Retele Isdn

Scopul lucrarii: Analiza si studierea retelelor ISDN,modul lor de funcționare.

1.Introducere

ISDN (Integrated Services Digital Network) este o rețea cu servicii digitale integrate ce permite interconectarea mai multor dispozitive. La o linie ISDN pot fi conectate până la opt terminale (calculatoare, telefoane, aparate faximile, Centrale Telefonice Private (PBX și PABX), sisteme de videoconferință etc.). Rețeaua ISDN este o norma internațională specifică rețelei telefonice cu comutație de circuite, proiectat să permită transmisia de voce și de date printr-un banal cablu de cupru, rezultând o îmbunatățire dramatică a calității și a vitezei, față de cele oferite în sistemele analogice. Într-un mod și mai larg, ISDN este un set de protocoale folosite pentru stabilirea și întreruprea conexiunilor telefonice, cât și pentru funcționalități complexe pentru utilizatorul serviciului telefonic

Sistemul ISDN ofera o interfata comuna de acces a utilizatorului la retea, capabila sa asigure accesul la o multitudine de servicii; integrarea serviciului de-a lungul unei singure retele; sporirea latimii de banda a canalului capabila sa suporte rate mai mari de semnalizare; capacitatea de a manevra noi servicii.

Avantajul primoridal al tehnologiei ISDN este că oricare două din terminalele conectate la o linie ISDN pot funcționa concomitent. De exemplu, puteți vorbi la telefon și în același timp să navigați pe Internet.Astfel puteți beneficia de toate serviciile telecomunicații necesare biroului dumneavoastră (telefon, fax, Internet) folosind acest tip de conexiune.

Fig.1 Schema serviciilor ISDN

2. ISDN BRI și ISDN PRI

În rețeaua ISDN există două tipuri de canale: B (de la "Bearer") și D (de la "Delta"). Canalele B sunt folosite pentru transmisiile de date (pot include și voce). Canalele D sunt folosite pentru semnalizare și control (dar nu este exclus să fie folosite și pentru date).

Există două tipuri de interfețe ISDN.

ISDN- BRI (Basic Rate Interface) — numit și Basic rate access (BRA) — constă în două canale de tip B, fiecare cu o bandă de 64 kbit/s, și un canal D cu o bandă de 16 kbit/s. Împreună aceste trei canale pot fi descrise de notația 2B+D și conține:

1. conectare fizică (o pereche de 2 fire de cupru);

2. echipament de acces (o terminație de rețea NT);

3. numere atribuite (număr de apel).

Fig.2.1 ISDN cu interfață BRI

Are următoarele avantaje :

1. Posibilitatea de a beneficia de mai multe numere directe;

2. Viteza garantată de transfer a fișierelor între două locații, oriunde există ISDN (național sau internațional);

3. Video-telefonie;

3. Conectarea Centralelor Telefonice Private (PBX și PABX);

4. Transmisii de fax;

5. 2 comunicații simultane;

6. 3 numere de apel (un număr de acces, 2 numere suplimentare MSN);

7.Cont de access nelimitat la Internet – 64 kbps;

8.Servicii suplimentare implicite și opționale;

9.Echipament de acces de tip NT în custodie.

ISDN-PRI (Primary Rate Interface ) — numită și Primary rate access (PRA) — au un numar mai mare de canale de tip B precum și de un canal D cu o lățime a benzii de 64 kbit/s. Numărul de canale B dintr-un PRI variază de la țară la țară: în America de Nord și Japonia este de 23B+1D, cu o bandă însumată de 1.544 Mbit/s (T1); în Europa și Australia numărul de canale este de 30B+1D, având o bandă totală de 2.048 Mbit/s (E1). și conține:

1. conectare fizică (două perechi de 2 fire de cupru);

2. echipament de acces (un modem HDSL);

3. numere atribuite (pînă la 200 numere de apel pentru un ISDN PRI).

Fig.2.2 ISDN cu interfață PRI

Are următoarele avantaje :

1.Cea mai bună calitate asigurată serviciului de voce;

2.30 comunicații simultane;

3.Posibilitatea de a beneficia de mai multe numere directe;

4.Viteza garantată de transfer a fișierelor între două locații, oriunde există ISDN (național sau internațional);

5.Video-telefonie;

6.Conectarea Centralelor Telefonice Private (PBX și PABX);

7.Transmisii de fax;

8.Servicii suplimentare gratuite și opționale;

9.Echipament HDSL în custodie pe perioada contractului.

