Integrated Services Digital Network

Transkriptio

1 Integrated ervices Digital Network Kertaus IDN-liittymä rakenne rajapinnat fyysinen taso IDN merkinanto verkko- ja telepalvelut kerros 1 kerros 2 kerros 3 Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-1 Kurssin kuva välitysjärjestelmästä H.323 or IP IP IP or IUP CA, R2 IP HLR PABX IDN Kytkentäkenttä MAP puhetie YKM IUP AN V5 Ohjaus INAP CP Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-2 Page 1

2 Kertaus Kanavakohtainen merkinanto on sidottu puhekanavaan joko tilassa, ajassa tai taajuudessa. Kanavakohtainen merkinanto on varsin rajoittunutta; PCM-kehyksessä tarvitaan yksi aikaväli ja 16-kehyksen ylikehys hoitamaan puhekanavia. Kanavakohtainen R2-merkinanto on ensinmäinen standardoitu tapa välittää merkinantoa. R2 on pakko-ohjattu merkinantotapa. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-3 IDN -liittymässä on joukko standardoituja rajapintoja IDN-liittymä perustuu väylämuotoiseen rakenteeseen, johon voidaan liittää maksimissaan kahdeksan päätelaitetta. Liittymässä on erilaisia rajapintoja puhelin tietokone faxi vanha puhelin (TE1) (TE1) (TE1) (TE2) R päätesovitin (TA) verkkopääte (NT2) T verkkop (NT1) te tilaajan kiinteist ss U johtop (LT) te operaattorilla V IDNkeskus Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-4 Page 2

3 IDN perusliittymä tarjoaa käyttäjälle 2 x 64kbit/s D-kavava: 16 kbit/s B1-kanava Tilaajaliittymiä on kahdenlaisia: Perusliitymä (2B+D 16 ) Järjestelmäliittymä (30B+D 64 ) B2-kanava Perusliittymässä on kaksi tiedonsiirtoon tarkoitettua B-kanavaa ja yksi merkinantoon tarkoitettu D-kanava: Kumpaankin B-kanavaan voidaan liittää itsenäisesti toimiva päätelaite, niin että samalla linjalla (mutta eri kanavilla) voi olla yhtä aikaa kaksi yhteyttä. D-kanavan päätehtävä on IDN-päätelaitteiden ja puhelinkeskusten välinen merkinanto ja tahdistus. en liikenne on pakettimuotoista. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-5 anomapohjaiset merkinantotavat anomapohjaiset merkinantotavat on kehitetty parantamaan televerkon ohjausmahdollisuutta. anomapohjaiset merkinantotavat perustuvat televerkon keskusten ~100% digitalisoitumiseen. anomapohjaisessa merkinannossa keskukset siirtävät verkon yli informaatiota pitkälti samassa muodossa kuin ne sisäisesti sitä käsittelevät. anomapohjaiset merkinantotavat perustuvat ITU-T:n 6 (nyttemmin 7 ja IDN) suosituksiin. IDN Lähtökeskus Kauttakulkukeskus Osoitekeskus IDN ILM IUP TUP ILM Liittymämerkinanto Verkkomerkinannot Liittymämerkinanto Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-6 Page 3

4 TE2 IDN liittymä ja sen rajapinnat R TE1 TA 2B + D (144 kbit/s) Tilaajan laitteet NT2 max 8 U T U U NT1 LT ET digitaalinen tilaajajohto digitaalinen puhelinkeskus Operaattorin laitteet ET - Exchange Termination (keskuspääte) LT - Line Termination (johtopääte) NT1 - Network Termination 1 (verkkopääte) NT2 - Network Termination 2 (tilaajan verkko) TA - Terminal Adapter (päätesovitin) TE1 - Terminal Equipment 1 (IDN päätelaite TE2 - Terminal Equipment 2 (muu päätelaite) tiedonsiirto suunnat brutto: 192 kbit/s (standardi) syöttö AMI -koodi V brutto: 160 kbit/s (ei standardi) defacto: 2B1Q -koodi Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka V AMI 0 -V or inverse AMI - alternate mark inversion +V HDB3 0 -V V B 0 0 V B V or inverse HBD3 - high density bipolar 3 V - violation B-balance Esimerkkejä johtokoodeista Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-8 Page 4

