Мини-ликбез: протокол ISDN, часть 1

В западном кино в 90-х часто показывали сильно бросающуюся в глаза инженеру-связисту ситуацию: человек говорит по телефону, потом извиняется, говорит, что у него второй звонок, переключается на вторую линию, беседует со вторым абонентом, и, как ни в чем ни бывало, возвращается к ожидающему первому. Диковинная, чуждая аналоговой России картина! А запад всего-навсего эксплуатировал прелести ISDN...

Протокол ISDN (Intergrated Services Digital Network) начал свое существование в начале 1980-х с момента выпуска ITU (Международным телекоммуникационным союзом) первой редакции стандарта. Назначение и суть протокола - возможность совмещения телефонной связи и обмена данными; на сегодняшний день звучит не очень впечатляюще, но в 80-х это была передовая технология, дверь (портал?!) в будущее.

Данные и телекоммуникационные услуги в ISDN передаются по телефонным проводам, что в 80-е тоже было недурно: инфраструктура существовала почти повсеместно, а скорость передачи данных достигала невероятных 64 Кбит/с. Все это стало возможным благодаря использованию технологии TDM (Time Division Multiplexing), которая предусматривает выделение (после подачи команды CALL по сигнальному каналу) отдельной полосы (или канала) под каждый тип данных.

Таким образом ISDN получил следующий набор функций:

• канальная и пакетная связь
• 2 способа доступа: BRI (Basic Rate Interface) и PRI (Primary Rate Interface)
• единообразный доступ к ТфОП
• поддержка DID (Direct Inward Dial)
• поддержка DOD (Direct Outward Dial)
• служба 800
• внешний обмен (Foreign Exchange - FX)
• каналы связи
• коммутация пакетов данных (packet-switched data)
• коммутация каналов данных (circuit-switched data)
• возможность добавления дополнительных каналов для ускорения передачи данных
• использование выделенного сигнального канала (что предусматривает свободные каналы во время инициации сеансов связи)
• совместимость сигналов с SS7
• VPN

В сетях ISDN доступны следующие услуги:

• Услуги несущего канала (bearer service). Указываются вызывающим пользователем в сообщении установки соединения и передаются по сети вызываемому пользователю. При вызове доступно 3 типа услуг: передача голоса, звуковой канал 3.1 КГц (для данных модема) и 64 Кбит/с для цифровых данных. Для первых двух достаточно использовать аналоговые каналы связи, для 3-го - исключительно цифровые.
• Телекоммуникационные услуги (teleservice). Позволяет вызывающему пользователю указать тип службы данных для звукового или цифрового канала. Телекоммуникационная информация (телекс, факс и т. д.) свободно передается по сети вызываемому пользователю, он распознает информацию и выбирает соответствующую функцию терминального оборудования, чтобы принять поступивший вызов.
• Дополнительные услуги (supplementary service). Всего несколько примеров: Caller ID, Closed User Group, ожидание вызова, уведомление о загрузке (advice of charge), обмен сигналами между пользователя (user-to-user signaling), передача вызова, удержание вызова.

Базовые типы каналов ISDN

В ISDN описаны 9 типов каналов, но реально в большинстве случаев используются только 2: типов B и D.
Канал B (B Channel) – канал на 64 Кбит/с, несет поток пользовательской информации. Сигнальную информацию не передает. Голос внутри канала B может передаваться в высоком качестве в кодеке G.711.
Канал D (D Channel) – в основном сигнальный канал. Скорость передачи в канале D зависит от способа доступа. Помимо сигнальной информации, может передавать пакеты данных со скоростью 9.6 Кбит/с.

Типы способов доступа

В ISDN существует 2 типа способов доступа: интерфейс BRI и интерфейс PRI.

Интерфейс BRI

Интерфейс BRI предоставляет два двунаправленных канала B на 64 Кбит/с и один двунаправленный канал D на 16 Кбит/с (описывается формулой 2B+D). Работает по стандартным двухпроводным телефонным линиям. Оба канала B передают голос и данные, канал D – управляющие сообщения и сигналы.
Чаще всего используется в маленьких офисах и в жилом фонде.

Конфигурация и опорные точки интерфейса BRI

Конфигурация

NT1 (Network Termination 1) завершают двухпроводную абонентскую линию и предоставляют четырехпроводную шину S/T для терминального оборудования ISDN (TE).
TE1 (Terminal Equipment 1) – совместимые с ISDN устройства, которые подключаются разъемом S/T к NT1.
TE2 (Terminal Equipment 2) – устройства, не совместимые с ISDN, которым требуется соединение с терминальным адаптером. Соединяются интерфейсами RS-232, V.35, RS-449, X.21.
TA (Terminal Adapter) – совместимый с ISDN интерфейс для NT1 и стандартный интерфейс для TE2.

Опорные точки (reference point) определяют среду передачи, интерфейс, разъемы.
Опорная точка U определяет характеристики передачи абонентской линии. Для BRI этот двухпроводной интерфейс использует 160 Кбит/с (2B+D+16 Кбит/с для служебной информации) по стандартным медным проводам.
Опорная точка S/T – четырехпроводное соединение с терминальными адаптерами или терминалами, совместимыми с ISDN. Между устройством ISDN и терминальными устройствами обеспечивается скорость 144 Кбит/с (2B+D). К интерфейсу S/T можно подключить до 8 устройств ISDN.
Опорная точка R обеспечивает соединение с не ISDN-устройствами. Они соединяются с терминальными адаптерами с помощью интерфейсов RS-232 и V.35.

Интерфейс PRI

Интерфейс PRI соответствует двум уровням: 1544 Кбит/с (T1/J1) и 2048 Кбит/с (E1).

T1/J1 состоит из 23 каналов B и одного канала D на 64 Кбит/с (23B+D); используется в Северной Америке и Японии.
E1 состоит из 30 каналов B и одного канала D (30B+D); используется в Европе и России.

Конфигурация и опорные точки PRI

В целом схожи с используемыми для BRI.
Опорная точка U – четырехпроводной интерфейс, и использует уровни T1 и E1.
Опорная точка T – предоставляет доступ к устройствам NT2.
Устройства NT2 – предоставляет функции обработки протокола уровней L2 и L3, мультиплексирование, коммутацию, терминальные интерфейсы, обслуживание. Может обеспечить подключение к совместимым с ISDN устройствам TE1 и несовместимым TE2.