ISDN

ISDN (ang.Integrated Services Digital Network) w tłumaczeniu na język polski to Cyfrowa Sieć z Integracją Usług. Oznacza to możliwość korzystania z różnych usług telekomunikacyjnych za pomocą tylko jednego łącza (numeru). Różne formy informacji: głos, obraz, dane komputerowe przesyłane są w sposób cyfrowy. ISDN oprócz tradycyjnych połączeń oferuje także dodatkowe usługi oraz wpływa na znaczną poprawę jakości usług istniejących. Podstawowe usprawnienie, jakie wnosi ISDN w zakresie przesyłania informacji, to szybka transmisja komputerowych plików. Pojedyncze łącze ISDN umożliwia instalację 8 urządzeń końcowych (np. telefon, telefaks, komputer), z których każde może posiadać własny numer końcowy (miejski). Dwa z nich (dwie linie) mogą pracować równocześnie. Wybór urządzenia końcowego następuje automatycznie, to znaczy, że rozmowa jest łączona z aparatem telefonicznym, połączenie inicjowane przez telefaksy z telefaksem, a przesyłane pliki danych trafiają do komputera. Poza omówionym łączeniem automatycznym istnieje także możliwość wybierania urządzenia końcowego poprzez jego własny numer.

Do komunikacji z urządzeniami ISDN używane się następujące interfejsy:

•"U" - przenoszący sygnały od użytkownika do centrali telefonicznej po jednej parze  przewodów na odległość do 6 km.

•"S/T" - przenoszący sygnały od gniazdka telefonicznego do urządzenia ISDN po dwóch parach przewodów.

Jeśli sprzęt zainstalowany u użytkownika wymaga S/T należy zastosować konwerter NT    (Network Termination ), który posiada najczęściej jeden interfejs U i dwa interfejsy S/T.
Dla pełnego wykorzystania sieci ISDN specjalnie opracowano cyfrowe terminale zgodne z ogólnymi międzynarodowymi standardami np. karty PC ISDN, aparaty ISDN, modemy itp.. Podłączenie analogowych urządzeń odbywa się poprzez specjalne adaptery , które mogą być w zależności od wersji wbudowane w zakończenie sieciowe ( NT ) znajdujące się u abonenta

Typy kanałów transmisyjnych. W sieci ISDN możemy wyróżnić dwa kanały transmisyjne spełniające różne zadania:

- kanał B o przepustowości 64 kb/s

- kanał D o przepustowości 16 kb/s lub 64 kb/s

Kanał B (Bearer Channel) służy do transmisji danych użytkownika jest to kanał cyfrowy 64 kbit/s , który odpowiada w pełni kanałowi analogowemu stosowanemu w tradycyjnej telefonii (300 Hz - 3400 Hz), natomiast kanał D (Control Channel) używany jest głównie do sygnalizacji. Typ dostępu do sieci ISDN określa specyfikacje ilości i rodzaju kanałów przekazanych do dyspozycji pojedynczemu abonentowi. Za abonenta uważa się w tym przypadku nie tylko fizyczna osobę, ale także biuro, firmę, czy też inną instytucje (np. wyposażoną we własną centralkę abonencką PABX), przyłączoną do sieci publicznej za pośrednictwem łącza fizycznego.

Dostęp podstawowy 2B+D (ang. BRA Basic Rate Acces) oznacza dwa kanały B po 64 kbit/s + jeden kanał D 16 kbit/s. Jest to podstawowa konfiguracja portu ISDN. Przepływność użytkowa kanału podstawowego BRA wynosi : 2 x 64 kbit/s+16 kbit/s=144 kbit/s. Wielkość ta została ograniczona do podanych rozmiarów w celu umożliwienia wykorzystania istniejących łączy analogowych Zaletą kanałów B jest izochroniczny charakter zestawianych za ich pośrednictwem połączeń. Oznacza to, iż wartość opóźnienia transmisji dla przesyłanych nimi danych jest stała w czasie i na ogół niewielka. Pozwala to na wymianę danych w czasie rzeczywistym, co znacznie ułatwia realizacje takich usług jak przenoszenie sygnału fonii lub wizji, wymagających dużej regularności w dostarczaniu do odbiornika kolejnych próbek zakodowanego przebiegu. Pakietowy tryb pracy kanału B stosowany jest w przypadku korzystania przez abonenta z dostępu do systemów pracujących zgodnie z protokołem X.25 lub innych podobnego rodzaju usług. Kanał D pracuje tylko w trybie pakietowym. Początkowo był on przeznaczony wyłącznie do transmisji informacji sygnalizacyjnych miedzy terminalami abonenckimi, a odpowiednim wyposażeniem centralowym. Z biegiem czasu zdefiniowano jednak szereg usług (takich jak np. teleakcja), które korzystają z przesyłania danych kanałem D. Transmisja informacji w trybie pakietowym nie pozwala na pracę w czasie rzeczywistym, gdyż wnosi duże i zmienne w czasie opóźnienie przekazywanych odbiorcy kolejnych porcji informacji