5 HDLC - siirtää kehyksiä, jotka rajataan erotteilla. siirtosuunta Erote Lähetin kehyksen sisältö Erote Vastaanotin Enable/Disable Data Nolla bitin lisäys Nolla bitin poisto Enable/Disable Data Lisää aina viiden ykkösen jälkeen ylimääräisen nollan Enabled: havaitsee 5 peräkkäistä ykköstä ja poistaa automaattisesti seuraavan nollan Jos tulee kuudes ykkönen == erote. IDN D-kanavan kerros 2 = LAPD -protokolla perustuu HDLC -periaatteeseen Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka 10-9 HDLC Vastaanotin HDLC Lähetin Do forever Do forever When received count=0 Do While Enable if databit=1 count=0 set Enable Do While Enable if databit=1 count=count+1 count=count+1 if count = 5 if count = 6 send received! set count = 0 set disable fi else else pass databit (to) onwards set count = 0 fi else if databit = 0 fi if count = 5 send databit remove 0 Enddowhileenable else If disable pass databit (to) onwards send fi fi set count = 0 End fi End while enable if disable remove tail from onwards pass frame from onwards to the upper layer fi End do forever Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 5

6 (U ja V) -rajapinnat U V-rajapinta NT1 LT ET Verkkopääte NT1 liittyy keskuksen johtopäätteeseen U-rajapinnalla. iirto tapahtuu parikaapelia pitkin kaksisuuntaisesti nopeudella 160 kilobittiä sekunnissa. iirrossa käytettävää johtokoodia ei ole standardoitu. uomessa käytetään monitasokoodia 2B1Q ( -> teholliseksi bittinopeudeksi saadaan 80 kilobaudia). Kaksisuuntainen siirto yhdellä parilla perustuu kaiunpoistoon. V-rajapinnalla on käytössä erilaisia suosituksia. V1-rajapintaa sovelletaan perustilaajaliittymään. V3-liittymä on tarkoitettu vaihteille, joiden kapasiteetti 30B+D 64 kanavaa. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka (, T) -rajapinnat -rajapinta on tarkoitettu päätelaitteille. Liittymä on väylämuotoinen iihen voidaan liittää kahdeksan IDN-päätelaitetta. iirto tapahtuu molempiin suuntiin nelijohtimista kaapelia pitkin. T-rajapinta on tarkoitettu vaihdeliittymille e sijaitsee verkkopäätteen NT1 ja IDN-vaihteen NT2 välissä. tiedonsiirto suunnat syöttö T0-liitäntä on periaatteessa samanlainen kuin 0-liitäntä, ja sitä käytetään vaihteissa, joihin tulee vain yksittäisiä perusliittymiä. T2-liitäntä on tarkoitettu yritysvaihteisiin en siirtokapasiteetti on 2048 kbit/s. T2-liitännässä on yhteensä 32 kanavaa, joiden siirtonopeus on 64 kbit/s. Näistä 30 on normaaleja B-kanavia, yksi D-kanava ja yksi synkronointiin ja valvontaan tarvittava kanava (Ratkaisu on siis samanlainen kuin PCM-järjestelmässä). Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 6

7 R -rajapinta R-rajapinta erottaa päätesovittimen ja ei-idn -laitteen toisistaan. iinä noudatetaan päätelaitteen määräämää (esimerkiksi V.24, V.35 tai X.21 -suositusten mukaista) yhteyskäytäntöä. T R NT2 NT1 TE2 TA Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Käytännössä toimintoja ryhmitellään Analogia liitännät rj45 rj45 rj45 Verkkopääte rj11 rj11 Dip -kytkimet U-rajapinnan piuha Koti-IDN verkkopääte on suurin piirtein tällainen. Kytkimillä asetellaan mm. tilaajanumerot Tässä verkkopääte = NT1+TA(analog. Puhelimille) Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 7

8 Verkkopäätteen ja päättelaitteen kommunikointi Verkkopäätteen ja päätelaitteen välissä kulkeva tieto on koodattu AMI -koodilla (AMI, Alternate Mark Inversion). L hetetty bitti AMI-signaali U normaalisti joka toinen nolla on ylh ll, joka toinen alhaalla Kun IDN-liittymässä ei ole liikennettä, ovat päätelaitteet deaktivoituja. illoin liittymässä kulkee jatkuva INFO 0 -viesti. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Liittymän aktivointi Päätelaite tekee aktivoinnin lähettämällä jatkuvaa aktivointipyyntöä INFO 1. Kun verkko havaitsee aktivointipyynnön, se alkaa lähettää tahdistuskehystä INFO 2. illoin, kun verkko aloittaa aktivoinnin, se lähettää viestiä INFO 2. Kun päätelaite huomaa tahdistuskehyksen, se lopettaa aktivointipyynnön lähettämisen. ja siirtyy lähettämään aktiivitilan kehystä INFO 3. Kun puhelinkeskus on vastaanottanut aktiivitilan kehykset, se siirtyy tilaan INFO 4. Nyt fyysinen taso on aktiivitilassa ja valmis siirtoon. Aloitus Päätelaite INFO1 (jatkuva aktivointipyyntö) INFO2 INFO3 (aktiivitilan kehys) INFO4 LAPD -kehysten siirto Verkko Aloitus Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 8

