ISDN jest siecią wąskopasmową(do 2,048Mbit/s). BISDN -szerokopasm.
Tryb komutacji kanałów(obwodów) jest trybem przesyłania danych w czasie rzeczywistym(transmisja mowy).Tryb komutacji pakietów jest trybem przesyłania danych „z opóźnieniami” . Część inf. jest wysyłana w pakietach ze stała długością. Transport odbywa się różnymi drogami aż do węzła końcowego.
Cechy: oparta na PCM-30, sieć realizuje komutację kanałów i pakietów, sygnalizacja międzycentralowa „nr 7”, system sygnalizacji abonenckiej „kanał D”
Usługi ISDN:bazowe, teleusługi, usługi dodatkowe
Bazowe określają możliwości sieci w zakresie transmisji informacji cyfrowej w różnych trybach, z różną szybkością. Usługi te charakteryzuje 13 atrybutów: 7 transferu informacji, 2 dostępu, 4 ogólne.
Teleusługi - te, do których ma dostęp użytkownik: fonia, dane, tekst, obraz
Dodatkowe: np. identyfikacja numeru
Kanały do dyspozycji usług: 64, 2x64,384,1536,1920kb/s
Model odniesienia OSI definiuje:
-funkcję każdej warstwy, -komunikację między warstwami, -protokół komun. między równorzędnymi warstwami
Fizyczne połączenia istnieje tylko pomiędzy najniższymi warstwami.
7-Aplikacji - określa współdział. użytkownika z siecią
6-Prezentacji -określa postać informacji do transmisji (np. kompresja, ekspansja, szyfrowanie, deszyfr., kodowanie, dekod.)
5-Sesji -Steruje operacją połączenia do sieci (inicjacja i likwidacja połączenia w sensie logicznym, steruje przepływem wiadomości i segmentacją bloków)
4-Transportowa -Sterowanie szybkością transmisji(funkcja nadzoru).
3- (N)Sieci -Realizuje połączenie międzywęzłowe, steruje połączeniem, rozłączeniem i podtrzymaniem, dokonuje wyboru konkretnej drogi połączenia.
2-(L)Łącza -Zabezpiecza przed błędami(kodowanie i dekod. z detekcją bł)
1-(PH)Fizyczna -Określa elektryczne i mechaniczne funkcjonalne warunki połączenia w sieci.
Przekazywane sygnały: informacyjne U(głos, dane, tekst, itp.) oraz sterujące C(te, które służą do utworzenia połączenia, do jego utrzymania i likwidacji) i utrzymania M(zarządzanie-sprawdzają jakość, sprawność terminala).
Struktura transmisji
kanał B: przepływność 64kbit/s
(fpr=8kHz, 8kHz*8bitów=64kb/s, tp=125s), kanał D: 16kb/s lub 64kb/s, kanał sygnalizacyjny, kanał H:(rodzina)
H0=384kb/s, H11=1536kb/s, H12=1920kb/s;BISDN:H2=30Mb/s,H3=70Mb/s,H4=140Mb/s
Rodzaje dostępów w ISDN:
- podstawowy 2B+D(BRA - Basic Rate)
2 kanały 2kierunkowe B z pełnym duplexem, całk. przepł. BRA=2*64+16=144kb/s
Dodatkowo wprowadza się bity ramkowania synchronizacji ⇒ całk. przepł. BRA = 192kb/s
- pierwotny: USA(PCM24)- T1- 23B+D64=1544kb/s=1,5Mb/s
Europa(PCM30/32)- E1-30B+D64=2048kb/s= 2Mb/s
synchronizacja- 64kb/s
TE2→R→TA→S→NT2→T→NT1
↑TE1(1)...TE1(8)
Terminale użytkownika(z dostępem podstawowym max 8).
- TE1 (ISDN), TE2(nieISDN)
- TA - adapter końcowy - przystos. stare urządzenia do nowej sieci w obie strony
- NT1, NT2-zespół funkcjonalny
- R,S,T,U,V styki (poprzez określony styk współpracują ze sobą zespoły funkcj.)
- S - styk 4przewodowy, 192kb/s
- T - styk 4przewodowy, 192kb/s, pkt-pkt
- R - standardy transm. pakiet. i danych:
- U - 2 przewodowy, trans. 2kierunkowa
- V - dzieli fizycz. i log. zakończenia siec,
Zespoły funkcjonalne
- NT2 - terminal sieciowy typu 2 - realizuje funkcje warstwy 1 i wyższych, np.komutacyjne lub koncentrator
- NT1 - terminal sieciowy typu 1 - realizuje funkcje warstwy 1: operac. i utrzymaniowe
- LT - zakończenie liniowe określa stan aktywności linii abonenckiej, wytwarza i dekoduje sygnały kodu transm., zasila pętlę abonencką, przeprowadza okresowe testy, zabezp. centralę przed przepięciami
- ET - zakończ. centralowe, rozpoznaje żądania ab., podejmuje decyzje o zestaw.
