دانلود مقاله ISDN

بخشی از مقاله

پیشگفتار
در گذشته تلفن ها همگی آنالوگ بودند و یک عیب بسیار بزرگ بشمار می آمد,زیرا هنگام ارسال صدا نویز وارد کانال می شد و کیفیت را به شدت کاهش می داد.کدینگ دیجیتال راهی برای کد کردن صدا و تشخیص خطا طراحی کرد .بنابراین شبکه های IDN (Intgrate digital network)طراحی شدو تمام شبکه های تلفنی آنالوگ به دیجیتال تبدیل شد.

ISDN‏ ‏چیست؟
مخفف عبارت Integrated Services Digital Network است.اساس طراحي تکنولوژي ISDN به اواسط دهه 80 ميلادي باز ميگردد که بر اساس يک شبکه کاملا ديجيتال پي ريزي شده است. در حقيقت تلاشي براي جايگزيني سيستم تلفني آنالوگ با ديجيتال بود که علاوه بر داده هاي صوتي، داده هاي ديجيتال را به خوبي پشتيباني کند. به اين معني که انتقال صوت در اين نوع شبکه ها به صورت ديجيتال مي باشد. در اين سيستم صوت ابتدا به داده ها ي ديجيتال تبديل شده و سپس انتقال مي يابد .

ISDN به دو شاخه اصلي تقسيم مي شود . N-ISDN و B-ISDN . B-Isdn بر تکنولوژي ATM استوار است که شبکه اي با پهناي باند بالا براي انتقال داده مي باشد که اکثر BACKBONE هاي جهان از اين نوع شبکه براي انتقال داده استفاده مي کنند ( از جمله شبکه ديتا ايران ) .
نوع ديگر B-ISDN يا ISDN با پهناي باند پايين است که براي استفاده هاي شخصي طراحي شده است .

در N-ISDN دو استاندارد مهم وجود دارد. BRI و PRI . نوع PRI براي ارتباط مراکز تلفن خصوصي (PBX ) ها با مراکز تلفن محلي طراحي شده است . E1 يکي از زير مجموعه هاي PRI است که امروزه استفاده زيادي دارد . E1 شامل سي کانال حامل (B-Channel ) و يک کانال براي سيگنالينگ ( D-Channel) ميباشد که هر کدام 64Kbps پهناي باند دارند .

بعد از سال 94 ميلادي و با توجه به گسترش ايتنرنت ، از PRI ISDN ها براي ارتباط ISP ها با شبکه PSTN استفاده شد که باعث بالا رفتن تقاضا براي اين سرويس شد. همچنانکه در ايران نيز ISP هايي که خدمات خود را با خطوط E1 ارايه مي کنند روز به روز در حال گسترش است .
نوع ديگر ISDN، BRIاست( نوعي که در کيش از آن استفاده شده ) که براي کاربران نهايي طراحي شده است. اين استاندارد دو کانال حامل 64Kbps و يک کانال براي سيگنالينگ با پهناي باند 16kbps را در اختيار مشترک قرار مي دهد .اين پهناي باند در اواسط دهه 80 ميلادي که اينترنت کاربران مخصوصي داشت و

سرويسهاي امروزي همچون HTTP ، MultiMedia ، Voip و .... به وجود نيامده بود ، مورد نياز نبود همچنين براي مشترکين عادي تلفن نيز وجود يک ارتباط کاملا ديجيتال چندان تفاوتي با سيستمهاي آنالوگ فعلي نداشت و به همين جهت صرف هزينه هاي اضافي براي اين سرويس از سوي کاربران بي دليل بود و به

همين جهت اين تکنولوژي استقبال چنداني نشد . تنها در اوايل دهه 90 بود که براي مدت کوتاهي مشترکين ISDN افزايش يافتند . پس از سال 95 نيز با وجود تکنولوژيهايي با سرعتهاي بسيار بالاتر مانند ADSL که سرعتي حدود8Mb/s براي دريافت و 640Kb/s را براي دريافت با هزينه کمتر از ISDN در اختيار مشترکين قرار ميدهد ، انتخاب ISDN از سوي کاربران عاقلانه نبود.

