5.5. Digitális átvitel

5.5.1. ISDN

Az ISDN (Integrated Services Digital Networks / Integrált Szolgáltatású Digitális Hálózat) a felhasználó számára lehetõvé teszi, hogy egy vagy több digitális összeköttetésen keresztül nagy sebességû és kiváló minõségû hang-, adat-, szöveg- és képinformációk bármiféle kombinációját küldje, fogadja és vezérelje ugyanolyan könnyen és egyszerûen, amint az a távbeszélõ-szolgáltatás esetében történik. Az ISDN megjelenésével a szolgáltatások egyetlen hálózatba integrálhatók, így a felhasználónak csak egy hálózathoz kell csatlakoznia. Az ISDN a végponttól végpontig digitalizálja a hálózatot. A legtöbb telefonhálózat manapság már digitális, csak a helyi központ és az ügyfél telefonkagylója közötti szakasz nem. Az ISDN ezt a szakaszt digitalizálja, így a hálózat teljes egésze gyorsabb és jobb minõségû információátvitelt eredményez.

A hálózat digitalizálása már önmagában is javítja az átvitel minõségét, és csökkenti a fenntartási költségeket, mivel a binárisan kódolt információt könnyebb zavarmentesen átvinni, tárolni, feldolgozni és kapcsolni a digitális eszközökkel, mint a beszédjeleket analóg formában.

Legfontosabb elõnye, hogy egy hálózaton belül nyújtja a legfontosabb távközlési szolgáltatásokat, ezáltal az átviteli minõség jelentõsen javul. Ez a szöveg, ill. adattovábbítás esetén a hagyományos hálózatokhoz képest alacsonyabb hibaarányban mutatkozik meg. A hagyományos hálózatokhoz képest több szolgáltatást nyújt, ugyanakkor a havi elõfizetési díjat csak egy hálózatra kell kifizetni. A kommunikáció díjai is alacsonyabbak, mivel az egyes szolgálatok igénybevétele lényegesen rövidebb idõt vesz igénybe. Mivel az ISDN több csatornán teszi lehetõvé a kommunikációt, elõnye, hogy adatátvitel, Internetezés közben is lehet például telefonálni.

Az ISDN alapszolgáltatása egy pár rézdróton két 64 Kbps sebességû "B" csatornát és egy 16 Kbps sebességû "D" csatornát használ. A B csatornákon keresztül bonyolódik le az adat és hangátvitel, amíg a D csatorna az irányító jelek továbbítását végzi, és itt történik a hangátviteli jelek továbbítása, fogadása (pl.: hívásvárakoztatás, konferenciabeszélgetés, hívásazonosítás). Az analóg modemmel ellentétben, ami átalakítja a digitális jeleket audiofrekvenciákká, az ISDN csak digitális jelekkel foglakozik.
Továbbra is lehet használni analóg telefonkészülékeket és faxokat, de ezek jeleit egy ISDN modem átalakítja digitálissá. Mivel az ISDN "D" csatornája közvetlen kapcsolódik a telefonközpont SS7-es kapcsolóhálózatához, ezért sokkal gyorsabban jönnek létre a kapcsolások, mint hagyományos telefonon keresztül. Az SS7 (Signaling System 7) protokollt a telefonközpontokban használják. Az SS7 telefonhálózat építi fel és bontja le a telefonhívásokat, kezeli a továbbítást. Támogatja a modern telekommunikációban használt szolgáltatásokat, mint zöld szám, kék szám, hívástovábbítás és hívásazonosítás. Ezen felül nem foglalja a vonalat, amíg a kapcsolat létre nem jön. Két fajta csatlakozási mód létezik: az alapcsatlakozás (ISDN2) és a primercsatlakozás (ISDN30).

5.5.1.1. Alapcsatlakozás
Az alapcsatlakozás a fent leírt alapszolgáltatásnak felel meg. Az alapcsatlakozás használata lehetõséget ad jó minõségû telefonbeszélgetésre, és a hagyományos faxoláshoz képest 5-6-szoros sebességû kiváló minõségû dokumentumtovábbításra. Ugyancsak megvalósítható a számítógépes adatállományok továbbítása 64/128 kbit/s sebességgel, továbbá a képtelefonálás és a videokonferencia.

Az ISDN hálózatvégzõdtetõ egysége az NT (Network Termination), amely a végberendezések (egy kommunikációs hálózaton vagy egy alközponton üzemeltethetõ pl. a telefon, a faxberendezés, az üzenetrögzítõ stb.) csatlakoztatását teszi lehetõvé. Háromféle alapcsatlakoztatást kínál: ISDN2, ISDN2+ és az ISDN NET, amelyek alapvetõen az NT-n található interfészek számában és típusában különböznek egymástól.