Styki ISDN
- 4przewodowe typu S: S0(o dost. podstawowym), S2m (o dost. pierwotnym)
- 4przewodowe typu U:Uk2
- 2przewodowe typu U:
Uk→Uk0 (transm. z kompensacją echa)
Up→Up0(naprzemienny-typu ping - pong)
S:192kb/s; U: 192 lub 160kb/s
Protokoły w ISDN uwzględniają:
- wielorakie powiązania protokołów w kanałach B i D
- różnorodność wywołań (różnego typu informacji: głos, text, obraz, dane)
- połączenia wielopunktowe
Styk S - struktura
Funkcje warstwy fizycznej:
- kodowanie danych cyfrowych
- pełny duplex w kanale B i D(2kier)
- multipleksacja kanałów do formy dostępu podstawowego i pierwotnego
- aktywacja i dezakt. obwodów fizycznych
- zasilanie od NT do terminali
- identyfikacja terminali
- wyłączenie uszkodzonych terminali
- ustalenie priorytetu dostępu do styku S kanału D
Kod transm.- zmodyfikowany kod AMI
- eliminacja składowej stałej
- możliwość detekcji błędów (wykr. zaburzeń biegunowości)
- mniejsze pasmo
1 kodujemy jako 0V (stan wys. imped.)
0 naprzemiennie ±0,75V
Kod ten modyfikuje widmo mocy
Konfiguracja okablowania na styku S
- punkt - punkt - praca z 1 terminalem oddalonym od NT o odl., na której tłum. A≤6dB(tj. ok. 1km) (przy f=96kHz)
- krótka szyna pasywna- 1 terminal jest w najbliż. sąsiedztwie NT, reszta rozrzucona. L1 jest ograniczona czasem propagacji (opóźnieniem) między najbliższym i najdalszym terminalem =różnicą opóźnienia sygnału z terminala najdalszego i najbliższego z zesp. NT
Czas trw. bitu=5,21μs. Dla ostrożności przyjęto 2,7μs= max czas opóźnienia w obie strony. L1=100-200m
Odległość terminala od szyny<10m
- długa szyna pasywna(zewn.) - wszystkie terminale są oddalone
Odległość terminala od szyny<10m, odległość terminali:25-50m
Ramkowanie i multipleksacja na S
2B+D+synchr=192kb/s. Podstawowa ramka zawiera 48bitów. Czas trwania ramki=250s. B1:2x8bitów, B2:2x8Bitów, D:4bity, ramk i sygn. 12bitów
2 ramki: NT→TE; TE→NT
(TE→NT opóźniona o 2 bity, NT nadrzędny do TE)
Ramka na styku S-cd
F - bit ramkowania - stała polaryzacja dodatnia
L - bit kompensujący - kompensuje wcześniejszą liczbę + i -
E - bit echa - powracający.(=zwrotny bit D po odebraniu przez NT informacji)
D - bit kanału sygnal
A - bit oznaczający aktywność zespołu NT
FA - pomocniczy flagowy (dod.ramkow.), wspomagający F
N - negacja FA
S1, S2 - bity do wykorzystania przez operatora
Synchronizacja ramki=lokalizacja początku ramki. Wiolacja=załamanie kodu= kodowanie dwóch kolejnych 0 symbolami i tej samej polaryzacji. Wiolacja odwrotna służy zrównoważ. wiolacji w celu wyzerow. skł. stałej.
Do rozpoznania początku ramki służą bity:
F - rozpocz. ramkę, L - kończ. poprzed.
Przy 2 kolejnych zaburzeniach drugi bit I-szego zaburzenia jest początkiem ramki, a I-szy bit II-giego załamania to bit L.
Zasada 14 bitu zaburzenie musi wystąpić 3-krotnie. Utrata synchr. - jeżeli w 2 kolej. ramkach nie ma załamania kodu. Jeżeli terminal nie ma informacji do nadania to nadaje w kanale B stałą 1 logiczną.
Kanały utrzymaniowe (informacje służbowe): wykorzystuje się bity S1(NT do TE), S2(NT do TE) i FA. Wykorzystanie tych bitów wiąże się z utworzeniem multiramek I - ego i II - ego rodzaju:
- multiramka I zawiera 5 ramek podst.,
- multiramka II zawiera 4 multiramki I
FA= 1 początek multiramki I - go rodzaju i pomocniczy w synchronizacji
M= 1 początek multiramki II - go rodzaju
Aktywizacja styku S - od strony terminala
Proces przejścia urządzeń (NT,TE) ze stanu nieaktywnego do aktywnego. Proces odwrotn= dezaktywacja. Terminal TE może mieć 8 stanów aktywności: F1, F2, ...F8, a NT 4: G1 - G4.
INFO 0 - brak sygnału; INFO 1 - ciągłe przekazywanie 2 zer i 6 jedynek, INFO 2 - podobny do ramki: 48 bitów - ramka podstawowa, w której bity kanałów B1, B2, D i E są „0”, A=0(nieaktywny), N, L wartości według reguły kodowania. INFO 3 - pełna ramka z danymi w kanałach B i D, ramka TE do NT. INFO 4 - pełna ramka NT do TE z danymi w kanałach B, D, E, bit A=1. Sygnały INFO 0 do INFO 4 są specjalnie wysyłane w trakcie aktywacji.
