Az Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózatok leírási módszerei II. rész

Az Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózatok leírási módszerei II. rész DR. HÜSZTY GÁBOR—RAJKAI GYÖRGY Posta Kísérleti I n t é z e t

DR.

A C C I T T X V I I I . T a n u l m á n y i B i z o t t s á g a 1980-ban kez­ dett el i n t e n z í v e n foglalkozni az Integrált Szolgáltatású Digitális H á l ó z a t o k egységesítésének t é m a k ö r é v e l . A cikk I . részében a C C I T T t e v é k e n y s é g é r e t á m a s z ­ kodva bemutatjuk az I S D N - e k filozófiáját ós leírási módszereit, azokat az elveket és eljárásokat, amelyek e g y ü t t e s e n a szolgálatok és szolgáltatások lehető legszé­ lesebb körét h a t é k o n y a n biztosítják a felhasználók szá­ mára. A cikk I I . részében bemutatjuk az I S D N felhasz­ náló-hálózati interfészét, annak 1. rétegét, l é n y e g e s e b b jellemzőit. K i t é r ü n k a m é g nyitott kérdésekre és utalunk a várható tendenciákra is.

A BMEHíradástechnikai Szakán végzett 1976-ban, azóta a Posta Kísérleti Intézetben dolgozik. PCM rendszerek és digi­ tális hálózatok kérdései­ vel, távközlő hálózatok központosított felügyeleti rendszereinek problémái­ val foglalkozott. 1978-ban és 1987-ben Pollák—Vi­ rág díjat kapott. 1979 óta

1. Bevezetés

— a C?.711-es Ajánlásnak megfelelő 64 kbit/s-os beszéd, — az X.l-es Ajánlás szerinti vonal-, vagy csomag­ kapcsolt adatinformációk (64 kbit/s-os vagy kisebb sebességen) vagy — széles s á v ú beszédátvitel 64 kbit/s-os sebességen, — 64 kbit/s-nál kisebb sebességű s z é l e s s á v ú beszéd, vagy szóles s á v ú beszéd é s m á s digitális informá­ ciók, — e g y é b információk.

H a s o n l ó című cikkünk első részében részletesen szóltunk az ISDN koncepcióról, a kialakulás né­ h á n y jellemzőjéről és megadtuk a leírás alapvető eszközét: az a t t r i b ú t u m o k jellemzőit. A jelen második részben a felhasználó-hálózati interfesz'problémakörét kívánjuk elemezni, különös tekintettel az 1. réteg jelemzőire. A 2. és 3. réteg jellemzőivel [1] foglalkozik részletesen. A csatorna­ típusok é s interfész struktúrák b e m u t a t á s a u t á n az ISDN protokoll referencia modellről szólunk. Befejezésként az SjT referencia ponthoz kap­ csolódva kitérünk az U referencia pont interfész kérdéseire is. 2. Felhasználó-hálózati interfészek, és jellemzőik [2] E g y interfész információátviteli képességét csator­ nák jellemzik. A csatornák közös tulajdonságaik alapján csatorna t í p u s o k b a sorolhatók. A csator­ nákból alakíthatók k i azok az interfész struktúrák, amelyek a fizikai interfész m a x i m á l i s digitális in­ formációátviteli képességót jelentik. E g y interfészen keresztül b i z t o s í t o t t hozzáférési lehetőség a kommunikációra ténylegesen felhasznál­ h a t ó csatornák összességét jelenti. E g y hozzáférési lehetőségben nem kell biztosítani az interfész struktúra minden csatornáját. 2.1. Csatorna

típusok

A z alábbiakban összefoglaljuk a lényegesebb csatornatípusokat. (Az ISDN-ben természetesen minden csatorna kétirányú á t v i t e l t tesz lehetővé.) a) B csatorna 64 kbit/s-os sebességű csatorna, amely a fel­ használói információk átvitelére alkalmas. Vonal­ kapcsolt esetben nem használható jelzési informá­ ciók átvitelére. A B csatornán á t v i t t felhasználói információk a k ö v e t k e z ő k lehetnek: B e é r k e z e t t : 1986. X . 21. ( • )

Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam

t

1988. 1. szám

HUSZTT

GÁBOR

képviseli a Magyar Pos­ tát a CCITT XVIII., a digitális hálózatokkal fog­ lalkozó Tanulmányi Bi­ zottságában. 1985-ben a Budapesti Műszaki Egye­ temen műszaki doktori címet szerzett. Szakmai érdeklődési körébe az In­ tegrált Szolgáltatású Digi­ tális Hálózatok és a köz­ pontosított félügyeleti rendszerek kérdései tar­ toznak.

ÖSSZEFOGLALÁS

b) D csatorna A D csatorna alapvetően a vonalkapcsolt ISDN összeköttetés jelzési funkcióinak átvitelére szolgál. E z e n k í v ü l felhasználható csomagkapcsolt adat é s t á v m ű k ö d t e t é s i (teleaction) információk átvitelére. Sebessége 16 kbit/s vagy 64 kbit/s lehet. c) E csatorna A l a p v e t ő e n vonalkapcsolt összeköttetések jelzési információinak 64 kbit/s-os sebességgel t ö r t é n ő á t ­ vitelére szolgál. d) II csatornák A l a p v e t ő e n kétféle H csatornát különböztetünk meg: HO csatorna 384 kbit/s-os sebességgel ós Hl csatornák 1536 (#11) é s 1920 kbit/s-os (#12) sebességgel. A H csatornákat a felhasználói információk á t ­ vitelére lehet használni. Nem használhatók vonal­ kapcsolt összeköttetés jelzési információinak á t ­ vitelére. A H csatornákon lehet t o v á b b í t a n i például a gyors faximile, a videó, a gyors adat, a jó minő­ ségű hang vagy zene információkat. A HQ csatorna 6B szerkezetű, í g y például digi­ tális zeneátvitelre alkalmazható. A # 1 1 csatorna t o v á b b i sorsa kétséges, ugyanis 24.B szerkezetű, jelző csatorna nélkül, í g y például gyors facsimile átvitelre jelző csatorna h i á n y á b a n nem alkalmas. 1

