Что такое система сигнализации isdn
ISDN. Цифровая телефония XX века
Когда мы говорим «цифровая телефония», то первым делом на ум приходит протокол SIP. Олды, вздрогнув, вспомнят про H.323 и танцы с бубном при его настройке на АТС абонента. И мало кто знает, что цифровая голосовая связь это не всегда VoIP. Далеко не всегда.
Скажу более, идея передачи голоса абонента телефонной сети в цифре и цифровой же обработки информации сетью была высказана еще в далёком 1959 году, а к середине 1970-х годов заработали первые мощные цифровые телефонные коммутаторы. Так, шаг за шагом рождалась легендарная технология ISDN, чей расцвет пришёлся на 80-90-е годы (а у нас в 90-е и начало 2000-х). Её стандарты по сей день являются эталонными в цифровой телефонии. И вы ещё неоднократно встретите приветы из той эпохи, настраивая карточки Digium или номерной план очередного Зойпера.
Как всё начиналось
Нужда в цифре появилась не на пустом месте. Аналоговая телефония не могла должным образом обеспечить ни приемлемое качество передачи голоса на большие расстояния, ни достаточно быструю и точную коммутацию каналов связи при лавинообразном росте числа подключённых абонентов. Телефонная сеть — это по сути обеспечение возможности соединить каналом передачи голоса двух любых человек — абонентов этой сети. Первое решение — очевидное и невозможное — соединить всех со всеми телефонными проводами. Второе — поняв, что абоненты в основном молчат, — отделить каналы от абонентов (рассчитав необходимое число каналов) и подключать их по мере надобности. «Барышня, дайте Смольный!» — это как раз про это.
Когда барышень, вручную подключающих телефонные шнуры, стало не хватать, то их быстро заменили электромеханическими устройствами. Однако это отнюдь не могло решить проблем телефонной сети. Потому что устройства эти продолжали всего лишь давать «длинный провод» от абонента к абоненту со всеми вытекающими последствиями. С появлением первых ЭВМ довольно быстро стало понятно, что отличить 1 от 0 гораздо, гораздо проще, нежели разобрать шёпот абонента Alice среди хрипов умирающих конденсаторов. И заменить покрытые окислами лапки реле управляющими командами, летящими на субсветовой скорости — тоже передовая идея.
В январе 1976 года в Чикаго компанией Western Electric был продемонстрирован первый мощный цифровой коммутатор телефонных каналов 4ESS. Его разработка началась в 1970 году в Лабораториях Белла, а последняя инсталляция случилась в 1999 году силами компании AT&T, преемницы Bell. На фотографии ниже инженер Билл Холланд тестирует отдельную секцию суперкоммутатора 4ESS:
ISDN расшифровывается как «цифровая сеть интегрированных служб» и первым делом как раз произошла интеграция передачи голоса и коммутации каналов этой самой передачи.
1980 году появился стандарт G.705, в котором излагались общие идеи такой сети. Конкретные спецификации сети ISDN появились в 1984 году в виде серии рекомендаций I, весьма противоречивой и приведшей, к примеру к различиям в реализации на практике (о чём чуть ниже). В 1988 году рекомендации серии I были пересмотрены и приобрели более детальный и законченный вид, хотя некоторые неоднозначности сохранились.
Рядовым пользователям сети ISDN она открывается своими интерфейсами передачи данных: BRI и PRI. Эти аббревиатуры знакомы уже многим. Интерфейс BRI подразумевает интегрированную линию, в которую входит канал передачи пакетизированных данных (D-канал) для управления соединением и два канала по 64 кбит/с для собственно, данных, например, закодированного звука. И кодек тот был придуман в 1988 году и звался G.711 (в двух модификациях — A-law и U-law). Интерфейс PRI помимо бессменного D-канала поддерживает 30 («европейский стандарт» E1) или 23 («японский/американский стандарт» T1) B-каналов. Таким образом, например, линия E1 это уже весомые 1,875 Мбит в секунду. На дворе был 1990 год.
Умное железо
Не забываем, что сеть ISDN — это про данные вообще, а не только про телефонию. Что закодировали, то и передают. Например, видео (1992 год, аппарат AT&T):
А вот, например, довольно современный видеотелефон Siemens T-View 100 ISDN, подключаемый к АТС Siemens HiPath 11xx:
Глобальные протоколы WAN X.25 и FrameRelay тоже имеют отношение к ISDN и могут обеспечивать связь между оборудованием ISDN.
