معيار ISDN - الجزء الأول - المفهوم والمكوّنات

استمع على ساوندكلاود 🎧

استُخدِمت الشّبكاتُ الّتي تعمل بالإشارةِ التّماثليّة بشكلٍ جيّدٍ لأكثرَ من قرن، وبعد اكتشاف الإنترنت والتّفكيرِ بضرورةِ توفيرها للمنازل (وذلك من خلال خطوط الهاتف) اتجه التّفكيرُ لتصنيع جهازٍ يأخذ على عاتقه تحويلَ الإشارات الرّقميّةِ (الّتي يتعامل معها الكمبيوتر) إلى تناظريّةٍ ليتمَّ نقلَها بواسطة أسلاك الهاتف فظهر جهازُ المودم لهذا الغرضِ وهو أيضاً يقوم بتحويلِ الإشاراتِ التّناظريّةِ إلى رقميةٍ في الكمبيوتر المستلِمِ وبالعكس.

لم تحقق الشّبكة التّماثليّة نفسَ النّجاحِ مع نقل البيانات الرّقميّةِ وذلك بسبب تعرُّضِها للضّجيجِ، بالتّالي كانَ لا بدّ من الانتقال إلى تقنيّةٍ أكثرَ ملائمةً لنقل البياناتِ الرّقميّةِ.

ما هي ISDN؟

عام 1948 صدر المعيار ISDN (Integrated Service Digital Network) والّذي سمحَ بتوسيع خدمةِ شبكةِ الهاتفِ الرّقميّةِ لتشملَ الدّارةَ المحليّةَ لمُستَعمِلِ الشّبكةِ الهاتفيّةِ.

وهي اختصارٌ لــ Integrated Services Digital Network أي الشّبكة الرّقميّة للخدمات المتكاملة، وهي تقنيّةٌ تشتمل على الإرسال الهاتفيّ والبياناتِ الرّقميّةِ مثل الصّورةِ والفيديو والنّصِّ والرّسوماتِ وذلك من خلال شبكةِ الهاتفِ المحليّةِ. إنّ ظهورَ مثل هذه التّقنيّة يمثّلُ محاولةً من أجل توحيدِ خدماتِ المشترِك أي إيجادِ معيارٍ ينطبق على كلِّ المستخدمين. تشتمل خدماتُ الشّبكةِ الرّقميّةِ للخدماتِ المتكاملةِ على الإرسالِ السّريعِ للصّورِ والملفاتِ، والإرسالِ السّريعِ للفيديو، كما نعتبرُ أنَّ خدمةَ إرسالِ الصّوتِ هي أحدُ خدماتِ شبكة ISDN .

الفرق بين خدمة الاتصالات العاديّة و ISDN

إنَّ استخدامَ شبكاتِ الهاتفِ القديمةِ سواءً للاتصالِ الهاتفيِّ أو الاتصالِ بالإنترنت يعاني من المشاكل التّالية:

1. ضَعفُ جودة الإشارات المنتقلةِ بسبب التّداخلِ الّذي تعاني منه الإشاراتُ التّماثليّةُ .

2. من نقاط ضعف الإشارات التّناظريّةِ وجودُ الضّوضاءِ مع هذه الإشارات.

3. بطء الاتصال ونقلِ البياناتِ حيث أنَّ سرعةَ الإشاراتِ التّماثليّة في خطوط الهاتفِ القديمةِ لا تتجاوز 30Kbps وبفضل تقنيّةِ ضغطِ البياناتِ فإنَّ بعضَ المودمات تصلُ سرعتُها إلى 56Kbps، تستغرقُ مثلُ هذه المودمات من 30 إلى 60 ثانية لتحقيق الاتصال وهذا يُعتبَرُ وقتٌ طويلٌ مع التّطوّرِ الحاصلِ في أنظمةِ الاتصالِ.

4. لا يمكن استخدام خطِّ الهاتفِ الواحدِ لأكثرَ من خدمةٍ، فإذا أردت ربطَ عدةِ أجهزةٍ (مثل الهاتف، الفاكس، الكمبيوتر، الراوتر وأجهزة الاتصال بالصّوت والصّورة) فيجب عندئذٍ توفيرِ خطِّ هاتفٍ لكلِّ خدمةٍ.

للتّغلُّبِ على العيوب أعلاه، اتّجه التّفكيرُ لتطويرِ الشّبكاتِ الحاليّةِ بحيث تتّصِفُ بالمواصفاتِ التّاليةِ:

· التّعامل مع الإرسال الرّقميِّ Digital Transmission بدلاً من الإرسال التّناظريِّ وبهذا يتمُّ تقليل الضّوضاءِ والتّداخلِ مع البيانات.

· استخدامُ خطّ هاتفٍ واحدٍ لعدّة خادماتٍ في نفس الوقت أو أوقاتٍ مختلفةٍ. أي إمكانيةُ نقل الأصوات، والصّور، والأفلامِ وبياناتِ الكمبيوتر.