2.2. Interfész

struktúrák

Az előbbi csatornákból számos különböző szer­ k e z e t ű interfész alakítható k i . A v á l t o z a t o k közül a legfontosabbakat emeljük csak k i . Az interfész alapstruktúra k é t B és egy D csatornából áll: 2B + D. Ebben az esetben a D csatorna 16 kbit/s-os sebességgel rendelkezik. A k é t B csatorna e g y m á s t ó l függetlenül is hasz­ nálható (akár egyidejűleg is) különböző össze­ köttetésben. A felhasználó-hálózati fizikai inter­ fészen az egyik, vagy mindkét B csatorna használa­ ton k í v ü l lehet, vagyis olyan alkalmazás is előfor­ dulhat, amelyben csak a D csatorna aktív. A primer sebességű interfész sturktúra az 1544 kbit/s-os esetben 23B + D csatornából, m í g a 2048 kbit/s-os esetben 30B + D csatornából áll. A z ISDN felhasználó-hálózati fizikai interfészen egy, vagy t ö b b B csatorna használata elmaradhat. A D csatorna szállíthatja a B csatornák jelzési in­ formációit, ugyanakkor a primer sebességű struk­ túrában a B csatornákhoz nem feltétlenül kell ak­ t í v D csatornát rendelni. H a a D csatorna nem aktívált, a hozzá tartozó időrést fel lehet használni egy újabb B csatorna képzésére. H a a primer sebességű interfész a No. 7 jelzés­ rendszer jeleit továbbítja, akkor szerkezete 30B + E típusú, ahol az E 64 kbit/s sebességű jelzőcsa­ torna. Megjegyezzük, hogy a H típusú csatornák segít­ ségével a CCITT m é g számos interfész struktúrát határozott meg (pl. H0 = 6B vagy H0 = 5B + D és a 2048 kbit/s-hoz 5H0 + D) ezeket azonban jelenlegi kis fontosságuk miatt most nem elemezzük. 3. A z ISDN protokoll referencia modell Az ISDN protokoll referencia modell célja, hogy az ISDN-nel kapcsolatos felhasználói, vezérlési, és menedzselési információk áramlását a CCITT X.200-as Ajánlásának alapelveire t á m a s z k o d v a modellezze. Mint ismeretes a n y í l t rendszerek össze­ kapcsolásának referencia modelljét eredetileg adat­ átviteli alkalmazáshoz alakították ki, ugyanakkor egy ISDN különböző típusú szolgálatok biztosí­ tására alkalmas, ebből jelenleg bizonyos t o v á b b ­ fejlesztési igények származnak [3], [4]. A protokoll referencia modellt, az interfész struktúrát és a protokoll referencia konfigurációt az OSI referencia modell rétegelt struktúrájának felhasználásával lehet meghatározni. A z X.200-as Ajánlás réteg elnevezései helyett az ISDN eseté­ ben többnyire a rétegek sorszámai használatosak csak, mivel az eredeti elnevezések itt félrevezetők lehetnek. A protokoll referencia modell szempontjából az információáramlás n é g y különböző kategóriába sorolható: — ISDN felhasználó é s az ISDN-en belüli funk­ cionális entitás között, — felhasználó és ISDN-en kívüli funkcionális enti­ t á s között, — ISDN-en belül különböző funkcionális entitá­ sok között, — ISDN és m á s hálózat k ö z ö t t .

RAJKAI GYÖRGY 1979-ben szerzett villa­ mosmérnöki diplomát a

Éudapesti Műszaki Egyetem Villamosmérnöki karán. Azóta a Posta Kísérleti Intézetben dol­ gozik, jelenleg tudomá­ nyos munkatársként. TPV kapcsolástechnikai rendszerekkel, távközlő­ hálózatok központosított felügyeleti rendszereinek problémáival foglalkozott. Jelenleg szakmai érdeklő­ dési körébe az Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózatok kialakítási le­ hetőségeinek kérdései tar­ toznak.

Az információs folyamok két csoportba sorol­ hatók : 1. felhasználói információk (pl. digitális beszéd vagy a d a t á t v i t e l a felhasználók között) 2. vezérlési információk (pl. összeköttetés fel­ építés-, fenntartás-, elbontás-vezérlése). Az ISDN protokoll referencia modell ún. általá­ nos alap protokoll blokkokból épül fel. Ilyen proto­ koll blokkok segítségével írhatók le pl. a végbe­ rendezések {TE), a hálózati végződések {NT), a központ végződések {ET) stb. A protokoll struktúra 7 rétegét réteghatárok v á ­ lasztják el egymástól. Egyes megvalósításokban a protokoll struktúra néhány rétege esetleg el is t ű n h e t , és a réteghatárok is csak elvben léteznek, mivel mindegyik réteg szolgálatokat biztosít a réteghatáron keresztül a felette lévő rétegnek. Az 1. ábra a protokoll blokk három dimenziós ábrázolását mutatja. A háromdimenziós forma a felhasználói infor­ mációs blokk {U) é s rétegelt protokolljai, a vezér­ lési információs blokk (C) és rétegelt protokolljai, és a felhasználói és vezérlési információk átvitelével kapcsolatos helyi menedzselés (M) ábrázolását mutatja. A menedzselési funkció azokat a hálózat irányí­ tási, forgalomvezérlési kérdéseket tartalmazza, amelyek a hálózat erőforrásainak optimális fel­ használását teszik lehetővé (pl. forgalomirányítás, kerülőút vezérlés, stb.).