در حقيقت مي توان گفت کهISDN BRI تکنولوژي بود که در زماني به وجود آمد که نيازي به آن نبود و زماني که به آن نياز احساس مي شد ، با تکنولوژيهاي جديد تري که سرعت بالاتر و قيمت بيشتر داشتند جايگزين شده بود .
B-ISDN: Broadband ISDN
B-ISDN بر تکنولوژی ATM استوار است که شبکه ای با پهنای باند بالا برای انتقال داده می باشد که اکثر BACKBONE های جهان از این نوع شبکه برای انتقال داده استفاده می کنند (از جمله شبکه دیتا ایران).
N-ISDN: Narrowband ISDN
نوع دیگر N-ISDN یا ISDN با پهنای باند پایین است که برای استفاده های شخصی طراحی شده است. درN-ISDN دو استاندارد مهم وجود دارد، BRI و PRI .
- نوع PRI برای ارتباط مراکز تلفن خصوصی (PBX)ها با مراکز تلفن محلی طراحی شده است. E1یکی از زیر مجموعه های PRI است که امروزه استفاده زیادی دارد. E1 شامل سی کانال حامل (B-Channel) و یک کانال برای سیگنالینگ (D-Channel) میباشد که هر کدام 64Kbps پهنای باند دارند. بعد از سال 94 میلادی و با توجه به گسترش اینترنت، از PRI ISDN ها برای ارتباط ISP ها با شبکه PSTN استفاده شد که باعث بالا رفتن تقاضا برای این سرویس شد. همچنانکه در ایران نیز ISP هایی که خدمات خود را با خطوط E1 ارایه می کنند روز به روز در حال گسترش است.
- نوع دیگر BRI است( نوعی که در کیش از آن استفاده شده) که برای کاربران نهایی طراحی شده است. این استاندارد دو کانال حامل (B-Channel) با پهنای باند 64Kbps و یک کانال برای سیگنالینگ (D-Channel) با پهنای باند 16kbps را در اختیار مشترک قرار می دهد. این پهنای باند در اواسط دهه 80 میلادی که اینترنت کاربران مخصوصی داشت و سرویسهای امروزی همچون HTTP، MultiMedia، Voip و... به وجود نیامده بود، مورد نیاز نبود همچنین برای مشترکین عادی تلفن نیز وجود یک ارتباط کاملا دیجیتال چندان تفاوتی با سیستمهای آنالوگ فعلی نداشت و به همین جهت صرف هزینه های اضافی برای این سرویس از سوی کاربران بی دلیل بود و به همین جهت این تکنولوژی استقبال چندانی نشد. تنها در اوایل دهه 90 بود که برای مدت کوتاهی مشترکین ISDN افزایش یافتند.
پس از سال 95 نیز با وجود تکنولوژیهایی با سرعتهای بسیار بالاتر مانند ADSL که سرعتی حدود 10Mb/s برای دریافت و 1Mb/s را برای ارسال با هزینه کمتر از ISDN در اختیار مشترکین قرار میدهد، انتخاب ISDN از سوی کاربران عاقلانه نبود.
در حقیقت می توان گفت که BRI ISDN تکنولوژی بود که در زمانی به وجود آمد که نیازی به آن نبود و زمانی که به آن نیاز احساس می شد، با تکنولوژیهای جدید تری که سرعت بالاتر و قیمت بیشتر داشتند جایگزین شده بود.
تجهیزات دیتای غیر ISDN در ISDN
تاکنون فرض کردیم که کلیه تجهیزات در دسترسی basic دارای قابلیت کار با ISDN می باشند. برای کار این سوال پیش می آید که : چه کار باید با تجهیزاتی بکنیم که تا دیروز به شبکه دیتای دیجیتالی دیگر و شبکه های تلفنی آنالوگ متصل می گردیدند ؟
چنین ترمینالهای قدیمی دارای اینترفیس S0 نمی باشد ، به طوریکه بین ترمینالهای زیر که غیر ISDN می باشند تفاوت وجود دارد .
 ترمینالهایی با اینترفیس a/b :
ترمینالهایی هستند که می توانند با شبکه تلفنی آنالوگ کار کنند ، برای مثال مودم ، دستگاه تلفن آنالوگ ، تله فاکس Gr3 .
 ترمینالهایی با اینترفیس V.24 :
اغلب ، PC ها هستند که به عنوان ترمینالهای دیتا به کمک یک مودم در شبکه تلفنی آنالوگ عمل می نمایند.