وكان نتيجةُ ذلك ظهورُ تقنيّةِ الشّبكاتِ الرّقميّةِ للخدماتِ المتكاملةِ (ISDN) والّتي تستخدمُ نفسَ خطوطِ الهاتفِ الحاليّةِ الموصلةِ للبيوتِ والمؤسسات وتعتمد على الإرسالِ الرّقميِّ.

أجهزة ISDN

تتضمّنُ أجهزةُ ISDN طرفيّات Terminals، والوصلات الطّرفيّة Terminal Adapters، وأجهزة نهاية الشّبكة Network-Termination devices، ومعدّات نهايةِ الخطِّ Line-termination equipment ومعدّاتُ إنهاءِ التّبادُلِ Exchange-termination equipment.

تُقسَمُ الأجهزةُ الطّرفيّةُ المُفتَرَضُ ربطُها بخطِّ ISDN إلى نوعين:

· الأجهزةُ الطّرفيّةُ TE1 (Terminal Equipment 1) وهي أجهزةٌ متوافقةٌ مع معيار ISDN، تُربَطُ مع النّقاطِ المرجعيّةِ S/T مثل أجهزة الفاكس والموجّهات Routers والجسور Bridges وغيرها.

· الأجهزة الطّرفيّةُ TE2 (Terminal Equipment 2) وهي الأجهزةُ غير المتوافقة مع معيار ISDN (صُمِّمَت قبلَ ظهور هذا المعيار) والمُصمَّمةُ للعمل مع الشّبكةِ الهاتفيّةِ العاديّةِ (التّماثليّة) مثل الهاتف والمودم. وتحتاج إلى أداةِ ربطِ النّقاط S/T يدعى TA (Terminal Adapter) والّذي يُتيحُ ربطَ الأجهزة TE1 مع TE2 بأيّةِ تشكيلةٍ، و يتمُّ وصلُ الجهاز الطّرفيِّ مع TA بواسطة المُلائَمة R .

تحدّد ISDN عدداً من النّقاط المرجعيّةِ الّتي تُمثِّلُ واجهاتٍ منطقيّةٍ بين المجموعاتِ الوظيفيّةِ مثل الوصلات الطّرفيّةِ TA و NT1 ، وتتضمّنُ النّقاطُ المرجعيّةُ ما يلي:

· R وهي النّقطةُ المرجعيّةُ ما بين الوصلاتِ الطّرفيّةِ TA و TE2.

· S وهي النّقطةُ المرجعيّةُ بين طرفيّةِ المستخدمِ و NT2.

· T وهي النّقطةُ المرجعيّةُ بين أجهزةِ NT1 و NT2.

· U وهي النّقطةُ المرجعيّةُ بين أجهزةِ NT1 والتّجهيزاتِ الموجودةِ نهايةَ الخطِّ (الشّبكة).

تُقدَّمُ خدماتُ ISDN عن طريقِ وصلِ نهايةِ خطِّ مبدّلِ الهاتف (Line Termination) من الشّبكةِ المحليّةِ وهو عبارةٌ عن زوجٍ من الأسلاكِ المجدولةِ Twisted Pair إلى موقعِ المُشتركِ وربطه بالنّقطةِ المرجعيّةِ U (User)، وتتيح هذه الدّارة ربطَ جهازٍ واحدٍ فقط، ويمكن تحويل المنفذ U إلى منفذٍ بأربعةِ أسلاكٍ يدعى S/T عن طريقِ استعمالِ جهازٍ بسيطٍ NT1 (Network Termination 1) حيث يتيح هذا المنفذ ربطَ 7 أجهزةٍ وهو عبارةٌ عن دارتَي Terminal Interface و Subscriber Interface يتمُّ التّبديلُ بينهما بواسطة جهازٍ يُدعى NT2 (Network Termination 2) . وتوجد حالياً أجهزةٌ تدمج وظائف NT1 و NT2 نُطلق عليها اسم NT1/2.

وفي الشّكلِ التّالي عيّنةً من شبكة ISDN، حيث نرى ثلاثَ أجهزةٍ مُتّصلةً إلى مُبدّل ISDN في المكتب المركزيّ. اثنين من هذه الأجهزة متوافقان مع تقنيّةِ ISDN بالتّالي يتمُّ وصلها مع أجهزةِ NT2 من خلال النّقطةِ المرجعيّةِ S. أمّا الجهازُ الثاّلثُ وهو جهازٌ غيرُ متوافقٍ مع تقنيّةِ ISDN بالتّالي يتمُّ ربطَهُ من خلالِ النّقطةِ المرجعيّةِ R إلى الوصلةِ الطّرفيّةِ. أيُّ جهازٍ من هذه الأجهزةِ الثّلاثةِ يمكن وصلَهُ مباشرةً إلى NT1/2

مفاهيم بناء الخطّ ISDN الأساسيّة وخدماته

يعتمدُ بناءُ الخطِّ ISDN على استعمال قنواتٍ رقميّةٍ 64Kbps بمعدّل 8000 عيّنةٍ في الثّانية وبترميز 8bit للعيّنة، وهناك ثلاث أنواعٍ من هذه القنوات:

· قنواتٌ من نوع B (Bearer channels) : كلُّ قناةٍ 64Kbps مُخصَّصةٌ لنقلِ مُعطياتِ المُستخدِمِ الرّقميّةِ وتعملُ بتقنيّة تبديل الدّارة.