ALKALMAZÓI FOLYAMAT VEZÉRLÉSI FELHASZNÁLÓI RENDSZER MENEDZSELÉSI

IH335-1I

1. ábra. A protokoll blokk háromdimenziós ábrázolása

Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam^

1988. 1. szám

VÉGRENDSZER

KÖZBENSŐ RENDSZER

i _i i

r

T

Vagy t ö b b k ö z b e n s ő (tranzitáló) protokoll blokk is elhelyezkedhet [3]. A 3, 4, 5. ábrák példát mutatnak a k ü l ö n b ö z ő ISDN összeköttetések modellezésére. Az 5. ábrán egy B csatornán keresztüli csomag­ kapcsolt összeköttetés protokoll referencia modell­ jét mutatjuk be. N é g y k o m m u n i k á c i ó s kapcsolatot k ü l ö n b ö z t h e t ü n k meg: felhasználók k ö z ö t t i információ-átvi­ tel t a r t o m á n y á t jelöli vonal-kapcsolt össze­ köttetésben. — a „B" a felhasználó-hálózat k ö z ö t t i jelzésát­ vitel t a r t o m á n y a . — a „C" jelű t a r t o m á n y a hálózatok közötti jelzés­ á t v i t e l t modellezi. — a ,,D" a ,,B" t a r t o m á n y ellentétes irányú jelzés­ á t v i t e l é n e k felel meg.

i »_ i

<

e i

~i

VÉGRENDSZER

i

T

[H335-21

2. ábra. Altalános k o m m u n i k á c i ó s kapcsolat

A protokoll blokkok közötti információ á t v i t e l az U és C információs protokollokhoz tartozó fizikai közegen keresztül valósul meg. A fizikai közeg bizonyos esetekben felosztható az U és C protokol­ lok között. A protokoll blokk „ t e t e j é n " történik a külső alkalmazási folyamatok és a protokoll blokk közötti információcsere. A z alkalmazási folyamatok felhasználói, vezérlési és menedzselési folyamatok lehetnek. A különböző protokoll blokkok és a társ-protokollok egymásra hatását nem tartalmazza az ábra. A 2. ábra egy általános k o m m u n i k á c i ó s kap­ csolatot mutat. A v é g protokoll blokkok k ö z ö t t egy

Az „A" t a r t o m á n y o n belül a k é t TE a vógjellegű protokoll blokkoknak felel meg. A z NT1 funkcionális csoport tartalmazza azokat az első rétegű funkciókat, amelyek a referencia pont és a digitális előfizetői vonal közötti bitfolyam á t ­ viteléhez szükségesek. A k é t hálózati kapcsoló a bitfolyamok á t v i t e l é t biztosítja. A ,,C" t a r t o m á n y illusztrálja a k ö z p o n t o k közötti jelzésátvitelt. A 3. ábrán látható, hogy a fizikai hordozó el­ különül a vezérlési és felhasználási információk számára. A 4. ábra csomag-kapcsolt összeköttetést mutat a D csatornán keresztül. A „C" kommunikációs kapcsolat a csomagkapcsolt hálózaton belüli össze­ k ö t t e t é s t szemlélteti. I t t már nem válik szét a fel­ használói és vezérlési információkhoz tartozó fizikai közeg. A felhasználói információk t o v á b b í t á s á b a n a felhasználói protokoll blokk alsó három rétege vesz részt.

H335-3 3. ábra.

Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam

Vonal-kapcsolt ö s s z e k ö t t e t é s a B keresztül i

1988. 1. szám

csatornán

3

1H335-5I 5. ábra. Csomag-kapcsolt ö s s z e k ö t t e t é s a B csatornán keresztül

4. Felhasználó-hálózat alapinterfész — első réteg jellemzői [2]

A z 1. réteg szolgálatokat n y ú j t a 2. réteg szá­ mára. Ezek a következők: — B é s D csatorna számára bitfolyamok átviteli képessége az időzítési és szinkronizálási funkciók­ kal együtt,

— TE é s / v a g y NT inaktiváláshoz és újraaktiváláshoz szükséges jelzési képességek é s eljárásbeli lehe­ tőségek, — D csatornához, mint közös erőforráshoz történő terminál-hozzáférés vezérléséhez szükséges jelzési képességek, és eljárások, — a fenntartási funkciókat lehetővé t e v ő 1. réteg­ beli jelzési képességek é s eljárások, — az 1. réteg állapotának jelzése a magasabb rétegek számára. A szomszédos rétegek k ö z ö t t i információ cserét az ún. „primitívek" írják le, ezeket a 1. táblázatban foglaltuk össze. Lényeges, hogy a primitívek nem határozzák meg az entitások és interfészek meg­ valósítását.

4

Híradástechnika

4.1. Szolgálati

jellemzők

Az interfész 1. rétege olyan kiegyenlített fémes átviteli közeget igényel, amely kétirányú, irányon­ k é n t 192 kbit/s-oa sebességű jelátvitelt biztosít.

XXXIX.