Но нас в первую очередь интересует телефония. Сколько раз мне приходилось слышать, что после перехода на SIP качество телефонной связи «с городом» в какой-либо конторе ухудшилось. Для меня это верный признак того что там от провайдера подходил поток PRI по отдельной линии, и стоит там АТС типа Samsung OfficeServ 100:
или даже Panasonic TDA 200:
И я их прекрасно понимаю. Сеть ISDN — это сеть с коммутацией каналов. Поэтому, если канал занят телефонией, то под голосовой трафик гарантированно отдан весь канал и ни байтом меньше. Конечно, и в IP сети можно настроить приоритезацию и QoS, но можно ведь и не настроить…
Именно в корпоративном сегменте ISDN телефония получила самое широкое распространение, и даже по сей день большинство из вас время от времени пользуется устройствами, работающими по одному из протоколов ISDN. Я в первую очередь говорю о проприетарных реализациях BRI и «системных телефонах» офисных АТС. Это которые обычно стоят на ресепшне, такие «с лампочками», и с которых можно не только звонить, но и программировать АТС. Это счастье как раз и обеспечивается тем, что связь с АТС осуществляется по полноценному цифровому протоколу. Вот типичный представитель, Panasonic KX-T7630:
Лампочки BLF, такие удобные, уже перекочевали в новые SIP-телефоны.
Питание этих аппаратов идёт по тем же двум (!) проводам, что и передача голоса и данных. При очень большом желании к подобному аппарату можно пристыковать USB модуль, а к нему — ваш ноутбук, например, подключившись тем самым ноутом к АТС. На расстоянии 200 метров от неё, например.
Также на основе плат с интерфейсами BRI можно развернуть наиболее качественный из доступных по цене тип микросотовой DECT связи на 100 человек и покрыв площадь целого учреждения. На уже приведённой ранее фотографии Panasonic KX-TDA200 есть и эти платы.
К ним подключаются такие вот «базы»:
… через которые к АТС внезапно можно подключить даже некоторые модели бытовых DECT трубок.
Немного о телефонных номерах
ISDN — это всё-таки сеть, а поэтому в ней возможна передача информации об абоненте и сквозная нумерация. Технология ISDN разрабатывалась как основа всемирной телекоммуникационной сети, позволяющей связывать как телефонных абонентов, так и абонентов других глобальных сетей – компьютерных, телексных и пр. Поэтому при разработке схемы адресации узлов ISDN необходимо было:
Основное назначение ISDN – это передача телефонного трафика. Поэтому за основу адреса ISDN был взят формат международного телефонного плана номеров, описанный в стандарте ITU-T E.163. Однако этот формат был расширен для поддержки большего числа абонентов и для использования в нем адреса других сетей, например Х.25. Стандарт адресации в сетях ISDN получил номер E.164. Знакомые символы, верно? Их вы можете увидеть, настраивая диалплан практически любого SIP телефона или софта.
Формат Е.163 предусматривает до 12 десятичных цифр в номере, а формат адреса ISDN в стандарте Е.164 расширен до 55 десятичных цифр. Это позволяет включить в набираемый номер «донабор» местного абонента (пресловутый «добавочный 123») или вызове абонентов из сети, не относящейся к ISDN (я про ту же X.25) при помощи системы префиксов, описываемой стандартом ISO 7498.
Короче говоря, когда настраиваешь АТС-ку с E1/PRI самая большая возня именно с настройкой диалпланов. И это неспроста: после того, как всё правильно настроено, можно звонить откуда угодно куда угодно, и к тому же научить АТС переключать вызовы как по донабору звонящего абонента, так и в зависимости от прилетающей информации об этом самом абоненте. То есть в 1995 году Alice, заключив, например, контракт с Bob, могла уже звонить ему «напрямую» минуя ресепшн или голосовые меню. Просто набрав номер офиса Боба, даже без донаборов. Кто сказал CRM?
Большое плавание
Помимо обслуживание абонентов ISDN, разумеется, в полной мере обеспечивает коммутацию в глобальных масштабах — для того и создавалась. В телефонных стойках местечковых и не очень провайдеров надолго расположилось оборудование операторского класса, например блок коммутации МР-256 АТС МТА М-200:
Эта железяка обеспечивает коммутацию 256 подключений Е1, в каждом из которых, напомню, 30 каналов. Хороший такой крупный опорно-транзитный узел можно из таких собрать.
С появлением стека TCP/IP и сетей на его основе появилась возможность «разрывать» линию передачи данных, обеспечивая прохождение трафика E1 через сети с пакетной коммутацией. Называется это интересное дело «pseudowire» и позволяет передавать PRI, например, даже через публичный (вплоть до мобильного) интернет по VPN туннелям. Ощущения, правда, странные. Обычно Е1 не любит такого насилия по отношению к себе и через некоторое время падает, до последнего сохраняя отменное качество передачи голоса.