 ترمینالهایی با اینتر فیس X.21 :
کلیه ترمینالهای دیتایی میباشند که در شبکه های دیتا با سوئیچینگ مداری (برای مثال Datex-L) یا هنگام استفاده از ارتباط مستقیم دیتا ودیگر ارتباطات دائم (ثابت) دیتا می توانند عمل نمایند .

ترمینالهایی با اینترفیس لاجیکی X.25
کلیه ترمینالهای دیتایی هستند که در شبکههای سوئیچینگ بسته ای X.25 (برای مثال Datex-P ، شبکههای خصوصی X.25) می توانند عمل نمایند .
این امکان وجود دارد که از چنین ترمینالهایی که با شبکه تلفنی آنالوگ ، شبکههای دیتای دیجیتال وهنگام استفاده از ارتباط دائم دیتا ، کار می کردند ، در آینده استفاده شود .
برای اینکه ترمینالهایی با اینترفیس ها بتوانند با شبکه ISDN کار کنند ، باید عمل تطبیق اینترفیس انجام پذیرد .

TA

TA به عنوان مبدل اینترفیس
به کمک ترمینال آداپتر ها ، ترمینالها یا تجهیزات اضافی انتخاب شده بدون اینترفیس ISDN به شبکه متصل می گردند . برای این منظور در کنترل اینترفیس معمولی [نقطه مرجع R] به کنترل در اینترفیس S0 ونیز بالعکس منتقل گردد .
یک ترمینال معمولی همراه با یک ترمینال آداپتر مربوطه را یک ترمینال قابل کار با ISDN می نامند .
برای ارتباط با ISDN انواع ترمینال آداپترهای زیر می توانند به کار برده شوند.
 ترمینال آداپتر a/b (TA a/b) :

TA a/b امروزه در وحله اول اتصال مودم ها را به ISDN امکان پذیر می سازد .
 ترمینال آداپتر (TA V.24)V.24 :

این ترمینال آداپتر (TA) اتصال تجهیزات دیتا با اینترفیس (برای مثال pc ها) را به ISDN امکان پذیر می سازد
 ترمینال آداپتر X.21/X.21 bic :
TA X21/X21 bic این امکان را می دهد ه ارتباط دیتایی که به اینترفیس X.21 یا X.21.bic مجهز می باشند در ISDN عمل نمایند .

 ترمینال آداپتر (TA X.25)X.25 برای حداقل اتحاد ISDN با X.25 :
این ترمینال دسترسی تجهیزات ترمینال دیتا با اینترفیس X.25 از طریق ISDN به شبکه X.25 را امکان پذیر می نماید (Datex-P) .
 ترمینال آداپتر (TA X.25)X.25 بر اساس X.31 برای حداکثر اتحادISDN با X.25 :
این ترمینال آداپتر ارسال دیتای بسته ای در کانال B یا D را امکان پذیر می سازد.
در اینجا کلاسه آداپتر های مختلفی قابل تشخیص می باشند که عبارتند از :
. TA X.25/B برای ارسال دیتای بسته ای در کانال B
. TA X.25/D برای ارسال دیتای بسته ای در کانال D

. X.25/B/D برای ارسال دیتای بسته ای هم در کانال B وهم در کانال D
 ترمینال آداپتر مالتی اینترفیس :
تولیداتی هستند که اجازه می دهند چندین ترمینال با اینترفیس های مختلف به ISDN وصل گردند . استانداردهای ITU (CCITT سابق) برای تبدیل اینترفیس V.24 به اینترفیس ISDN-S0 عبارتند از :

 استاندارد V.110 در ارتباط با 1.436 :
این استاندارد ها تعیین کننده چگونگی تبدیل جریانات دیتا با نرخ بیتهای 6/0 ، 2/1 ، 4/2 ، 8/4 ، 2/7 ، 6/9 ، 12 ، 4/14 ، Kbit/s 192 ( در اینترفیس V.24) به جریانات دیتای ISDN-64 Kbit/s می باشند.
 استاندارد V.120 در ارتباط با 1.465 :