évfolyam,

1988. 1. szám

4.2. Működési

módok

Mind a pont—pont típusú, mind a p o n t — t ö b b pont t í p u s ú működési m ó d lehetséges. Az 1. rétegű pont—pont típusú működési m ó d azt jelenti, hogy egyidejűleg az á t v i t e l m i n d k é t irányában egyszerre csak egy forrás é s egy nyelő lehet a k t í v az 8 vagy T referencia ponton. 4.3. A huzalozási

elrendezés

típusok

TE

A felhasználó-hálózati interfész elektromos jel­ lemzői a felhasználónál kialakítható különböző huzalozási elrendezések alapján határozhatók meg. A felhasználói huzalozás alap referencia elrende­ zését mutatja a 6. ábra. A p o n t — t ö b b p o n t típusú elrendezésben a rövid (kistávolságú) passzív busz és kiterjesztett passzív busz használatos. A passzív busz azt jelenti, hogy a TE-k véletlen­ szerű helyeken kapcsolódhatnak az á t v i t e l i ká­ belre, és a busz a k t í v elemeket nem tartalmazhat. Ennek k ö v e t k e z t é b e n az NT vevőjére a különböző T i z e k t ő l érkező jelek késleltetése is különböző. Nem a csillapítás, hanem a késleltetés k ö v e t k e z t é ­ ben kellett a busz hosszakat limitálni. A z iVT-től mért maximális működési távolság (d ) 100—200 m közöttire adódik. A nagyimpedanciájú (150 Q) kábelhez tartozik a 200 m-es, m í g a kis impedanciá­ júhoz (75 Q) a 100 m-es távolság. A TE-ék ajánlott m a x i m á l i s s z á m a 8, max. 10 m hosszú kábellel, (7. ábra). A kiterjesztett passzív busz t á v o l s á g a 100 m és 1 k m k ö z ö t t lehet. A hossz növelését az teszi lehetővé, hogy ebben az esetben TE-ék az NT-tői induló kábel v é g é n csoportosan helyezkedhetnek el, ez viszont korlátozza a TE-k k ö z ö t t i távolságot. E z a t á v o l s á g (d ) 25 é s 50 m k ö z ö t t lehet, (8. ábra).

NT

TR

TR

TE

TFU lezáró ellenállás

8. ábra.

TE

[H335-8]

A kiterjesztett p a s s z í v busz

-+-

elrendezés

1

| TR | - f -

TR

NT

[H335-9J

9. ábra. Pont-pont t í p u s ú elrendezés

2

3

B AN

'A1

CÉ3 TFU lezáró I

ellenállás

= elektromos

B = lg

ED interfész

helye,mikor a l e z á r ó

ellenállás

(TR ) N T - b e n van.

ábra.

1H 335-61

A felhasználói huzalozás alap referencia elren­ dezése

r—i i NT •

•fa

CD

CD C 1H335-7|

7. ábra. A p a s s z í v busz elrendezés

Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam

t

1988. 1. szám

A pont—pont típusú elrendezésnél egy-egy a d ó és v e v ő helyezkedik el a kábel k é t v é g é n (9. ábra). A TE és NT vagy NTl és NT2 k ö z ö t t i t á v o l s á g maximálisan 1 k m lehet («2 ). A m a x i m á l i s csillapí­ t á s 6 d B 96 kHz-en (súlyponti frekvencia). A TE-ket max. 10 m-es csatlakozóval ellátott vezetékkel lehet a kábelre csatlakoztatni, m í g az NT csatlakoztatására max. 3 m-es v e z e t é k e t lehet használni. X

4.4. Funkcionális

jellemzők

A működési feltételek biztosításához s z á m o s funkciót kellett meghatározni. A lényegesebbeket az alábbiakban foglaljuk össze. A B csatorna funkció k é t független B csatorna jeleinek kétirányú á t v i t e l é t biztosítja e g y e n k é n t 64 kbit/s-os sebességgel. A bit időzítési funkció a 192 kbit/s-os jelelem időzítést szolgálja. Az oktett időzítési funkció 8 kHz-es oktett időzí­ t é s t biztosít a TE és NT számára. A keretezési funkció biztosítja a TE és NT számára az időosztásos multiplexeit csatornák jeleinek visszaállítását. A D csatorna funkció kétirányú á t v i t e l t biztosít a D csatorna számára 16 kbit/s-os sebességgel. A D csatorna hozzáférés vezérlési funkció teszi l e h e t ő v é a TE-k számára a D csatornához, mint közös erőforráshoz v a l ó hozzférést, ami m a g á b a n foglal egy visszajelzett D csatornát 16 kbit/s-os sebességgel az NT—TE irányban. Az áramellátási funkció azt teszi lehetővé, hogy az interfészen keresztül bármelyik irányban meg­ valósítható legyen a teljesítmény ellátás. Például ha a TE helyi áramellátása kimarad, akkor a t á v ­ beszélő szolgálat fenntartása érdekében az NT interfészen keresztül tudja teljesítménnyel ellátni*® TE-t. 5é—88 5

Az inaktiválási funkció a TE és NT kisfogyaszt á s ú állapotba kapcsolási lehetőségét jelenti. Az aktiválási funkció a TE és NT normál működési állapotba kapcsolási lehetőségét jelenti. A TE áramellátásának megléte vagy megszakadása határozza meg, hogy a TE az interfészhez kap­ csolódik-e. Amelyik TE az interfészen keresztül kapja az áramellátást, saját m a g á t kapcsolja fel, ha megjelenik a t áp á ra m. H a nem az interfészen keresztül történik az áramellátás, a tápáram be­ kapcsolódásakor kapcsolódik fel a TE. 4.5.