Dostęp pierwotnogrupowy 30B+D (ang. PRA Primary Rate Acces) oznacza 30 kanałów B po 64 kbit/s + jeden kanał D 64 kbit/s. Port, na który składa się wiele kanałów B to nie tylko możliwość nawiązywania wielu niezależnych połączeń równocześnie, ale również jednego połączenia wielokanałowego o zwielokrotnionej przepustowości. Abonent może wykorzystywać poszczególne kanały B całkowicie niezależnie lub też łączyć je w struktury o większej przepustowości, dopasowując stopień zajętości przyznanego mu pasma do swoich aktualnych potrzeb. W tym celu zdefiniowano kanały pochodne zawierające po kilka, kilkanaście lub pełną liczbę 30 kanałów podkładowych B. Oznacza to maksymalną przepustowość 1920 kb/s w przypadku (30B+D). Z punktu widzenia użytkownika każdy kanał B stanowi oddzielną "linię telefoniczną". Format transmisji danych w łączu abonenckim dla dostępu pierwotnogrupowego odpowiada strukturze ramki podstawowej systemu PCM 32.

Opisany dostęp pierwotnogrupowy, stosowany powszechnie w krajach europejskich, oznaczany jest skrótem CEPT, pochodzącym od nazwy organizacji i zatwierdzonego przez nią standardu tworzenia grupy pierwotnej PCM. Jego amerykańska odmiana, określana symbolem T1, została dostosowana do współpracy z systemem PCM 24 i zawiera taką właśnie sumaryczną liczbę kanałów. Ich podstawowe parametry i przeznaczenie połączenia są identyczne jak w opisanym wcześniej systemie europejskim PCM 32.

Usługi oferowane przez sieć ISDN.

Usługi oferowane abonentowi przez sieć ISDN należy rozgraniczyć na dwie odmienne grupy:

Usługi przenoszenia.

Usługi przenoszenia (bazowe) są odpowiedzialne wyłącznie za przenoszenie strumieni danych miedzy punktami poszczególnych dostępów do sieci ISDN. W celu właściwej realizacji poszczególnych żądań użytkownika niezbędne jest bowiem zestawianie kanałów transmisyjnych (podkładowych) o parametrach odpowiadających wymaganiom przesyłanych nimi sygnałów.

Usługi bazowe podzielono na trzy podstawowe rodzaje:-mowa - 3.1 kHz, akustyczne - 64 kbit/s, nieograniczone

Teleusługi.

Najważniejsze zdefiniowane obecnie teleusługi to:

telefonia teleteks telefaks wideoteks poczta elektroniczna transmisja danych wideofonia telewizja teleakcja telemetria telealarm

XDSL

Technologia XDSL obejmuje następujące systemy:

o podwyższonej przepływności HDSL (High Digital Subscriber Line )

zintegrowaną IDSL

asymetryczną ADSL (Asymmetric DSL )

powszechną CDSL (Consumer DSL )

symetryczną SDSL (Symmetric DSL )

adaptacyjną RADSL (Rate Adaptive DSL )

o wysokiej przepływności VDSL (Very High Speed DSL)

Dwukierunkowe i zwykle asymetryczne końcowe urządzenia komunikacyjne - nazywane coraz częściej modemami DSL - umożliwiają transmisję w szerokim zakresie częstotliwości od 640 kb/s do kilkudziesięciu Mb/s w kierunku abonenta, zwykle przez jedną parę przewodów miedzianych łączących użytkownika z najbliższym węzłem telekomutacyjnym.

VDSL:Najbardziej zaawansowana odmiana technologii ADSL przenosząca na niewielkie odległości strumienie o szybkości ponad 52 Mb/s.

Umożliwia tworzenie asymetrycznych abonenckich łączy cyfrowych DSL o bardzo wysokiej przepływności, wykonanych z wykorzystaniem kabli światłowodowych.

Przepływność w kierunku abonenta : 12,96 Mb/s, 25,92 Mb/s, 51,84 MB/s.

