Модемы для выделенных линий
Выделенные физические линии имеют полосу пропускания гораздо более широкую, чем коммутируемые. Для них выпускаются специальные модемы, обеспечивающие передачу данных со скоростями до 2048 кбит/с и на значительные расстояния. Модемы могут работать в синхронном или асинхронном режимах. Асинхронный режим используется на относительно низких скоростях (до 115,2 кбит/с). В физической линии могут применяться различные методы физического кодирования – AMI, HDB3, 2B1Q, РАМ и другие. В качестве цифровых интерфейсов применяются последовательные – RS-232C (V.24 +V.28, X.20bis+X.21bis), RS-423A (V.10, Х.26), RS-422A (V.11, X.27), RS-449 (V.36), Rs-485, RS-530, V.35 и другие. Возможная дальность связи и скорость передачи зависит от типа линии (2-проводные или 4 –проводные), диаметра проводников (0,4 мм/26AWG или 0,5 мм/24AWG) и способность модема. Для 4-проводной линии с диаметром проводников 0,4-0,5 мм при скорости 2 Мбит/с достижима дальность 2-2,4 км, при 256 кбит/с – 9-12 км, при 32 кбйт/с – 15-20 км. Для 2-проводной линии при 160 кбит/с – 4,2-5,6 км, при 144 кбит/с – 6,5-8,5 км. Данные приведены для модемов Zelax зеленоградского производства, для других модемов цифры могут отличаться. Для этих модемов допустимое напряжение гальванической развязки достигает 1500 В.
Сети ISDN
ISDN (Integrated Services Digital Network) – цифровая сеть интегрированных сервисов, обеспечивающая коммутируемую связь между узлами в глобальном масштабе. История ISDN началась с рекомендаций CCITT 1.120 в 1984 г. Однако два главных производителя – Northern Telecom и AT&T – пошли разными путями, в результате чего появились две взаимно несовместимые версии. В начале 90-х годов был принят американский национальный стандарт NI-1 (National ISDN 1), но его поддержали не все производители. Недавно принят NI-2.
Сеть ISDN можно рассматривать как, глобальный коммутатор. Основной поток информации – голос и данные – в ISDN несут В-каналы (bearer channel – основной, несущий канал). Эти каналы коммутируются между парой абонентов с помощью информации, передаваемой по дополнительному каналу – D-каналу (Delta channel). После коммутации (установления соединения) каждый В-канал представляет собой две “трубы”, пропускающие во встречных направлениях битовые потоки со скоростью 64 кбит/с (64 000 бит/с). Некоторые коммутаторы ограничивают емкость В-канала 56 кбит/с. Для цифровой телефонии пропускной способности этих “труб” достаточно для качественной передачи речи (1-байтные выборки передаются с частотой 8 кГц РСМ). Служебный канал – также двунаправленный, его пропускная способность может быть 16 или 64 кбит/с в зависимости от типа сервиса. Выделение служебного канала позволяет выполнять сервисные функции (например, ответ на вызов) во время работы текущего соединения, не нарушая его (в обычной телефонии такое невозможно). В качестве сигнала вызова по D-каналу посылается пакет, который содержит идентификаторы вызывающего и вызываемого абонентов и признак сервиса (голос/данные). На установление соединения требуется 2-4 секунды. В отличие от аналоговой телефонии, по одной абонентской линии ISDN может передаваться информация для нескольких устройств, поскольку цифровая структура позволяет легко решать задачу маршрутизации.
Сети ISDN, связанные между собой, распространены по всему миру. Абонент ISDN получает интерфейс, к которому может подключаться оборудование различных классов: телефоны, факсы, аппаратура видеоконференцсвязи, телекоммуникационные устройства. Абоненты могут связываться между собой с помощью этих специализированных устройств и вести, например, телефонные переговоры и передачу факсов. Эти сервисы выглядят как традиционные аналоговые, но благодаря полностью цифровому тракту, имеют более высокое качество и надежность, а также дополнительные возможности. Через линии ISDN могут соединяться и удаленные части корпоративных сетей, обеспечивая скорость передачи данных значительно большую, чем теоретический предел (56 кбит/с) традиционных телефонных коммуникаций. При этом цена коммутируемых цифровых линий ISDN в большинстве случаев оказывается ниже цены выделенных линий. Передача данных возможна в разных вариантах: между удаленными друг от друга локальными сетями, между индивидуальным удаленным абонентом и локальной сетью, между индивидуальными абонентами. Через линии ISDN возможна передача данных с помощью технологий и протоколов глобальных сетей (Х.25, Frame Relay) а также организация туннелей для соединения локальных сетей с протоколами IP и IPX. Через линии ISDN могут соединяться и учрежденческие мини-АТС, обеспечивая единую телефонную сеть организации, разбросанной хоть по всему миру.