9 -rajapinnan siirtokehys Päätelaitteen ja verkkopäätteen välillä siirretään 48-bitin kehyksiä 4000 kertaa sekunnissa. Tällöin saadaan bittinopeudeksi 192kbit/s NT -> TE Kehys 48 bittiä F L 8B 1 E D A FA N 8B 2 EDM 8B 1 E D 8B 2 ED L D 0 0 TE -> NT 'v r ' polariteetti D-kanavan bitti kaiutetaan F L 8B 1 L D L FA L 8B 2 L D L 8B 1 L D L 8B 2 L D L D kahden bitin viive F Kehysbitti FA Kehystahdistusbitti L DC:n tasoitusbitti N Invertoitu F A (yleens 1) B Kanavan 1. bitit 1 B2 Kanavan 2. bitit D D-kanavan bitti E Kaiutuskanavan bitti A Protokollan aktivointibitti M Monikehysbitti (yleensä 0) Varattu tulevaan käyttöön (0) Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Kehystahdistus Kehystahdistus saadaan aikaan lähettämällä AMI-koodin vastaisia bittejä. Tässä kehyksen ensimmäinen (F) ja 14. bitti (FA) ovat nollia, joitten polariteetti on 'väärä' eli sama kuin edellisen nollan. Jotta tämä tulisi kompensoitua eikä signaalin jännitekeskiarvo poikkeaisi nollasta, 'väärää' nollaa seuraa tasajännitteen tasoitusbitti (L). Huom: tässä AMI -koodi on invertoitu, eli looginen 0 lähetetään pulssina ja looginen 1 nollatasona. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 9

10 Kehyksen lisäbitit välittävät kaikua ja ohjaavat virransäästöä Päätelaite tarkkailee valvontaviestiensä perillemenoa kaiutuksen avulla. Verkkopääte (NT1) kopioi päätelaitteen lähettämän D-kanavan bitin heti seuraavaan kaiutuskanavaan E. A-bittiä käytetään virransäästöbittinä. Verkko lähettää sen avulla päätelaitteille käskyn deaktivoitua, jolloin päätelaitteet siirtyvät virransäästötilaan ja odottavat kutsua verkolta tai käyttäjän tuloa päätelaitteelle. Aktivointivaiheessa päätelaite ja verkko keskustelevat A- bitin välityksellä. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka anomapohjainen merkinanto voidaan toiminnallisesti jäsentää OI-kerroksiin ovelluskerros Esitystapakerros Istuntokerros Verkkopalvelut - piirikytkentäiset - pakettikytkentäiset Kuljetuskerros Verkkokerros iirtoyhteyskerros Fyysinen kerros Telepalvelut - peruspalvelut - lisäpalvelut Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 10

11 Verkkopalvelut ovat käyttäjän näkemiä siirtopalveluita Piirikytkentäisiin verkkopalveluihin luetaan seuraavat: puhe (peech) 3,1 khz audio 7kHzääni 64 kbit/s rajoittamaton. Pakettikytkentäisiin verkkopalveluihin luetaan seuraavat: virtuaalikutsu ja pysyvä virtuaaliyhteyspalvelu yhteydetön pakettikytkentäinen verkkopalvelu D-kanavalla käyttäjän merkinantoinformaatio -verkkopalvelu. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Telepalvelut kattavat OI:n kaikki tasot Telepalvelut ovat käyttäjän havaitsema toiminnallinen kokonaisuus, joka toteutetaan käyttäen hyväksi yhteyskäytännön kaikkia seitsemää kerrosta. Telepalvelut käyttävät hyväkseen verkko-palveluita. Telepalvelut jaetaan perus- ja lisäpalveluihin. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 11

12 Isdn Liittymän Merkinanto (ILM) ILM rakentuu protokollapinosta, joka perustuu OImallin kolmeen alimpaan kerrokseen. ILM on puhtaasti sanomapohjainen ja sisältää mahdollisuuden merkinannon siirtoon vaikka puheyhteys on auki. ILM:n käyttö perustuu IDN-liitymän aikajakoiseen rakenteeseen (D-kanava). ILM -kerros 2 on HDLC -tyyppinen LAPD-protokolla (Q Q.921). ILM-merkinanto on määritelty yleiskuvauksen osalta ITU-T:n suosituksessa Q.930 ja merkinannon osalta suosituksessa Q.931. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Q.920/Q LAPD HDLC:n perillinen. OI kerros 2: siirtoyhteys kerros. iirtää kehyksiä monelta päätelaitteelta - monelle 3.kerroksen kerrosoliolle. DLCI - data link connection id -erottelee yhteydet: DLCI = API + TEI. API = ervice Access Point Id, TEI = Terminal Endpoint Id - ovat puhtaasti kerroksen 2 termejä. Kerros 3 käyttää CEI - Connection Endpoint Id = (API+CE) kehysten järjestys säilyy - numerointi. vikojen hallinta - kevyempi kuin MTP vuon ohjaus - ikkunointi. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 12

