Файл: Сети isdn isdn сети с интегральными услугами.pptx

Сети ISDN

ISDN - сети с интегральными услугами

Integrated Services Digital Network — цифровые сети с интегральными услугами - относятся к сетям, в которых основным режимом коммутации является режиме коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме.
Появились в 1970-х годах для передачи в цифровом виде речевых сигналов, данных, графики и видеосигналов.

Службы ISDN

Услуги сети ISDN

обеспечение связи между локальными сетями;
обеспечение работы домашних офисов и надомных работников;
удаленная архивация и восстановление настольных компьютерных систем;
подключение частной телефонной системы к региональной телефонной компании;
передача больших файлов изображений и данных;
обеспечение работы видео- и мультимедиа-приложений, работающих в нескольких локальных сетях.

Достоинства сети ISDN

возможность передачи по одной сети речевых сигналов, данных и видеоинформации;
наличие многоуровневого стека протоколов, совместимых с эталонной моделью OSI;
коммуникационные каналы со скоростями, кратными 64, 384 и 1536 Кбит/с;
наличие служб коммутируемых и некоммутируемых соединений;
широкополосные средства ISDN, обеспечивающие скорость 155 Мбит/с и выше.

Узкополосная ISDN-сеть

(N-ISDN) поддерживает интерфейсы двух типов:

интерфейс базового уровня (basic rate interface, BRI) и интерфейс основного уровня (primary rate interface, PRI).

Интерфейс базового уровня (BRI)

Интерфейс базового уровня состоит из трех каналов:

двух несущих (bearer, В) каналов для передачи данных, речи и графики со скоростью 64 Кбит/с и третьего — D-канала (Delta, иногда называемого Demand (запрос)), обеспечивающего скорость 16 Кбит/с и используемого для передачи сигналов управления коммуникациями, коммутации пакетов и верификации кредитных карт.

Главная задача D-канала — обеспечить прохождение и снятие ISDN-вызова, а также начало и окончание сеанса передачи данных.

Интерфейс базового уровня (BRI)

Интерфейс базового уровня применяется для выполнения следующих задач;

обеспечение связи локальных сетей;
проведение видеоконференций;
подключение к поставщику услуг Интернета;
высокоскоростной обмен данными с надомными работниками и домашними офисами.

---

ISDN-сети с интерфейсом основного уровня (PRI)

обеспечивают более высокую по сравнению с BRI ISDN скорость передачи данных, при этом суммарная полоса пропускания коммутируемых данных достигает 1,536 Мбит/с.
Для подключения клиентов к PRI-интерфейсу используется мультиплексор или частная телефонная система, а также группа из 24 каналов, называемая транком (магистралью).
Мультиплексор обычно применяется тогда, когда PRI ISDN обеспечивает связь между локальными сетями, для" поставщика услуг Интернета он может представлять собой внешнее устройство или модуль в маршрутизаторе.
Частная телефонная система используется для организации видеоконференций и центров обработки телефонных вызовов, имеющих базы абонентских номеров, связанных с пользовательскими службами.

Широкополосные сети ISDN

broadband ISDN, B-ISDN.

Эта развивающаяся технология предназначена для обеспечения совместимости с сетями ATM и SONET
Широкополосные ISDN-сети предназначены для коммуникаций со скоростями от 155 Мбит/с до 1 Гбит/с (и выше) по оптоволоконному кабелю.

Принципы работы ISDN-сетей

Сети ISDN совместимы со многими существующими цифровыми сетями и телекоммуникационными технологиями.
Для передачи по сети цифровых сигналов используются два метода.

Уплотнение с временной компрессией

time-compression multiplexing, когда 16- или 24-разрядные блоки данных передаются в виде повторяющихся цифровых пакетов.

Между пакетами имеется пауза, позволяющая линии подготовиться к передаче следующего пакета. Следовательно, после передачи пакета в одном направлении следует пауза, после которой пересылается пакет в обратном направлении. Скорость передачи пакетов равна 288 Кбит/с.

Эхоподавление

echo cancellation.

В этом случае данные одновременно передаются в обоих направлениях.
Для подключения трансивера (приемопередатчика) к абонентской линии используется устройство, называемое гибридным (hybrid).
При осуществлении одновременных двунаправленных коммуникаций часто возникает отражение (эхо) передаваемого сигнала.
Отраженный сигнал в линии может в три раза превышать по мощности истинные сигналы, из-за чего данные трудно распознать.
Для борьбы с отраженными сигналами в ISDN-сетях применяется эхоподавитель, который определяет амплитуду этих сигналов и вычитает ее из амплитуды входящих сигналов.


Уровень 3:

---

отвечает за организацию

физических и логических маршрутов

при передаче данных

Уровень 2:

Отвечает за двухточечное

соединение, формирование

сигналов и распознавание ошибок

Уровень 1:

отвечает за

физическое соединение

Сетевой уровень OSI

Канальный уровень OSI

Физический уровень OSI

Уровни коммуникаций ISDN в сравнении с эталонной моделью OSI

Уровень 4:

отвечает за надежность

коммутаций

Транспортный

уровень OSI

Технология ATM

Технология ATM

Технология асинхронною режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) разработана как единый универсальный транспорт для нового поколения сетей с интеграцией услуг, которые называются широкополосными сетями ISDN (Broadband-ISDN, B-ISDN).

Технология ATM

Может обеспечить несколько перечисленных ниже возможностей.

Передачу в рамках одной транспортной системы компьютерного и мультимедийного (голос, видео) трафика, чувствительного к задержкам, причем для каждого вида трафика качество обслуживания будет соответствовать его потребностям.
Иерархию скоростей передачи данных, от десятков мегабит до нескольких гигабит в секунду с гарантированной пропускной способностью для ответственных приложений.