Интерфейсы ISDN
Для абонентов ISDN имеется два типа сервиса (интерфейса):
BRI (Basic Rate Interface) – базовый интерфейс, предназначенный для индивидуальных пользователей: два В-канала по 64 кбит/с и один D-канал 16 кбит/с = 144 кбит/с.
PRI (Primary Rate Interface) – первичный интерфейс для пользователей с большими потребностями. Типичный для США канал имеет структуру PRI – 23 х В + D (64 кбит/с) = 1536 кбит/с. Для Европы (и России) характерно PRI = 30 х В + D (64 кбит/с) = 1984 кбит/с. Возможна и поддержка нескольких линий PRI с одним лишь D-каналом (64 кбит/с), используя NFAS (Non-Facility Associated Signaling).
Н-каналы обеспечивают объединение В-каналов:
Н0=384 кбит/с (6 В-каналов);
Н10=1472 кбит/с (23 В-канала);
H11=1536 кбит/с (24 В-канала);
Н12=1920 кбит/с (30 В-каналов), международный (Е1).
Для получения сервиса BRI необходимо иметь цифровую линию от провайдера до абонента, ее длина зависит от применяемого интерфейса и среды передачи. Для большего удаления требуются дорогие повторители. Для связи по ISDN у пользователя должны быть терминальные адаптеры ISDN (ISDN Terminal Adapter). Для сложных абонентских сетей используются маршрутизаторы ISDN (ISDN Router).
Интерфейсы ISDN иллюстрирует рис. 30. Абоненты сервиса BRI могут пользоваться интерфейсами типа U, S или Т. U-интерфейс – 1 витая пара, проложенная от абонента к коммутатору, обеспечивающая полный дуплекс. К U-интерфейсу может подключаться только одно устройство, называемое NT-1 (Network Termination – сетевое окончание). Устройство NT-1 может быть и довольно простым преобразователем 2-проводного U-интерфейса в 4-проводной S/T-интерфейс с раздельными парами для приема и передачи. Интерфейс S/T является шиной, допускающей подключение до 7 устройств. U-интерфейс предоставляется конечным пользователям только в США. Конечные устройства со встроенным U-интерфейсом дешевле, чем комплект преобразователя U-S/T и устройства S/T, однако эти устройства полностью занимают линию ISDN. В других странах конечному пользователю предоставляется S/T-интерфейс, устройство NT-1, устанавливаемое на территории пользователя, принадлежит провайдеру и часто соединяется с базовой сетью оптоволоконной линией связи.
Рис. 30. Интерфейсы ISDN
Устройства, рассчитанные на монопольное использование абонентской линии ISDN, подключаются к NT-1 через двухточечный Т-интерфейс. Эти устройства, например, РВХ (УАТС или мини-АТС), как правило, имеют внутренние коммутаторы (мультиплексоры) для подключения множества пользовательских устройств.
Преобразователь интерфейсов NT-2 (Network Termination 2) предоставляет разделяемый S-интерфейс, к которому может подключаться до 8 пользовательских устройств ISDN. Интерфейсы S и Т по сигналам эквивалентны, но интерфейс S обеспечивает напряжение питания устройств, а Т – нет.
К шине S/T (или S) могут подключаться ISDN-устройства разных типов: телефоны, факсы, оборудование видеоконференцсвязи, мосты/маршрутизаторы, терминальные адаптеры. Эти устройства обозначаются как ТЕ1 (Terminal Equipment 1). Другие коммуникационные устройства с традиционным аналоговым телефонным интерфейсом (POTS, PSTN, R-интерфейс), не поддерживающие ISDN – аналоговые телефоны, факсы и модемы, обозначаются как ТЕ2 (Terminal Equipment 2). Они могут подключаться к шине S/T через терминальный адаптер ТА (Terminal Adapter) – отдельное устройство.
Коммутатор ISDN имеет два типа интерфейсов:
U-интерфейсы линейных окончаний (Line Termination, LT function), обращенные к пользователям.
V-интерфейс для соединения с другими коммутаторами (Exchange Termination, ET function). Этот интерфейс интересует только владельца сети (провайдера услуг) ISDN и далее не рассматривается.
Пользователь от провайдера (телефонной компании) получает один из интерфейсов, приведенных в табл. 13 U- и S-интepфeйcы рассмотрим подробнее.
Таблица 13