telefoon ISDN-2 ISDN-netwerk

8 ISDN

Voorkennis Datacommunicatie:

· Functie X.25-protocol.

Informatica:

· Functie internet-provider en inbelpunt.

Inleiding Het Integrated Services Digital Network (ISDN) biedt onderstaande mogelijkheden: a) b) c) d)

overdracht van spraak, data en video; relatief snel verbindingen opbouwen en verbreken; op verzoek extra bandbreedte toewijzen aan gebruiker; een circuitgeschakelde netwerkverbinding waarin relatief weinig transmissiefouten en vertragingen optreden; e) verschillende beveiligingniveaus voor eindgebruikers die met elkaar communiceren.

computer telefoon

fax

pin-automaat

ISDN-2

B1-kanaal

D-kanaal

B2-kanaal

ISDN-netwerk

telefoonnet

verbindingsgericht datanet (X.25) eindgebruiker

Figuur 8.1 ISDN-diensten De ITU-T heeft voor ISDN-netwerken D-, B- en H-kanalen gedefinieerd. Eigenschappen van deze kanalen staan in tabel 8.1.

© ing. W.J. Roos (EPN) ISDN-theorieboek

1

Tabel 8.1 ISDN-kanalen kanaal functie

D

B H0 H11 H12 N x 64

transmissiesnelheid [Kbit/s]

Transporteert signalerings-informatie en dataverkeer. Het betreft hier gratis dataverkeer voor relatief kleine berichten. Signalerings-informatie dient voor het opbouwen, in stand houden en verbreken van verbindingen via D-, B- of H-kanalen. Transporteert informatie tussen gebruikers. (Engelse benaming: Bearer services) Transporteert informatie tussen gebruikers. (Engelse benaming: Wideband bearer services) Transporteert informatie tussen gebruikers (24 B). (Engelse benaming: Wideband bearer services) Transporteert informatie tussen gebruikers (30 B). (Engelse benaming: Wideband bearer services) Transport informatie tussen gebruiker. De bandbreedte is variabel. Het ISDN-netwerk verhoogt de bandbreedte in stappen van 64 Kbit/s.

16 (ISDN-2) of 64 (ISDN-30) 64 384 1536 1920 64 tm 1920

Een toegangs-interface is de fysieke verbinding tussen een gebruiker en het ISDN-netwerk. Deze interface is anders dan de toegangs-interface tot het telefoonnetwerk. Meerdere gebruikers kunnen tegelijkertijd via één fysieke ISDN-verbinding communiceren. Dit is bij het telefoonnetwerk onmogelijk. ISDN-toegangs-interfaces die de ITU-T heeft gedefinieerd staan in tabel 8.2 Tabel 8.2 ISDN-toegangs-interfaces toegangs-interface

ISDN-2 Engelse benaming: Basic Rate Interface (BRI) ISDN-30 Engelse benaming: Primary Rate Interface (PRI)

[Kbit/s]

beschikbare transmissiesnelheid voor gebruikers [Kbit/s]

2B + D16

192

144

30B + D64

2048

1984

structuur

totale transmissiesnelheid

ISDN-2 biedt de mogelijkheid om tegelijkertijd via één fysieke verbinding te telefoneren en/of data te versturen met een transmissiesnelheid van 64 Kbps. Daarnaast kan het ISDN-netwerk beide B-kanalen bundelen. Het besturingsysteem Windows 98 ondersteunt deze optie. Wanneer het inbelpunt van de internet-provider eveneens overweg kan met gebundelde B-kanalen, krijgen we vanuit een Windows 98-computer toegang tot het internet met een transmissiesnelheid van 128 Kbit/s. ISDN-30 omvat 30 B-kanalen. In de praktijk wordt deze ISDN-toegangs-interface gebruikt voor bedrijfcentrales (PABX-en). Twee B-kanalen bundelen is voor sommige breedbandapplicaties onvoldoende. Een voorbeeld hiervan is video-conferencing. Breedbandapplicatie hebben meer dan twee B-kanalen nodig. Binnen de toegangs-interface ISDN-30 kunnen we H0- en N x 64-kanalen reserveren voor breedbandapplicaties.


2

ISDN-30 ISDN-2

64 Kbps

B2

16 Kbps

B1

64 Kbps

B2

64 Kbps

B30

spraak en data

B1

spraak en data

64 Kbps

64 Kbps

D

signalering

64 Kbps

D

signalering

Figuur 8.2

Toegangs-interfaces

8.1 ISDN-aanbevelingen Onderleiding van de ITU-T houden verschillende studiegroepen (SG’s) zich bezig met het ontwikkelen van aanbevelingen voor verschillende typen WAN’s. Aanbevelingen voor publieke datanetwerken en telefoonsignalering publiceert de ITU-T respectievelijk onder de namen X-series en Q-series. Sommige leden van studiegroepen die deze series ontwikkelen, zijn eveneens lid van SG XVIII. Deze studiegroep is verantwoordelijk voor ISDN-aanbevelingen (I-series). Vandaar dat sommige aanbevelingen in de I-series hetzelfde zijn als in de X- en Q-series. Ondersteuning van X.25-terminals op een ISDN-netwerk bijvoorbeeld, is beschreven in de I.462- en X.31-aanbeveling. Beide aanbevelingen zijn identiek! De signaleringsprocedure langs het D-kanaal die zorg draagt voor het opbouwen, instandhouden en verbreken van een verbinding via een B- of H0-kanaal is beschreven in de I.451-aanbeveling. Deze aanbeveling is precies hetzelfde als de Q.931-aanbeveling. In figuur 8.3 staat een overzicht van de series waarin de ISDN-aanbevelingen zijn beschreven.

I.200-series Service-aspecten

Werking en andere aspecten

I.100-series • Algemene ISDN-concepten I.600-series Onderhoudprincipes

• Structuur van de I-series • Terminologie

I.300-series Netwerkaspecten

• Algemene methoden

I.500-series Internetwerk-interfaces

I.400-series Interface-aspecten tussen gebruiker en netwerk

Figuur 8.3 I-series


3

Voor de licht grijze OSI-lagen in figuur 8.4 publiceert de ITU-T ISDN-aanbevelingen.

Voor signalering zijn deze OSI-lagen niet ingevuld.

applicatielaag presentatielaag sessielaag transportlaag netwerklaag

I.462/Q.931

datalink-laag

Open systemen en ISDN-telefoontoestellen bepalen invulling van de OSI-lagen in het gearceerde gedeelte.

X.25 PLP

I.441/Q.921

X.25 PLP Frame Relay

LAP B

ISDN-2: I.430-aanbeveling ISDN-30: I.431-aanbeveling

fysieke laag

signalering

packet switching

D-kanaal

circuitswitching

semipermanent

packet switching

B- en H-kanalen

Figuur 8.4 OSI-model Binnen de I-series zijn geen aanbevelingen opgesteld voor de OSI-lagen 4 tm 7. Deze lagen vullen beheerders van open systemen in. Voor het opbouwen, in standhouden en verbreken van een ISDNverbinding zijn alleen de OSI-lagen 1 tm 3 binnen het Tv-kanaal van belang. De I.430- en I.431-aanbeveling zijn respectievelijk voor de fysieke laag van ISDN-2 en ISDN-30 gedefinieerd. ISDN-apparaten multiplexen B- en D-kanalen over dezelfde fysieke verbinding, vandaar dat deze aanbevelingen voor beide kanalen hetzelfde is. Voor de datalinklaag binnen het D-kanaal is het Link Access Protocol for D-channel (LAPD) ontwikkeld. Dit protocol is afgeleid van het HDLC-protocol. ISDNapparaten van de abonnee en de lokale ISDN-centrale wisselen onderling via het D-kanaal LAPD-frames uit. Op laag 3 biedt het D-kanaal een signaleringsdienst (I.462) en packet switching (X.25 PLP) aan. De datalink-laag plaatst het X.25 PLP-pakket in het dataveld van het LAPD-frame. Op deze manier krijgt de gebruiker via het D-kanaal toegang tot een verbindingsgericht datanet. Applicaties die relatief weinig bandbreedte nodig hebben, maken gebruik van packet switching via het D-kanaal. Voorbeelden hiervan zijn pinautomaten, alarmsystemen, email-verkeer en energiebeheer. Circuit switching, packet switching en semipermanent zijn schakeltechnieken die het ISDN-netwerk ondersteunt voor een verbinding langs het B-kanaal. ISDN voor circuit switching omvat het B- en Dkanaal. Het D-kanaal transporteert signalerings-informatie tussen een ISDN-randapparaat en de lokale ISDN-centrale. Dit is nodig om een circuitgeschakeld B-kanaal tussen eindgebruikers op te bouwen, in stand te houden en te verbreken. Het B-kanaal wordt toegepast voor de transparante data-overdracht van gebruikersdata. De ISDN-toegangs-interface voegt geen protocolinformatie toe aan data die we versturen.


