Inleiding De diensten die een serviceprovider zoals PTT aan de gebruiker aanbiedt zijn veelsoortig. Zo kan een abonnee een aansluiting aanvragen voor het telefoonnet, voor het telexnet en voor het datanet. Deze verschillende netwerken zullen in de toekomst opgaan in het telefoonnet, dat daartoe wel ingrijpend gemoderniseerd wordt. De verbinding van abonnee met de centrale wordt gedigitaliseerd. Zo zullen diverse communicatieapparaten, zoals telefoon, fax en telex aan het nieuwe net moeten worden aangepast. Digitalisering In de loop van de laatste 25 jaar heeft de PTT de verbindingen tussen de verschillende telefooncentrales gedigitaliseerd. Hiermee wordt een hogere betrouwbaarheid gehaald. Ook kan foutcontrole en regeneratie van een verzwakt en vervormd signaal toegepast worden. Dit proces van digitalisering van de verbinding wordt het IDN Intregrated Digital Network genoemd. Dit IDN zal later worden doorgevoert tot het telefoontoestel. De naam van dit voledige digitale net wordt dan ISDN genoemd. Intregrated Services Digital Network In dit netwerk worden verschilende services van de PTT, zoals telex telefonie en datacommunicatie in een netwerk uitgevoerd In dit geheel Digitale Netwerk zijn de Services dus geintergreerd. Het ISDN is afgeleid van het CCITT 32 kanaals digitale telefoon net. Hierbij wordt een telefoonsignaal beperkt tot een bandbreedte van 300 Hz tot 3400 Hz. De samplefrequentie moet minstens het dubbele zijn van de informatie frequentie, 6800 Hz dus. In de standaard wordt een samplefrequentie van 8000 Hz aangehouden waardoor een oversampling plaatsvindt. Iedere sample wordt omgezet in een binaire code van 8 bits. Dat betekend dat er in plaats van 300 tot 3400 Hz analoog signaal nu 8000 Hz x 8 bits = 64000 bps digitaal door de kabel gaat voor een telefoon gesprek. Dit wordt het basiskanaal genoemd. bps (bits per seconde) Verandering bij de overgang naar ISDN ÚÄÄÄÄÄ¿ 2 x 0.5 mm ÚÄÄÄÄÄ¿ ÄÄÄÄ´ NAM ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ´ DAM ÃÄÄÄÄ Abonnee ÀÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÙ Telefoon centrale (ISDN) NAM Netwerk Aansluit Module Dit levert vanaf de abonnee-aansluiting een digitaal signaal wat door de centrale verwerkt kan worden. DAM Digitaal Aansluit Module De centrale ontvangt hier het digitale signaal van de abonnee. Bij de verbinding abonnee - centrale zijn een paar dingen van belang. 1. Tussen abonnee en centrale is een twee-aderige kabel nodig. 2. De afstand tussen abonnee en centrale mag niet groter zijn dan 20 KM , in nederland is 5 KM al een grote uitzondereing. 3. Bij invoering van een volledig gedigitaliseerd net zal er in de overgangsfase rekening gehouden moeten worden met de abonnee's die nog geen digitale aansluiting hebben. Met behulp van dit nieuwe net kunnen verschilende diensten sneller en beter verricht worden. 1. Telefoon. Via een basis aansluiting kunnen in principe twee telefoongesprekken verstuurd worden, waarbij de hoogste informatiefrequentie 4000 Hz mag zijn. 2. Telex. Het telexnet van 50 baud wordt opgevolgd door een teletex verbinding die een factor 1280 sneller is. 3. Facsimile. Een faxbericht dat met de oude methode een snelheid van 2400 bps bereikte kan nu met 64000 bps verstuurd worden. 