Az ISDN2 esetében az NT két ISDN csatlakozóaljzattal rendelkezik, amely egy vagy két ISDN eszköz közvetlen csatlakoztatását teszi lehetõvé. Az ISDN2+ esetében a hálózatvégzõdtetõ egység a két ISDN csatlakozóaljzaton felül két analóg eszköz közvetlen csatlakoztatására szolgáló aljzattal is rendelkezik. Az ISDN NET tartalmaz a fentieken kívül még a személyi számítógépek közvetlen csatlakoztatására alkalmas RS 232 interfészt is. Ez az interfész lehetõvé teszi az Internet elérést ISDN PC kártya ill. modem nélkül.

Amennyiben kettõnél több ISDN végberendezést kíván a felhasználó csatlakoztatni, vagy más helyiségekben is kíván végberendezéseket elhelyezni, akkor plusz ISDN aljzatokkal ellátott belsõ hálózat, ún. S0-busz kiépítésére van szükség.

Az S0-busz alkotja az NT meghosszabbítását az ISDN-csatlakozóaljzatok felé. Mivel a busz nem rendelkezik erõsítõelemmel, korlátozott a rá csatlakozó ISDN-végberendezések vezetékhossza és száma. Egy S0-buszra legfeljebb 12 ISDN-csatlakozóaljzat kapcsolható, maximum 8 ISDN-végberendezéssel. Az S0-busz maximális hossza kb.: 200-300 m lehet, speciális kiépítésben 800-1000 m.

Az ISDN2 csatlakozás pont - multipont és pont - pont, míg az ISDN2+ és az ISDN NET csak pont - multipont konfigurációjú lehet. Pont - multipont konfiguráció esetén több végberendezés csatlakoztatható közvetlenül ill. egy S0-busszal az NT-n keresztül az ISDN hálózathoz.

5.5.1.2. Primercsatlakozás
A primercsatlakozás (ISDN30) 30 darab 64 kbit/s sebességû felhasználói (B) csatornát és egy 64 kbit/s sebességû jelzésátviteli (D) csatornát foglal magában, amely fizikailag két rézpáron valósul meg. A primer hozzáférés fõleg a jelentõs kommunikációs forgalmú, nagy ISDN alközponttal rendelkezõ vállalatok számára biztosít elõnyös megoldást. Primercsatlakozásnál csak pont - pont konfiguráció lehet.

Az ISDN-hálózat eltérõen a telefonhálózattól egy csatlakozáson több hívószámot is meg tud különböztetni. Ez azért lehetséges, mert a hívószám nem a végberendezést azonosítja, csak a szolgáltatás-hozzáférési pontot. Az ISDN végberendezések felprogramozhatók a hívószám(ok)ra. A routing gondoskodik arról, hogy a bejövõ hívások automatikusan megfelelõ végberendezésre legyenek kapcsolva.

Ez azt jelenti, hogy a telefonról érkezõ hívást csak a telefon, a faxhívást csak a faxkészülék, az adattovábbító hívásokat csak az adatfeldolgozó készülék fogadja. A legfontosabb alap- és kiegészítõ szolgáltatások:

Szükséges még megemlítenünk a terminál adaptereket, amelyek az ISDN szolgáltatás adatátviteli és/vagy analóg szolgáltatásait teszik elérhetõvé elsõsorban személyi számítógépes környezetben. A terminál adapterek lehetnek PC kártyák vagy önálló külsõ készülékek.

A legegyszerûbb és legolcsóbb ISDN eszközök a passzív ISDN kártyák. Ezek a kártyák csupán a PC ISDN vonali illesztését végzik el, és a meglehetõsen bonyolult csatornakódolást és kezelést magára a számítógépre bízzák. A másik csoportot az aktív kártyák alkotják. Ezeken már saját memória és processzor is található, tehát jóval több feladatot tudnak saját maguk megoldani, mint a passzív kártyák.

5.5.2. ATM

Az ATM az aszinkron átviteli mód angol megfelelõjének (Asynchronous Transfer Mode) kezdõbetûibõl képzett mozaikszó. A számítógép-hálózatokkal, az adatkommunikációval foglalkozó szakmai folyóiratok kulcstechnológiaként, korlátlan átviteli sávszélességet nyújtó technológiaként emlegetik.