4

Gebruikers kunnen met de ISDN-netwerkbeheerder afspreken, dat zij voor onbepaalde tijd de beschikking krijgen over een semi-permanente verbinding langs het B-kanaal. Dit betekent dat de ISDNverbinding altijd beschikbaar zijn. We kunnen onmiddellijk beginnen met het versturen/ontvangen van data langs een semi-permanent B-kanaal. Via een B-kanaal kunnen we ook toegang krijgen tot systemen die zijn aangesloten op een verbindingsgericht datanet of frame relaying-netwerk. 8.2 ISDN-diensten Terminal Equipment (TE) geeft aan welke diensten het ISDN-netwerk moet leveren. Parameters die bij de verlangde diensten behoren, zet de TE in een SETUP-bericht tijdens het opbouwen van een verbinding. ISDN-diensten zijn opgedeeld in een aantal categorieën, zie figuur 8.5.

toegangsparameters informatie-parameters voor overdracht

toegangsparameters

lokale centrales TE

TE ISDN-netwerk aanvullende diensten

aanvullende diensten

bearer-diensten

TE is de afkorting van Terminal Equipment. Voorbeelden van TE zijn ISDN telefoontoestellen, computers en videoconferencing-apparatuur.

Figuur 8.5

ISDN-services

Bearer-diensten (dragerdiensten) maken data-, spraak-, audio- en video-verkeer mogelijk tussen TE’s. Deze diensten hebben betrekking op de onderste drie lagen van het OSI-model. Het ISDN-netwerk laat de invulling van de hogere OSI-lagen over aan TE’s. 8.2.1 Diensten en parameters In de I.210- en I.230-aanbevelingen zijn de functies van bearer-diensten beschreven. Deze aanbevelingen hebben daarnaast betrekking op toegangsparameters, informatie-parameters voor overdracht langs het ISDN-netwerk en aanvullende diensten. Toegangsparameters geven aan op welke wijze een TE toegang krijgt tot ISDN-netwerkfaciliteiten. In de informatie-parameters voor overdracht legt een TE vast op welke wijze het transport van informatie binnen het ISDN-netwerk moet plaatsvinden. Aanvullende diensten (Q.932/I.452) zorgen voor flexibele bearer-diensten. Voorbeelden hiervan zijn: wisselgesprek, doorschakelen, gesprek in wachtstand, nummerweergave en gesprekkostenindicatie.


5

Informatie-parameters voor overdracht In tabel 8.3 staan zeven informatie-parameters om een data-transfer-methode binnen het ISDN-werk te selecteren. Voor elke parameter kan een TE kiezen tussen verschillende opties. Elke optie correspondeert met een octet in het SETUP-bericht. Tabel 8.3

Informatie-parameters

informatie-parameters voor overdracht langs het ISDN-werk 1. schakeltechniek 2. transmissiesnelheid informatie-overdracht [Kbit/s] 3. informatie-overdracht 4. structuur 5. totstandkoming van verbinding 6. symmetrie 7. configuratie van verbinding

mogelijke waarden van de parameters

circuit switching 64

2 x 64

384

packet switching

1536

1920

N x 64

onbeperkte spraak 3,1 KHz 7 KHz digitale informatie audio audio 8 KHz data ongestructureerd integiteit integriteit op verzoek gereserveerd één richting point-to-point

twee richtingen symmetrisch multipoint

frame relaying

andere snelheid 15 KHz audio TSSI

video

andere

RDTD permanent

twee richtingen asymmetrisch broadcast

Informatie-overdracht vindt bij bearer-diensten plaats op basis van circuit switching, packet switching of frame relaying. Circuit switching passen we toe voor applicaties die zeer gevoelig zijn voor vertragingen binnen het netwerk. Voorbeelden hiervan zijn: spraak, audio en video. Tussen packet switching en frame relaying bestaan overeenkomsten. Packet switching is gebaseerd op de onderste drie lagen van het OSImodel. Frame relaying daarentegen op de onderste twee lagen. In hoofdstuk 9 komt frame relaying uitvoerig aan de orde. Transmissiesnelheden van 64, 384, 1536 en 1920 Kbit/s corresponderen met het B-, H0-, H11- en H12kanaal.De 2x64-Kbit/s-dienst stelt een TE in staat om beide B-kanalen tegelijkertijd te gebruiken van de ISDN-2-toegangs-interface. Een TE die is aangesloten op de ISDN-30-toegangs-interface kan twee of meerder B-kanalen tegelijkertijd gebruiken (Nx64). Mogelijkheden van informatie-overdracht hebben betrekking op de wijze waarop centrales binnen het ISDN-netwerk informatie transporteren. Onbeperkte digitale informatie is een bitstroom waarin elke willekeurige bitcombinatie voorkomt. Deze vorm van informatie-overdracht gebruiken TE's voor dataverkeer. Spraak en 3,1 KHz audio zijn twee vormen van informatie-overdracht die TE's voor spraakverkeer kunnen gebruiken. De reden waarom het ISDN-netwerk beide diensten aanbiedt, heeft te maken met kostenbesparing. Dit kan het ISDN-netwerk bereiken door bij 3,1 KHz audio-overdracht compressie- en coderingstechnieken toe te passen voor menselijk spraakverkeer. ISDN-modems daarentegen gebruiken de beschikbare brandbreedte op een onvoorspelbare manier tijdens de datatransfer. Hierdoor levert het toepassen van datacompressietechnieken nauwelijks kostenbesparing op binnen het ISDN-netwerk. Zeven- en vijftien-KHz audio levert een audio-dienst die respectievelijk overeenkomt met een AM- en FMverbinding. De videodienst is bestemd voor de overdracht van visuele informatie. De informatieoverdrachtsvorm spraak past het ISDN-netwerk standaard toe bij circuit switching. Structuurparameters specificeren transmissie-eenheden binnen het ISDN-netwerk. De structuurvorm data integriteit past het ISDN-netwerk toe bij packet switching en frame relaying. Het ISDN-netwerk levert


6

frames in dezelfde volgorde af bij de geadresseerde TE, zoals de TE aan de zendzijde de frames verstuurt. ISDN-telefoontoestellen passen Puls Code Modulatie (PCM) toe om het analoge spraaksignaal te digitaliseren aan de zendzijde. Een PCM-modulator bemonstert het analoge spraaksignaal 8000 keer per seconde. Dit betekent dat het tijd-interval tussen twee opéénvolgende monsters gelijk is aan: 1/8000 = 125 microseconden, zie figuur 8.6.

signaalniveau één periode van het analoge telefoonsignaal 255 125 microseconden 200

150

50

monster 1

100

monster 2

133

0 tijd

binaire waarde: 11001000

binaire waarde: 10000101

Figuur 8.6 Puls Code Modulatie Acht-KHz integriteit impliceert dat het ISDN-netwerk de acht bits van twee opéénvolgende monsters precies om de 125 microseconden aflevert bij de geadresseerde TE. Time Slot Sequence Integrity (TSSI) is bestemd voor de 2 x 64 of N x 64 transmissiesnelheden waarbij TE’s het ISDN-netwerk twee of meerdere B-kanalen laten bundelen. Op deze manier behalen TE’s een totale transmisiesnelheid die een veelvoud is van 64 Kbit/s. TSSI impliceert dat het ISDN-netwerk de informatie bij de ontvangende TE in dezelfde volgorde aflevert, zoals de zendende TE de informatie verstuurt. Restricted Diffrential Time Delay (RDTD) wordt tezamen met acht-KHz integriteit gebruikt. Deze parameter geeft aan dat de vertraging van gedigitaliseerde monsters in het ISDN-netwerk niet groter