С течением времени всё чаще проявляются именно минусы E1/PRI как то: дороговизна в обслуживании, низкая скорость передачи данных, сложности с масштабированием и отсутствие возможности добавлять поддержку новых услуг в протоколы. То ли дело новый SIP. Пропал пакет, да и пёс с ним — UDP же, у меня джиттер ого-го какой — Элис дозвонится до Боба вовремя*. Так что в дальнейшем цифровая телефония ХХ века останется лишь в заповедных углах транзитных узлов и многочисленных «пасхалках» внутри новых услуг связи.
Наши виртуалки можно использовать для разработки веб-сайтов.
Зарегистрируйтесь по ссылке выше или кликнув на баннер и получите 10% скидку на первый месяц аренды сервера любой конфигурации!
Signaling System #7 / Система сигнализации №7
Signaling System #7 / Система сигнализации №7 — это набор сетевых протоколов, обеспечивающих обмен служебными сообщениями между мобильными станциями (мобильными телефонами) и телефонными станциями, а также между самими телефонными станциями.
В настоящее время SS#7 используется, как стандарт сигнализации в телефонных сетях.
В данной статье будет описана структура и принцип действия SS#7.
Введение
Все телефонные звонки состоят из двух неотъемлемых компонентов. Первый и наиболее очевидный – это фактическое содержание – наши голоса, данные факса, модема и т.д. Второй компонент – это информация, которой обмениваются сетевые устройства для организации соединения и доставки данных предназначенному пункту назначения.
SS#7 – это стек протоколов, описывающий способы коммуникации между телефонными распределителями (switches) в открытых телефонных сетях. Используется телефонными компаниями для межстанционной сигнализации. В прошлом, внутри полосная (in-band) сигнализация использовала межстанционные магистрали. Данный способ сигнализации предусматривал один общий канал для использования обоих компонентов телефонных звонков. Данный метод не был эффективен и вскоре был заменён вне полосным.
Для правильного понимания Системы Сигнализации №7, в первую очередь необходимо понять основные недостатки предыдущих методов сигнализации, используемых в PSTN (Public Switched Telephone Network). До недавнего прошлого, все телефонные соединения осуществлялись множеством техник, основанных на внутри полосной общеканальной сигнализации.
Сеть, использующая внеполосную общеканальную сигнализацию, представляет собой совокупность двух сетей в одной:
SS#7 является основным межстанционным протоколом ISDN. Но с не меньшим успехом используется и за пределами ISDN.
Уровни протокола SS#7
Система сигнализации №7 является взаимозаменяемым набором сетевых элементов, используемых для обмена сообщениями для поддержки телекоммуникационных функций. Протокол SS#7 разработан с целью продвижения этих возможностей и обслуживания сети, на которой они предоставляются.
Рис. 1 Строение стека протоколов SS#7
Message Transfer Part
Подсистема передачи сообщений
На данном уровне выполняются функции электронно-оптического преобразования, обеспечение необходимой мощности сигнала передачи. MTP1 совместим с разными интерфейсами (E1, T1).
Выполняет следующие функции: кадровая синхронизация, проверка ошибок при передаче одного кадра, согласование скорости передачи, организация повторной передачи кадров, в которых обнаружены ошибки.
На этом уровне формируется 3 вида кадров.
MSU (Message Signaling Unit) — кадр передачи, который используется для передачи сигнальных сообщений (для организации, разрыва соединений и т.д.).
Рис. 2 Строение кадра MSU
Цифры — количество бит каждого поля. Назначение всех полей будет описано далее.
LSSU (Link Status Signal Unit) — кадр передачи, который несёт информацию о статусе сигнальных сообщений, о состоянии соединения сигнализации.
Рис. 3 Строение кадра LSSU
FISU (Fill In Signaling Unit) — данный тип кадра не несёт информации и называется «пустым». Применяется в случае однонаправленной передачи сигнальных сообщений принимающим узлом для сигнализации передающему узлу о наличии ошибок и организации повторной передачи.
Рис. 4 Строение кадра FISU
Уровень MTP2 формирует кадр передачи, дополняя к существующим полям (Info, SIO, SIF или SI) следующими полями — флаги F, контрольным полем FCS (Frame Check Sequence), индикатор длины LI (Lenght Indicator), указательный бит вперёд FIB (Forward Indicator Bit), указательный бит назад BIB (Backward Indicator Bit), номер последовательности вперёд FSN (Forward Sequnce Number), номер последовательности назад BSN (Backward Sequnce Number).
В поле BSN сообщения MSU в направлении от узла А к узлу В вписывается номер последнего кадра, полученного А от В. Если А получил от В ошибку, то А вписывает в поле BSN номер кадра с ошибкой и вставляет «1» в поле BIB. В, получив это сообщение, отправляет кадр повторно и вписывает «1» в поле FIB, что означает повторную передачу.