Keretfelépítés

Mindkét irányú á t v i t e l esetén az adatokat 48 bites keretbe kell foglalni. A keretfelépítés azonos a pont—pont és p o n t — t ö b b p o n t típusú elredezésben. A közepes átviteli sebesség az interfészen mind­ k é t irányban 192 kbit/s. A keretek felépítése az átviteli iránytól függően eltérő. A TE—NT irány­ ban a keret felépítése: bit pozíció 1—-2 3—-11 12-- 1 3 14-- 1 5 16-- 2 4 25-- 2 6 27-- 3 5 36-- 3 7 38-- 4 6 47-- 4 8

1—2 3—10 11 12 13 14 15 16—23 24 25 26 27—34 35 36 37 38—45 6

E (a D csatorna ismétlő bitje) D csatorna bit keretszinkron kiegyenlítő bit.

A TE oldalon az időzítés az NT—TE irányban, az NT-tő\ vett keretek alapján történik. A TE—NT irányban t o v á b b í t o t t keretek első bitje két bit idővel késleltetve van az A T - t ő l vett keret első bitjéhez képest. A vonali k ó d mindkét irányba 100%-os im­ pulzusszélességű pszeudoternáris kód, a 10. ábra szerint. A bináris egyes esetén nincs vonali jel, míg bináris nulla e s e t é n váltakozó pozitív, illetve n e g a t í v impulzus a vonali jel. A z első bináris nulla a keretben ugyanolyan polaritású impulzusnak felel meg, mint az előző keretkiegyenlítő bit. Az e g y m á s t k ö v e t ő bináris nulláknak megfelelő impulzusok polaritása ellentétes. A z NT az időzítést a hálózati órából határozza meg. NT időzítése alapján történik a TE időzítése.

4.6. Az interfész csatlalcozatása és az áramellátás funkció A referencia konfigurációt a 11. ábra mutatja. keretszinkron (F) + kiegyenlítő bit Az NT é s TE összekapcsolására 8 kivezetésű inter­ (L) B\ csatorna + kiegyenlítő bit (első fész csatlakozót alkalmaznak. A z információ á t ­ vitel szempontjából a csatlakozás 4 huzalos. oktett) A 3, 4, 5, 6-os csatlakozási pontokat fel kell D csatorna + kiegyenlítő bit keretszinkronfiMJ kiegyenlítő bit használni, m í g a t ö b b i használata opcionális. A referencia konfiguráció független a belső vagy (L) külső áramellátás megvalósításától. B2 csatorna + kiegyenlítő bit (első A z 1. áramforrás t e l j e s í t m é n y e a hálózatból és/ oktett) vagy a helyi (telepest is beleértve) áramellátásból D csatorna + kiegyenlítő bit származhat. A 2. áramforrás a helyi áramellátásból Bl csatorna + kiegyenlítő bit (má­ származó teljesítményt reprezentálja. sodik oktett) D csatorna + k i e g y e n l í t ő bit adat 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 B2 csatorna + k i e g y e n l í t ő bit (má­ sodik oktett) vonali j e l D csatorna + kiegyenlítő bit

A z NT—TE irányban a keret egy visszajelzett D csatornabitet (^-bit), is tartalmaz, ami a termi­ náltól vett D csatorna bitnek felel meg. A z E-bit a D csatorna hozzáférés vezérléséhez szükséges. A keret felépítése: bit pozíció

46 47 48

H335-KD 10. ábra. A pszeudoternáris kód NT

TE

funkció keretszinkron (F) + k i e g y e n l í t ő bit (L) 5 1 csatorna (első oktett) E (a D csatorna ismétlő bitje) D csatorna bit aktiváló bit keretszinkron bit keretszinkron segéd bit (N) B2 csatorna (első oktett) E (a D csatorna ismétlő bitje) D csatorna bit 8\, k é s ő b b meghatározandó célra JSl csatorna (második oktett) E (a D csatorna ismétlő bitje) D csatorna bit S2, később meghatározandó célra B2 csatorna (második oktett)

Aramforrás

Aramnyetai

Aramforrásl

Aramnyelö 2

Aramforrás 2

[H335-H1

11. ábra.

Az interfész c s a t l a k o z t a t á s referencia elren­ dezése

Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam,

2988. 1. szám

1. táblázat

Az 1. réteg primitívjei Speciális név

Paraméter üze­ net egy­ ség

be­ pri­ kérés jelen- válasz oritás jelzés tés

Általános név

Üzenet tartalom

L1-L2 PH-adat

X

X

PH-aktivitás

X

X

—

X

—

MPH-hiba

X*

X°

MPH-aktiválás

X

—

PH-deaktiválás

X

X

—

—

2. réteg társ-társ üzenet

M-Ll

MPH-deaktiválás

X

X

—

MPH-információ

—

X

—

—

X

*hibatípus vagy korábbi hiba meg­ szűnése "keret keresés abbahagyása

X

Felkapcsolt/ lekapcsolt

Megjegyzés: Csak a kéréshez tartozik prioritás

TE1 = 1 - e s típusú végberendezés TE2 = 2 - e s

«

NT1 = 1 - e s típusú hálózati végződés NT2 = 2 - e s

»

TA = végberendezés illesztő LT

= vonalvégződés

ET

= központ végződés |H 335-121

12. ábra.

A felhasználó ós a h á l ó z a t k ö z ö t t i referencia pontok

A 3, 4 és 5, 6 csatlakozó pontok a kétirányú adatátvitelt teszik lehetővé, valamint az NT—TE irányú áramellátás biztosítására fantom áramkört szolgáltatnak. A TE oldali 7, 8, és NT oldali 1, 2 csatlakozópontok kisegítő áramellátást biztosíta­ nak. Az 1, 2 és 7, 8 csatlakozó pontok TE—TE kö­ zötti teljesítményátvitelt biztosíthatnak. Az interfész elektromos jellemzőinek részletes le­ írását (bit sebesség, impedancia, adó é s v e v ő jellemzők, késleltetési idők, jelalak görbék stb.) az 1.430 Ajánlás tárgyalja. Híradástechnika

XXXIX.