4. Voor een datacommunicatie verbindig is de vooruitgang duidelijk als we bedenken dat het snelste modem over een kieslijn 28,8 Kbps bereikt. De snelheid word nu 64 Kbps en bovendien is er dan geen modem nodig,omdat de verbinding met de centrale al digitaal is. 5. Beeldtelefonie. Hierbij is de beeldkwaliteit minder dan bij televisie vanwege de geringe bandbreedte. Door een aantal moderne methoden van signaalbewerking kan een acceptabel beeld overgebracht worden in een 64 Kbps kanaal. In de loop van de jaren 90 zullen de verschillende landen aangesloten bij CCITT in hun eigen tempo dit netwerk invoeren. De PTT verwacht in 1993 5% van het telefoonnet omgezet te hebben naar ISDN. Basic Access De basis aansluiting van een abonnee op het net wordt het basic access kanaal genoemd. Er kan 200 KBps door de kabel gestuurd worden, dus er kan meer dan een gesprekskanaal van 64 KBps door. Er zijn drie TDM kanalen gedefinieerd, 2B + 1D. De B basiskanalen dienen voor de eigelijke communicatie en zullen elk 64 KBps kunnen overdragen. Het D kanaal heeft een signaleringssnelheid van 16 KBps en wordt gebruikt voor het versturen van datapakketen. De opzet van het ISDN is onder te verdelen in een aantal blokken. Alle blokken zijn met elkaar verbonden door middel van een interface. ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ³ TE1 ÃÄÄÄÂÄÄÄ´ NT2 ÃÄÄÄÄÄ´ NT1 ÃÄÄ//ÄÄ´ DAM ³ ÀÄÄÄÄÄÙ ³ ÀÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÙ ³ ^ ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ³ U-Bus ³ TE2 ÃÄÄÄÄ´ TA ÃÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÙ ^ S-Bus TE1 = Terminal Equipment (een ISDN apparaat) TE2 = Niet ISDN apparaat (oude standaard) TA = Terminal Adapter (Omzetter naar ISDN) NT2 = Network Terminator (Terminal selector) NT1 = Omzetter binnenhuis ISDN naar buiten ISDN DAM = Digitaal Adapter Module (Ingang PTT centrale) NT1 zet de binnenhuis ISDN met 4 draden om naar 2 draads buitenhuis ISDN. Toegang tot het netwerk De toegang tot het netwerk zal verkregen worden met behulp van de CSMA/CD techniek. CSMA/CD Carrier Sended Multiple Access / Collussion Detect. Alle apparaten kunnen op elk moment toegang krijgen tot de S-Bus (Muliple Access). De S-bus is een 4 aderige kabel (twisted pair), twee aders om te ondvangen de andere om te zenden. Op de S-Bus krijgt een apparaat toegang als er geen ander apparaat op aanwezig is. Dit wordt gedaan door eerst te luisteren of er een carrier is. Dit systeem heet Listen Before Talking. Toch is er een kleine kans dat er twee apparaten tegelijk luisteren, beide horen niets en gaan tegelijk zenden. Er kan dan een botsing plaats vinden (Collission). Om een collission te detecteren wordt er tijdens het zenden gemeten of alleen de zelf verzonden spanning op de lijn staat, is dit niet het geval, dan moet er meteen gestopt worden met zenden. Na een tijd zal dit apparaat het weer opnieuw proberen. Deze techniek heet Listen While Talking. ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ³ TE1 ³ ³ TE1 ³ ³ ÚÁ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ÀÂÂÄÂÂÙ ÀÂÂÄÂÂÙ ³ ³ ³ Zk ³ NT1 ÃÄÄÄÄÄÁÅÄÅÅÄÄÂÄÄÄÄÄÄÁÅÄÅÅÄÄÂÄÄÄÄÄÙ ÀÂÙ ÄÄÄÄÄÄÄ´ ÃÄÄÄÄÄÄÁÄÅÅÄÄÅÂÄÄÄÄÄÄÁÄÅÅÄÄÅÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ÄÄÄÄÄÄÄ´ 2/4 ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÁÅÄÄÅÅÄÂÄÄÄÄÄÄÁÅÄÄÅÅÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÅÅÄÅÂÄÄÄÄÄÄÁÄÄÅÅÄÅÂÄÄÄ¿ ÚÁ¿ ÀÄÄÄÄÄÙ ÚÁÁÄÁÁ¿ ÚÁÁÄÁÁ¿ ³ ³ ³ Zk ^ ^ ³ TE1 ³ ³T-Omz³ ³ ÀÂÙ U-Bus S-Bus ÀÄÄÄÄÄÙ ÃÄÄÄÄÄ´ ÀÄÄÄÙ ³ TE2 ³ ÀÄÄÄÄÄÙ De S-Bus De norm I-430 heeft betrekking op