Поле FSN применяется для указания номера последовательности передающей стороной, а BSN применяется для указания номера последовательности последнего принятого кадра. Т.е., отправляя первый кадр MSU, узел А вписывает в поле FSN «0». Если узел В получил кадр успешно, формирует ответное сообщение и вписывает принятый в FSN номер «0» в своё поле FSN. А, получив ответ от В, считывает поле FSN, убеждается в том, что его первый кадр дошёл успешно, формирует второй кадр и вписывает «0» в BSN. Таким образом, при передаче второго кадра от А к В, узел В также получает и отчёт о том, что его ответ на первый кадр узел А получил без ошибок. И так далее.
Битом BIB можно заказать повторную передачу, если на приёме возникла ошибка. Вписывается «1», если была и «0», если всё прошло успешно.
Битом FIB передающая сторона информирует принимающую сторону о наличии повторной передачи.
Функции данного уровня совпадают с функциями сетевого уровня модели OSI. Выполняет адресацию в сети SS#7, маршрутизацию.
На MTP3 формируются поля SIO, SIF и SI.
Поле SIF (Signaling Information Field) применяется для указания ID кода сигнального узла, при этом, указывается код узла, который передаёт сообщение (OPC — Originating Point Code), как и код узла, которому назначено данное сообщение (DPC — Destination Point Code).
Поле CIC (Circuit Identity Code) применяется для указания временного интервала (time-slot’a), который применяется для передачи сигнальных сообщений и находится в одном из потоков E1, T1.
Поле SIO (Service Information Octet) применяется для идентификации типа услуги. NI (Network Indicator) — указатель сети, служит для указания типа сети (национальная или интернациональная сеть). Pri (Priority) — данное поле, обычно, является резервом, в отдельных случаях может применяться для указания приоритета. SI (Service Indicator) — указывает к какому типу услуг относится сигнальное сообщение, которое находится в информационном поле.
На третьем уровне формируются сигнальные соединения между узлами.
SL (Signaling Link) — это соединения между двумя узлами, через которые происходит обмен сигнальными сообщениями. Как правило, число SL больше 2-х.
Два SL, связывающие два узла сигнализации, обычно входят в набор сигнальных линий SLS (Signaling Link Set). Набор SLS может содержать 2, 3 и более SL, в зависимости от ёмкости соединительной линии между АТС.
В сети SS#7 различают три типа сигнальных узлов:
SSP (Signaling Switching Point) — узел, выполняющий коммутацию узлов.
SСP (Signaling Control Point) — контролирует работу SSP, содержит базу данных, управляя тем самым доступом к услугам, которые предоставляет SSP.
STP (Signaling Transfer Point) — узел, выполняющийй функции маршрутизации сигнальных сообщений.
Telephony User Part (TUP)
Данный уровень содержит набор протоколов, предоставляющий возможность применения SS#7 в аналоговой сети стационарной телефонии, адаптированный к системе сигнализации с совмещённым каналом, применяющейся в аналоговой абонентской линии. В настоящее время не используется.
ISDN User Part (ISUP)
Набор протоколов, позволяющий применение SS#7 в сетях ISDN. Поддерживает принцип работы всех интерфейсов ISDN, определяет алгоритм формирования соединений.
Sifnaling Connection Control Part (SCCP)
Система управления соединением каналов сигнализации
Выполняет функции контроля за соединениями в сети SS#7. Позволяет организовать 4 вида передачи данных. Каждый вид характеризуется классом от 0 до 3.
Class 0
Формирование соединений без согласования между терминалами.
Class 1
Формирование соединения с учётом номера последовательности при передаче. Не ориентировано на соединение.
Class 2
Формирование соединения с предварительным согласованием, после происходит передача.
Class 3
Формирование соединения с предварительным согласованием, после которого происходит передача данных с контролем скорости передачи.
Transanction Capability Application Part (TCAP)
Прикладная часть средств транзакций
Обеспечивает функции обработки данных для работы оборудования с удалённым доступом. TCAP применяется для обеспечения роаминга между сетями. В этом случае используется услуга «глобального переводчика», которая переводит код сигнального узла (SIF) в формат телефонного номера.
TCAP состоит из нескольких подуровней.
Mobile Application Part (MAP)
Набор протоколов, позволяющий применять SS#7 в мобильной сети. В этом случае, данные протоколы поддерживают все интерфейсы мобильной сети, определяют принцип hand-over’a, принципы формирования соединений.
IS 45
Набор протоколов, использующийся для обеспечения роаминга между сетями одного и того же стандарта, так и между сетями разных стандартов (GSM и CDMA, например).
Что такое ISDN?
