7.přednáška Sítě ISDN – přepojování okruhů, typy přípojek, přenos dat Ing. Bc. Ivan Pravda
1
Sítě ISDN – historický vývoj
2
Sítě ISDN – historický vývoj
-
podmínky pro vytvoření digitální sítě integrovaných služeb (ISDN – Integrated Services Digital Network): 1. 2. 3.
náhrada analogového frekvenčního multiplexu (FDM – Frequency Division Multiplex) za digitální časový multiplex (TDM – Time Division Multiplex) Þ vytvoření sítě IDN zavedení centralizované signalizace SS7 do vytvořené sítě IDN → digitální přenos signalizačních zpráv integrace nových typů služeb → identifikace účastníků (CLIP), přesměrování (CFB), tarifikace (AoC), konferenční hovor (CONF), přidržení spojení (HOLD), apod. 3
Sítě ISDN – základní koncepce
4
Sítě ISDN – základní koncepce -
pro přenos uživatelské informace se používá tzv. kanál B a pro oddělený přenos signalizace pak tzv. kanál D
-
B-kanál: -
-
je základem pro vlastní uživatelskou komunikaci přenosová rychlost digitálního signálu je 64 kbit/s umožňuje přenosy s přepojováním okruhů i s přepojováním paketů → přenos digitalizovaných telefonních a videotelefonních signálů, signálů datových služeb, aj.
D-kanál: -
slouží především pro přenos řídicí signalizace, který využívá paketový princip komunikace může sloužit i pro přenos uživatelské informace, ale pouze v paketovém přenosovém režimu jsou definovány dva typy D-kanálů: kanál D16 s přenosovou rychlostí 16 kbit/s kanál D64 s přenosovou rychlostí 64 kbit/s 5
Sítě ISDN – způsob připojení účastníků -
Základní přístup (BRA – Basic Rate Access) -
-
účastník má k dispozici dva kanály B a jeden kanál D16 Þ přístup 2B+D může být zapojeno až 8 koncových zařízení, z nichž 2 mohou být současně aktivní pro oba kanály B je spojovací signalizace přenášena po kanálu D16 pro připojení k veřejné ústředně se nejčastěji využívá dvoudrátových metalických přípojných vedení
Primární přístup (PRA – Primary Rate Access) -
účastník má k dispozici třicet kanálů B a jeden kanál D64 Þ přístup 30B+D v rámci časového multiplexu jsou přenášeny jednotlivé kanály, ale také řídicí informace Þ celková přenosová rychlost je 2,048 Mbit/s struktura rámce v podstatě odpovídá struktuře rámce PCM 1.řádu (PCM 30/32) tento způsob přístupu se nejčastěji používá pro připojování pobočkových ústředen nebo sítí LAN na veřejné ústředny ISDN pro připojení k veřejné ústředně se nejčastěji využívá čtyřdrátového metalického vedení nebo optického kabelu 6
Sítě ISDN – struktura a parametry rámce
a) principiální struktura obsahu rámce b) parametry rámce 7
Sítě ISDN – funkční bloky a rozhraní
-
-
koncová zařízení DTE1 (DTE ISDN) → skupina zařízení s rozhraním ISDN, kterou je možné přímo připojit na referenční rozhraní S, resp. S/T koncová zařízení DTE2 (klasická DTE) Þ nutnost využití terminálových adaptérů TA, které přizpůsobují rozhraní klasického DTE referenčnímu rozhraní S, resp. S/T → každý druh klasického DTE vyžaduje specifický typ terminálového adaptéru TA síťové zakončení NT, resp. ukončující zařízení sítě NT → dvě základní funkční skupiny – NT1 a NT2 → konfigurace závislá na typu připojených DTE 8
Sítě ISDN – funkční bloky a rozhraní -
funkční skupina NT2 (Network Termination): -
-
umožňuje zejména řízení a multiplexování signálů dvou současně činných DTE a diagnostiku ve směru k DTE umožňuje připojit až osm koncových zařízení na rozhraní S (Subscriber Bus), pobočkové ústředny (PABX) či lokální datové sítě (LAN) NT2 nemusí být vždy použita v konkrétní konfiguraci
funkční skupina NT1 (Network Termination): -
zajišťuje fyzické a elektrické podmínky pro připojení zařízení ISDN na účastnické vedení směřující k veřejné ústředně v konkrétní konfiguraci funkčních skupin je obsažena vždy a plní pak zejména tyto funkce: přeměna signálu do formy vhodné pro přenos po účastnickém vedení a naopak multiplexování přenášeného digitálního signálu zakončení účastnického okruhu + zprostředkování napájení DTE z ústředny monitorovací a diagnostické funkce 9
Sítě ISDN – funkční bloky a rozhraní -
funkční skupina zakončení vedení LT (Line Termination): -
-
zabezpečuje přenosové funkce ve veřejné ústředně ve směru k účastnickému vedení konkrétní funkce je závislá na typu přístupu (2B+D, resp. 30B+D): regenerace signálů a konverze protokolů diagnostika přístupové cesty napájení ukončujícího zařízení sítě NT1 a napájení průběžných opakovačů signálu