  Lungimea perechii de cupru dintre centrala telefonică și abonat conform cerințelor tehnice nu trebuie să depașească 5,5 km. În cazul în care se depașește acesta lungime, serviciul nu este posibil de a fi prestat.

  Comunicațiile în rețeaua ISDN se tarifează pe fiecare canal utilizator de tip B, similar celorlalte tipuri de convorbiri telefonice automate, respectând tarifele pachetului  „standard”.

Diferența între BRI și PRI constă în faptul că ultimul cere o componentă suplimentară NT2 și evident mai multe canale permit o viteză mult mai mare.

3.Aplicațiile ISDN

Printre tipurile de date care pot fi transmise prin aceste canale de 64 kbit/s sunt și apelurile telefonice cu modulație în puls (PCM), asigurând astfel acces la serviciile tradiționale de voce PSTN. Aceste informații pot fi schimbate între rețea și utilizator în momentul stabilirii apelului telefonic. În America de nord, ISDN este folosit în acest moment ca o alternativă la conexiunile analogice, utilizarea cea mai fecventa fiind cea de acces la internet. Totuși, câteva servicii care au fost proiectate să lucreze pe ISDN sunt acum transportate prin intermediul Internetului. În Europa, și mai ales în Germania, ISDN-ul a fost vândut cu succes ca un telefon cu capabilități extinse față de telefonul analog POTS (Plain Old Telephone Service), care nu are, sau are puține astel de capabilități. Între timp, capabilități care erau la început disponibile numai folosind un terminal ISDN (precum apel conferință, Call forwarding, Caller ID, etc.) sunt acum disponibile în mod curent și pentru telefoanele analogice, elimiându-se astfel avantajele ISDN-ului.

Alt avantaj al telefonului ISDN este posibilitatea unor convorbiri simultane (un apel per canal B), util în cazul unor familii numeroase. Totuși și acest avantaj începe să dispară odată cu reducerea costurilor telefoniei mobile, făcând ISDN-ul o tehnologie neatractivă pentru utilizatorul casnic.

Pentru o conexiune de date, în cazul unei linii analogice este nevoie de un modem, iar în cazul unei conexiuni ISDN este necesar un adaptor terminal (TA).

3.1. Videoconferință

Întîlniri față în față ,fara pierderi de timp pentru deplasari si fara cheltuieli ridicate. Exemple de domenii de aplicare: arhitectura, inginerie, management, sanatate, cercetare, învatamânt. Întâlnirile reprezintă o parte importantă a afacerilor. Prin intermediul Videoconferinței, puteti aduce oamenii laolalta, față în față, fara a fi nevoie ca ei sa paraseasca macar biroul lor.

De asemenea, pe lânga posibilitatea de a va vedea,ISDN-ul va permite în acelasi timp sa discutați despre aplicații. Aceasta înseamna ca puteți nu doar sa fiți împreună, ci sa si lucrați împreuna pe un fișier sau o aplicație Windows. Întâlnirile prin videoconferința sunt rapide, focalizate si productive. Aveti posibilitatea,de asemenea, de a organiza ad-hoc o conferința video care nu s-ar putea realiza datorita cheltuielilor si timpului necesar deplasarii.

Fig 3.3.1. Videotelefonul T-View

 3.2. Interconectări LAN

O soluție accesibila ce asigura conectivitate pentru multi-site-uri.Exemple de domenii de aplicare: comerț, banci,spitale, universitați, puncte vamale, rețele comerciale LAN asigura transmiterea informaților, imaginilor.Cunoscând beneficiile accesului rapid la programe,fișiere si transmitere instantanee a mesajelor, multe companii dispun de propria lor rețea LAN.

Dar mulți ezita sa treaca la urmatorul pas, respectiv interconectarea acestor LAN-uri datorita costului asociat instalarii cablurilor necesare. ISDN va asigura o noua treapta de multiplicare a capacitații de procesare a computerelor prin interconectarea LAN- urilor. ISDN ofera soluția conectivitații LAN cu LAN si rețelelor locale cu rețele publice, în condiții de cost convenabil, astfel încât utilizatori izolați sa poată să dispună de acces rapid la resurse si la oricare utilizator.

3.3. Aplicațiile Audio Profesionale

Transmisii de voce, sunet, muzica în conditii de calitate profesionala, către puncte îndepartate. Exemple de domenii de aplicare: stații radio,studiouri.

Aplicațiile audio profesionale asigura fidelitate superioara comparativ cu transmisiile analogice. Datorita faptului că ISDN este digital,distorsiunile sunt eliminate astfel încât sunetele pot fi transmise fara a pierde din claritate. Aceasta permite utilizatorilor transmisii audio de calitatea CD-urilor sau chiar mai buna.

