Ю. В. Рыжов
Сети ISDN
(учебное пособие)
Ростов-на-Дону
Рецензенты:
Директор Центра стажировки и консультационных услуг
НПП «СПЕЦСТРОЙ-СВЯЗЬ», кандидат технических наук
Белобров Г.А.
Профессор кафедры Теоретических основ радиотехники ТТИ ЮФУ,
доктор технических наук
Балим Г.М.
| Рыжов Ю.В. | |
| Сети ISDN: Учебное пособие. - Ростов-на-Дону, 2008. - 90 с. |
В учебном пособии «Сети ISDN» по курсу «Цифровые сети интегрального обслуживания» рассматриваются основы современных телекоммуникационных технологий, принципы построения сетей и цифровых каналов связи, а также сетей и устройств ISDN. Пособие выполнено на модульной основе и содержит диагностико-квалиметрическое обеспечение. Предназначено для студентов старших курсов специальности «Сети связи и системы коммутации».
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................... 4
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.................................................................................. 6
МОДУЛЬ 1 (ВХОДНОЙ)................................................................................ 9
Комплексная цель модуля 1........................................................................ 9
1.1. Общие принципы передачи цифровой информации.......................... 9
1.2. Сети связи: основные понятия. Модель OSI...................................... 17
Проектное задание к модулю 1................................................................. 25
Тест рубежного контроля к модулю 1..................................................... 25
МОДУЛЬ 2 (БАЗОВЫЙ)............................................................................... 29
Комплексная цель модуля 2...................................................................... 29
2.1. Принципы построения сетей.............................................................. 29
2.2. Структура потока Е1.......................................................................... 35
2.3. Сигнализация в сетях связи................................................................ 43
Проектное задание к модулю 2................................................................. 56
Тест рубежного контроля к модулю 2..................................................... 56
МОДУЛЬ 3 (СПЕЦИАЛЬНЫЙ)................................................................... 60
Комплексная цель модуля 3...................................................................... 60
3.1. Принципы построения сетей ISDN.................................................... 60
3.2. Основы технологии АТМ................................................................... 70
Проектное задание к модулю 3................................................................. 84
Тест рубежного контроля к модулю 3..................................................... 84
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................................................. 88
ВВЕДЕНИЕ
Количество цифровых сетей интегрированного обслуживания - ЦСИО (ISDN - Integrated Services Digital Network) неуклонно растет во всем мире, и Россия - не исключение. Они основываются на современных технологиях и создаются отчасти на базе оборудования и каналов существующих телефонных сетей общего пользования.
Учебная дисциплина «Цифровые сети интегрального обслуживания» (ЦСИО) читается студентам 5-го курса (9-й семестр); целью ее преподавания
является изучение проблем, связанных с принципами построения и функционирования цифровых систем коммутации и сетей ISDN.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
- принципы построения и виды служб электросвязи, интегрируемые ЦСИО;
- организацию доступа пользователей к ЦСИО;
- особенности построения узлов коммутации ЦСИО;
- абонентскую сигнализацию EDSS1;
- систему сигнализации ОКС №7;
- интерфейсы и протоколы ЦСИО;
- организацию процесса обслуживания вызовов в ЦСИО.
В результате изучения дисциплины студенты должны уметь:
- анализировать построение и функционирование любой коммутации ЦСИО;
- разрабатывать по техническим заданиям как отдельные устройства, так и цифровые системы коммутации в целом, а также оформлять техническую документацию на разработку;
- проектировать цифровые узлы коммутации в ЦСИО, и проводить обоснование проектных решений;
- эксплуатировать цифровые узлы коммутации ЦСИО производить пуско-наладочные работы, организовывать ремонтные работы;
- выполнять работы по организации и управлению ЦСИО, самостоятельно принимать решения.
На дисциплину выделено 121 академических часов, по результатам изучения студентам выставляется зачет.
Теоретический курс дисциплины ЦСИО можно условно разбить на три модуля:
1-й модуль (входной) – современные телекоммуникации и общие принципы передачи цифровой информации (1-3 недели);
2-й модуль (базовый) - построение цифровых каналов и сетей связи (4-9 недели);
3-й модуль (специальный) - сети и устройства ЦСИО (10-17 недели).
На 9-й неделе выставляется промежуточный рейтинг, на 17-й – итоговый рейтинг (зачет).
Учебное пособие построено на модульной основе, при этом содержание модулей не повторяет курс лекций по дисциплине ЦСИО, но дополняет его. Так, в пособии более подробно, чем в лекциях, рассмотрены следующие темы: общие принципы передачи цифровой информации, структура потока Е1, сигнализации EDSS1 и ОКС №7, основы технологии АТМ.
Для каждого модуля приведены проектные задания и тесты рубежного контроля, выполняющие диагностико-квалиметрические функции.
Также приведен список литературы, использованной для подготовки пособия (в том числе – электронные источники) и рекомендательные списки литературы для самостоятельной работы студентов по каждому модулю.
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Технология ISDN появилась около 20 лет назад. Основополагающие спецификации содержатся в рекомендациях I.122 Международного консультативного комитета по телефонии и телеграфии (CCITT; современное название этого комитета - Международный союз электросвязи, или ITU). Позже появились и другие регламентирующие документы.