de S-Bus. Dit is ook een eis waaraan een apparaat moet voldoen om ISDN compatible te zijn. De S-Bus heeft vier draden 2 voor het zenden en 2 voor het ontvangen. De signaal snelheid is 192 KBps. Op de S-Bus kunnen maximaal 8 terminal aansluitingen worden aangesloten. De toegang tot de NT1 interface wordt verkregen via het D kanaal. Het is mogelijk dat er twee terminals tegelijk zenden via de S-Bus, doordat de ene terminal op kanaal B1 zit en de ander op het B2 kanaal. Eigenschappen van de S-Bus Signaal snelheid 192 KBps B1 kanaal 64 KBps B2 kanaal 64 KBps D kanaal 16 KBps Synchronisatie 8 KBps Andere informatie 40 KBps Codering ASI Max. aantal terminals 8 De ASI Code De ASI code is een code waarbij de "0" wordt afgewisseld door + 0.75 Volt en - 0.75 Volt. De "1" is een waarde van 0 Volt. We noemen dit Alternate Space Inversion. De engelse term voor "1" is Mark, de "0" is Space. De ASI code heeft als voordeel dat er gemiddeld geen gelijkspanningcomponent aanwezig is. Daardoor is een capacitieve of inductieve koppeling mogelijk. ³ ³ ÚÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄ¿ ³ 1 ³ 0 ³ 1 1 1 ³ 0 ³ ÃÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÁÄÄ ³ ³ 0 ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÙ ³ Het D kanaal Een terminal kan toegang krijgen tot het D kanaal als hij een reeks van 7 of meer enen gedetecteerd heeft. De bitstroom in het D kanaal is namelijk opgebouwd volgens het HDLC protocol, waarbij maximaal 6 enen verstuurd worden. Als een terminal niet actief is zend hij continu een 1. De bits die verstuurd worden door een terminal, worden terug gestuurd als E bits (Echo bits), Klopt deze niet met de verzonde bits, dan is er nog een terminal actief, er moet nu meteen gestopt worden met zenden. Een frame van de S interface bestaat uit 48 bits en duurt 250 uS. Het begin en het eind van de frame wordt verkregen door het verbreken van de ASI regel. Door bijvoorbeeld 2 keer een '1' of 2 keer een '0' met het zelfte potentiaal te verzenden. B1 B2 B1 B2 ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³FLxxxxxxxxEDAGNxxxxxxxxEDSxxxxxxxxEDSxxxxxxxxEDS³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ Gedeelte van een frame op een S-Bus F-bit Deze duidt het begin of eind aan van een frame. L-bit Dit is een balanceer bit, Om het gelijkspannings element op te heffen. D-bit Dit zijn de bits die herhaalt worden voor controle. E-bit Als alles goed gaat is deze gelijk aan de D-bit. A-bit Deze bit is voor het maken of verbreken van de verbinding tussen NT en TE. G-bit Deze bits zijn voor opvulling een '0'. N-bit Deze bit is voor de synchronisatie een '1' S-bit Deze vult het incomplete frame van NT naar TE aan. B1-B2 deze XXXXXXXX stellen de data (informatie) voor uit de kanalen B1 en B2. De Network Terminator (NT) De netwerk terminator verzorgt de interfacing tussen de S-bus en de ISDN van de centrale. Dit doet hij door de 192 KBps uit de S-bus om te zetten naar 160 KBps die later weer omgezet wordt naar 120 KBps om met de ISDN centrale te kunnen werken. Ook moet hij zorgen voor de full duplex datastroom van 120 KBps van en naar de centrale met behulp van echo onderdrukking, waardoor de verzonden en ontvangen signalen uit elkaar gehouden kunnen worden. De NMS 4/3 Code MMS staat Modified Monitoring State. Dit is een code die 3 waarden kent nl. -, 0 en +. Met behulp van deze code worden de toestandveranderingen per seconden terug gebracht naar 120 KBps. De MMS code is een 4b/3t code. Bij deze code wordt steeds een groepje van 4 bits omgezet naar een groepje van 3 ternaire waarden, maar niet steeds op dezelfte wijze. Zo kan 1001 omgezet worden naar +-+ maar ook in ---. Dit is mogelijk omdat met 4 bits 16 combinaties mogelijk zijn maar met 3 ternaire zijn er 27 mogelijkheden. ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ 4-code ³ mode1 ³ mode2 ³ mode3 ³ mode4 ³ ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄ´ ³ 0000 ³ +0+ ³ 0-0 ³ 0-0 ³ 0-0 ³ ³ 0001 ³ 0-+ ³ 0-+ ³ 0-+ ³ 0-+ ³ ³ 0010 ³ +-0 ³ +-0 ³ +-0 ³ +-0 ³ ³ 0011 ³ 00+ ³ 00+ ³ 00+ ³ 00+ ³ ³ 0100 ³ -+0 ³ -+0 ³ -+0 ³ -+0 ³ ³ 0101 ³ 0++ ³ -00 ³ -00 ³ -00 ³ ³ 0110 ³ -++ ³ -++ ³ --+ ³ --+ ³ ³ 0111 ³ -0+ ³ -0+ ³ -0+ ³ -0+ ³ ³ 1000 ³ +00 ³ +00 ³ +00 ³ 0-- ³ ³ 1001 ³ +-+ ³ +-+ ³ +-+ ³ --- ³ ³ 1010 ³ ++- ³ ++- ³ +-- ³ +-- ³ ³ 1011 ³ +0- ³ +0- ³ +0- ³ +0- ³ ³ 1100 ³ +++ ³ -+- ³ -+- ³ -+- ³ ³ 1101 ³ 0+0 ³ 0+0 ³ 0+0 ³ -0- ³ ³ 1110 ³ 0+- ³ 0+- ³ 0+- ³ 0+- ³ ³ 1111 ³ ++0 ³ 00- ³ 00- ³ 00- ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÙ 4/3 omzet tabel Beeldtelefoon bij ISDN Bij beeld transport bij ISDN komt heel wat kijken. Het analoge spectrum van TV is 5 MHz groot. Volgens de regel van Shannon moet de sample frequentie 2x zo groot zijn, dus 10 miljoen per seconde. Een mens kan +/- 200 grijswaardes onderscheiden. Dat betekent dat elk monster door minstens 8 bits moet worden weergegeven (256 nivo's). Ook heb je nog 8 bits nodig voor de beeldpunt locatie. Dat houdt in dat je een bitsnelheid nodig heb van 160 MBps. Het probleem is een B kanaal kan maar 64 KB transporteren. Hierop is het volgende gevonden: 1. Het Comprimeren van het aantal bits door delen weg te werken die geen informatie bevatten. 2. Door reductie van het aantal bits en het aantal Beeldpunten. 3. Het gebruik van het standaard CIF formaat. CIF is een standaard voor beeldtelefonie waarbij maar 288 lijnen per beeld worden gebruikt met 360 punten per lijn. Ook worden er maar 12 bits per sample i.p.v. 16. ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄ¿ ³ ³Bits/Pixel³Pixel/Lijn³Lijn/Beeld³Beeld/Sec³MBps³ ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄ´ ³ TV Beeld ³ 16 ³ 720 ³ 576 ³ 25 ³ 166³ ÃÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÅÄÄÄÄ´ ³ CIF ³ 12 ³ 360 ³ 288 ³ 30 ³ 37 ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÙ De bitsnelheid van 37 MBps is nog steeds veel te hoog voor het B kanaal. Er moeten dus ook nog andere dingen gebeuren om de bit-snelheid te verlagen. Dit kan men doen door beeldcompressie en door reductie. Beeld compressie Als we twee opvolgende beelden met elkaar vergelijken valt op dat de meeste pixels niet veranderd zijn. Hierop is de compressie dan ook gebaseerd. Het gedigitaliseerde signaal van een beeld wordt opgeslagen in een geheugen. De bitreeks van het volgende beeld wordt vergeleken met het vorige beeld. Als deze pixel gelijk is dan wordt er een '0' verstuurd, i.p.v. 12 bits aan informatie. Is deze pixel anders dan wordt er een '1' verstuurd opgevolgt door de 12 bits informatie van de pixel. Door deze compressie wordt er een winst behaalt van 33%. Ook kan je nog blokken vergelijken met elkaar i.p.v. pixels, de blokken zijn 16 x 16 pixels groot, hierdoor wordt de compressie zo groot dat er nu beeld overdracht plaats kan vinden over de 64 KBps lijn. Er is nu nog steeds sprake van onvervormde beeldoverdracht. Eerste beeld Pixel 1 Pixel 2 Pixel 3 Pixel 4 111110110111 101010101011 110101010110 001110010101 Tweede beeld Pixel 1 Pixel 2 Pixel 3 Pixel 4 111110110111 111010101011 110101010110 001110010101 Na Compressie Pixel 1 Pixel 2 Pixel 3 Pixel 4 0 1111010101011 0 0 Beeld reductie Als er bij een beeld opname veel beweging is, dan is compressie niet voldoende, dan moet er ook reductie worden toegepast. Men kan twee reductiemethoden toepassen. 