A jövõ telekommunikációjában a jelenlegi adatátvitelen túl olyan új szolgáltatásokra is igény jelentkezik, mint amilyen a képtelefon, videokönyvtár, multimédiaanyagok hálózati terjesztése és nagy sebességû adatátvitel. Annak ellenére, hogy a szolgáltatások nem egyforma sebességû adatátvitelt kívánnak, célul tûzték ki, hogy egységes, integrált szolgáltatásokat nyújtó digitális hálózatot (ISDN) hozzanak létre. Az egyre növekvõ igények kielégítéséhez, a szélessávú integrált szolgáltatásokat nyújtó digitális hálózat (BISDN) megvalósításához új adatátviteli módot kellett kifejleszteni

Az ATM olyan nemzetközileg szabványosított multiplexelési és kapcsolási technológia, amely a felhasználók számára a jövõben akár gigabit/másodperc nagyságrendbe tartozó áteresztõképességû hálózat megvalósítását teszi lehetõvé. Fizikai szintû, mind a helyi, mind a nagy távolságú hálózatoknál alkalmazható technológia.

Az aszinkron átviteli módot gyors csomagkapcsolásnak is nevezik, mert a kevesebb hálózati feladatnak köszönhetõen a szokásos csomagkapcsolási rendszereknél sokkal gyorsabb mûködésre képes. Aszinkron, mert nincs szüksége arra, hogy az információküldõ és -fogadó számítógép órái szinkronban mûködjenek. Az ezen az átviteli technikán alapuló hálózatot nem fogják sújtani más átviteli módok fogyatékosságai. Ezen átviteli technika jellemzõi:

1. Összeköttetés alapú (connection oriented) üzemmódban mûködik Mielõtt a hálózat egy terminálja információt küldene, egy logikai kapcsolatfelépítési fázis a szükséges erõforrásokat lefoglalja. Ha nem állnak rendelkezésre, a rendszer a kapcsolatfelvételi kérelmet elutasítja. Az információátvitel befejeztével az erõforrásokat újból felszabadítja. Ez az összeköttetés alapú mûködési mód minimális csomagveszteséget és így maximális minõséget garantál.

2. Adatkapcsolati szinten nincs hibavédelem vagy forgalomirányítás Ha a felhasználó és a hálózat vagy a hálózati csomópontok közti kapcsolatban az adattovábbítás közben hiba keletkezik, vagy pillanatnyi túlterhelés miatt adatcsomagvesztés következik be, nem történik hibajavítás. A nagyon jó minõségû hálózati kapcsolatok miatt olyan kevés a hiba, hogy ez elhanyagolhatóvá teszi a hibavédelmet. Az egyetlen megelõzõ típusú védelmet az ATM azzal szolgáltatja, hogy a kapcsolatfelépítési fázisban ellenõrzi, vajon elég erõforrás áll-e rendelkezésre.

3. A fejrészben foglalt hálózati feladatok minimálisak. A hálózati gyorsaság garantálása érdekében az ATM fejrésznek csak nagyon korlátozott funkciója van. Fõ feladata a virtuális kapcsolat azonosítása (a hívásfelépítéskor választott azonosítóval) és minden adatcsomag számára megfelelõ útvonalválasztás garantálása. A fejrészben bekövetkezõ hiba téves útvonalválasztást eredményez.

Az ebbõl származó hibatöbbszörözõdés csökkentésére a fejrész bitjein elvégzendõ hibaészlelési és/vagy javítási eljárásokat terveztek. A fejrészben foglalt feladatok csökkentésének köszönhetõen az ATM csomópontokban a fejrészfeldolgozása egyszerû és nagyon gyors (150-600 Mbit/s).

4. Az információmezõ viszonylag rövid Mivel a rögzített hosszúságú csomagok kisebb hálózati késleltetést és egyszerûbb kapcsolást eredményeznek, valamint lehetõvé teszik bármilyen szolgáltatás továbbítását, az ATM "celláknak" nevezett rögzített hosszúságú csomagokat használ (48 byte-os hasznos adatot plusz egy 5 byte-os fejrészt). Összehasonlításképpen: a ma használatos adatcsomagok átlagosan 250 byte hosszúak. De a kisméretû, rögzített hosszúságú adatcellák alkalmassá teszik az ATM hálózatokat a különbözõ típusú kevert adatforgalom (hang, videokép és más adat) problémamentes továbbítására.

5. Rugalmasan alkalmazkodó, a jövõ változó követelményeinek is megfelel. Hatékonyan kihasználja a rendelkezésre álló erõforrásokat. Minden szolgáltatás osztozik a hálózat minden rendelkezésre álló erõforrásán, így megvalósul az erõforrások optimális elosztása.