این استاندارد همچنین تبدیل جریانات بیت اینترفیس V.24 را به جریان بیت Kbit/s 64 بر اساس V.110 به عمل می آورد.
با استفاده از LAP-D ( لایه2 پروتکل کانال D) این امکان وجوددارد که ار یک ارتباط انتها به انتهای کانال D بکرات استفاده گردد . در این حالت می تواند در کانال B عمل مالیتپلکس انجام پذیرد .
 استاندارد X.30 در ارتباط با 1.461

این استانداردها تعیین کننده چگونگی تبدیل جریانات بیت با نرخ بیت های 4/2 ، 8/4 ، 6/4 ، Kbit/s 64 (در اینترفیس X.21 و یا همچنین X.21 bis ) به جریانات دیتای Kbit/s 64 می باشند .

 استاندارد X.31 در ارتباط با 1.462 برای ارسال دیتای بسته ای بر اساس X.25 از طریق کانالهای B یا ISDN-D :
استفاده از ترمینال آداپترها از طرفی اجازه سریع ورود به کاربردهای ISDN را میدهد ، اما از طرفی دیگر مضراتی همراه دارد .
در ترمینال آداپترها کلیه انطباقات و تبدیلات لازم ، برای اینکه ارتباط دیتا حتی الامکان با کیفیت و فرم عادی تضمین گردد ، مد نظر قرار می گیرد . طبیعتاً استفاده صد در صد از قابلیت ISDN توسط تجهیزات ترمینالی دیتای غیر ISDN همیشه امکان پذیر نیست ، زیرا چنین ترمینالهایی برای استفاده از شبکه های دیگر مناسب می باشند .

ترمینالهای دیتای معمولی (غیر ISDN ) که اغلب برای اینکه از مزایای ISDN که مریوط به نرخ بیت بالای آنها می شود ، استفاده نمایند بسیار کند می باشند .

مقایسه استانداردهای TA
پروتکل کانال D لایه 3
پروتکل کانال D لایه 3 شامل کلیه عملیاتی می باشد که برای برقراری ارتباطات ISDN و فراهم نمودن سرویسهای ISDN لازم می باشند . این عملیات عبارتند از :
. کد گذاری پیامها مطابق با هر یک از درخواست های تکنیکی
. اجرای تبادل پیامها طبق پرسدورهای تعیین شده خاص
. اجرای سرویسهای ویژه ISDN
ترکیب پیامهای لایه 3
هر پیام شامل یک هدر و عناصر اطلاعاتی اضافی می باشد . هدر تشکیل گردیده از آشکار ساز پروتکل به عنوان مرجع مکالمه و نوع پیام . طول پیام لایه 3 به 260 اکتت محدود می باشد . نوع پیام ، دلالت بر پیام به کار برده شده لایه 3 می نماید (برای مثال SETUP-CALL PROC و ...) . هر کدام از پیامها می توانند شامل عناصر اطلاعاتی خاصی باشند که تا حدودی برای آنها مقرر و یا اینکه انتخاب می گردند (Optional) .

تشکیل پروتکلهای کانال D پیامهای لایه 3
اتصال LAN از طریق ISDN
اتصال LAN ها از طریق WAN ها خصوصاً ISDN در این میان یکی از قابل توجه ترین کاربردهای برای ارتباط کامپیوتر می باشد . این مطمئناً از یک طرف به خاطر رشد سریع LAN ها که به ویژه با افزایش اتصال PC به وجود می آید ، می باشد .
از طرف دیگر ISDN برای این کاربردهای مزایای بسیاری را عرضه می نماید .
هزینه حق اشتراک پایین ، استفاده از آن را اقتصادی می نماید و طرح ISDN یک سری

از کاربردهای جدید را در محدوده LAN امکان پذیر می سازد .