Fig 3.3.2 Aparat telefonic ISDN Alcatel 2811 cu transmisiune de sunet profesională

3.4.Transmisiuni de Fișiere și Imagini

Transmisii rapide de imagini si fișiere – permițînd fisierelor grafice mari sa fie trimise practic oriunde, în cîteva minute.

Exemple de domenii de aplicare: sănatate, presa, edituri. A crea fișiere grafice mari nu reprezintă o problema,dar transmiterea lor unde este nevoie, poate fi, în special daca va bazati pe serviciul de curierat sau transferul lent prin modem.

Dar acum, ISDN face posibilă transmiterea rapida a oricarui fisier grafic, de la imagini medicale cu rezolutie ridicata, pîna la cataloage color de proportii mari.

3.5. Transmitere de Voce

Convorbiri telefonice de calitate superioară ce va oferă control asupra rentabilitații si costului.

Exemple de domenii de aplicare: serviciul clienți, aplicații pentru orice domeniu economic. Afacerea dumneavoastra se bazeaza pe comunicație.Pentru a beneficia de cât mai multe caracteristici ale telefoniei si poștei vocale, ISDN-ul va oferă servicii tradiționale, cum ar fi: hold, convorbire în trei, transferul apelului, redirecționarea apelului, indicator de mesaje în așteptare, apel direct etc.

În plus, oferă servicii suplimentare, cum ar fi : prezentarea identitații chematorului, numere multiple de abonat.Toate aceste servicii suplimentare sunt oferite prin intermediul unei singure linii în condiții de pret accesibil.Prin intermediul serviciului MSN- numere multiple pe abonat se poate reduce numarul de linii necesare.ISDN va ofera flexibilitate,putând fi conectate pâna la 8 terminale pe linie.În funcție de largimea de banda necesara unei aplicații, puteti utiliza chiar câteva aparate simultan.

3.6. Accesul la internet

Conectarea la internet prin ISND: ISDN (Integrated Services Digital Network) este o tehnologie foarte raspandita in SUA, Canada si care si-a facut intrarea si in Europa. ISDN-ul clasic foloseste un mod de transmisie digital, utilizand pana la 2 canale de 64kbps (B cahnnels), obtinand o rata totala de transfer de 128kbps. Un al treilea canal (D channel) de 16kbps este utilizat pentru transmiterea de semnale de salut, cum este cel de ocupat. Asta deoarece unul din cele 2 canale B poate fi folosit pentru convorbiri telefonice vocale. ISDN-ul clasic, ca si modemul telefonic, necesita conectarea la un ISP, legatura nefiind permanenta. ISDN-ul ca tehnologie nu este ceva tocmai nou, trecand circa 15 ani de cand a fost dezvoltat. AO/DI (Always On/Dynamic ISDN) este o imbunataaire a ISDN in sensul ca utilizeaza canalul D pentru a tine abonatul permanent legatura cu ISP-ul. Prin acest canal sunt transferate datele ce nu depasesc capacitatea sa, iar in momentul in care devine necesara o conexiune mai rapida este automat pornit unul din canalele B. D-ul fiind scos din functie. AO/DI-ul permite ISP-urilor conectarea mai multor utilizatori, iar upgrade-ul ISDN-ului la aceasta tehnologie se face cu un sistem plu flash. ISDN-ul are ca principal avantaj costul redus, dar necesita un nou cablu si transferul nu este tocmai in pas cu cerintele actuale, care se intreapta catre stream-uri audio/video. Avantajele conectarii prin intermediul ISDN fata de dial-up includ: viteza mare de transfer a datelor care este de patru ori mai rapida decat cea care se obtine folosind un modem cu standardul V.34 si aproape de noua ori mai mare decat cea obtinuta cu un modem V.32, eliminarea riscului de aparitie a erorilor prin transmisia digitala a datelor, posibilitatea folosirii liniei ISDN pentru date si voce in acelasi timp. Romtelecom instaleaza linii ISDN pentru o distanta de maxim 5,5 km BRA ISDN si 3,5 km pentru PRA ISDN. Serviciul acces de baza (BRA ISDN) care imparte linia telefonica in trei canale digitale: doua canale B si unul D, fiecare putand fi utilizat simultan cu celelalte doua. Canalele B (Bearer) sunt folosite pentru transmisii de date, la viteze de 64 kb/s. Canalul D (Delta) de 16 kb/s, este un canal de semnalizare ce administreaza comunicatiile ce au loc pe canalele B. Cele doua canale B pot fi unite in transmisiile de date, ceea ce duce la dublarea capacitatii liniei. (PRA ISDN) asigura 30 de canale purtatoare de 64Kbps si un canal de semnalizare de 64Kbps. Tarifarea convorbirilor ISDN este aceeasi cu tarifarea convorbirilor telefonice normale. Indiferent de aplicatia utilizata in sistemul ISDN, sunt necesare o linie ISDN, echipament hardwareadecvat, software adecvat.