7

mag zijn dan 50 milliseconden. Ongestructureerd betekent dat er geen structuur aanwezig is binnen de geboden dienst. Parameters voor de totstandkoming van een verbinding geven aan op welk moment het ISDN-netwerk de vereiste dienst realiseert. Op verzoek betekent dat een TE een verbinding moet aanvragen bij het ISDNnetwerk. Deze verbinding realiseert het ISDN-netwerk onmiddellijk. Gereserveerd houdt in dat de gebruiker een bepaalde dienst reserveert voor een bepaalt tijdstip. Deze optie gebruiken we bijvoorbeeld voor een conferentie met andere gebruikers op een afgesproken tijdstip. Permanent impliceert dat de ISDN-verbinding altijd aanwezig is. Symmetrie-parameters geven aan of de informatie in één of twee richtingen stroomt en of de transmissiesnelheid in beide richtingen hetzelfde is. Eén richting (simplex) betekent dat de transmissie maar in één richting plaatsvindt. Twee richtingen symmetrisch is de standaardwaarde en houdt in dat beide TEs met dezelfde transmissiesnelheid informatie versturen. Twee richtingen asymmetrisch impliceert dat beide TE’s informatie versturen, maar dat de toegestane transmissiesnelheid in de twee richtingen verschillend is. Deze situatie doet zich voor als TE A veel data verstuurt naar TE B en TE B daarentegen maar heel weinig data naar TE A stuurt. Parameters voor de configuratie van een verbinding hebben betrekking op de onderlinge verbindingen tussen TE’s. Point-to-point is een rechtstreekse verbinding tussen twee TE’s. Multipoint is een verbinding tussen meerdere TE’s die onderling met elkaar communiceren. Broadcast stelt een gebruiker in staat om één bericht naar een groep gebruikers te sturen. 8.2.2

Toegangsparameters

In tabel 8.4 staan toegangsparameters die de verbinding karakteriseren tussen een TE en de lokale ISDN-centrale. Deze parameters bevatten informatie over het type kanaal en protocollen die een TE gebruikt om toegang te krijgen tot de vereiste ISDN-netwerkdienst. Toegangsparameters geven niet aan hoe het ISDN-netwerk de informatie transporteert. En ook niet op welke wijze het ISDN-netwerk de verbinding tot stand brengt. In de G.711-aanbeveling bijvoorbeeld is de spraakcoderingtechniek PCM beschreven. Een ISDNtelefoontoetsel geeft via het D-kanaal de G.711-parameter in het SETUP-bericht door aan de lokale ISDNcentrale. Het ISDN-netwerk realiseert de gevraagde verbinding alleen met een andere TE, als deze eveneens de G.711-aanbeveling ondersteunt. Dit is een verschil met het openbare telefoonnet. Vanaf een analoog telefoontoestel kunnen we een verbinding tot stand brengen met een modem. Deze verbinding is door het gepiep van het modem weliswaar zinloos. Maar de verbinding is tot stand gekomen! Tabel 8. 4 Toegangsparameters toegangsparameters 1 toegangskanaal en transmissiesnelheid

mogelijke waarden van de parameters B H0 H11

D

2. D-kanaal (laag 1) 3. D-kanaal (laag 2) 4. D-kanaal (laag 3)

I.430/I.431

I.461

5. B-kanaal (laag 1) 6. B-kanaal (laag 2) 7. B-kanaal (laag 3)

I.430/ I.460 I.431 HDLC LAPB T.70-3

I.440/I.441 I.450/ I.451


I.462 I.462

I.461 I.461 I.440/ I.441

I.463 X.25 (LAPB) X.25 (PLP)

I.462 I.462

I.463 X.25 X.25

I.463

I.465 (V.120) I.462

H12 V.120 (I.465) Q.922 (LAPF) Q.933

G.711

G.722

Q.922 (LAPF) I.462

8

8.3

ISDN-apparatuur

De lokale ISDN-centrale waarop de TE's van de klant zijn aangesloten levert de gevraagde diensten. Om deze diensten te kunnen leveren, is het noodzakelijk dat ISDN-centrales via een gereserveerde bandbreedte onderling signalerings-informatie uitwisselen. Dit gebeurt op basis van het Signaling System No. 7 (SS7). Door databases te koppelen aan het ISDN-netwerk kunnen we het SS7-signaleringssysteem ook voor andere doeleinden gebruiken, zoals 800-nummers en het controleren van credit-kaarten. Network Termination type 1 (NT1) koppelt de ISDN-bekabeling bij de klant aan de fysieke verbinding die aanwezig is tussen de ISDN-centrale en de klant. Functies van een NT1 zijn: monitoren van de verbinding, timing, omzetten van ‘binnenhuis-ISDN-code’naar de ‘buitenhuis-ISDN-code’. NT2-apparatuur zijn apparaten die bij de klant schakel-, multiplexen samenvoegfuncties aanbieden. Voorbeelden hiervan zijn PABX-en, multiplexers, routers en terminal controllers. Een NT2 geeft ISDNdiensten door aan gebruikers die op de NT2 zijn aangesloten. Het komt voor dat de NT2 protocollen moet omzetten. Op een PABX is bijvoorbeeld een analoog telefoontoestel aangesloten. Wanneer de gebruiker van dit toestel naar een ISDN-gebruiker belt , zet de PABX het analoge signaal om in een signaal dat voldoet aan de G.711-aanbeveling. Daarnaast verstuurt de PABX via het D-kanaal een SETUP-bericht waarin de telefoonnummers staan van de oproepende en opgeroepen abonnees. Terminal Equipment type 1 (TE1) is de verzamelnaam van apparatuur die ISDN-protocollen en –diensten ondersteunen. Voorbeelden hiervan zijn: een ISDN-telefoontoestel en een computer waarin een ISDNkaart is geplaatst. Terminal Equipment type 2 (TE2) is apparatuur die niet ISDN-protocollen en –diensten ondersteunt. Een Terminal Adapter (TA) maakt het mogelijk dat TE2-apparatuur toch kan communiceren met TE1-apparatuur.

verbindig tussen klant en ISDN-centrale

situatie bij de klant

S

ISDN Terminal Equipment (TE)

schakel apparatuur van gebruiker (NT2)

T

lokale terminator (NT 1)

ITU-T gedefinieerde koppelvlakken

geen ISDNapparatuur (TE2)

R standaard van TAproducent

terminal adapter (TA)

ISDNcentale

ISDNnetwerk

S- of T-koppelvlak

Figuur 8.7 ISDN-apparatuur en koppelvlakken


9

8.4 Fysieke laag ISDN-netwerk Aanbevelingen voor de fysieke laag van de ISDN-2-aansluiting-interface zijn gedefinieerd in I.430. Deze aanbeveling heeft betrekking op de communicatie tussen TE- en NT-apparatuur via de S- en T-interface. In figuur 8.8 zijn vier verschillende configuraties afgebeeld die we kunnen toepassen voor de communicatie tussen TE- en NT1-apparatuur.

100 O

1

S-bus

TR

TE

NT 1

point-to-point-verbindinding

max. 25m

max. 1000 m max. 180 m

korte passieve bus (NT 1 aan het einde van de bus)

S-bus

NT 1

max. 10m

TR 100 O TE 1

TE

TE

2

8

max. 180 m

korte passieve bus (NT 1 in de bus)

NT 1

S-bus max. 10m

TR 100 O

TE

TE 1

2

max. 500 m

TE 1

8 NT 1

max. 50m

100 O

100 O

TE

S-bus

TR

TR

TE 4

lange passieve bus

Figuur 8.8 Configuraties voor ISDN-2 De term passieve bus in figuur 8.8 refereert aan het feit dat de configuratie geen actieve componenten zoals versterkers en repeaters bevat. De afkorting TR staat voor Terminating Resistor (Nederlandse vertaling: afsluitweerstand). Indien de impedantie van de afsluitweerstand hetzelfde is als de impedantie van de bekabeling, treden aan het eind van de bus geen reflecties op. Reflecties veroorzaken storingen en moeten we voorkomen. Voor de fysieke verbinding tussen een TE en NT zijn twee aderparen nodig. Eén aderpaar voor het datatransport van de NT1 naar de TE en één aderpaar van de TE naar de NT1 te sturen. Zie figuur 8.9.