Przepływność w kierunku od abonenta: od 2 Mb/s do 20 Mb/s (typowo 6,4 Mb/s na dystansie 350 m). Ze względu na stosowaną metodę modulacji DWMT, opartą na tzw. transformacie falkowej (wavelet transform), kanały cyfrowego łącza VDSL zajmują pasmo powyżej 300 kHz. W ten sposób pasmo podstawowej usługi telefonicznej (POTS) jest tu poszerzone o pasmo kanałów 2B+D podstawowej usługi ISDN

Modulacje :QAM,OFDM,DWMT

Kodowanie:DMT,CAP

Tak samo jak w systemach ADSL, w systemach VDSL są dopuszczalne dwa tory przesyłania danych:

– tor szybki, który cechuje się małym opóźnieniem

- tor wolny (nazywany również przeplotowym), w którym dzięki zastosowanemu przeplotowi zwiększa się odporność na błędy, ale kosztem wzrostu opóźnienia.

Technologia HDSL

Stosowana coraz częściej w telekomunikacji technologia HDSL jest jednym z nowocześniejszych wariantów technologii Wykorzystuje pasmo od 6 do 259 kHz. Jest to możliwe dzięki naturalnym pasmom przenoszenia par kabli miedzianych.Technologia cyfrowego łącza abonenckiego o dużej przepływności HDSL (High bit rate Digital Subscriber Line) umożliwia przesyłanie danych linią dedykowaną (bez komutacji) z szybkością 2 Mb/s (2048 kb/s) lub udostępnienie 30 kanałów telefonicznych, każdy o przepływności 64 kb/s, początkowo za pomocą trzech, następnie dwóch, a ostatnio już tylko jednej pary skręconych przewodów miedzianych.

 Pozwala ona na realizowanie przepływności binarnej sięgającej 2300 kbit/s na zwykłej skrętce miedzianej stosowanej dotychczas do realizacji zwykłych połączeń telefonicznych. W zależności od rodzaju modemu zasięg linii obsługiwanych za pomocą łącz HDSL może sięgać nawet 8-10 km.
Aby taka niezwykła wydajność była możliwa, w technologii HDSL zostały rozwiązane trzy następujące problemy limitujące szybkość na liniach miedzianych:
1) Osłabienie sygnału (attenuation) - spowodowane osłabieniem sygnału elektrycznego przesyłanego w długiej linii miedzianej.
2) Efekt podsłuchu (bridged tap) - spowodowany nie zaterminowanymi zakończeniami pętli abonenckiej, nadmiarowymi wydłużeniami pętli itd. - co powoduje dodatkowe tłumienie sygnału.
3) Efekt przesłuchu (crosstalk) - interferencje sygnałów przesyłanych w sąsiadujących liniach w jednej wiązce.
Rozwiązanie tych problemów w technologii HDSL polega na zastosowaniu jednocześnie dwu rozwiązań technicznych:
Podniesieniu częstotliwości sygnału. W większości rozwiązań HDSL stosowane spektrum częstotliwości sięga 175 lub nawet 390 kHz - a więc znacznie więcej niż w tradycyjnym, telefonicznym wykorzystaniu linii miedzianych.
Zastosowanie kodu liniowego - aby możliwe było efektywne nadawanie sygnałów cyfrowych przez zwykłe linie miedziane, potrzebne jest przekształcenie w modemie wejściowego sygnału cyfrowego w taką postać, która uwzględnia specyfikę opisanych powyżej zjawisk fizycznych osłabiających wydajność linii. 
Tę transformację nazywamy kodem liniowym. Najpopularniejszym kodem liniowym jest kod 2B1Q. Polega on na przypisaniu DWU bitów danych JEDNEMU z 4 poziomów napięcia. Ponieważ 4 poziomy napięcia nazywane są "Quaternary" - rozumiemy już, że w skrócie 2B1Q chodzi o wyrażenie sposobu zakodowania 2 bitów danych w 4 poziomy napięcia.
Technologia HDSL jest technologią przesyłu symetrycznego - zapewnia takie samo pasmo transmisyjne w obie strony.

zastosowania

- tworzenie łączy n x 64 kb/s (do pełnych 2 Mb/s) w łączach bezpośrednich i dzierżawionych;

- dostęp do grupy pierwotnej PRA ISDN;

- zwiększenie (koncentracja) liczby abonentów przyłączonych za pomocą multiplekserów i linii telefonicznej;

- realizacja połączeń pomiędzy mobilnymi stacjami bazowymi (stacjami bazowymi sieci komórkowych), a także połączeń pomiędzy sieciami lokalnymi transmisji danych (LAN-LAN Connection);

- realizacja połączeń sieci i systemów lokalnych (telefonicznych, PABX, LAN) z sieciami rozległymi i publicznymi (WAN, Internet, PSTN);

- zastępowanie uciążliwych w utrzymaniu (i wymagających regeneratorów) międzycentralowych traktów cyfrowych PCM zrealizowanych w technologii HDB3;

- tworzenie rezerwowych dróg obejściowych dla narażonych na uszkodzenia łączy i odcinków kabli światłowodowych (backup).