6. Alkalmazásával létrehozható egy univerzális hálózat. A jövõben lehetõvé válik a ma még elkülönített hang-, videokép- és adattovábbító hálózatok forgalmának egyesítése, ami biztosítani fogja a különbözõ rendszerek közötti kompatibilitást is. Mivel a különbözõ szolgáltatások mind egyetlen univerzális hálózaton keresztül nyújthatók, ennek az egy hálózatnak a tervezése, megvalósítása, menedzselése és karbantartása könnyebb, megbízhatóbb és valószínûleg olcsóbb, mint a jelenleg alkalmazottaké.

5.5.3. FDDI

A Fiber Distributed Data Interface (FDDI) eredetileg az ANSI szabványa volt, amelyet az 1980-as évek közepén dolgozott ki, késõbb az ISO is átvette. Ez volt az elsõ a 10 Mbit/s sebességnél jelentõsen gyorsabb LAN megoldás a maga 100 Mbit/s sebességével.

A Token Ring-hez hasonlóan gyûrû topológiára épül, de az átviteli közeg üvegszál és a gyûrû egy öngyógyító kettõs gyûrû. Létezik koaxiális kábelen, azonos protokoll szerint és sebességgel mûködõ változata, ez a CDDI (Copper Distributed Data Interface). 1994-ben az ANSI elfogadta a CDDI árnyékolt és árnyékolatlan sodrott érpárak feletti változatát is.

Az FDDI kétféle forgalmat támogat. Az aszinkron forgalom hasonló a hagyományos számítógépes forgalomhoz, az izokron (egyidejû) forgalom pedig kötött idõzítésû, fix sávszélességû. A sávszélesség egy igény szerinti részét a hálózat lefoglalja az izokron forgalom számára, melyet szétoszt az izokron sávszélességet igénylõ állomások között. Az aszinkron forgalomban pedig a hagyományos token-adogatásos módszerrel történik az adási jog szétosztása, 8 szintû prioritásos rendszerben. Az elosztott algoritmus kizárhat állomásokat az adás jogából, ha nincs izokron forgalmuk és túl kicsi az aszinkron prioritásuk. Az FDDI-ben létezik a korlátozott token, amit csak az az állomás vehet, aki az utolsó keretet vette. Így lehetõség nyílik gyors viszontválasz adására.

A Token Ringhez hasonlóan az FDDI is számos biztonsági funkciót tartalmaz. Kábelszakadás esetén a hibás szakasz szélein a dupla gyûrû összezáródik, egy szimpla gyûrût alkotván, melyen tovább folyhat a kommunikáció. További kábelszakadások a hálózat darabokra esését okozzák, a darabok azonban tovább mûködhetnek. (Ez az öngyógyító gyûrû lényege.)

5.5.4. Egyéb átviteli technológiák: kábeltelevíziós Internet, ADSL

Az analóg telefon, az ISDN és a bérelt vonal mellett egyre inkább teret hódít a kábeltelevízió. A kábeltévés internetezéshez nincs másra szükség, mint kábeltévé elõfizetésre, egy megfelelõ számítógépre és hálózati kártyára. Elõnyei más átviteli technikával szemben:

Jelenleg hazánkban az Axelero, a TiszaNet, a TvNet és a UPC szolgáltatók nyújtanak kábelhálózaton keresztül elérhetõ Internet hozzáférést.

Az ADSL (Asymmetrical Digital Subscriber Line=aszimmetrikus digitális elõfizetõi vonal) Internet-hozzáférés a közeljövõben egyre inkább kiszoríthatja a telefonos Internetet. A réz érpáras telefonhálózatokra alapuló technika jóval nagyobb, 6-10-szeres letöltési sebességet és alacsony átalánydíjt tesz lehetõvé a sokat Internetezõ otthoni felhasználók részére.

A hálózatból nem is használ egyebet, csak a réz érpárt és további két csatornát; az egyiket adatfeltöltésre, a másikat adatletöltésre. Ez a két csatorna nem egyforma sávszélességû, vagyis aszimmetrikus, hiszen a felhasználók gyakrabban töltenek le adatokat, mint fel. A felhasználó és a központ oldalán egy-egy szûrõ különíti el a beszéd- és adatforgalmat. A felhasználó oldalán a szûrõn kívül kell még egy speciális DSL-modemet felszerelni.

Végezetül a különbözõ átviteli technológiákat hasonlítom össze.

17. ábra: Átviteli módszerek összehasonlítása

 

tart.