· قنواتٌ من نوع D (Delta or Data channels) : وهي قناةٌ تحكُّميّةٌ مُخصَّصةٌ لنقل معلوماتِ التّحكُّمِ حولَ المعلوماتِ المنقولَةِ في القناة B وتعمل بتقنيّة تبديل الرُّزَم Packet Switching (لا تحتاج إلى تأسيس اتصال) وتحمل رزمَ المعلوماتِ حولَ هويّةِ المُتّصل وَجهةِ الاتصال ونوعِهِ وغيرها من المعلوماتِ التّحكُّميّةِ.

· قنواتٌ من نوع H (High Speed) : وهي تعملُ بسرعاتٍ كبيرةٍ ومناسبةٍ لحملِ المُعطَياتِ الّتي تتطلّبُ نطاقاً تردديّاً كبيراً مثل الوسائط المُتعدّدة، ولها عدّةُ مستوياتٍ تختلف عن بعضها بعرض الحزمة الّتي قد تصل في القناة H12 إلى 1.920Mbps .

يمكن أن يُخصَّصَ لوصلة ISDN عدةُ أرقامِ هواتفَ تدعى MSN (Multiple Subscriber Numbers) بالتّالي تتشاركُ مجموعةٌ مختلفةٌ من الأجهزة بخطٍ واحدٍ. ويحتاج المستخدم لكي يتّصلَ بمُبدّل الهاتف إلى تجهيزاتٍ خاصةٍ مثل ISDN Terminal adapters أو ISDN Router. بناءً على حاجةِ المُشترِك من مُعدّلِ الإرسالِ، يمكنه الاختيار بين رُزمَتَينِ من القنوات، وكلُّ رُزمةٍ هي عبارةٌ عن مجموعةٍ من القنوات B،D وتتميّز بنوعينِ من المنافذ الفيزيائيّةِ المُستخدَمة.

المنفذ BRI (Basic Rate Interface)

يتألّفُ هذا المنفذ كما هو مبيّن في الشّكلِ التّالي منْ قناتَين منَ النّوع B كلُّ واحدةٍ منهما بِسِعَةِ 64Kbps وظيفتهما حمل بيانات المستخدم، وقناةٌ من النّوع D بِسِعَةِ 16Kbps وظيفتها نقلُ معلوماتِ التّحكّمِ ومعلوماتٍ عن الإشارة المنقولة، وفي بعض الحالات بإمكانها حمل بيانات المستخدم إضافةً إلى قناة تزامنٍ Framing channel للتحكم بالإطار بِسِعَةِ 48Kbps لتكون سعة المنفذ الكليّةِ 192Kbps وهي تلبّي حاجاتِ المستخدمين العاديّين. تزوَّدُ الأجهزة الطّرفيّةُ لمشترك ISDN ببطاقاتٍ للرّبط عبر مقبس RJ45 أو RJ11 .

المنفذ PRI (Primary Rate interface)

يتألّف هذا المنفذ كما في الشّكل التّالي من 23 قناة B وذلك في دول أمريكا الشّماليّة واليابان وقناةٍ واحدةٍ من النوع D بِسِعَةِ 64Kbps يُضاف إليها قناةُ تزامنٍ Framing channel للتّحكُّم بالإطار بِسِعَةِ 64Kbps لتكون السِّعَةُ الإجماليّةُ 1544Kbps .أمّا في أوروبا وأستراليا وباقي دول العالم فيتألّف هذا المنفذ من 30 قناة منَ النّوع B وقناةٍ من النّوع D وقناةِ تزامنٍ بِسِعَةٍ كليّةٍ للخطِّ قيمتها 2048Kbps. ويهدف هذا المنفذ إلى تلبيةِ حاجاتِ الشّركاتِ التّجاريّةِ والمؤسساتِ الّتي تتطلّبُ تبادُلَ كميةٍ كبيرةٍ من البيانات.

ومن هنا انتهينا من التّعريف بالتّقنيّة ومكوناتِها، تابعونا في المقال التّالي حيث سنتطرّقُ إلى البروتوكولات والخدمات.

----------------------------------------

المصادر:

Networking For Dummies، 7th Edition، Doug Lowe، ISBN: 978-0-7645-8400-8، 2014

هنا

هنا