5. Interfész az U referenciaponton, duplex kéthuza­ los alapsávi jelátalakítók

évfolyam

t

1988. 1. szám

5.1. Referenciapontok és

interfészek

A felhasználó és a hálózat közötti referenciapon­ tokat szemlélteti a 12. ábra. A felhasználó-hálózati interfész alapproblémája az 8 é s T referenciapontokon m e g v a l ó s í t o t t inter­ fész. A z interfészt az S referenciaponton általános terminál interfésznek is nevezhetnénk, mivel ezen az interfészen keresztül biztosítja az ISDN a különböző előfizetői berendezések kiszolgálását az egyszerű távbeszélőkészüléktől az egyidejűleg t ö b b ­ féle, b e s z é d é s adatszolgálatot is n y ú j t ó terminálo­ kig. Az interfész s z a b v á n y o s í t á s a biztosítja a termi­ nálok áthelyezhetőségét is. A jelenlegi terminálok illesztését ehhez az univerzális interfészhez a ter­ minál illesztő egység teszi lehetővé, ami az R ós S, R és T referenciapontok k ö z ö t t helyezkedik el. A referenciapont a hálózati végződés (NT) k é t funkcionális csoportra bontásával jön létre. A k ü ­ lönböző terminálok az ÍVT2-11ÖZ kapcsolódnak. A z NTl a hálózat-orientált funkciókat l á t j a el. A T referenciaponton l e v ő interfészen keresztül NTl ú g y látja NT2-t, mint egy sokféle szolgálta­ t á s t ellátó ,.szuperterminált". Az NTl jelenti a fizikai kapcsolatot a n y i l v á n o s helyi hálózat és a felhasználói környezet terminál­ hálózata k ö z ö t t . NTl v é g z ő d t e t i a digitális vonala­ kat (kéthuzalos), és alakítja á t a digitális vonali interfész jeleit (U referenciaponton) a T referencia­ pont interfészének megfelelően (négyhuzalos). E z sebességkonverziót, óra és keret újraszinkronozást és keret konverziót jelent. Mivel az interfész az U referenciaponton (nem­ zetközileg) nem s z a b v á n y o s í t o t t és a CCITT nem is tervezi szabványosítását, az eltérő átviteli rend­ szerek alkalmazása k ö v e t k e z t é b e n eltérő NTl megvalósítások kialakulása várható [5], [6], [7], [8]. E z a funkcionális csoport a nemzeti sajátosságok­ nak é s szabályozásnak megfelelően m á s és m á s lesz. Az eltérő átviteli rendszerektől függetlenül minden NTl-nék biztosítania kell t ö b b e k k ö z ö t t az á t m e n e t i áramellátást, vezérelnie kell az aktiválási/inaktiválási folyamatot mind a hálózati, mind a terminál oldalon. 5.2. Az U referenciapontok közötti átviteli

lehetőségek

Az U referenciapontok k ö z ö t t kéthuzalos á t ­ vitelt kell biztosítani, mivel a m e g l é v ő előfizetői hálózat is kéthuzalos. Az alaphozzáférésnek meg­ felelően 192 kbit/s-os duplex adatátvitelre van szükség. A kéthuzalos duplex a d a t á t v i t e l alapproblémája az adási és vételi irányok szétválasztása. A kéthuzalos duplex alapsávi jelátalakítók három csoportja jöhet s z á m í t á s b a a kéthuzalos át­ vitel megvalósításához [9]. E z e k : — a frekvenciaosztásos multiplex eljárás, — az időosztásos TCM vagy ,,ping-pong" módszer és a — visszhangtörléses eljárás (ECM).

7

Á frekvenciaosztásos eljárás az jelenti, hogy ha / bit/s sebességű digitális jelet akarunk mindkét irányban továbbítani, olyan modulációt (kódolást) kell alkalmazni, amelyek spektruma nem fedi á t e g y m á s t . E z megfelelő vonali kódolással vagy vivőfrekvencia modulációval (A8K, FSK, PSK) érhető el. A rendszer hátránya, hogy analóg szűrőket igényel, amelyek nehezen integrálhatók, és a k é t irányhoz tartozó kábel-csillapítás eltérő. Mivel a sorozatgyártás gazdaságosan nem való­ s í t h a t ó meg, ezt a módszert nem alkalmazzák. A TCM eljárás pont—pont közötti csomagolt á t v i t e l t jelent, aminek az a jellemzője, hogy a k é t végállomáson a meghatározott sebességgel érkező bináris adatokat csomagokba gyűjtik, majd ezeket fizikailag félduplex összeköttetésen periodikus irányváltással továbbítják a m á s i k végállomásra. A vonali félduplex összeköttetés sebessége lényege­ sen nagyobb (általában 2,5-szeres körüli) a látszó­ lagos duplex átviteli sebességnél. A z átviteli el­ járás blokkvázlatát és az eljárás m e n e t é t szemlél­ teti a 13. ábra. 0