PON ( Passive Optical Network ).

Pasywna sieć optyczna ( PON ) jest usytuowana w grupie sieci światłowodowych FITL (ang. Fiber in the Loop ). Jest to najnowocześniejsza architektura sieci abonenckiej, budowana od podstaw na całej trasie od abonenta do węzłów sieci transportowej. Zbudowana jest z pasywnych elementów optycznych. Medium transportowym jest światłowód jednomodowy. Sygnał optyczny przenoszony przez włókno światłowodowe jest rozdzielany na kilka wiązek w pasywnych rozgałęźnikach optycznych - splitterach. Współczynnik podziału rozdzielaczy waha się od 1:2 do 1:64, zależnie od oczekiwanego zasięgu danego odcinka światłowodu i potrzeb(dla poprawy niezawodności stosuje się również 2:n), zaletą stosowania pasywnych rozdzielaczy sygnału jest brak konieczności ich zasilania-uproszczenie i obniżenie kosztów wykonania i utrzymania sieci dostępowej. może być wykonana zarówno w konfiguracji punkt - punkt ,punkt-wielopunkt. Przy dużej fizycznej redundancji kanałów i linii światłowodowych (od kilkunastu do kilkudziesięciu włókien w kablu) zapewnia integrację wielu już oferowanych usług, a także łatwą instalację nowych usług w przyszłości.

Fibre In The Loop

System FITL wykorzystuje technikę światłowodową, która zakłada stosowanie nośników optycznych w magistralnej oraz rozdzielczej części sieci telekomunikacyjnej. Zależnie od ulokowania optycznej jednostki sieciowej ONU (Optical Network Unit) można wyróżnić trzy architektury sieci: FTTB (Fibre To The Building), FTTC (Fibre To The Curb) lub FTTH (Fibre To The Home). Wszystkie te rozwiązania obejmują wykorzystanie kabla światłowodowego w transportowej części sieci. Ostatnie rozwiązanie - FTTH, to sieć abonencka całkowicie oparta o światłowód, aż do użytkownika. Jest to rozwiązanie najdroższe i jak dotąd najrzadziej stosowane.

System FITL składa się z nastepujących elementów:

1. OLT (Optical Line Termination) - zakończenie linii optycznej zwane czasami HDT (Host Digital Termination); a)zarządza przyłączonymi do siebie jednostkami sieci optycznej (ONU) oraz zapewnia połączenie systemu FITL z resztą publicznej sieci telekomunikacyjnej. b)może zarządzać systemem sygnalizacji oraz nadzoru poszczególnych ONU. c)jest odpowiedzialny za kontrolę zabezpieczeń i utrzymanie działania samego siebie oraz podległych mu jednostek optycznych ONU. Każde OLT powinno mieć możliwość podłączenia co najmniej 4 sieci ODN, 32 lub więcej ONU oraz obsłużenia 256 i więcej użytkowników w jednej sieci przy wykorzystaniu multipleksacji statystycznej

2. ONU (Optical Network Unit) - jednostka sieci optycznej; odbiera optyczny sygnał z sieci ODN. Usługi po stronie abonenckiej przenoszone są za pomocą klasycznej sieci dostępowej, najczęściej wykonanej na bazie symetrycznej pary, skrętki lub kabla koncentrycznego, do interfejsu sieciowego każdego z abonentów. Posiada funkcję przetwornika A/C dla sygnałów o częstotliwości akustycznej oraz konwersji sygnału elektrycznego na optyczny w przypadku ruchu zwrotnego od abonenta. Niezawodność tego modułu, znacząco wpływa na działanie całego systemu i silnie obniża się przy wyższych temperaturach.

