7.5. Архитектура узкополостной цифровой сети с интеграцией служб.
Данные, подлежащие переработке, хранению и преобразованию у пользователей и на узлах информационной сети, характеризуются значительной разнородностью в отношении многих своих характеристик и, в частности, в отношении скорости передачи. МККТТ подразделил различные виды служб на три скоростных класса: низкоскоростные, среднескоростные и высокоскоростные.
К классу низкоскоростных служб относятся службы, скорость передачи информации которых не превышает 0,1 Мбит/с:
телеметрия (0,0001 Мбит/с);
данные/текст (0,01 Мбит/с);
речь, данные/изображения (0,1 Мбит/с).
К классу среднескоростных служб относятся службы, скорость передачи информации которых не превышает 10 Мбит/с:
высококачественная передача речи (1,0 Мбит/с);
видеотелефон (1,0…10 Мбит/с);
данные/изображения (от 1,0 до 10 Мбит/с).
К классу высокоскоростных служб относятся службы, скорость передачи информации которых составляет более 10 Мбит/с:
телевидение (50…100 Мбит/с);
телевидение с высоким разрешением (150…1000 Мбит/с);
данные/изображения (10…100 Мбит/с).
Уровень развития современной технологии позволил разработчикам мультисервисных сетей во многих странах осуществить построение сети в два этапа. На первом этапе создание ЦСИС для низкоскоростных и частично среднескоростных служб – У-ЦСИС, а на втором этапе – сеть для среднескоростных и высокоскоростных служб – Ш-ЦСИС. (Сравнительные характеристики этих сетей приведены в табл. 7.1.)
За последнее десятилетие имело место быстрое совершенствование основных технологий, определяющих развитие информатики. Эта тенденция продолжается в текущем десятилетии. Например, современные коммерческие оптоволоконные системы обеспечивают передачу информации со скоростью 1 Гбит/с без регенератора на расстояние в 100 км, а передачу информации со скоростью 10 Гбит/с – на расстояние 10 км.
На первом этапе создания ЦСИС связь двух пользователей в самом общем виде можно представить в виде следующей схемы (рис. 7.2.).Каждый пользователь ЦСИС через цифровую коммутационную систему (КС) узла коммутации (УК) может иметь доступ к сети пакетной коммутации, сети коммутации каналов, сети сигнализации, а также выделенным ведомственным сетям. Связь пользователей с КС ЦСИС осуществляется по схеме 2В + D, причем D-канал используется для сигнализации (организации взаимодействия пользователя с КС ЦСИС).
Таблица 7.1.
Сравнительные характеристики |
Узкополосная У-ЦСИС (N-ISDN) |
Широкополосная Ш-ЦСИС (В-ISDN) |
Скорость передачи |
Nх64 кбит/с (N≤30) |
0…150 Мбит/с (600 на магистральных ЛС) |
Полоса передачи для одного вида связи |
Постоянная по требованию |
|
Технология передачи |
Синхронные (STM) |
Асинхронные (АТМ) |
Технология коммутации |
Коммутация каналов |
Коммутация пакетов |
Виды связи: |
|
|
- речь |
+ |
+ |
- факсимильная |
+ |
+ |
- видеотелефония |
+ |
+ |
- низкоскоростные данные |
+ |
+ |
- высокоскоростные данные |
|
+ |
- мультимедиа |
|
+ |
- ТV высокой чёткости |
|
+ |
Рис.7.2. Схема взаимосвязи двух пользователей цифровых коммутационных станций ЦСИС
Здесь: П - пользователь;
УК- узел коммутации;
Frame Relay- трансляция кадров.
Таким образом, на первом этапе построения ЦСИС базируется на использовании уже существующих национальных сетей коммутации каналов, коммутации пакетов, ведомственных сетях и общей сети сигнализации. При таком подходе к построению сети важным моментом является создание интерфейсов, позволяющих осуществлять унифицированное подключение к системе коммутации ЦСИС.
Важность создания таких интерфейсов обусловлено большим разнообразием терминального оборудования и режимов их работы. МККТТ рекомендовано три типа абонентско-сетевого интерфейса и соответствующие им точки стандартного подключения (точки стыка). Принцип стандартного подключения терминала к ЦСИС иллюстрирует рис. 7.3.
Рис 7.3. Подключение терминалов к сетевым окончаниям в У-ЦСИС.
На рис. 7.3.а терминал ЦСИС подключается к сетевому интерфейсу, который в соответствие с принятой терминологией, называется сетевым окончанием NT2. Стык терминала с сетевым окончанием NT2 обозначает эталонную точку стыка S. Сетевым окончанием NT2 может послужить учрежденческая телефонная станция или, например, терминальный контроллер. Сетевое окончание NT2 подключается через эталонную точку стыка T к сетевому окончанию NT1, которая является канальным интерфейсом, т.е. представляет собой оконечное оборудование канала связи. Сам канал связи подключается к системе коммутации ЦСИС. Точка стыка этих устройств называется точкой U.
Основные элементы схемы и выполняемые ими функции, представленные на рис. 7.3., приведены ниже.
ЕТ – станционное окончание:
- ставка/выделение сообщений;
- преобразование кода;
- выравнивание кадра;
- индикация аварийных сигналов и сигналов повреждений;
LT – линейное окончание:
- подача электропитания;
- преобразование кодов;
- регенерация сигналов;
- локализация повреждений;
NT1 – сетевое окончание 1:
- передача сигналов в линию;
- поддержка уровня 1;
- хронирование;
- поддержка уровня передачи сигнала;
- создание испытательного шлейфа;
- прямое и обратное преобразование сигналов в точке Т;
- мультиплексирование на уровне 1 (формирование структуры сигнала);
- интерфейс.