Благодаря усилиям со стороны ETSI (European Telecommunications Standards Institute) фактическим стандартом в Европе становится EuroISDN, который поддерживают большинство европейских телекоммуникационных провайдеров и производителей оборудования. В России также ведутся работы по стандартизации и обеспечению совместимости строящихся в различных регионах сетей ISDN.
Стандартное подключение линий ISDN осуществляется по интерфейсам BRI (Basic Rate Interface) или PRI (Primary Rate Interface). Первый из них поддерживает два дуплексных B-канала по 64 Кбит/с каждый. Причем в качестве линии ISDN BRI телефонная компания чаще использует медный кабель телефонной сети общего пользования, за счет чего снижается окончательная стоимость ISDN-линии. Каждому В-каналу присваиваивается номер, аналогичный телефонному.
При подключении крупных организаций для обеспечения более высоких скоростей передачи или для одновременного подсоединения к центральному офису нескольких удаленных филиалов применяется PRI-интерфейс. В Европе его суммарная пропускная способность равна 2,048 Мбит/с. Он содержит 30 B-каналов для передачи информациии и специальный служебный D-канал c пропускной способностью 64 Кбит/с. Кроме того, PRI часто используется для подключения учрежденческих АТС к цифровой телефонной сети.
Цифровые сети c интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в различных областях, в частности: телефония; передача данных; объединение удаленных локальных сетей; доступ к глобальным компьютерным сетям (Internet); передача трафика, чувствительного к задержкам (видео, звук); интеграция различных видов трафика.
Оконечным устройством сети ISDN могут быть: цифровой телефонный аппарат, отдельный компьютер с установленным ISDN-адаптером, файловый или специализированный сервер, мост или маршрутизатор LAN, терминальный адаптер с голосовыми интерфейсами (для подключения обычного аналогового телефона или факса), либо с последовательными интерфейсами (для передачи данных).
Основные термины ISDN следующие.
Канал "B" (Bearer) - канал для передачи голоса, данных, видео c пропускной способностью 64 Кбит/с. Он предоставляется "чистым", т.е. вся его полоса пропускания доступна для передачи информации, а вызовы, сигнализация и другая системная информация передается по D-каналу.
Канал "D" (Delta) - служебный канал для передачи управляющих сигналов с пропускной способностью 16 (BRI) или 64 (PRI) Кбит/с. Один канал типа "D" обслуживает 2 или 30 (Европа) В-каналов и обеспечивает возможность быстрой генерации и сброса вызовов, а также передачу информации о поступающих вызовах.
BRI (Basic Rate Interface) - стандартный базовый интерфейс с пропускной способностью 144 Кбит/с (EuroISDN); он объединяет два канала "B" и один канал "D". К интерфейсу BRI можно подключить до восьми различных ISDN-устройств. При этом каждому устройству выделяется свой индивидуальный номер (multiple subscriber numbers). Очень важная особенность ISDN состоит в том, что для установки BRI-розетки оператору обычно не требуется прокладывать новую телефонную пару - используется обычная линия ТСОП.
Физическим уровнем интерфейса BRI, определяющего правила взаимодействия конечных пользователей и коммутатора ISDN, служит обычная витая пара, которая работает в дуплексном режиме передачи данных (U-интерфейс). Внутри зданий используется кабель из двух витых пар (S/T- интерфейс), позволяющий подключать до восьми оконечных ISDN-устройств. Поэтому для подсоединения внутренней проводки к внешней линии необходимо специальное устройство (одно на каждый BRI-интерфейс).
PRI (Primary Rate Interface) - этот интерфейс объединяет несколько B-каналов (в Европе - 30 В-каналов с общей полосой пропускания 2,048 Мбит/с). В отличие от BRI, он поддерживает только одно оконечное устройство. Тем не менее, подключив, например, локальную АТС или маршрутизатор c поддержкой ISDN, можно разбить PRI на множество BRI-интерфейсов. В настоящее время для предоставления офисам PRI-сервиса широко используется абонентская цифровая линия на одной (SDSL) или двух (HDSL) телефонных парах.
SS7 - система Общей канальной сигнализации номер 7 (ОКС № 7). Она была разработана и стандартизована CCITT (или ITU) для увеличения возможностей по интеграции речи и данных, эффективного использования в телефонии компьютерных систем, быстрой установки соединений и качественной маршрутизации вызовов, использования единых информационных баз данных, интеграции и полной совместимости различных видов связи (телефония, сотовая связь, передача данных) вне зависимости от страны или региона и, в итоге, получения качественно нового уровня сервиса. SS7 охватывает три нижних уровня семиуровневой модели информационных сетей OSI и состоит из двух подсистем: Message Transfer Part (MTP) отвечает за передачу сообщений сигнализации, осуществляет функции обнаружения и исправления ошибок и ряд дополнительных функций; UP (User Part) - подсистема более высокого уровня - отвечает за поддержку пользователя и включает в себя часть ISUP (Integrated Services User Part), отвечающую за ISDN-сети, часть TUP (Telephone User Part), отвечающую за телефонию, и ряд других.
МОДУЛЬ 1 (ВХОДНОЙ)
Комплексная цель модуля 1
Ознакомление с современными видами телекоммуникаций и изучение общих принципов передачи цифровой информации.