13 LAPD kehysformaatti N-2 N-1 N Address Control HO LO HO LO Information fst FC scd API C/R E/A 0 TEI E/A 1 API - ervice Access Point Id esim 0 = call cntrl procedures TEI - Terminal Endpoint Id E/A - Address field extension bit =1=finalbit C/R - Command/Response field bit I N() 0 N(R) P N(R) P/F UMMM P/F MM 11 N() - Transmitter send sequence nr N(R) - Transmitter receive seq. Nr - upervisory function bit (esim kuittauskehykset) M - Modifier function bit P - poll when issued as a command, final bit when issued as response Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Q LAPD yksipiste yhteydet, monipisteyhteydet - broadcast Alustustila - laitenumeroa ei valittu. Kuittaamaton moodi - (Unnumbered Information) UI - kehykset - myös broadcast (esim. ETUP to B) - viat jää ylempien kerrosten huoleksi. Kuittaava moodi - I - numeroidut kehykset - vikojen hallinta ja vuon ohjaus on määritelty kerroksella 2 Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 13

14 D1 - Q merkinanto Kerros 3 - verkkokerros isältää piirikytkentäisten puhelujen muodostuksen, valvonnan ja purun. Pakettikytkentäinen yhteysproseduuri. Kontekstin/puhelun tunnistus perustuu puhelutunnisteeseen - call reference - ei esim johtokoodiin! isältää funktionaalisen ja stimus-(keypad)moodin. Käyttäjäinfon siirto merkinantosanomissa. Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Funktionaalinen ja stimulus -moodi Funktionaalinen tieto koodataan palveluspesifisiin tietoelementteihin. iksi merkinannosta tulee palveluriippuvaa, ja uusi palvelu vaatii uudet ohjelmat sekä tilaajalla että keskuksessa tämä voi olla OK, jos kyse on vaihteesta puhelinkoneen tapauksessa, vaatii JAVA:n tapaisen automaattisen ohjelmien latauksen, mitä IDN:ssä ei ole timulus -moodissa: puhelimen näppäinpainallukset välitetään merkinannossa sellaisenaan, tulkinta jää keskuksen asiaksi uusi palvelu ei vaadi uusia ohjelmia puhelimessa vaan ainoastaan keskuksessa jos puhelimessa on toiminne -näppäimiä, niiden on hyvä olla ohjelmoitavia Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 14

15 Q.931 -merkinannon perusproseduurit Tilaaja Keskus etup Off-hook, valintaa, yhteystyyppi etup_ack Aloituksen kuittaus Info Lisää numeroita/overlap sending Call_proceeding Valinta vastaanotettu, B-kanava Alerting oitto perillä Connect Vastaus, läpikytkentä, laskutus Connect_ack Kytkennän kuittaus (B/mt-pt) Puhe tai datasiirto Purkuonsymmetrinen Disconnect Katkaisu, laskenta päättyy Release Purkaminen Release_comp B-kanavan vapautus Huom: Kuvassa on vain yksi ma tapaus Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka IDN yhteenveto Merkinanto fyysisesti ja loogisesti erotettu puhekanavasta. Mielivaltaisen laaja merkkivalikoima. Q.931 merkinanto on palveluriippuvaa eli sisältää itse asiassa OI:n kerrosten 3-7 asioita! Uudet palvelut vaativat funktionaalisessa moodissa uudet ohjelmat päätelaitteisiin. Kuitenkaan mekanismia ohjelmien lataamiseksi päätelaitteeseen ei ole edes ajateltu. Multipoint rakenne monimutkaisti toteutusta merkittävästi. Kuluttajalle lisäarvo on 2 x 64kbit/s nopeus. IDN leviää Internetin tahtiin. IDN toi ensi kertaa standardin digitaalisen vaihdemerkinannon! IDN merkinantoa on uudelleen käytetty monissa johdannaissovelluksissa (V5, vaihdeverkot, IP-puhe jne.) Rka/ML -k2002 Tiedonvälitystekniikka Page 15