3. ODN (Optical Distribution Network) - optyczna sieć dystrybucyjna; ma za zadanie fizyczne połączenie OLT z jednostkami sieciowymi ONU. Funkcje: A) bezpośrednie połączenie optyczne zapewnia bezpośrednią wymianę sygnałów optycznych pomiędzy OLT, a ONU B) Rozgałęzianie(realizowane na strumieniu wychodzącym z OLT-strumień downstream) i łączenie sygnałów optycznych(wykonywane jest na strumieniach wychodzących od poszczególnych ONU-strumień upstream): realizowane przez optyczne urządzenia rozgałęziające. C) przesyłanie sygnałów optycznych na różnych długościach fal: Zapewnienie transmisji w obu kierunkach na tym samym światłowodzie. D) monitorowanie pracy sieci: możliwość podłączenia urządzeń kontrolno-pomiarowych-monitorowabie pracy. E)interfejsy optyczne: podłączenie do niego urządzeń OLT i ONU.

Metody zwielokrotniania stosowane w sieciach FITL

Dzielą się na dwie klasy: zwielokratnianie częstotliwościowe oraz czasowe. Do zwielokrotniania częstotliwościowego zalicza się technikę WDM oraz SCM, zaś do zwielokrotniania czasowego technikę TDM.

Zwielokrotnianie WDM (Wavelenght Division Multiplexing) polega na podziale dostępnego w pewnym oknie pasma optycznego na kilka stałych nie zachodzących na siebie podpasm. Każde z nich może być wykorzystane do transmisji danych niezależnie od siebie. WDM pozwala więc na na zwiększenie ilości przesyłanych strumieni danych w jednym włóknie światłowodowym.

SCM (Sub Carier Multiplexing)-polega ona na częstotliwościowym podziale dostępnego pasma elektrycznego. Każdy abonent ma przydzieloną parę nośnych, po jednej dla każdego kierunku transmisji. Następnie wszystkie nośne modulowane są za pomocą fali optycznej. Wymagane jest stosowanie elementów liniowych. Po stronie OLT umieszcza się N modulatorów (N określa liczbę abonentów) oraz N demodulatorów (odbiorników)

TDM (Time Division Multiplexing)-polega na generowaniu pojedynczego strumienia danych o prędkości rzędu 10 Gb/s i więcej, oraz przydzieleniu każdemu użytkownikowi szczelin czasowych. Na podstawie informacji synchronizujących transmitowanych razem z danymi, odpowiednie urządzenie NT (Network Terminator) znajdujące się u każdego użytkownika wydobywa dane przeznaczone dla niego. Nie trzeba stosować elementów o dużej liniowości, po stronie OLT znajduje się jeden nadajnik i jeden odbiornik (a nie N jak w SCM), ponadto sieć można zdalnie rekonfigurować z centrum zarządzania.

Styk V5.1 zapewnia realizację usług na żądanie:

PSTN:

pojedynczy użytkownik ( z sygnalizacją DTMF lub dekadową, z/bez dodatkowych usług),

Centrale PABX (z/bez DDI, sygnalizacją DTMF lub dekadową, z/bez dodatkowych usług);

Dostęp podstawowy ISDN (konfiguracja wielopunktowa magistrali pasywnej w warstwie I w przypadku pokrywania się punktów S i T, zakończenie sieciowe NT2 (np. ISDN PABX) dołączone w punkcie T);

Połączenie stałe (realizowane w oparciu o kanał B, wykorzystuje procedurę kontrolną portu użytkownika, styk V5.1 nie bierze udziału w zestawianiu połączenia stałego);

Półstałe połączenia dzierżawione (zestawiane pomiędzy portem użytkownika sieci dostępowej i centralą lokalną w ramach funkcji zarządzania przez styk Q3).

Typy dostępu realizowane przez styk V5.2:

telefonia analogowa;

dostęp podstawowy ISDN

gdy NT1 nie należy do sieci dostępowej (ETS 300 297 ),

styk UNI (np. T) po stronie użytkownika zgodny z ETS 300 012;

dostęp pierwotny IDSN

w przypadku gdy NT1 nie należy do sieci dostępowej (ETS 300 233);

styk UNI (np. T) po stronie użytkownika zgodny z ETS 300 011;

inne dostępy analogowe lub cyfrowe dla połączeń półstałych, bez dołączonej sygnalizacji pozapasmowej.

Styk VB5

Funkcje szerokopasmowej sieci dostępowej:

przełączanie ścieżek wirtualnych

koncentracja

komutacja połączeń typu kanał wirtualny.

Typy dostępu dla VB5:

telefonia analogowa

dostęp podstawowy i pierwotny ISDN (jak w V5);

inne dostępy analogowe lub cyfrowe wykorzystujące połączenia półstałe bez sygnalizacji pozapasmowej

dostęp szerokopasmowy B-ISDN,

obsługa innych typów dostępów : usługi niesymetryczne (np. wideo na żądanie), usługi rozgłoszeniowe, połączenia lokalnych sieci komputerowych LAN.