IP сетях). Для обоих режимов используется одни и те же сигнальные процедуры (Q.933), но они отличаются протоколами U-плоскости при пересылке информации. Здесь используются протоколы передачи данных, базирующиеся на усовершенствованном стандартном сигнальном протоколе LAPD слоя 2, известном как LAPF - link access procedures for frame mode bearer services (Q.922). Пользователь может установить несколько виртуальных соединений и/или постоянных виртуальных связей одновременно с несколькими адресатами.

Рис. 4.3.3.23 Услуги ISDN в режиме переключения (цифрами  помечены уровни протоколов, в скобках  приведены ссылки на документы ITU)

На сигнальном уровне C-плоскости используются стандартные LAPD-процедуры слоя 2 (Q.921 или I.441), а  для слоя 3 спецификация кадрового  режима (Q.933). Но на U-плоскости сеть поддерживает только небольшую часть связного протокола:

• разделение кадров с использованием HDLC-флагов;
• проверка кадров по длине и контрольной сумме, выбрасывание кадров с ошибками;
• мультиплексирование и демультиплексирование кадров, относящихся к разным виртуальным запросам, на основе их адресов слоя 2.

В простейшем случае сеть посредством сигнальных процедур на фазе Setup формирует вход в маршрутную таблицу. На уровне 2 для каждого виртуального запроса выделяется адрес, который остается действительным только на время данного вызова. При пересылке данных сеть просто индексирует маршрутную таблицу, используя адреса слоя 2 поступающих кадров, и ставит их в очередь на передачу по соответствующему маршруту. На фазе передачи информации терминалы используют протоколы более высокого уровня по схеме точка-точка без привлечения сети. Схема протокола коммутации кадров показана ниже на рис. 4.3.3.24, здесь передача кадров происходит с подтверждением получения (до какой-то степени аналог протокола tcp). Сеть детектирует потери и случаи дублирования пакетов.

Здесь на сигнальном уровне все процедуры следуют  требованиям связного протокола ISDN в полном объеме в том числе и при передаче данных. Это подразумевает необходимость подтверждения получения каждого информационного кадра, пересылаемого от терминала к терминалу. Cеть контролирует доставку кадров и выявляет ошибки.

Как и в предыдущем случае мультиплексирование и демультиплексирование выполняется с использованием адресов слоя 2. Адрес кадра может содержать 2-4 октетов, а информация занимать от 1 до 262 октетов. Последняя величина может быть и увеличена в результате переговоров между отправителем и получателем при формировании виртуального канала. Рекомендуется не использовать кадров с размером поля данных более 1600 октетов во избежании фрагментации и последующей сборки сообщений.

Рис. 4.3.3.24 Режим переключения кадров

ITU-T делит все  канальные услуги на две категории. 8 типов услуг уже определены  для случая коммутации каналов  и три определены для коммутации  пакетов. Три из восьми считаются определяющими и каждый ISDN-переключатель должен их поддерживать (ITU-T рекомендация I.230).