10

S-bus

NT1

a1

a1

b1

b1

a2

a2

b2

b2

TR

TR

Integrated interface component

+ 5 Volt noodstand

dc-dc converter

TE

werkstand noodstand

lokale voeding

220 V

220 V werkstand

verbinding tussen klant en ISDN-centrale

situatie bij de klant Figuur 8.9 Elektrische configuratie

De klant levert de NT1-voedingspanning. Wanneer deze spanning niet aanwezig is, vallen de wisselschakelaars automatisch terug in de noodstand. Het ISDN-netwerk levert dan de voedingsspanning. Op de S-bus kunnen we in de noodstand één TE aansluiten die niet beschikt over een eigen voedingsspanning. Transmissie bij de klant vindt plaats op basis van pseudo-ternary-codering. Bij deze coderingstechniek is een binaire "één" 0 Volt en een binaire "nul" 750 mVolt. Bij opeenvolgende binaire nullen verandert de polariteit van de spanning (+750, -750, + 750… . etc.). Hierdoor bevat een pseudo-ternary-signaal geen gelijkspanningscomponent.

+750

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

U [mV]

tijd

U [mV]

-750

Figuur 8.10 Pseudo-ternary


11

Transmissie langs de S-bus is georganiseerd in groepen van 48 bits. Per seconden versturen TE’s en de NT 4000 groepen van 48 bits. Dit betekent dat de transmissiesnelheid langs de S-bus gelijk is aan: 48 x 4000 = 192 Kbit/s. In figuur 8.11 is de opbouw afgebeeld van één I.430-transmissiegroep.

8 bits

L DL

B2

8 bits

8 bits

B1

L DL

LD L

B2

8 bits

L Fa L D L

B1

LF

TE-frame (van TE naar NT)

NT-frame (van NT naar TE)

B1

FL

E D AFa N

B2

E DM

B1

E DS

B2

EDL

B1

48 bits verstuurt in 250 microseconden

Figuur 8.11 I.430-transmissiegroep In tabel 8.5 staat een korte toelichting op de bits die aanwezig zijn binnen een groep. Tabel 8.5 bit F L D E FA A N B1 B2 M

Bits in I.430-transmissiegroep

functie Framing-bit. Markeert begin van een 48 bits-groep. Balanceringbit. Hierdoor is er geen gelijkspanningscomponent aanwezig in een 48 bits-groep. D-kanaal. Echo-bits. De D-bits die TE’s versturen, zendt de NT via het E-kanaal terug naar de TE’s. Aanvullende framing-bits. NT verstuurt A-bits om TE’s te activeren. Bitwaarde is gelijk aan het complement van het FA.-bit B1-kanaal. B2-kanaal. Multi-framing-bit

TE’s die op één van de multi-point-verbindingen in figuur 8.8 zijn aangesloten, delen het B1-, B2- en Dkanaal. Anders geformuleerd: één TE gebruikt het D-kanaal. De overige TE’s wachten totdat deze TE klaar is met het D-kanaal.


12

Via het D-kanaal vraagt een TE een B-kanaal aan bij de lokale ISDN-centrale. Langs het D-kanaal deelt de ISDN-centrale mee welk B-kanaal de TE mag gebruiken. De kans bestaat dat meerdere TE’s tegelijkertijd proberen om toegang te krijgen tot het D-kanaal. Aangezien maar één TE het D-kanaal mag gebruiken, heeft de ITU-T de volgende toegangsprocedure ontwikkeld: 1. Een TE die geen I.430-transmissie-groepen verstuurt, gaat continu binaire "enen" verzenden langs het D-kanaal. Transmissie langs de S-bus van de ISDN 2-toegangs-interface vindt plaats op basis van pseudo-ternary-codering. Bij deze coderingstechniek is een binaire "één" 0 Volt. Kortom: de TE zet geen spanning op het D-kanaal. 2. Een TE die het D-kanaal wil gebruiken, "luistert" eerst naar het D-kanaal om vast te stellen of dit vrij is. Het D-kanaal is vrij, wanneer er geen spanning op staat. 3. Het gebeurt soms dat meerdere stations tegelijkertijd toegang tot het D-kanaal zoeken. De NT stuurt de bits in het ontvangen D-kanaal daarom via het E-kanaal terug naar de TE’s. Een TE blijft “luisteren” naar het E-kanaal. Indien meerdere TE’s tegelijkertijd het D-kanaal gebruiken, is de ontvangen data langs het E-kanaal niet hetzelfde als de verstuurde data. Alle TE’s moeten zich dan terugtrekken van het D-kanaal. Daarna proberen TE’s opnieuw om toegang tot het D-kanaal te krijgen. Pseudo-ternary-codering heeft als elektrische eigenschap dat een binaire “nul”het wint van een binaire “één”. Stel: TE A en TE B versturen tegelijkertijd een bit langs het D-kanaal. Het bit dat TE A verstuurt is een binaire ‘nul”en het bit van TE B een binaire “één”. De NT ontvangt dan een binaire “nul”en stuurt deze ook via E-kanaal terug naar de TE’s.

8.5

Datalink-laag van het D-kanaal

Een datalink-protocol zorgt voor foutloze communicatie tussen apparaten die onderling rechtstreeks met elkaar zijn verbonden. Andere taken waarmee een datalink-protocol is belast, zijn: a) Een datalink-verbinding opzetten, in stand houden en verbreken. b) Het begin en einde van een frame markeren. c) Adressering. Aangeven welk apparaat de zender en de ontvanger(s) zijn van het frame. d) Elk frame een volgnummer geven. Hierdoor treden geen duplicatiefouten op. e) De goede ontvangst van frames bevestigen. f)

Timers. Het datalink-protocol maakt gebruikt van timers. Wanneer een timer afloopt aan de zendzijde, verstuurt de zender opnieuw een frame en controleert of het geadresseerde apparaat operationeel is.

g) Flow control. Het datalink-protocol ondersteunt een mechanisme dat voorkomt dat de zender een ontvanger overstelpt met data. Link Access Procedures on the D-channel (LAPD) is evenals het X.25-LAPB-protocol een bitgeoriënteerd datalink-protocol dat is afgeleid van het HDLC-protocol. In figuur 8.12 is de structuur van een LAPDframe afgebeeld.


13

adresveld 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 C / EA0 R

SAPI

TEI

EA1

8

vlag

adres

besturing

P/F

N(S)

N(R)

P/F 0 0 0 0 S S

0

0 1

16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

M M M P/F M M 1 1

U-frame

16

8

data-veld

FCS

vlag

I-frame

S-frame

besturingsveld voor I-, S- en U-frame

N(R)

variabele lengte

8 7 6 5 4 3 2 1

Figuur 8.12

Structuur LAPD-frame

Het vlag-, besturing-, data- en FCS-veld in een LAPD-frame hebben dezelfde structuur en functie als de gelijknamige velden in een HDLC-frame. De structuur van het adresveld is anders. Het eigenlijke adres binnen het LAPD-adresveld heeft een lengte van 13 bits en staat in de Service Access Point Identifier (SAPI) en Terminal Endpoint Identifier (TEI). In de volgende paragraaf licht de schrijver van dit hoofdstuk de functie van de SAPI en TEI nader toe. Het Command/Response (C/R) bit in het adresveld gebruiken TE’s en de ISDN-centrale om onderscheid te maken tussen command- en response-frames. Een TE zet een binaire "één" in het C/R-bit, als het een command-frame verstuurt. Een ISDN-centrale daarentegen zet een binaire "nul" in het C/R-bit als het een commando-frame verstuurt. Bit 9 en bit 1 in het adresveld zijn een Extentie Adres-bit. Bit 9 heeft de binaire waarde nul, wanneer een extra octet aan het adresveld wordt toegevoegd om het SAPI-veld groter te maken. Bit 1 heeft de binaire waarde één om het laatste TEI-veld te markeren. 8.5.1 TEI en SAPI Een TE ondersteunt meerdere processen op laag 3-niveau van het D-kanaal. De data die deze processen versturen zet het datalink-protocol in het dataveld van het LAPD-frame. Het uitwisselen van data tussen laag 2 en 3 in een TE vindt plaats via een Service Access Point (SAP). Elk proces gebruikt zijn eigen SAP. Om onderscheid te kunnen maken tussen diverse SAP’s, heeft elke SAP een uniek nummer. Engelse benaming: Service Access Point Identifier (SAPI).


