Коммутируемый доступ через сеть ISDN

Целью создания технологии ISDN (Integrated Services Digital Network — цифровая сеть с интегрированным обслуживанием) было построение всемирной сети, которая должна была прийти на смену телефонной сети, и будучи такой же доступной и распространенной, предоставлять миллионам своих пользователей разнообразные услуги, как телефонные, так и передачи данных. Передача телевизионных программ по ISDN не предполагалась, было решено ограничиться пропускной способностью абонентского окончания для массовых пользователей в 128 Кбит/с и 2 Мбит/c для корпоративных пользователей.

По многим причинам внедрение ISDN происходило очень медленно. Главным препятствием на пути распространения ISDN стала необходимость организации цифрового абонентского окончания (Digital Subscriber Line, DSL), требующего модернизации миллионов абонентских окончаний. В результате процесс, который начался в 80-е годы, растянулся больше чем на десять лет, так что к моменту появления в домах пользователей в 90-е годы абонентских окончаний ISDN услуги этой сети просто морально устарели. Скорость доступа 128 Кбит/с уже тогда была недостаточна для многих пользователей, а услуги со скоростью 2 Мбит/с были очень дорогими. В результате ISDN осталась нишевой технологией, используемой все реже и реже.

Базовой скоростью сети ISDN является скорость канала DS-0, то есть 64 Кбит/с. Эта скорость ориентируется на самый простой метод кодирования голоса — PCM, хотя дифференциальное кодирование и позволяет передавать голос с тем же качеством на скорости 32 или 16 Кбит/с.

Одной из оригинальных идей, положенных в основу ISDN, является совместное использование принципов коммутации каналов и пакетов.

Однако сеть с коммутацией пакетов, работающая в составе ISDN, выполняет только служебные функции — с ее помощью передаются сообщения сигнального протокола. А вот основная информация, то есть сам голос, по-прежнему передается через сеть с коммутацией каналов. В таком разделении функций есть вполне понятная логика — сообщения о вызове абонентов образуют пульсирующий трафик, поэтому его эффективнее передавать по сети с коммутацией пакетов.

Пользовательский интерфейс абонента ISDN основан на каналах трех типов: B, D и H.

Каналы типа B обеспечивают передачу пользовательских данных (оцифрованного голоса, компьютерных данных или смеси голоса и данных). Каналы типа B могут иметь постоянные соединения, а также образовывать так называемые полупостоянные соединения, которые эквиваленты соединениям каналов обычной телефонной сети.

Канал типа D является каналом доступа к служебной сети с коммутацией пакетов, передающей сигнальную информацию со скоростью 16 или 64 Кбит/с. Передача адресной информации, на основе которой осуществляется коммутация каналов типа B в коммутаторах сети, является основной функцией канала D. Другой его функцией является поддержание сервиса низкоскоростной сети с коммутацией пакетов для пользовательских данных. Обычно этот сервис выполняется сетью в то время, когда каналы типа D свободны от выполнения основной функции.

Пользовательский интерфейс ISDN представляет собой набор логических каналов определенного типа и с определенными скоростями. Сеть ISDN поддерживает два вида пользовательского интерфейса: с начальной (Basic Rate Interface, BRI) и основной (Primary Rate Interface, PRI) скоростями передачи данных.

Начальный интерфейс (BRI) ISDN предоставляет пользователю два канала по 64 Кбит/с для передачи данных (каналы типа B) и один канал с пропускной способностью 16 Кбит/с для передачи управляющей информации (канал типа D). По замыслу разработчиков технологии ISDN один канал типа B пользователь может задействовать для подключения цифрового телефона, а второй — для подключения компьютера.

Основной интерфейс (PRI) ISDN предназначен для пользователей с повышенными требованиями к пропускной способности сети. Он обеспечивает скорость 2,048 Мбит/c (европейский вариант) или 1,544 Мбит/с (американский вариант).

Несмотря на значительные отличия от аналоговых телефонных сетей, сети ISDN используются для организации удаленного доступа в основном так же, как аналоговые телефонные сети, то есть как сети с коммутацией каналов, но только более скоростные. Кроме того, качество цифровых каналов гораздо выше, чем аналоговых, а следовательно, существенно ниже процент искаженных кадров и значительно выше полезная скорость обмена данными.

Обычно интерфейс BRI служит в коммуникационном оборудовании для подключения отдельных компьютеров или небольших локальных сетей домашних пользователей, а интерфейс PRI — для подключения сети средних размеров с помощью маршрутизатора.

Схема удаленного доступа через ISDN показана на рис. ниже.

Рис. Удаленный доступ с использованием ISDN

Для удаленного доступа необходимо оснастить компьютеры пользователей терминальными адаптерами, а в POP установить маршрутизатор, имеющий один или несколько интерфейсов PRI. В этом случае максимальная скорость доступа для отдельного пользователя будет равна скорости передачи двух каналов типа B, то есть 128 Кбит/с. Драйверы терминальных адаптеров ISDN умеют объединять два отдельных физических канала типа B в один логический канал. Для этого служит расширение протокола PPP — многоканальный протокол MLPPP. Если пользователь удаленного доступа согласен ограничиться скоростью 64 Кбит/с, он может задействовать второй канал типа B своего интерфейса BRI для параллельной работы телефона ISDN, что невозможно сделать при применении аналогового коммутируемого модема.