В связи с большим интересом к вопросу » а что же такое ISDN » попробуем сначала ответить на него максимально простым и понятным языком, а уже дальше, тот кому этого объяснения окажется недостаточно может почитать статью с теорией вопроса, изложенную ниже.
Для интерфейса ISDN BRI справедливо все вышесказанное, кроме того, что количество каналов для этого интерфейса равно не 30, а всего 2, т.е. одновременно возможно вести 2 разговора по одной линии ISDN BRI. Для ISDN BRI существуют специальные модели бытовых ISDN телефонов, которые в нашей стране распространения не получили, за исключением отдельных регионов, где операторы активно предоставляют эту услугу.
Дальше можно почитать статью об основных понятиях, терминах, возможностях и областях применения ISDN линий.
Основные понятия, термины и области применения ISDN
В последние несколько лет во всем мире наблюдается заметный рост интереса к территориально-распределенным сетям, позволяющим передавать различные виды информации. Специалисты предсказывают дальнейший рост мирового рынка интегрированных телекоммуникационных услуг примерно на 30 и более процентов в год.
Сети АТМ, frame relay и ISDN начинают использоваться и в России. Более того, усилиями целого ряда российских операторов, совместных предприятий и зарубежных компаний, строящих наложенные сети на основе самых современных технологий SDH и ATM, создаются условия для реализации качественно новых возможностей в области телекоммуникаций.
При построении территориально-распределенных сетей компаний и подключении к основной локальной вычислительной сети (ЛС) удаленных филиалов и мобильных пользователей перед администраторами ЛС, специалистами в области информационных технологий встает непростая задача оптимального выбора стандарта передачи информации. В данной статье рассматриваются практические аспекты использования каналов ISDN для построения интегрированных информационных сетей, приведены примеры решения конкретных задач.
Краткий экскурс в историю
Во время начального периода развития ISDN было внедрено большое количество национальных типов ISDN, разработанных в лабораториях крупных телекоммуникационных компаний и часто несовместимых между собой. В 80-е гг. данная технология по целому ряду причин, в частности из-за проблем совместимости и дороговизны оборудования, развивалась очень вяло. Но в начале 90-х гг. практический интерес к ней значительно вырос. В Германии, США, Японии, Франции, Англии было установлено значительное количество линий ISDN. Так, по сообщениям исследовательской компании Dataquest, в США в 1995 г. количество линий ISDN увеличилось на 80% и составило 450 тыс. Примерно такая же тенденция существует и в Европе, где на сегодняшний день установлено более5 млн линий ISDN.
Благодаря усилиям со стороны ETSI (European Telecommunications Standards Institute) фактическим стандартом в Европе становится EuroISDN, который поддерживают большинство европейских телекоммуникационных провайдеров и производителей оборудования. В России также ведутся работы по стандартизации и обеспечению совместимости строящихся в различных регионах сетей ISDN. Для этого несколько лет назад была создана и теперь расширяется опытная зона тестирования технологии ISDN, включающая в себя ряд крупных городов России.
Области применения сетей ISDN
При подключении крупных организаций для обеспечения более высоких скоростей передачи или для одновременного подсоединения к центральному офису нескольких удаленных филиалов применяется PRI-интерфейс (иногда встречается название ISDN30). В Европе его суммарная пропускная способность равна 2,048 Мбит/с, он содержит 30 B-каналов для передачи информации и специальный D-канал с пропускной способностью 64 Кбит/с. Кроме того, PRI часто используется для подключения учрежденческих АТС к цифровой телефонной сети. Многие операторы предоставляют PRI с таким количеством B-каналов, которое требуется заказчику, например с четырьмя или шестью.
Цифровые сети с интеграцией услуг ISDN можно использовать для решения широкого класса задач по передаче информации в следующих областях:
ISDN-телефония
Первые применения ISDN были реализованы именно в области телефонии. Для этого в цифровые телефонные станции встраивается поддержка ISDN-сервиса, а в качестве оконечных устройств используются цифровые телефонные аппараты (ISDN-терминалы). Они позволяют обмениваться речевыми и текстовыми сообщениями, поддерживают аудиоконференции нескольких абонентов, практически мгновенно (в течение 1 с) производят набор номера, обеспечивают высокое качество передачи речи и имеют еще целый ряд дополнительных функций.
В сетях ISDN существует специальный сервис под названием Centrex. C его помощью компании, не располагающие офисной АТС, могут предоставлять пользователям широкий набор услуг, например создание групп абонентов, переадресацию звонков, идентификацию линий, конференции нескольких абонентов, внутреннюю сокращенную нумерацию и т.п.