14

Voorbeelden van processen op laag 3 zijn: a) Signalerings-informatie. b) Pakket gestuurde data (X.25 PLP) verzenden/ontvangen. c) Management-informatie versturen/ontvangen zoals administratieve en onderhoudsberichten. Elke laag 3-proces in een TE communiceert via een logische link ( peer-to-peer-verbinding) in het Dkanaal met zijn ‘partner’in de lokale ISDN-centrale, zie figuur 8.13.

signaleringsinformatie

TE A

TE B

pakketgestuurde managementdata informatie

pakketgestuurde managementdata informatie


SAPI = 63

SAPI = 0


ISDN-centrale pakketgestuurde managementdata informatie

laag 3 SAPI = 0

SAPI = 16

SAPI = 63

SAPI = 0

TEI = NN1

laag 2

SAPI = 16

SAPI = 16

SAPI = 63

TEI = NN2

laag 1

D-kanaal 0 : NN1 0 : NN2 16 : NN1 16 : NN2 63 : NN1 63 : NN2

logische link NN1 en NN2 zijn Terminal Endpoint Identifiers

Figuur 8.13

Verschillende SAP’s binnen een TE

Elke TE krijgt van de lokale ISDN-centrale een unieke Terminal Endpoint Identifier (TEI). Het TEI en SAPI vormen tezamen een uniek identificatienummer voor de logische link. Vandaar dat deze gegevens in het adresveld van het LAPD-frame staan. 8.5.2 TEI-management Het SAPI-veld heeft een lengte van zes bits, zie figuur 8.12. Dit betekent dat de ITU-T 26 = 64 verschillende SAPI’s kan definiëren. Tot nu toe heeft de ITU-T vier SAPI’s gedefinieerd, zie tabel 8.6. Tabel 8.6 SAPI's SAPI-waarde 0 1 16 63 overige waarden

laag 3-proces (entiteit) signalerings-informatie pakketgestuurde data op basis van I.451-aanbeveling (Q.931) pakketgestuurde data op basis van X.25 PLP management-informatie gereserveerd voor toekomstige standaardisatiedoeleinden


15

Het TEI-veld heeft een lengte van zeven bits. Dit maakt het mogelijk dat de lokale ISDN-centrale 128 verschillende TEI-nummers kan toekennen. Het laagste TEI-nummmer is 0 en het hoogste 127. In tabel 8.7 staat aangegeven voor welke doeleinden de ITU-T deze nummers gebruikt. Tabel 8.7 TEI-waarden TEI-waarde type gebruiker 0 - 63 Gebruiker legt TEI vast in Terminal Equipment (TE) 64 - 126 ISDN-centrale wijst automatisch TEI-nummer toe aan Terminal Equipment (TE) 127 broadcast Elke TE die bij de klant op de S-bus is aangesloten heeft een TEI-nummer nodig voor de logische link. In figuur 8.14 is aangegeven op welke wijze een lokale ISDN-centrale automatisch een TEI-nummer toekent aan een TE op de S-bus.

TE

ISDN-centrale [Aanvraag voor TEI-nummer] UI (63, 127)

1

2

UI (63,127)

[toegewezen TEI-nummer = 100]

SABME (0,100)

3

4

UA (0,100)

SABME (16,100)

5

6

UA (16,100) (

) Waarde van het SAPI- en TEI-veld in het LAPD-frame.

[

] Inhoud van het data-veld in een LAPD-frame.

Figuur 8.14 LAPD-frames uitwisselen 1. De TE dient automatisch een aanvraag in bij de lokale ISDN-centrale voor een TEI-nummer nadat deze is gekoppeld aan de ISDN-2-toegangs-interface. In het SAPI-veld van het LAPD-frame staat 63 en in het TEI-veld de waarde 127 (broadcast). 2. De lokale ISDN-centrale wijst een TEI-nummer toe aan de TE. In figuur 8.14 krijgt de TE het TEInummer 100 toegewezen van de lokale ISDN-centrale. Het TEI-nummer en het nummer van de SAPI waaraan de processen in laag 3 zijn gekoppeld, identificeren tezamen een logische link. 3. De TE neemt met het versturen van het SABME-frame het initiatief voor het opbouwen van een logische link. In dit voorbeeld gebruikt de TE de logische link om signalerings-informatie te versturen. Het proces in de ISDN-centrale dat belast is met signalerings-informatie is gekoppeld aan een SAP met het SAPI-nummer 0, zie tabel 8.4. De waarde van het SAPI-veld in het SABME-frame is daarom gelijk aan 0 en het TEI-veld heeft de waarde 100.


16

4. De ISDN-centrale gaat akkoord met het verzoek om een logische link op te bouwen en verstuurt een UA-frame naar de TE. 5. De TE neemt in figuur 8.14 met het versturen van het SABME-frame het initiatief voor het opbouwen van een tweede logische link. Deze tweede logische link gebruikt de TE voor X.25 PLP-datatransfer. 6. De ISDN-centrale gaat akkoord met het tweede verzoek en stuurt een UA-frame naar de TE. 8.6 Netwerklaag van het D-kanaal Een TE en de lokale ISDN-centrale wisselen onderling signaleringsberichten uit. Het algemene basisprincipe voor het uitwisselen van signaleringsberichten is beschreven in de I.450-aanbeveling (Q.930). Digitale signaleringsberichten gebruiken beide partijen om aan te geven welke diensten zij van elkaar verlangen. De opbouw van signaleringsberichten heeft de ITU-T afspraken vastgelegd in de I.451aanbeveling (Q.931). Deze afspraken horen thuis in de netwerklaag van het OSI-model. Binnen het Dkanaal maakt laag 3 voor het uitwisselen van signaleringsberichten gebruik van de diensten die de datalinklaag biedt. Peer-to-peer communicatie tussen de entiteiten in de datalinklaag van de TE en lokale ISDN-centrale vindt plaats op basis van het LAPD-protocol. Dit betekent dat de signaleringsberichten in het dataveld van het LAPD-frame staan.

netwerklaag

I.451

datalink-laag

LAPD

signaleringsbericht

header

dataveld

trailer

LAPD-frame

ISDN-2 ISDN-30

fysieke laag

(I.430)

(I.431)

Figuur 8.15 Signaleringsbericht Het opbouwen, in stand houden en verbreken van een rechtstreekse verbinding tussen twee TE’s via het ISDN-netwerk wordt in vakliteratuur aangeduid met de term basic call control. In de Q.931-aanbeveling zijn procedures voor basic call control vastgelegd. De tijd die nodig is voor het opbouwen van een verbinding is bij basic call control veel kleiner dan de opbouwtijd van een telefoonverbinding. Deze eigenschap maakt ISDN aantrekkelijk voor internet-toepassingen. Aanvullende diensten zijn vastgelegd in de I.452-aanbeveling (Q.932). De procedure om toegang te krijgen tot een frame relay-dienst is beschreven in de Q.933-aanbeveling. Het Q.931-, Q.932- en Q.933protocol tezamen vormen de E-DSS1-netwerklaag (Euro ISDN).


17

In principe kan elk laag 3-protocol gebruik maken van het D-kanaal. Naast het Q.931-protocol maakt tot nu toe alleen het X.25 Packet Layer Protocol gebruik van laag 3 binnen het D-kanaal. 8.7 Opbouw signaleringsbericht Alle Q.931-berichten hebben hetzelfde formaat . In figuur 8.16 is de opbouw van een Q.931-bericht afgebeeld. 8

7

0

6

5

4

3

2

1

octet

protocol discriminator (Q.931)

1

0

2

0

0

CRV-lengte

CRF

3

call reference waarde type bericht

0

andere informatie elementen indien noodzakelijk

Figuur 8.16 Q.931-bericht 8.7.1 Protocol discriminator Het eerste octet van een Q.931-bericht is de protocol discriminator. In tabel 8.8 staan de mogelijke waarden en de bijbehorende toepassingen van de protocol discriminator. Tabel 8.8 Codering voor protocol discriminator bits

tot en met

doel

8 0 . 0

7 0 . 0

6 0 . 0

5 0 . 0

4 0 . 1

3 0 . 0

2 0 . 0

1 0 . 0

Uitwisselen van informatie tussen twee TE’s.