funkční skupina zakončení ústředny ET (Exchange Termination): -
zajišťuje ukončení datového okruhu z hlediska řízení → vydělení a vyhodnocení signalizačních informací pro realizaci spojovacích procesů v ústředně hlavní funkce, které ET zajišťuje: oddělení kanálu D od kanálů B rozdělení informačního obsahu kanálu D na vlastní signalizaci a paketové zprávy přenos obsahu informačních kanálů do veřejné ISDN ústředny 10
Sítě ISDN – uspořádání a parametry BRA
-
do objektu účastníka je přivedeno dvoudrátové metalické vedení zakončené v bloku NT, napájení bloku NT je zajištěno z běžné energetické sítě sběrnice S0 → tvořena čtyřmi vodiči – jeden pár slouží pro vysílací směr a druhý pár pro směr přijímací (standardizované osmipólové zásuvky RJ-45) 11
Sítě ISDN – realizace sběrnice S0
12
Sítě ISDN – uspořádání a parametry BRA -
napájení koncových zařízení je realizováno prostřednictvím síťového zakončení NT → při výpadku nutnost zajistit napájení alespoň pro jeden telefonní přístroj Þ přenos stejnosměrného napájení pomocí účastnického dvoudrátového vedení až z napájecího zdroje ve veřejné ústředně ISDN sběrnice S0 používá linkový kód AMI maximální délka čtyřdrátové sběrnice S0 je závislá na průměru vodičů a rozmístění jednotlivých DTE podél sběrnice:
-
-
při libovolném rozmístění DTE může být vzdálenost mezi nejvzdálenějším z nich a ukončovacím síťovým zařízením NT v rozmezí 100 až 200 m jsou-li všechna DTE seskupena podél sběrnice na úseku v délce 25 až 50 m, může být celková délka sběrnice až 500 m v případě, že je instalováno jediné DTE, může být délka sběrnice až 1000 m
na rozhraní S0 se používá časové multiplexování Þ 2×64 kbit/s (B-kanály) + 16 kbit/s (D-kanál) + 48 kbit/s (řídicí a synchronizační signály) Þ celková přenosová rychlost na rozhraní S0 je 192 kbit/s 13
Sítě ISDN – uspořádání a parametry BRA
14
Sítě ISDN – uspořádání a parametry BRA -
-
jedním z důležitých úkolů síťového zakončení NT je přeměna původního signálu vytvořeného na rozhraní S0 (kód AMI) na signál rozhraní U, který je vhodný pro přenos po dvoudrátovém metalickém vedení k ústředně ISDN základní koncepce ISDN předpokládá: 1. 2.
-
-
využití stávajících přípojných účastnických vedení veřejné telefonní sítě nutnost přenosu duplexních datových signálů o vp řádově stovek kbit/s
nutnost přijetí takových opatření, která by splnění těchto požadavků zajistila Þ Þ pro přenos na přípojném vedení je vp snížena oproti rozhraní S0 na 160 kbit/s → vzhledem k přenosovým vlastnostem běžného telefonního vedení je vhodné přenos realizovat datovým signálem v základním pásmu s minimální možnou modulační rychlostí Þ používá se čtyřúrovňového kódu 2B1Q, který umožňuje snížit modulační rychlost na 80 kBd duplexní přenos na dvoudrátovém vedení se řeší pomocí vidlice (digitální potlačení ozvěny - Digital Echo Cancelation), přičemž je možné užít účastnických vedení o délkách do cca 6 až 12 km 15
Sítě ISDN – kódování signálu na rozhraní U
-
bipolární signál v základním pásmu (AMI) o přenosové rychlosti 192 kbit/s může být kódován dvěma způsoby: 1. kódování 4B3T → transformace čtveřice bitů (kvadbit) bipolárního signálu do třech stavů ternárního signálu (+, −, 0) Þ výsledná modulační rychlost 120 kBd 2. kódování 2B1Q → transformace dvojice bitů (dibit) bipolárního signálu jedním modulačním prvkem čtyřstavového signálu (+2,5 V, +0,83 V, −0,83 V a −2,5 V) Þ Þ výsledná modulační rychlost 80 kBd 16
Sítě ISDN – duplexní přenos signálu
17
Sítě ISDN – duplexní přenos signálu -
metoda digitálního potlačení ozvěny (Digital Echo Cancelation) -
-
-
umožňuje současný přenos v obou směrech tím, že kompenzuje signály odražené na nepřizpůsobených vidlicích na obou stranách vedení, které by způsobovaly zkreslení přijímaného signálu základním prvkem pro realizaci této metody je součtový člen (SČ), na který přichází jednak nežádoucí odražený signál a současně i přibližně stejně velký kompenzační signál s opačnou polaritou tento kompenzační signál je produkován transverzálním filtrem, který je adaptivně ovládaný řídicím procesorem tímto zapojením se též kompenzují i případná interferenční rušivá napětí vyskytující se na přenosovém vedení pro omezení periodických posloupností, které by mohly narušit funkci kompenzátoru ozvěn se dále používají i metody skramblování signálu
18