NT1 обеспечивает интерфейс от 2-проводной витой пары со стороны станции и 4-проводной пары со стороны терминального оборудования конечного пользователя, т.е. он осуществляет подключение внутренней шины S к внешнему интерфейсу U. Внутренняя шина S представляет собой четырехпарный кабель (с 8-контактными модульными разъемами). NT1 получает электропитание от сети переменного тока, однако некоторые устройства имеют встроенные аккумуляторы, чтобы телефонная связь не прерывалась во время кратковременного прерывания электропитания. Это обусловлено тем обстоятельством, что ЦСИС-телефоны имеют активные электронные устройства и требуют электропитания. Физически NT1 представляет собой небольшое, крепящееся к стене устройство со световыми индикаторами. В случае использования нескольких пользовательским интерфейсов все NT1 можно установить на специальном стативе со встроенным источником питания. Структурная схема NT1 изображена на рис. 7.4.
NT2 – сетевое окончание 2:
- обработка протоколов уровня 2 и 3;
- мультиплексирование на уровне 2 и 3;
- коммутация;
- концентрация интенсивности нагрузки;
- поддержка функций уровней 2 и 3;
- интерфейс.
Рис. 7.4. Структурная схема NT1:
HDSL- технология, позволяющая осуществлять передачу речи, данных и видео на скорости до 2 Мбит/с по двум скрученным медным парам ( High-bit-rate Digital Subscriber Line)
Как следует из перечисленных выше функций, NT2 в общем случае может представлять собой концентратор нагрузки.
TE1 – терминал с функциями У-ЦСИС.
TE2 – терминал без функций У-ЦСИС.
NT – терминальное оборудование:
1) обработка протоколов;
2) интерфейс;
3) поддержка функционирования;
4) функции, связанные с подключением к другому оборудованию.
ТА – терминальный адаптер: адаптация терминала без функций У-ЦСИС для подключения к точке S.
Если терминал не является терминалом с интеграцией служб, то подключение осуществляется к точке S через терминальный адаптер. Стык терминального адаптера с терминалом образует еще одну эталонную точку стыка – точку R. Подключение терминала, не содержащего функций интеграции служб, показано на рис. 7.3., б
Пользователь может иметь в распоряжении для связи аналоговый телефонный аппарат, который в этом случае должен подключаться к сетевому окончанию NT2 (рис. 7.3., в). Вместо аналогового телефонного аппарата к NT2 может быть подключен другой аналоговый терминал.
Скоростные стандарты, используемые в У-ЦСИС, и их назначение представлены в табл. 7.2.
Таблица 7.2.
Тип канала |
Скорость передачи, кбит/с |
Технология коммутации |
Назначение |
В
D
2В
Н0
Н11
Н12 |
64
16 64
128
384
1536
1920 |
Коммутация каналов
Коммутация пакетов (LAP-D)
Многоканальная коммутация
То же
»
» |
Оцифрованный голос, факс, электронная почта, графика, массивы данных, интерактивный обмен данными, видео низкого разрешения Телеметрия, сигнализация, управление энергопитанием, электронная почта, интерактивный обмен данными Настольная мультимедийная связь, дистанционное обучение, телеконференция, телемаркет Высококачественное аудио, высокоскоростная передача цифровых данных Видео/телеконференции, высокоскоростная передача цифровых данных Видео/телеконференции, высокоскоростная передача цифровых данных |
Совокупность эталонных конфигураций абонентско-сетевых интерфейсов позволяет осуществить унифицированное подключение пользователей к УК ЦСИС (рис. 7.2.).
Рассмотрим, как осуществляется подключение терминалов к станции У-ЦСИС.
На рис. 7.5. показана схема организации услуг пользователям различными службами связи при создании первого этапа ЦСИС. К коммутационной системе ЦСИС подключены три типа оборудования соответствующих пользователей. Выходы системы коммутации подключены к сети общего пользования, а также к устройствам информационно-компьютерного обслуживания.
Пользователи с интегрированным обслуживанием имеют:
- мультитерминалы (МТ), подключаемые непосредственно к системе коммутации и работающие со скоростью 64 кбит/с;
- терминалы, подключаемые к КС через рекомендуемую МККТТ ширину S и сетевое окончание NT;
- цифровые телефоны (ЦТ);
- факсимильные аппараты (ФА);
- аппаратуру передачи данных и цифровой телефон: ПД/ЦТ.
Рис.7.5. Схема организации услуг на первом этапе ЦСИС.
Цифровые телефоны, факсимильные аппараты и аппаратура передачи данных подключают через устройства сопряжения с каналом.
Пользователи с цифровыми терминалами имеют:
- цифровые телефоны (ЦТ);
- консоли операторов (КО) (коммутационные терминалы);
- терминалы передачи данных (ТПД).
Терминалы передачи данных подключаются к коммутационной системе через интерфейс передачи данных.
Пользователи с аналоговыми терминалами имеют:
- аналоговые телефоны (АТ);
- терминалы передачи речи и текстов (ТРТ) или изображений.
Подключение оконечного оборудования (терминалов) осуществляют согласно эталонным точкам R, S, T и U (рис. 7.3.), рекомендованными МККТТ. Для любого оконечного устройства независимо от степени интеграции видов обслуживания используют только один адресный номер.