4. Tehnologia ATM si reteaua ISDN de banda larga(B-ISDN)

Fig.4.1 Schema structurată a B-ISDN

În prezent, in lume exista diverse tipuri de rețele de comunicații (telefonie, telex, transmisii de date, televiziune prin cablu etc.), fiecare avînd propria tehnologie, mijloace de transmisie si oferind servicii specifice.
În viitor se preconizeaza integrarea tuturor rețelelor specializate prin apariția unei singure retele care va permite transmiterea tuturor tipurilor de informație indiferent de viteza, largime de banda si serviciile oferite, fiind, de asemenea, posibila si apariția unei mari varietati de servicii noi, potrivit cu cerințele utilizatorilor.

Aceasta retea este B-ISDN (Broadband Integrated Servicies Digital Network), rețeaua digitala cu servicii integrate de banda larga va oferi transport de voce si date de mare viteza, TV in direct cu numeroase surse (videoconferința), video la cerere, muzica la calitatea CD-urilor, poșta electronica multimedia, navigare prin Web cu un transfer al fișierelor in fundal, instruire si asistența de la distanța (telescoala, telemedicina, televotare, telemarketing etc.), conectare LAN/MAN/WAN de mare viteza, precum si numeroase servicii, dintre care unele nu au fost imaginate inca.
Suportul fizic al rețelei B-ISDN, complet digitale, il constituie: cablurile coaxiale, fibrele optice, radio-retelele digitale, microundele si sateliții.B-ISDN reprezinta o paradigma a schimbarii, corespunzatoare cerințelor actuale, reprezentînd un pas spre era digitala.
B-ISDN se bazeaza pe tehnologia ATM (Modul de Transfer Asincron), tehnologie numita astfel deoarece recepționarea si retransimiterea celulelor de catre comutatoarele ATM nu este sincrona (legata de un ceas master asa cum este in cazul ierarhiei digitale SONET/SDH).
ATM utilizeaza circuitele digitale virtuale pentru transportul pachetelor de date de dimensiune fixa (numite celule) de la sursa la destinație, cu viteze de 155,52 Mbps si 622 Mbps, cu posibilitate ulterioara de a atinge viteze de ordinul Gbps.

Beneficiile aduse de folosirea ATM sunt importante:
– creșterea lungimii de banda de circa 500 de ori fata de ISDN banda ingusta;
– flexibilitatea in gestionarea de servicii noi, cu caracteristici necunoscute;
– simplitate in comutarea celulelor, in comparație cu multiplexarea/demultiplexarea de circuite;
– usurința de a trata la fel de bine, atît trafic cu viteza constanta (audio, video), cît si trafic cu viteza variabila (date);
– asigurarea difuzarii simultane a informației către mai multi utilizatori;
– alocarea flexibila a largimii de bandă, conform cerințelor utilizatorilor;
– existența unui numar mai mic de interfețe standard in rețea pentru asigurarea unor servicii diverse;
– proceduri de realizare a conexiunilor bine definite prin standarde internaționale;
– operarea cu celule ATM de format fix contribuie la simplificarea hardware-ului din comutatoare si evita problemele complexe pe care le ridica o sincronizare de mare performanta.

Realizarea B-ISDN ridica insa o serie de probleme deosebite.
– In primul rînd, utilizarea unei tehnologii cu comutare de celule reprezinta o uriasa ruptura cu tradiția comutării de circuite, pe care se bazeaza atît PSTN, cat și ISDN de banda ingustă. Mai mult decat atît, B-ISDN nu poate folosi infrastructura existentă, bazata pe cabluri de cupru, in care s-au facut investiții uriașe. Trecerea completa la B-ISDN presupune eliminarea totala a cablurilor de cupru și inlocuirea lor cu cabluri de fibra optica, mai scumpe.
– Pentru comutarea de celule ATM nu mai pot fi folosite comutatoarele cu diviziune in spațiu sau comutatoarele cu diviziune in timp, utilizate pentru comutarea de circuite sau pachete, fiind necesara înlocuirea acestora cu comutatoare ATM care lucreaza la viteze si largimi de banda mult mai mari.
Pot fi pastrate trunchiurile de fibra optica interzonale apartinad actualelor companii de telecomunicații si cablurile coaxiale ale companiilor de televiziune prin cablu, care doresc sa asigure servicii video la cerere.
Din cele aratate mai sus se desprinde concluzia ca atat rețeaua PSTN, cît și ISDN vor exista o perioadă de timp (posibil intre 10 – 20 de ani), însa, cu siguranța, viitorul apartine B-ISDN-ului si tehnologiilor de banda larga (ATM, SDH).