اصول اتصال LAN
یک LAN (برای مثال Ethernet و TokenRing) به طور کلی تشکیل شده از یک محیط انتقال و ایستگاههای اطلاعاتی (دیتا) مجزا به عنوان Client یا سرور هایی که از طریق این محیط انتقال به یکدیگر می توانند متصل گردند . یک LAN مثالی است برای استفاده مشترک از محیط انتقال . از اینرو باید هر ایستگاه اطلاعاتی در LAN محیط انتقال را بر اساس یک روش تعیین شده برای خود «تصرف» نماید . چنین روشی Medium Access Control نامیده می شود .
در یک LAN «کلاسیک» هر یک از ایستگاههای اطلاعاتی ، محیط انتقال را تقسیم می نمایند که این عمل Shared Medium نامیده می شود . چنین LAN ای اختصاراً SM-LAN نیز نامیده می شود و به نسل قدیمی LAN تعلق دارد . اخیراً LAN ها بر اساس تکنیک ATM نصب می گردند ، به طوریکه این نوع LAN ها شامل یک (یا چندین) سوئیچ ATM می باشد که وظیفه آنها اتصال هر یک از ایستگاهها به یکدیگر بر اساس نیاز می باشد .

LAN های مبتنی بر تکنیک ATM دیگر تعلق به گروه SM-LAN ها ندارد . آنها اصطلاحاً Switched-LAN نامیده می شود که به عنوان نسل جدیدی از LAN می تواند در نظر گرفته شود .
ساختار منطقی یک LAN
استانداردهای LAN توسط موسسه مهندسی الکتریکی و الکترونیکی (IEEE) مشخص گردیده و به زیر لایه های ISO/OSI مربوط می شود .
این مدل هم مربوط به LAN هایی بر اساس استاندارد IEEE (802.3-LANs. Token Ring) ، و هم LAN هایی بر اساس طرح FDDI می باشد .
به طور کلی استانداردهای LAN فقط توسط دو لایه از پایین ترین لایه های عملیاتی تعیین می گردد . لایه 2 در SM-LAN به زیر لایه a 2 و b2 تقسم می گردند .
 لایه 1 : لایه فیزیکی (Physical Layer)
در اینجا کلیه خواص فیزیکی مورد نیاز برای ارسال بیت تعیین می گردند که عبارتند از : مشخصه محیط انتقال LAN (کابل کشی) ، پریز اتصال و تصرف پین ها و همچنین روشی برای ارسال هر یک از بیت ها .
 a2 : لایه MAC (MAC-Layer) :
در LAN چندین ایستگاه مشترکاً از یک محیط انتقال استفاده می نمایند . از اینرو باید دسترسی به محیط انتقال تنظیم شده باشد . طریقه تصرف محیط انتقال توسط هر یک از ایستگاهها را نترل دسترسی به محیط انتقال (MAC ) می نامند و باید از همان ابتدا تعیین گردد .

مدل منطقی یک محیط تقسیم شده SM-LAN
لایه a2 دسترسی به محیط انتقال را تعیین می نماید . مهمترین روشهای دسترسی در LAN ها عبارتند از :
. (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) CSMA/CD در LAN ها بر اساس استاندارد IEEE-PO2.3 و در Ethernet .
. روش Token Ring در Token-Ring- LAN ها بر اساس استاندارد IEEE 802.5 و در LAN های FDDI .
لایه b2 : لایه LLC (LLC: Logical Link Control) :
این لایه توسط استاندارد IEEEE 802.2تعیین می گردد. وظیفه اینزیر لایه ارسال بدون خطای فریمهای (بلوکهای اطلاعاتی ، فریم های اطلاعاتی) بین بافرهای فرستنده/ گیرنده در دو ایستگاهLAN می باشد. پروتکلLLC مطابقت با پروتکل اطمینان بیت گرایHDLC می نماید.
برای استفاده از زیر لایهLLC تعداد زیادی ازSAP(1) ها بعنوان نقاط دسترسی سرویسLLC اجرا می گردند . یکSAP صراحتاً به یک حافظه ی آدرس (Port) متصل بوده و به عنوان بافر ارتباطی منحصر به فرد یک پروتکل شبکه تفسیر می گردد.
به کمک SAPها می توانداجازه دادهشود که پروتکلهای گوناگون به سرویسهایLLC دسترسی پیدا نمایند.
این طرح اجرای چندین پروتکل را در یک ایستگاهLAN امکان پذیر می سازد.