A csomagok méretének m e g v á l a s z t á s a nagy­ m é r t é k b e n befolyásolja a vonali átviteli sebességet. Minél hosszabb a csomag, annál kisebb a szükséges átviteli sebesség. A vonali átviteli sebesség nagy­ m é r t é k b e n befolyásolja a vonali jel spektrumát, t e h á t a rendszer hatótávolságát. A hosszú csoma­ gok kialakításának viszont ellentmond a v e v ő szinkronizációjának k ö v e t e l m é n y e . ( R ö v i d csoma­ gok ( < 10) e s e t é n start-stop rendszerben v é g e z h e t ő a csomagok kiértékelése.) A z eljárás k ö n n y e n megvalósítható (akár huza­ lozott logikával is) és viszonylag olcsó. Ezért az ISDN kísérleti hálózatok megvalósításánál gyak­ ran alkalmazták. A z adás és vételi irány szét­ választására szolgáló átalakítókat, hibrideket rég­ ó t a használják az átviteltechnikában. A z irány­ szótválasztás h a t é k o n y s á g á t azzal a csillapítással lehet jellemezni, amellyel a négyhuzalos oldal

adó regiszter

adó regiszter Zr — Ki 3

©

H

K

®

*2 Ki

2

vevő L^V regiszter V - '

vevő regiszter

T:ciklusidő inf

© "b

int

© seb

pillanatnyi bitsebesség Bi blokk Ai blokk átvitele ítYitldi A1 blojík fogadása

fr| blokk { tg-, védőidő

tp: terjedési idő a kábelen

A blokk áfvit«l« 2

^

A2blokk

tinim R! >2R « 0

[H335-13I

13. ábra. A T C M eljárás b l o k k v á z l a t a é s elvi menete

2D , „

LP-Muro

S/H + durva

kódoló

eredeti digitalizált kép 2D

atdeiek-tálQS

kódoló

\

ínlerpolat* *

rfisHoallítotbJ^, kép

kép Uontur köVete's

2D

_ ~ — dekodölc

2D,

dekódoló

sguro ÍH336-121

visszhang törlő i

vonali meghajtó

kódoló

0

IH335-U]

14. ábra. A z E C M eljárás blokkvázlata

vételi pontjain a négyhuzalos oldal adási jele meg­ jelenik. E z t d ö n t ő mértékben az határozza meg, hogy milyen minőségben tudjuk a kéthuzalos vonal b e m e n ő impedanciáját egy művonal segít­ ségével leutánozni. Mivel a vonalra nézve csak laza megkötéseink vannak, a hibridek hatékonysága 10—15 d B . E z rendkívül kis érték, mivel a hasznos vett jel szintje 35—40 dB-lel is kisebb lehet a saját adás szintjénél. A visszhangtörléses eljárás alapgondolata az, hogy a saját adás eltávolítását a négyhuzalos oldal vételi ágából ne a művonal beállításával oldják meg, hanem a visszhang pontos másolatát vonják ki a vett jelből [5], [9]. E z a feladat néhány adaptív hangolású transz­ verzális szűrő segítségével gazdaságosan oldható meg. A z ECM eljárás blokkvázlatát a 14. ábra mutatja. A m ű v o n a l általában fix beállítású, vagy a telepítéskor beállítható. Mivel a berendezés vál­ t o z ó körülmények k ö z ö t t m ű k ö d i k (bemenő impe­ dancia, visszhang ú t átviteli f ü g g v é n y e az időben változik) szükséges a visszhang törlő áramkörök automatikus beállítása legalább a kapcsolat fel­ vételekor. Ehhez képest minimális feladatot jelent az ü z e m közbeni a d a p t í v szabályozás megvalósí­ tása. Leggyakrabban a n é g y z e t e s középbibát mini­ malizáló stochasztikus approximációs algortimust alklamazzák [10]. A z ECM eljárás digitális jelfeldolgozást igényel, ami VLSI áramkörökkel g a z d a s á g o s a n m e g v a l ó ­ sítható. Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam

i

1988. 1. szám

Á z eddig ismertetett eljárások összehasonlítása­ ként e l m o n d h a t ó , hogyha frekvenciaosztásos multi­ plex eljárás nem valósítható meg gazdaságosan, mivel a szűrők nem integrálhatók. A felhasznált sávszélesség jóval nagyobb, mint ami az informá­ cióátvitelhez szükséges lenne. Az időosztásos multiplex eljárást t ö b b kísérleti hálózatban is alkalmazták elsősorban a B + D alap­ hozzáféréshez. E z 80 kbit/s-os felhasználói sebes­ séget jelent. A 2B + D alaphozzáférés e s e t é n 144 kbit/s-os felhasználói sebesség szükséges. Szinkroni­ zálási és fenntartási okokból ez t é n y l e g e s e n kb. 160 kbit/s-os sebességet jelent [7]. A z ehhez tartozó vonali jelfrekvencia 450 k H z . Ezeken a sebessége­ ken már nem egyértelműen gazdaságos a meg­ valósítás, t ö b b e k között az a d a p t í v kiegyenlítés szükségessége miatt. Azok a Postaigazgatások is, amelyek 80 kbit/s-os TCM rendszereket alkal­ maznak, a 2B+D alaphozzáféréshez m á s megoldást keresnek. A visszhangtörléses eljárás e l ő n y e az integrál­ hatóságon kívül a spektrum eltolódása a kis frek­ venciák felé ( < 100 k H z ) . A publikált adatok alapján megállapítható, hogy az U S A - b a n mind a B+D, mind a 2B+D hozzá­ féréshez TCM megvalósítást alkalmaztak BAMI (Bipolar A M I ) kóddal 192 és 336 kbit/s-os vonali frekvencián, de ehhez már a d a p t í v kiegyenlítést kellett használni [11]. Az átviteli távolság 3,9 és 4,5 km-re adódott. A z E g y e s ü l t Királyságban TCM eljárással 0,4 mm-es érpáron 2,5 km-es átviteli távolságot értek el. Ezzel az előfizetők 78%-a közvetlenül volt be­ k ö t h e t ő a hálózatba. Kísérleti jelleggel ECM el­ járást is kipróbáltak, amihez 0,4 mm-es érpáron 3 km-es átviteli távolság (89%) adódott. Várhatóan ez 4 km-re fog növekedni (98%). Franciaországban a Thomson CSF TCM és ECM eljárással is foglalkozik, de a jövő megoldásának az u t ó b b i t tartják. Olaszországban az ÜT 10/3-as központhoz (CSELT, SIP, ITALTEL) TCM eljárást fejlesz­ tettek ki B+D alaphozzáféréshez. A z átviteli távolság 3,5 km volt. A FATME az AXE 10-es központhoz ECM el­ járást alkalmaz 160 kbit/s-os (2B + D ) sebességgel. A kanadai Bell—Northern Research összehasonlí­ totta a különböző kódolást alkalmazó TCM ésECM eljárásokat [12]. Az N S Z K - b a n egyértelműen az E C M módszer használata mellett döntöttek. Az Olasz Igazgatás a CSELT által kifejlesztett c s o m a g ü z e m ű visszhangtörléses eljárást, ECBM (Echo Ganceller Burnst Mode) k í v á n használni az 1987-ben meginduló pilot hálózatban [8]. Az eljárás lényege az, hogy mindkét irányban adatcsomagokat küldenek adási szünetekkel szét­ választva, ú g y időzítve, hogy egyes időinter­ vallumokban, a döntési pontokon csak a visszhang­ jel, csak a hasznos jel vagy m i n d k e t t ő egyszerre legyen jelen. Amikor nem jelenik meg a visszhang­ jel a vett jelből k ö n n y e n előállítható a szinkrono-