0

0

0

0

1

0

0

0

Uitwisselen van call controlberichten tussen een TE en lokale ISDN-centrale


18

8.7.2 Call Reference De call reference waarde in het Q.931-bericht identificeert de netwerkverbinding tussen een TE en lokale ISDN-centrale. We kunnen dit veld vergelijken met het logical channel number in een X.25 PLP-pakket. De waarde van het logical channel number en de call reference waarde zijn aan de zend- en ontvangstzijde verschillend. Beide velden hebben een lokale betekenis! De Call Reference Flag (CRF) voorkomt dat een TE en de lokale ISDN-centrale tegelijkertijd dezelfde call reference waarde toekennen aan twee verschillende ISDN-verbindingen. Het CRF-bit is het bit met de hoogste gewichtsfactor binnen de call reference waarde. Het CRF-bit geeft aan of de TE of de lokale ISDN-centrale het initiatief nam voor het opbouwen van de netwerkverbinding. Het systeem dat het initiatief heeft genomen voor het opbouwen van de netwerkverbinding, kent aan het CRF-bit de binaire waarde nul toe. Het systeem dat wordt opgeroepen kent aan het CRF-bit de binaire waarde één toe. 8.7.3 Type bericht Het type-bericht-veld geeft aan welk bericht in het Q.931-bericht staat. In tabel 8.9 staat een overzicht berichten en de bijbehorende functie. Tabel 8.9 Q.931-berichten bericht

functie

ALERTING CALL PROCEEDING CONNECT CONNECT ACKNOWLEDGE PROGRESS SETUP SETUP ACKNOWLEDGE HOLD HOLD ACKNOWLEDGE HOLD REJECT RESUME

ring indicatie alle informatie die nodig is om een verbinding te realiseren is ontvangen netwerkverbinding is gerealiseerd bevestiging dat netwerkverbinding is gerealiseerd bezig met het opbouwen van netwerkverbinding verzoek om een verbinding op te bouwen op basis van een bearer-dienst SETUP-verzoek ontvangen, maar er is nog aanvullende informatie nodig. verzoek om netwerkverbinding in wacht stand te plaatsen akkoord met HOLD-verzoek HOLD-verzoek afgewezen verzoek om een netwerkverbinding te realiseren (dit verzoek was tijdelijk in de wachtstand geplaatst) akkoord met RESUME-verzoek RESUME-verzoek afgewezen verzoek om een netwerkverbinding die in de wachtstand staat te herstellen akkoord met RETRIEVE-verzoek RETRIEVE-verzoek afgewezen verzoek om een netwerkverbinding te realiseren opgeschort akkoord met SUSPEND-verzoek SUSPEND-verzoek afgewezen informatie uitwisselen tussen TE’s via het signaleringskanaal verbreek netwerkverbinding geef netwerkverbinding vrij akkoord met RELEASE-verzoek start het laag 3 protocol opnieuw akkoord met RESTART-verzoek flow control voor het uitwisselen van informatie tussen TE’s via het D-kanaal verzoek voor optionele TE-diensten lever aanvullende informatie tijdens de opbouw van een netwerkverbinding call reference waarde toekennen geeft status van het kanaal aan verzoek om kanaal-status

RESUME ACKNOWLEDGE RESUME REJECT RETRIEVE RETRIEVE ACKNOWLEDGE RETRIEVE REJECT SUSPEND SUSPEND ACKNOWLEDGE SUSPEND REJECT USER INFORMATION DISCONNECT RELEASE RELEASE COMPLETE RESTART RESTART ACKNOWLEDGE CONGESTION CONTROL FACILITY INFORMATION REGISTER STATUS STATUS ENQUIRY

8.7.4 Informatie elementen Elk Q.931-bericht begint met een protocol discriminator-, crv-lengte-, call reference- waarde en type berichtveld. Aansluitend op deze velden voegt een TE andere informatie-elementen aan het Q.931bericht toe. In tabel 8.10 staat een overzicht van informatie-elementen.


19

Tabel 8.10 Informatie-elementen informatie-element bearer capability call identity call state called party number called party subaddress calling party number calling party subaddress cause change identification congestion level date/time end-to-end transit delay endpoint identifier facility feature activation feature indication high layer compatibility information rate more data network specific facilities packet layer binary parameters packet layer window size packet size transit delay selection and indication user-user

toelichting informatie-parameters en toegangsparameters, zie tabel 8.3 en 8.4 identificatienummer van een opgeschorte verzoek om een netwerkverbinding te realiseren foutherstel netwerkadres van de geadresseerde TE extra toewijzing van services aan een ISDN-nummer netwerkadres van de TE die de oproep plaatst volledige adres die oproep plaatst (called party number plus aanvullende diensten) reden waarom bericht is verstuurd specificatie voor het B-, D- of H-kanaal congestie-indicatie voor signalering datum en tijd van het netwerk toegestane vertraging tussen TE’s informatie om TE te identificeren aanvullende diensten aanroepen/besturing-informatie aanvullende diensten activeren status van het inschakelen van de aanvullende diensten stelt opgeroepen TE in staat om te controleren of het dezelfde protocollen ondersteunt , als de TE die het Q.931-bericht verstuurt. doorvoersnelheid van de ontvangen X.25 CALL REQUEST geeft aan dat de geadresseerde TE nog meer data ontvangt die bij elkaar hoort omschrijf het gebruik van specifieke netwerkfaciliteiten aangevraagde laag 3-parameters (X.25 PLP) voor de netwerkverbinding aangevraagde window-grootte voor de netwerkverbinding aangevraagde pakket-grootte voor de netwerkverbinding toegestane vertraging langs het virtuele circuit informatie die TE’s onderling uitwisselen

8.8 Netwerkverbinding opbouwen In figuur 8.17 zijn berichten afgebeeld voor het opbouwen van een B-kanaal tussen twee TE’s. Een TE die via het D-kanaal aan het ISDN-netwerk vraagt om een verbinding op te bouwen, verstuurt een SETUP-bericht. In dit bericht staan informatie-elementen die het ISDN-netwerk nodig heeft voor het opbouwen van een netwerkverbinding. Voorbeelden van informatie-elementen in het SETUP-bericht zijn: bearer capability, called party number en het aantal B-kanalen dat de TE wil gebruiken. Na ontvangst van het SETUP-bericht controleert het ISDN-netwerk of de informatie-elementen geldig zijn en of de TE voldoende rechten heeft voor de aangevraagde diensten De lokale ISDN-centrale verstuurt als antwoord een SETUP ACKNOWLEDGE-bericht. Hiermee geeft de ISDN-centrale aan dat er nog gegevens ontbreken. Vervolgens verstuurt de TE een INFORMATION-bericht. Hierin staan de ontbrekende gegevens.


20

oproepende TE

opgeroepen TE

ISDN-netwerk setup setup acknowledge information(s) call proceeding setup call proceeding alerting alerting connect connect connect acknowledge connect acknowledge

Figuur 8.17 ISDN-verbinding opbouwen Het ISDN-netwerk verstuurt een CALL PROCEEDING-bericht als het alle gegevens heeft ontvangen. Aansluitend verstuurt het ISDN-netwerk een SETUP-bericht naar de opgeroepen TE. Dit SETUP-bericht is niet hetzelfde bericht dat de oproepende TE heeft verstuurd. De call reference-waarde, zie figuur 8.16, en sommige van de informatie- en toegangsparameters zijn verschillend. Informatie-parameters in het SETUP-bericht zijn belangrijk voor het opgeroepen ISDN-nummer. Stel: op de S-bus van dit nummer zijn een ISDN-telefoontoestel en een computer met een ISDN-kaart aangesloten. Aan beide systemen kunnen we hetzelfde ISDN-nummer toewijzen. Aan de hand van de informatie-overdracht-parameters, zie tabel 8.3, stellen het ISDN-telefoontoestel en computer vast of de oproep voor hun is bestemd. Wanneer in deze informatie-overdracht-parameter is aangegeven dat de oproepende TE een spraakverbinding wil, reageert alleen het ISDN-telefoontoestel. In sommige situaties reageert de opgeroepen partij op een SETUP-bericht met een CALL PROCEEDINGbericht. Dit is nuttig, indien de opgeroepen partij een apparaat is dat extra handelingen moet verrichten na ontvangst van een SETUP-bericht. Een voorbeeld hiervan is een PABX. Deze centrale geeft de oproep door aan één van de aangesloten toestellen. Het ALERTING-bericht dat de opgeroepen TE verstuurt, informeert het netwerk dat de TE van de gebruiker de oproep heeft ontvangen. Het ISDN-netwerk stuurt dit bericht door naar de TE die het initiatief nam voor het plaatsen van de oproep. De opgeroepen TE verstuurt een CONNECT-bericht zodra de gebruiker de oproep accepteert. Het ISDN-netwerk zet vervolgens zijn call setup-timers stil en zorgt ervoor dat beide TE’s onderling met elkaar kunnen communiceren via één of meerdere B-kanalen. Aansluitend verstuurt het ISDN-netwerk een CONNECT ACKNOWLEDGE- en CONNECT-bericht naar