Доступ к Internet
С развитием глобальной информационной сети Internet в ней все шире используются средства мультимедиа и компьютерной графики, трансляция видео и звука. Для воспроизведения информации все чаще применяются графические оболочки, работающие под управлением Windows и позволяющие осуществлять доступ к Web-серверам, FTP-архивам и другим сервисам Internet. Многие организации осуществляют через Internet рекламу своих продуктов и услуг, развивают системы электронной торговли и даже строят на основе технологии Internet и протокола TCP/IP корпоративные сети (интрасети).
Кроме внутренних адаптеров, существуют внешние терминальные адаптеры (TA) или внешний ISDN-модем, которые предназначены для конвертации последовательного интерфейса ПК, обычного моста/маршрутизатора или другого не ISDN-устройства в формат ISDN BRI. Некоторые ТА имеют еще и аналоговый порт для поддержки телефона/факса. В этом случае к асинхронному порту ТА подключается компьютер, чем обеспечивается доступ в Internet, а через аналоговый порт к другому B-каналу подключается обычный телефон или факс.
Для подключения ЛС к Internet обычно используется маршрутизатор, позволяющий разделять внутреннюю и внешнюю IP-сети и осуществляющий функции брандмауэра. Сами маршрутизаторы могут быть реализованы программным путем на серверах NetWare (IntranetWare), Windows NT или Unix. Необходимо также применение активных или пассивных адаптеров. Активный адаптер построен на основе процессора со своей оперативной памятью и ориентирован на выполнение коммуникационного ПО. Он позволяет значительно меньше использовать ресурсы ЦП файлового сервера. Пассивный адаптер ISDN аналогичен обычному сетевому адаптеру и использует ресурсы ЦП сервера. Обычно активные адаптеры дороже пассивных, но и более производительны. Другим вариантом является использование аппаратного маршрутизатора, который выполнен в виде отдельного устройства и имеет один или несколько портов для подключения ЛС и один или несколько WAN-портов.
Некоторые фирмы начинают выпускать устройства со встроенными интеллектуальными возможностями. Они позволяют программному обеспечению, находящемуся в ПЗУ устройств, самостоятельно определять тип ISDN, поддерживаемый коммутатором оператора, и устанавливать другие параметры ISDN. Пользователю остается только ввести номер (или номера) для установки соединения с провайдером.
Видеоконференции
Многие организации имеют географически удаленные подразделения, расположенные в других городах или странах. Сотрудникам этих филиалов приходится периодически выезжать в командировки для встреч с руководством, коллегами, заказчиками и поставщиками. Это требует больших временных и материальных затрат. С развитием сетей ISDN появилась реальная возможность заменить поездки сеансами видеоконференций и, таким образом, не только сэкономить время и деньги, но и значительно повысить оперативность принятия решений. Можно проводить совещания специалистов, находящихся в различных частях земного шара, общаться что называется «лицом к лицу» с клиентами банка, проводить дистанционные презентации и обучение, просматривать медицинские снимки и многое другое. В итоге работу, которая раньше занимала несколько дней, можно выполнить за считанные минуты.
Настольные приложения для видеоконференций многих производителей позволяют осуществлять обмен видео- и аудиоинформацией с одновременным показом графиков и таблиц. Они снабжены средствами совместного редактирования документов и передачи файлов. Ряд фирм поставляет многоточечные видеоконференции, позволяющие одновременно общаться нескольким абонентам.
Недорогие аппаратные средства для видеоконференций на базе ПК включают в себя специальные платы, обеспечивающие кодирование/декодирование видео- и аудиосигналов, адаптер ISDN, обычно поддерживающий интерфейс BRI, внешние видеокамеры, микрофоны или телефоны. Есть реализации чисто программные, но обычно они отличаются более низкой производительностью. Основой для ISDN-видеоконференций является стандарт H.320 комитета ITU-T, в который вошел целый набор рекомендаций по кодированию (компрессии) аудиосигнала (G.711, G.722, G.728), видесигнала (H.261), мультиплексированию каналов (H.221) и ряд других.
Как отмечалось выше, существуют двух- и многосторонние конференции. Последние требуют использования дополнительного оборудования, а именно Multipoint Conferencing Unit (MCU). Эти устройства выпускаются небольшим количеством производителей и достаточно дороги.
Объединение удаленных ЛС
Операторы могут предоставлять каналы ISDN с повременной (за время использования канала) и фиксированной оплатой. Выбор той или иной системы оплаты зависит от того, сколько времени в течение суток будет использоваться этот канал. При использовании канала более четырех-пяти часов в день выгоднее арендовать линию с фиксированной месячной оплатой.
Для объединения ЛС на основе сети ISDN в качестве устройств доступа обычно применяются активные или пассивные адаптеры ISDN, которые устанавливаются в файловый сервер, выделенный маршрутизатор или обычную рабочую станцию. Необходимо также ПО типа NetWare Multiprotocol Router for ISDN, либо аналогичное для Windows NT или Unix*. Такие адаптеры производятся несколькими фирмами, например AVM Computersysteme (Германия), Eicon (Канада) и Teles (Германия).