Híradástechnika

XXXIX.

évfolyam,

1988. 1.

szám

zas, m í g amikor csak a vísszhangjeí jelenik meg, pontosan beállítható a visszhangtörlés. Az alkal­ mazott vonali k ó d az AMI kód. 6. összegezés Cikkünk I . és I I . részében bemutattuk az ISDN fogalomkör n é h á n y lényeges gondolatát, és áttekin­ t e t t ü k a CCITT ISDN Ajánlásainak fontosabb részeit. Nem vállalkozhattunk a problémák teljes körű bemutatására, de r e m é l h e t ő e n j hozzájárul­ hattunk n é h á n y elvi és a terminológiai kérdés tisztázásához. Végezetül hangsúlyozni szeretnénk: &z^ISDN ma már nem a j ö v ő t jelenti, hanem a jelent. A távközlésben v e z e t ő országok (pl. U S A , J a p á n , Franciaország, N S Z K , Ausztrália, Kanada) meg­ felelő szervezetei érzik az információátvitel, a k o m m u n i k á c i ó „ISDN formájának" minden ed­ digi módszert felülmúló lehetőségét, és felismerték, hogy az országok gazdasági, társadalmi fejlődése hosszabb t á v o n problematikus lehet az új infor­ mációs technológia nélkül. A hazai távközlési és gazdasági helyzet ismereté­ ben minden olyan koordinált, előremutató kezde­ m é n y e z é s t örömmel kell n y u g t á z n i , amely elő­ segíti az Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózatok kialakulási feltételeinek megteremtését. K ü l ö n ö s e n lényegesek azok a központi t á m o g a t á s ú kutatási irányok, amelyek az I S D N kialakítása társadalmi gazdasági szükségességének felismerését tükrözik. I R O D A L O M J E G Y Z É K I I . rász [1] Blum Endre: A C C I T T 7-es jelrendszere és az I S D N H í r a d á s t e c h n i k a 1986. 1. s z á m . [2] C C I T T : B e d Book Vol I I I / 5 . Integrated Services Digital Network. U I T Geneve, 1985. [3] Pfyffer, H. K.: Leeture on Transition form Digital Telephoné Networks to I S D N . Proc. of the Digital Switching and Transmission Seminar. Dubrovnik, 21—31. Oct. 1985. [4] Duc, N. Q., Chew, E. K.: I S D N protocol Arehitecture, I E E E Comm. Magaziné, Apr, 1984. [5] Pays, O.: Equipment at Subscriber Premises, L ' E c h o des R E C H E R H E S , English issue, 1983. [6] Lucas, F., Le Boux, A.: I T D N Access Protocols and Sígnalling on Subscriber Loops. L ' E c h o des R E C H E R H E S , English issue, 1983. [7] On the Choice of a Transmission System for the I S D N Access. C C I T T - Contribution No. D 141/ X V I I I . June 1985. Federal Republic of Germany. [8] Subscriber Interfaoe at Network Side for the Basic Access to the I S D N . C C I T T - Contribution No. D . 2 6 6 / X V I I I . June, 1985. Italian Administration. [9] Dr. Hanzó, L . , Hinsenkamp, L . , Dr. Osváth, L.> Paksy, O.: Duplex kéthuzalos alapsávi jelátalakí­ t ó k megvalósítási lehetőségeinek vizsgálata. M T E S Z t a n u l m á n y , 1984. [10] Honig, M. L . : E c h o cancellation of Voiceband D a t a Signals Using Recursive Least Squares and Stochastic Gradient Algoriterms. I E E E trans. on Comm. Vol. COM—33, No. 1. January. [11] Puccini, S. E., Lindsay, R. L . : A n I S D N Based D a t a / - V o i c e E n h a n c é m e n t for a Digital E n d Office. Proc. of the ISS'84. Florence, May 1984. [12] Digital Transmission Systems for I S D N Basic Access Canada Bell-Northern Research 1985.

9