21

respectievelijk de opgeroepen TE en de oproepende TE. Beide TE’s kunnen nu onderling data uitwisselen via het B-kanaal. 8.9 Packet switching Via het ISDN-netwerk kunnen computersystemen op basis van het X.25 PLP-protocol data uit wisselen met DTE’s die zijn aangesloten op een verbindingsgericht datanet. Deze communicatie vindt plaats via het B- en/of D-kanaal. Een X.25-DTE die op het ISDN-netwerk is aangesloten maakt hiervoor gebruik van een TA. In de X.31-Case A- en X.31-Base B-aanbeveling is vastgelegd op welke wijze een TA een X.25 DTE toegang geeft tot het ISDN-netwerk en het verbindingsgerichte datanet. X.31-Case A In de X.31-Case-A- aanbeveling gaat de ITU-T er van uit dat de X.25-packet handler binnen het verbindingsgerichte datanet aanwezig is. X.25 DTE A

X.31 Case A-aanbeveling

ISDN centrale

LAPB + X.25 PLP

ISDN centrale

ISDN centrale

LAPD + I.451/Q.931

D-kanaal

NT 1 B-kanaal op verzoek

B-kanaal

NT 1

TA X.25 PLP

permanent

X.25 DTE C

TA LAPD

NT 1

LAPB + X.25 PLP

TA

X.25 DTE B

ISDN-netwerk

packet handeler met ISDN-aansluiting node

verbindingsgericht datanet (X.25)

Figuur 8.18 X.31 –Case A De X.25 DTE neemt het initiatief voor een oproep. De TA onderschept het X.25-call-requests-pakket dat de X.25 DTE gebruikt voor deze oproep. Aansluitend neemt de TA het initiatief om een circuitgeschakelde ISDN-verbinding op te bouwen met de packet handler in het verbindingsgerichte datanet. Dit gebeurt op basis van de Q.931-procedure. Signaleringsberichten plaatst de TA in het dataveld van LAPD-frames. Zodra de ISDN-verbinding tot stand is gekomen, verstuurt de TA de X.25 PLP-data-pakketten van de X.25-DTE. Deze pakketten plaatst de TA in het dataveld van LAPB-frames. De TA verstuurt LAPB-frames langs het B-kanaal naar de packet handler. X.31-Case B In de X.31-Case-B- aanbeveling is de X.25-packet handler een onderdeel van het ISDN-netwerk. Hierdoor kan een TA de X.25 PLP-pakketten in het dataveld van het LAPD- of LAPB-frame kan plaatsen. LAPD-frames gebruikt een TA voor het pakketgeschakelde dataverkeer langs het D-kanaal en LAPB-


22

frames voor het B-kanaal. Een TA die voldoet aan de Case A-aanbeveling verstuurt/ontvangt voor de communicatie langs het B-kanaal alleen maar LAPB-frames. De communicatie tussen de packet handler in het ISDN-netwerk en een X.25-node vindt plaats op basis van het X.75-protocol. Dit protocol is een aanvulling op het X.25-protocol . Het X.75-protocol wordt toegepast om twee verschillende pakketgeschakelde netwerken aan elkaar te koppelen. Daarnaast gebruiken sommige applicaties in ISDN-computers het X.75-protocol voor hun onderlinge communicatie. Het betreft hier applicaties die in eerste instantie zijn gebaseerd op een X.25-netwerk. 8.10 (A)synchrone terminals (A)synchrone terminals die onderling via het ISDN-netwerk communiceren, sluiten we aan op een terminal adapter (TA). De transmissiesnelheid van deze terminals is ongelijk aan de transmissiesnelheid binnen het ISDN-netwerk. Een terminal adapter zorgt er voor dat een (a)synchrone terminal toch data kan versturen/ontvangen via het ISDN-netwerk. In de V.110-aanbeveling heeft de ITU-T vastgelegd op welke wijze een terminal adapter de bitstroom van de (a)synchrone terminal converteert naar een ISDNbitstroom en andersom. Het omzetten van de bitstroom die een asynchrone terminal verstuurt/ontvangt vindt plaats in drie stappen.

TERMINAL ADAPTER (TA)

R TE2

RA0 asynchroon naar synchrone communicatie

stap 1

RA1

RA2

2N x 600 bit/s

2K x 600 bit/s

2K x 600 bit/s

64 kbit/s bit/s

stap 2

stap 3

S/T

(a)synchrone terminal

Figuur 8.19 Omzetten in drie stappen Een asynchrone terminal verstuurt de bitstroom met een transmissiesnelheid die ligt tussen de 50 en 19200 bit/s naar de terminal adapter. Rate Adaption 0 (RA0) zet de asynchrone bitstroom om naar een synchrone bitstroom. RA0 verstuurt de bitstroom met een transmissiesnelheid van 8, 16 of 32 Kbit/s naar RA1. Vervolgens verstuurt RA2 de bitstroom van RA1 met een transmissiesnelheid van 64 Kbit/s langs het ISDN-netwerk. Bij ontvangst van data vindt binnen de TA het tegenovergestelde proces plaats. Voorbeeld: twee vestigingen van een bedrijf zijn via een ISDN-verbinding aan elkaar gekoppeld. In elke vestiging zijn vier asynchrone terminal aanwezig die de data met een transmissiesnelheid van 4800 bit/s versturen/ontvangen. Een terminal in de ene vestiging moet data uitwisselen met een terminal in de andere vestiging. Hiervoor is een totale bandbreedte van 4 x 4800 = 19200 bit/s nodig. Een circuitgeschakelde verbinding langs een B-kanaal lijkt ideaal. De transmissie-snelheid langs een B-kanaal


23

is immers 64 Kbit/s. Een TA die voldoet aan de V.110-aanbeveling verstuurt/ontvangt alleen de data van één terminal. In dit voorbeeld hebben we vier B-kanalen nodig om de terminals in beide vestiging met elkaar te laten communiceren. Vandaar dat weinig gebruik wordt gemaakt van TA’s die voldoen aan de V.110-aanbeveling. V.120-aanbeveling Een ISDN-netwerk realiseert op verzoek een TE1 < -- > TE1-, TE2 < --- > TE2- of een TE1 < --- > TE2-verbinding. De terminal adapters (TA-V) in figuur 8.20 voldoen aan de V.120aanbeveling.

TE 1 A S/T

R TE 2 A

S/T TA-V

R

S/T

ISDN-netwerk

TA-V

TE 2 B

S/T TE 1 B

TA-V V.120 Terminal Adapter

Figuur 8.20 V.120-verbindingen Evenals de V.110-aanbeveling is de V.120-aanbeveling ontwikkeld voor een circuitgeschakelde verbinding. Een terminal adapter die aan de V.120-aanbeveling voldoet, ondersteunt statistical time division multiplexing. Dit betekent dat bijvoorbeeld vier asynchrone terminals gebruik kunnen maken van één B-kanaal. Daarnaast ondersteunt een terminal adapter die aan de V.120-aanbeveling voldoet transmissiefoutdetectie en –correctie. Dit gebeurt op basis van het LAPD-protocol. Aan de zendzijde voegt de terminal adapter een helder toe de data die een eindgebruiker verstuurt. Aan de hand van deze helder bepaalt de terminal adapter aan de ontvangstzijde voor welke gebruiker de data is bestemd.