5.Semnalizarea în rețelele ISDN

Mesajele de semnalizare sunt transferate între utilizator și rețea în pachete de informații în interiorul canalului D, folosind un protocol de acces la link pe canal D – LAP-D.

Fiecare cadru este identificat prin flag-urile de start și stop și conține un câmp de adresă, un câmp de control, un câmp de informație și o secvență de verificare a cadrului FCS.

Fig.5.1 Structura unui cadru din cadrul canalului D

Aceste câmpuri au următoarea semnificație:

Flagurile – permit realizarea sincronizării de cadru (01111110)( p/u delimitare);

Câmpul de adresă – identifică destinatarul(process terminal la care este dirijat mesajul);

Câmpul de control – identifică tipul cadrului și asigură salvarea cadrelor într-o secvență coerentă. El controlează retransmiterea cadrelor cu erori;

Câmpul de informație – conține mesajul current, care poate fi semnalizare sau date de utilizator;

FCS – conține un cod polinomial care permite detecția erorilor.

6. Terminal de rețea ISDN NT1+

Fig.6.1 Terminal de rețea ISDN NT1+

Este posibilă astfel conectarea fie de dispozitive ISDN (cel mult 8), fie derivarea de la porturile a/b a două linii pe care se pot conecta aparate telefonice clasice (telefon, fax, sonerie suplimentară, modem). 

Ca terminație de rețea standard pentru acces de bază ISDN, echipamentul:

–  adapteză conexiunea în rețeaua de distribuție spre centrala locală în punctul de referință U cu cod de linie 2B1Q sau 4B3T;

– utilizează alimentarea primară din rețeaua electrică pentru a furniza alimentare pentru terminalele conectate pe bus-ul S;

– utilizează telealimentarea din centrală pentru a furniza alimentarea de urgență la un terminal “desemnat” conectat pe bus-ul S;

Ca adaptor de terminal a/b, echipamentul:

– gestionează semnalizarea telefonică cu selecție decadică sau multifrecvență, apel la 25 Hz;

–  asigură codarea și decodarea semnalului audio;

– generează impulsurile de contorizare de 12 kHz;

–  utilizează telealimentarea din centrală pentru a furniza serviciul de urgență pe derivații;

furnizează alte servicii telefonice suplimentare

Fig.6.2 Schema structurată de utilizare terminalului de rețea NT1+

Bibliografie :

Internet:

http://stst.elia.pub.ro/news/CI_2008/CI12_ATM/Tehnologii%20Dedicate%20Comunicatiilor%20Internet.pdf

http://www.moldtelecom.md/ru/business/telefonie/isdn/

http://www.stud.usv.ro/~mihael_p/licenta/download/download.php

www.beia.ro/nt1.htm

www.scritube.com/stiinta/…/Servicii-integrate-pentru-rete35315.php

Concluzii: Efectuînd această lucrare de laborator am elaborat o analiza detaliata a rețelelor de tip.Am făcut cunoștință cu tipurile de interfețe ISDN utilizate în telecomunicațiile moderne și am constatat că ele sunt: BRI (Basic Rate Interface) și PRI (Primary Rate Interface). Deasemenea, am aflat că ea permite interconectarea mai multor dispozitive. La o linie ISDN pot fi conectate până la opt terminale (calculatoare, telefoane, aparate faximile, Centrale Telefonice Private (PBX și PABX), sisteme de videoconferință etc.).

Am înțeles că ISDN oferă un pachet de servicii precum: Videoconferință, Interconectări LAN, Aplicațiile Audio Profesionale, Transmisiuni de Fișiere și Imagini, Transmitere de Voce, Accesul la internet.Am vorbit cum se petrece semnalizarea în rețele ISDN,și am studiat mai amănunțit un terminal de rețea NT1+ și anume parametrii și configurațiile acestuia.