Другое решение сервера доступа предлагает фирма Cubix. Шасси ERS/FT II имеет 2 источника питания, работающих в режиме разделения нагрузки, систему дистанционного управления, индикаторы состояния источников питания и вентиляторов. Обеспечивается «горячая» замена модулей без остановки всей системы. Это аппаратное решение позволяет объединить до 30 специализированных ПК. При этом на ПК, установленых в шасси Cubix, и удаленных станциях работают серверные и клиентские модули программ дистанционного управления ReachOut, PCAnywhere или Carbon Copy. Кроме того, осуществляется единое управление всем этим комплексом с рабочего места администратора ЛС. Даннное решение эффективно и тогда, когда наряду с ISDN используются обычные аналоговые линии или другие типы каналов связи. Кроме сервера удаленного доступа, на основе шасси Cubix можно построить высоконадежные специализированные серверы: WWW, FAX, E-Mail, файловые и дисковую подсистемы.
При организации связи между несколькими удаленными ЛС часто требуется обеспечить повышенную надежность соединения. Многие организации используют каналы ISDN в качестве резервных для линий связи, например frame relay или выделенных физических линий. Многие поставщики оборудования, в частности мостов или маршрутизаторов с несколькими портами, встраивают в него поддержку автоматического переключения с основной линии на резервную в случае выхода из строя первой. Некоторые компании используют в качестве резервных линий коммутируемые каналы ТСОП, но это приводит к существенной потере в скорости работы.
Надомная работа/малый офис
Многие компании имеют в штате мобильных пользователей, которые обычно работают вне офиса. Это могут быть журналисты, страховые и торговые агенты и т.п. К категории мобильных могут быть отнесены лица, которые используют для сеансов связи с корпоративной ЛС портативный компьютер, подключаемый через одну из сетевых станций или собственный адаптер, внутренний факс-модем стандарта PC-card с выходом на коммутируемую линию, сотовую сеть или канал ISDN.
Большое значение в настоящее время приобретают возможности дистанционного конфигурирования оборудования, загрузки ПО, мониторинга и сбора статистики. Практически все производители встраивают эти функции в свое оборудование и таким образом значительно упрощают управление корпоративной сетью.
Во всех этих случаях могут быть использованы линии ISDN. Особенно привлекает возможность предоставления канала по требованию: когда канал не используется, счетчик оплаты отключается.
Оборудование для SOHO выпускается большим количеством фирм-производителей. Особенно интересны решения тех фирм, которые предлагают недорогие автономные мосты/маршрутизаторы с Ethernet-портом (для подключения небольших ЛС) и с дополнительным аналоговым портом или портами (для телефона/факса). Кроме того, некоторые фирмы предлагают оборудование с возможностью компрессии передаваемой информации.
ISDN в России
В Москве первым оператором, предоставляющим услуги ISDN, стала российско-британская компания «Комстар», предлагающая подключение к каналам ISDN с 1994 г. Компания «Комстар» смонтировала в Москве современную телефонную коммутационную систему с поддержкой ISDN «SystemX» английской фирмы GPT, которая соответствует международным стандартам. В основе инфраструктуры цифровой сети «Комстар» лежат высокоскоростные ВОЛС, протяженность которых увеличивается c каждым годом и которые охватывают все новые и новые районы. Для повышения надежности волоконно-оптические SDH-каналы, соединяющие концентраторы ISDN, закольцовываются. Подключение абонентов к концентраторам осуществляется как по интерфейсам BRI, так и по PRI (см. врезку «Основные понятия и стандарты ISDN»). Кроме того, «Комстар» очень активно работает в области предоставления доступа к глобальным сетям, в частности Internet, по коммутируемым каналам 64 или 128 Кбит/с. Новые решения «Комстар» и новое оконечное оборудование тестируются специалистами компании Step Logic.
Помимо «Комстар», в Москве услуги ISDN предоставляют еще несколько операторов, в том числе Sovintel и Combellga. Весной 1997 г. начала предоставлять услуги ISDN компания «Телмос», совместное предприятие МГТС и Lucent Technology. «Телмос» является владельцем собственной волоконно-оптической сети связи, в которой используются цифровые телефонные станции 5ESS производства AT&T, поддерживающие различные сетевые протоколы передачи данных и речи, голосовую почту, виртуальные АТС (Centrex). Магистральная сеть «Телмос» базируется на технологии SDH и, для повышения надежности, реализована в виде нескольких колец.