24

V.120-frame

dataveld

header

TE2

vlag

adres

besturing

dataveld

FCS

vlag

TE2

R

R

TE2

TE2 R

TA-V

S/T

LAPD-frame

S/T

R

TA-V

ISDN TE2

TE2 R

V.120-datalink

R

Figuur 8.21 Header Faxen Analoge overdracht van fax-verkeer (fax G3) vindt plaats op basis van een modulatietechniek die beschreven is in de V.17-aanbeveling (144000 bit/s), V.29-aanbeveling (9600 bit/s) of V.27-aanbeveling (4800 bit/s). Voor de onderlinge communicatie die betrekking heeft op het verzenden/ontvangen van gegevens maakt fax G3-apparatuur gebruik van het T.30-protocol. Daarnaast ondersteunt moderne fax G3-apparatuur de foutbeveiliging Error Correction Mode. Dit betekent dat een fax G3 gegevens opnieuw verstuurt, wanneer deze niet goed zijn ontvangen. Digitale ISDN-faxapparatuur (fax G4) verstuurt de data met een transmissiesnelheid van 64000 bit/s. Transmissiefoutdetectie en -correctie tussen fax G4-apparatuur gebeurt op basis van het HDLC/X.75protocol. Het T.70 NL of T.90 NL-protocol gebruikt fax G4-apparatuur als transportprotocol. 8.11 CAPI-interface De Common-ISDN-Application Interface (CAPI) is een standaard programma-interface die toegang geeft tot een ISDN-netwerkkaart en de bijbehorende OSI-laag 2 en 3 protocollen van deze kaart. Een groot aantal bedrijven ontwikkelen ISDN-programma’s die gekoppeld zijn aan de CAPI-interface. Deze programma’s passen we toe voor: videoconferencing, telefonie, faxen, delen van applicaties, versturen van bestanden, het beheren van een computer op afstand en het realiseren van een WAN-router.


25

OSI-lagen 4 en hoger

applicatie 1

applicatie 2

applicatie 3

applicatie N

OSI-lagen 1, 2 en 3

common ISDN API laag 3

laag 3

laag 3

laag 2

laag 2

laag 2

ISDNkaart 1

ISDNkaart 2

ISDNkaart N

Figuur 8.22 CAPI De CAPI-interface biedt aan programma’s de volgende mogelijkheden: a) b) c) d)

een applicatie kan één ISDN-kaart gebruiken; een applicatie kan meerdere ISDN-kaarten gebruiken; verschillende applicaties kunnen dezelfde ISDN-kaart delen; verschillende applicaties kunnen meerdere ISDN-kaarten delen.

Programma’s die gekoppeld zijn aan de CAPI-interface kunnen de volgende protocollen binnen laag 2 en 3 van het OSI-model gebruiken voor communicatie langs het B-kanaal: HDLC, HDLC inv, SDLC, LAPD, 56 kbit byte-framing, V.110, V.120, T.30(fax), modem, transparante data-overdracht (spraak), X.75, X.25/ISO 8208 en X.31. Sommige ISDN-kaarten ondersteunen niet al deze protocollen De CAPI Association publiceert binnen het internet (www.capi.org) een overzicht van protocollen die door een groot aantal ISDN-kaarten worden ondersteund. 8.12 Traces De CAPI-interface kunnen we aan een groot aantal ISDN-kaarten koppelen. Naast de CAPI-interface bestaan nog andere niet gestandaardiseerde interfaces om applicaties te koppelen aan een ISDN-kaart. In figuur 8.23 zijn interfaces afgebeeld die we kunnen koppelen aan verschillende ISDN-kaarten van de firma Eicon.


26

Capiapplicaties

WAN miniportdriver

andere applicaties

NDIS

DITrace

software

CAPI-driver

Remote Acces Server (RAS)

Virtueel modem voor fax, V110, V.120 en analoog

port-driver

DIMAINT

ISDN Direct Interface (IDI) DRIVER

hardware

ISDN-kaart

Figuur 8.23 ISDN-interfaces Bij de aankoop van een Eicon-kaart wordt het programma DiTrace geleverd. Met behulp van dit programma kunnen we traces maken van het data-verkeer via een D-kanaal en de B-kanalen. Voorbeeld 1 Gegeven Op een S-bus zijn meerdere ISDN-apparaten aangesloten. Eén van deze apparaten is een computer waarin een ISDN-kaart is geplaatst. Met behulp van het programma DiTrace in deze computer is onderstaande trace gemaakt. 18:51:03.279 - D-X(012) 00 81 04 06 08 01 03 45 08 02 80 90 18:51:03.289 - D-R(004) 00 81 01 06 Toelichting a) Hoofdletter D geeft aan dat de trace betrekking heeft op het data-verkeer langs het D-kanaal. b) X(012) betekent dat de ISDN-kaart een LAPD-frame heeft verstuurd, die een lengte heeft van 12 bytes. Dit is exclusief de vlagvelden van een LAPD-frame, zie figuur 8.12. Achter X(012) staat de inhoud van het adres-, besturing-, data- en FCS-veld van het LAPD-frame. c) R(004) betekent dat de ISDN-kaart een LAPD-frame heeft ontvangen, die een lengte heeft van 4 bytes. Dit is eveneens exclusief de vlagvelden van een LAPD-frame. Achter R(004) staat de inhoud van het adres-, besturing-, data- en FCS-veld van het LAPD-frame. Gevraagd a) Bepaal aan de hand van de trace welk proces in de computer gebruik maakt van het Dkanaal.


27

b) Op de S-bus zijn meerdere ISDN-apparaten aangesloten. Aan elk ISDN-apparaat (TE) wijst de lokale ISDN-centrale een unieke Terminal Endpoint Identifier (TEI) toe. Bepaal aan de hand van de trace welk TEI-nummer de lokale ISDN-centrale heeft toegewezen aan de computer met ISDN-kaart. Oplossing a) Elk proces gebruikt zijn eigen Service Access Point (SAP), zie figuur 8.13. Een SAP heeft een uniek SAPI-nummer, zie tabel 8.6. De waarde van het SAPI-nummer staat in het adresveld van het LAPD-frame, zie figuur 8.12. In de afgebeelde trace staat in het adresveld de hexadecimale waarde 00 81. Het binaire equivalent van dit hexadecimale getal is:

16

15

0

0

14 13 SAPI 0 0

12

11

0

0

10 C/R 0

Adresveld 9 8 EA0 0 1

7

6

0

0

5 TEI 0

4

3

2

0

0

0

1 EA1 1

Het decimale equivalent van het SAPI-nummer is 0. Aan de hand van de SAPI-waarden in tabel 8.6 stellen we vast dat het D-kanaal in de trace voor signalerings-informatie is gebruikt. b) Het TEI-numer staat eveneens in het adresveld van het LAPD-veld. In deze trace heeft het TEI-nummer de binaire waarde 1 0 0 0 0 0 0. Het decimale equivalent van het TEI-nummer is: 26 64 1

25 32 0

24 16 0

Gewichtsfactoren 23 22 8 4 0 0

21 2 0

20 1 0

decimale waarde 64

Het programma DiTrace geeft ook signaleringsberichten (SIG) ofwel Q.931-berichten weer die een TE verstuurt/ontvangt. Een signaleringsbericht staat in het dataveld van een LAPD-frame, zie figuur 8.15. Voorbeeld 2 Gegeven De ISDN-kaart uit voorbeeld 1 heeft het onderstaande Q.931-bericht verstuurt om een verbinding op te bouwen (SETUP). SIG-X(025) 08 01 03 05 A1 04 02 88 90 18 01 83 70 0B 80 30 37 30 33 37 38 32 33 33 33 Q.931 CR0003 SETUP MORE Bearer Capability 88 90 Channel Id 83 Called Party Number 80 '0703782333' In het Q.931-bericht staan informatie elementen, zie figuur 8.16 en tabel 8.10. Eén van de informatie-parameters is bearer capability. In tabel 8.11 staan een aantal mogelijke hexadecimale waarden van dit informatie-element.


28

Tabel 8.11 Bearer capabilities bearer capability 88 90 88 90 21 BF 80 90 A3 80 90 A2 90 90 A3

Applicatie 64Kbit/s onbeperkte digitale informatie 56Kbit/s digitaal (Noord Amerika) spraak spraak (Noord Amerika) fax groep 3

Gevraagd a) Verklaar waarvoor de ISDN-kaart de verbinding wil gebruiken. b) Bepaal het ISDN-nummer van de TE die de ISDN-kaart oproept. Oplossing a) De hexadecimale waarde van de bearer capability in het SETUP-bericht is 88 90. Uit tabel 8.11 blijkt dat de ISDN-kaart de verbinding gaat gebruiken voor het versturen van onbeperkte digitale informatie (data) met een transmissiesnelheid van 64 Kbit/s. b) Het ISDN-nummer van de TE die de ISDN-kaart oproept is: 0703782333. Dit nummer staat achter staat achter: Called Party Number 80.


29

telefoon ISDN-2 ISDN-netwerk

Recommend Documents