1. De resolutie verlagen, waardoor groote beeldpunten ontstaan. 2. Het aantal grijsnivo's wordt verlaagt, waardaar het beeld wat minder 'kleur' krijgt. Voor beide reductiemethoden geldt dat het beeld vervormd wordt. Werking van het D kanaal Het 16 KBps D-kanaal bestuurt de verbinding tussen de TE's en NT en van NT naar de DAM (ISDN Centrale). Dit kanaal moet de verbinding met de centrale opbouwen, in stand houden en verbreken. Ook wordt dit kanaal gebruikt voor het versturen van datapakketten. Op het S-nivo wordt het D kanaal gebruikt om verbinding te krijgen van TE naar NT en om botsingen te detecteren. Voordat een TE mag gaan zenden moet hij eerst een aantal D-bitjes versturen. Het aantal D-bitjes is voor elke TE (Terminal) anders. Het verzenden van besturingsinformatie heeft een hogere prioriteit dan het versturen van datapakketten. Als er een TE heeft gezonden wordt zijn prioriteit verlaagt, zodat andere TE's ook aan de beurt komen. Deze besturingswijze bij ISDN wordt "Out Slot" genoemd, omdat de besturing op een apart kanaal gedaan wordt. De informatie die door de B-kanalen verstuurt wordt hoeft niet aan een bepaalt protocol te voldoen. Dit heet een transparante verbinding. Het D-kanaal moet wel aan een bepaalt protocol voldoen, omdat deze informatie door de ISDN centrale begrepen moet worden. B-1 B-2 ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ÚÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³ ³ Besturing ³ ³ Data pakket ³ ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÙ ÀÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ÚÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄ¿ ³ ³ ³ Multiplexer ³ ³ ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ÚÄÄÁÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÁÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ¿ ³ Multiplexer (NT) ³ ÀÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÂÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÙ ³ ³ ³ <- (Max 20 Km) V ISDN Centrale Conclusie Het ISDN netwerk heeft vele voordelen, nl. 1. Er kan beeld overdracht plaats vinden. 2. Er is computer communicatie mogelijk zonder modem. 3. De snelheid van de fax wordt vele malen hoger. 4. Dankzij multiplexen zijn er veel gesprekken mogelijk door een enkele telefoon lijn. Voor grote bedrijven is ISDN dus ideaal. Voor particuleren is ISDN nog niet haalbaar, omdat de aansluit- en abbonementskosten nog te hoog zijn. Inhoud 1. Inleiding Blz. 1 2. Digitalisering Blz. 1 3. Veranderingen bij de overgang naar ISDN Blz. 2 4. Basic access Blz. 4 5. Toegang tot het netwerk Blz. 5 6. De S-Bus Blz. 6 7. Eigenschappen van de S-Bus Blz. 6 8. De ASI code Blz. 6 9. Het D-Kanaal Blz. 7 10. De Network Terminator Blz. 8 11. De MMS 4/3 code Blz. 8 12. Beeldtelefoon bij ISDN Blz. 9 13. Beeld compressie Blz. 10 14. Beeld reductie Blz. 11 15. Werking van het D Kanaal Blz. 12 16. Conclusie Blz. 13