Уже к 1996 г. цифровое оборудование ISDN было установлено более чем на половине московских АТС. Сейчас тенденция такова, что количество работающих концентраторов удваивается каждый год. Москва по доступности для пользователя линии ISDN не уступает США.
Несмотря на то что существуют проблемы с прокладкой новых магистралей, модернизацией АТС, финансированием и совместимостью, общее количество современных сетей, в том числе ISDN, в России неуклонно растет. И хотя сегодня эти сети доступны далеко не повсеместно и реально с ними может работать лишь небольшой круг клиентов, можно предположить, что через несколько лет ситуация кардинально изменится.
Основные понятия ISDN
В России в качестве базового стандарта для создания общегосударственной системы внедрения OKC7, сетей с интеграцией услуг и сетей подвижной связи принят ISDN.
Увеличение эффективности использования ISDN
При объединении удаленных ЛС, доступе в корпоративную ЛС, Internet или интерактивные службы по каналам ISDN часто используется подключение с повременной оплатой. В этом случае наибольший интерес представляет оборудование, позволяющее осуществлять сжатие передаваемых данных и, следовательно, уменьшать время использования линии на единицу передаваемой информации. Компрессия передаваемых данных является их дополнительной защитой, снижая вероятность расшифровки информации при несанкционированном подключении к линии.
Коэффициент компрессии сильно зависит от типа передаваемых по линии данных. Хуже всего поддается сжатию предварительно заархивированная информация. Хорошо сжимаются базы данных и файлы, содержащие графическую информацию. Также применяются алгоритмы компрессии заголовков пакетов протоколов ЛС. Средний коэффициент компрессии равен 4:1. Лидером по компресии данных являются router XpressConnect 5250i и brouter XpressConnect 5242i фирмы Gandalf (Канада). Это оборудование позволяет получить коэффициент сжатия данных до 8:1.
Многие производители оборудования поддерживают функцию spoofing. По сетям передается большое количество служебных пакетов, которыми обмениваются между собой серверы, маршрутизаторы, рабочие станции. Большинство таких пакетов содержит редко меняющуюся информацию. При наличии функции spoofing служебные пакеты передаются по магистральному каналу только один раз, а ответы на запросы автоматически генерируются на оконечных узлах, не загромождая дополнительной информацией линию связи. Правда, эта функция нуждается в тщательной настройке.
Функция фильтрации протоколов позволяет ограничить прохождение через магистральную линию определенных протоколов или изменить приоритет. Фильтрация MAC-адресов позволяет ограничить доступ с некоторых рабочих станций в удаленную сеть и, таким образом, уменьшить трафик.
Обычно мосты или маршрутизаторы имеют таблицу телефонных номеров (ISDN). Это позволяет, например, запланировать установку соединения с каждым офисом на определенное время или день недели. Такая схема установки соединений подходит для работы с немногими приложениями. Важным является то, что можно полностью запретить или ограничить доступ извне в ЛС компании по выходным или праздничным дням.
Важной функцией является и установление пропускной способности по требованию (Bandwidth on demand). При превышении полосы пропускания одного B-канала автоматически подключается второй. Для увеличения пропускной способности по протоколу PPP, который обычно используется для подключения к сети Internet, разработан стандарт Multilink PPP (MPPP). Он позволяет объединять несколько В-каналов и создавать один логический канал c увеличенной пропускной способностью.
От аналоговых до цифровых сетей с интеграцией услуг
Традиционные ТСОП используют аналоговое оборудование. Они предназначены, в основном, для передачи речи и данных с низкими скоростями. Обычно на одной линии в конкретный период времени можно использовать только одно устройство, например телефонный аппарат или модем.
Позже появились цифровые телефонные станции. Для организации внутренних телефонных сетей предприятий используются учрежденческие цифровые АТС, позволяющие улучшить качество передачи речи и данных и расширить сервис для абонентов. Но в основном они соединены с городской АТС аналоговыми линиями, и поэтому многие преимущества цифровых УАТС теряются. Обычно скорость передачи даннных по таким линиям, иногда их называют линиями тональной частоты (ТЧ), не превышает 28,8 Кбит/c Недавно появились так называемые ИКМ-модемы, которые поддерживают в одном направлении скорости до 56 Кбит/c (стандарты x2, К56flex и др.) по линиям ТЧ с помощью сложных алгоритмов обработки сигналов, но такие скорости можно получить только на высококачественных линиях, подключенных к цифровым АТС. Качество связи и скорость передачи информации по каналам ТЧ зависят от многих факторов и часто вообще непредсказуемы.
Цифровые каналы, например сетей ISDN, способны, хотя бы отчасти, улучшить сложившуюся ситуацию. Применяя их, можно поднять телефонный сервис на совершенно новый качественный уровень, значительно повысить скорость передачи информации, ее надежность и защищенность.