Технология ATM

Общие транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей.
Сохранение имеющейся инфраструктуры физических каналов или физических протоколов.
Взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей: IP, SNA, Ethernet, ISDN.

Основные принципы

Сеть ATM имеет классическую структуру крупной территориальной сети — конечные станции соединяются индивидуальными каналами с коммутаторами нижнего уровня, которые в свою очередь соединяются с коммутаторами более высоких уровней.
Коммутация пакетов происходит на основе идентификатора виртуального канала (Virtual Channel Identifier, VCI), который назначается соединению при его установлении и уничтожается при разрыве соединения.
Виртуальные соединения могут быть постоянными (Permanent Virtual Circuit, PVC) и коммутируемыми (Switched Virtual Circuit, SVC).

Основные принципы

Постоянная битовая скорость — Constant Bit Rate, CBR. Требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными. С установлением соединения.

---

Примеры: голосовой трафик, трафик телевизионного изображения

Переменная битовая скорость — Variable Bit Rate, VBR. Требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными. С установлением соединения.

Примеры: компрессированный голос, компрессированное видеоизображение

Основные количественные параметры

Peak Cell Rate (PCR) — максимальная скорость передачи данных;
Sustained Cell Rate (SCR) — средняя скорость передачи данных;
Minimum Cell Rate (MCR) — минимальная скорость передачи данных;
Maximum Burst Size (MBS) — максимальный размер пульсации;
Cell Loss Ratio (CLR) — доля потерянных ячеек;
Cell Transfer Delay (CTD) — задержка передачи ячеек;
Cell Delay Variation (CDV) — вариация задержки ячеек.

Стек протоколов ATM

Распределение протоколов по узлам и коммутаторам сети АТМ

Протокол АТМ

Протокол АТМ занимает в стеке протоколов АТМ примерно то же место, что протокол IP в стеке TCP/IP или протокол LAP-F в стеке протоколов технологии frame relay.
Протокол АТМ занимается передачей ячеек через коммутаторы при установленном и настроенном виртуальном соединении, то есть на основании готовых таблиц коммутации портов.
Протокол АТМ выполняет коммутацию по номеру виртуального соединения, который в технологии АТМ разбит на две части –

идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier, VPI) и
идентификатор виртуального канала (Virtual Channel Identifier, VCI).

Протокол АТМ

Поле Управление потоком (Generic Flow Control) используется только при взаимодействии конечного узла и первого коммутатора сети.
В настоящее время его точные функции не определены.

Протокол АТМ

Поля Идентификатор виртуального пути (VitualPath Identifier, VPI) и Идентификатор виртуального канала (Vitual Channel Identifier, VCI) занимают соответственно 1 и 2 байта.
Эти поля задают номер виртуального соединения, разделенный на старшую (VPI) и младшую (VCI) части.

Протокол АТМ

Поле Идентификатор типа данных (Payload Type Identifier, PTI) состоит из 3-х бит и задает тип данных, переносимых ячейкой, - пользовательские или управляющие (например, управляющие установлением виртуального соединения).
Кроме того, один бит этого поля используется для указания перегрузки в сети - он называется Explicit Congestion Forward Identifier, EFCI - и играет ту же роль, что бит FECN в технологии frame relay, то есть передает информацию о перегрузке по направлению потока данных.

Протокол АТМ

Поле 

---

Приоритет потери кадра (Cell Loss Priority, CLP) играет в данной технологии ту же роль, что и поле DE в технологии frame relay - в нем коммутаторы АТМ отмечают ячейки, которые нарушают соглашения о параметрах качества обслуживания, чтобы удалить их при перегрузках сети.
Таким образом, ячейки с CLP=0 являются для сети высокоприоритетными, а ячейки с CLP=1 - низкоприоритетными.

Протокол АТМ

Поле Управление ошибками в заголовке (Header Error Control, НЕС) содержит контрольную сумму, вычисленную для заголовка ячейки. Контрольная сумма вычисляется с помощью техники корректирующих кодов Хэмминга, поэтому она позволяет не только обнаруживать ошибки, но и исправлять все одиночные ошибки, а также некоторые двойные.

Классы сервиса АТМ

Классы сервиса АТМ содержат ряд параметров, которые определяют гарантии качества сервиса.
Гарантии качества сервиса могут определять минимальный уровень доступной пропускной способности, предельное значение задержки ячейки и вероятность потери ячейки.
В архитектуре АТМ приложение заказывает у сети определенное качество обслуживания, и сеть динамически выделяет приложению необходимые ресурсы.

Классы сервиса АТМ

CBR (Constant Bit Rate) - постоянная битовая скорость, представляет собой наиболее простой класс сервиса АТМ.

Основной параметр - пиковая скорость передачи ячеек PCR (Peak Cell Rate) - максимальная скорость, которая может потребоваться каналу без риска потерять ячейку.
Данные передаются по этому соединению с запрошенной скоростью - не быстрее и, во многих случаях, не медленнее.
Трафик, передаваемый с большей скоростью, может теряться.
CBR-соединения должны гарантировать пропускную способность с минимальной вероятностью потери ячейки и низкими изменениями задержки передачи ячейки.
Сервис CBR предназначен специально для передачи голоса и видео в реальном времени.

Классы сервиса АТМ

UBR (Unspecified Bit Rate) - неопределенная битовая скорость, не определяет ни битовую скорость, ни параметры трафика, ни качество сервиса.

Сервис UBR предлагает только доставку "по возможности", безо всяких гарантий.
Сервис UBR представляет собой решение для эластичного трафика, не критичного к реальному времени и полосе пропускания. 
Этот класс сервиса обычно устанавливается по умолчанию.

Классы сервиса АТМ

VBR (Variable Bit Rate) - переменная битовая скорость.

---