Dezaktywacja - rozpoczyna zespół NT.
Styk U - charakterystyka
Nie jest unormowany międzynarodowo ze względu na różnorodność linii ab. w różnych krajach. Różnice w rozwiązaniach dla styku U istnieją w:
- technice dwukierunkowej transmisji w linii jednotorowej
- kodzie (liniowym) transmisyjnym
- strukturze ramek i przepływności kanałów synchronizacji i utrzymania
- technice transmisji sygnałów cyfrowych:
1) FDM - z podziałem częstotliwości
2)TDM - z podziałem/kompresją czasu, naprzemienną, pingpongowa(w NT transmisja dwa razy szybsza niż przyjmowanie informacji)
3) Technika z kompensacją echa (może wystąpić odbicie syganłu nadawczego, który wraca z powrotem do odbiornika. Echo wynika z Zr ≠ Zf i odbicia w torze
Maksymalna długość toru Lmax:
Tr=Nt/Vt; Nt = długość bloku, Vt = szybkość transmisji
Lmax zależy także od (transm naprzem.):
- tłumienia toru, - rezystancji pętli, -przeników (wpływy zewn.), - jednostkowy czas propagacji
Przez styk U współpracują ze sobą zespoły: NT1 i LT
Skramblowanie
pozorne uprzypadkowienie - dzielenie bin. ciągu traktowanego jako wielomian przez pewien wielomian pierwotny
Skrambler - odwzorowuje jednoznacznie binarny ciąg wejściowy w inny ciąg binarny, zapewniający usunięcie długich ciągów 0 lub 1, poprawia właściwości widmowe, statystyczne i synchronizac.
Kod cykliczny ma na celu detekcję błędów w przyjętym bloku. Operację kodowania nazywamy CRC. Resztę oznacza się przez FCS.
Kody transmisyjne na styku U
Podst. wymagania w stosunku do kodów:
- zmniejszenie szybkości (częstotliwości) transmisji, -eliminacja składowej stałej, - możliwość detekcji błędów, - duża częstość zmian poziomów
2B1Q: +zmniejszona szybk. transmisji, +kompensacja, -więcej poziomów, -trudniejsze podejm. decyzji (120symboli)
4B3T(MMS43): +zmnieszona szybk. transmisji, +kod nadmiarowy, +możliwość detekcji błędów (we: 160kb/s→120kbod/s)
3B2T: + zmnieszona szybk. transmisji
Kod bifazowy: +duża częstotliwość
Kanał Utrzymaniowy
Bity M53 - M58 i M63 - M68 są bitami utworzonymi jako reszta (FSC) przy kodowaniu cyklicznym. Przy tworzeniu FCS uwzględniamy wszystkie elementy 2B + D oraz bity M4 danej superramki. Ramki w obu kierunkach są identyczne. Występuje przesunięcie (opóźnienie) ramki typu NT1 do LT względem ramki LT do NT1 o 60*2 symbole.
Aktywizacja i dezakt. na styku U
Od strony NT są wysyłane sygnały:
TN- fala prostokątna typu +3 -3 o f=10kHz
SN0- brak sygnału
SN1- sygnał ubogiej ramki (2B+D) mają stałą wartość log=1
SN2- jak SN1, ale bez superramki
SN3- pełna postać ramki i superramki
Od strony LT:
TL- jak TN
SL0- jak SN0
SL1- jak SN1
SL2- 2B+D mają wartość „0”
SL3- pełna ramka i superramka
Dla kanałów B definiuje siętylko warstwę fizyczną. Przesyłana informacja nie jest odczytywana, znany jest tylko obraz sygnału. Informacja kanału D musi być rozszyfrowana. Dla kanału D określa się 3 pierwsze warstwy.
syst. sygnal. abon. nr 1 EDSS1
Sterowanie dostępem do kanału D (protokół transmisji warstwy drugiej).
HDLC- protokół transmisji pakietowej w kanale D. Odpowiada on za wymianę informacji między poziomem 2 i 1.
Ramka HDLC jest konstrukcją logiczną(nie fizyczną). Flaga: 01111110 (1bajt). Pole danych: n>2bajty.
FCS: ciąg kontrolny powstały jako reszta z dzielenia wielom. inf. przez gener.: x^14+x^12+x^3+1
Nadziewanie bitami- wstawienie „0” po każdej serii 5 jed. w ramce HDLC bez flagi
Stosuje się w celu uniknięcia błędu spow. pojaw. się w polu danych sekwencji flag.
Wielodostęp do kanału D -kieruje nim mechanizm CSMA/CD. CSMA - określa możliwości dostępu, CD- określa wyjście z kolizji Ważną rolę spełnia kanał Echa z NT do TE. Każdy odbiornik TE śledzi bity w kanale E, które informują o tym, czy jakiś terminal jest aktywny. Licznik jedynek odbiorników TE (kasowane zerami) wyłapują jedynkę logiczną tzn. Co najmniej 8 jedynek następujących po sobie. Wtedy wiadomo, że kanał D jest wolny. Po 8 jedynkach wystartuje terminal o najwyższym priorytecie (najwyższej klasie).