統合サービスデジタルネットワーク – 定義

総合サービスデジタルネットワーク( ISDN 、英語ではISDN for Integrated Services Digital Network ) は、従来のモデムの 56 kbit/s と比較して、より優れた品質と最大 2 Mbit/s (S2 アクセス) の速度を実現するリンクです。

ISDNアーキテクチャは、音声、データ、ビデオ、その他のアプリケーションやサービスを組み合わせるように設計された、既存の電話ネットワークの完全なデジタル進化として見ることができます。したがって、ISDN は従来の交換電話網(PSTN) に対抗します。

フランス語圏における呼称

• 略語ISDN はベルギーとスイスで使用されます。
• 略語RNIS はフランスとカナダで使用されます。ただし、 France Telecomの ISDN ネットワークは、Numéris という商品名でよく知られています。

プレゼンテーション

ISDN 接続は、タイプ B チャネル (ヨーロッパでは 64 kbit/s、北米では 56 kbit/s) およびタイプ D チャネル (16 kbit/s) など、いくつかのデジタル チャネルへのアクセスを提供します。 B チャネルはデータ転送に使用され、集約して帯域幅を増やすことができます。 D チャネルは通信シグナリングに使用されます。

ベースバンドISDN ネットワークは、64 kbit/s ～ 2 Mbit/s の低速サービスを提供します。ワイド エリア ネットワーク (WAN) 専用の現在の ATMテクノロジは、もともと 10 Mbit/s ～ 622 Mbit/s の高速サービス用のブロードバンド ISDN という名前で ISDN 定義の一部でした。

ISDN を使用すると、小規模な地域および国際サイトは、専用線よりも実際の消費量に適したコストで企業ネットワークに接続できます。 ISDN オンデマンド リンクは、専用回線を置き換えたり、帯域幅を増やしたり冗長性を提供したりするための補完として使用できます。これらの同じリンクを使用すると、リモート サイトまたはユーザーは、完全なセキュリティでインターネット上の重要なリソースに効率的にアクセスできます。

ISDNネットワークの発展

国際電気通信連合(ITU) は、ISDN テクノロジを、さまざまなサービスとのエンドツーエンドのデジタル接続を提供するネットワークとして定義しています。 ISDN ネットワークには、従来の電話ネットワークと異なる 2 つの重要な特徴があります。

• 接続は一方の端からもう一方の端までデジタルです。
• ISDN は、ユーザー/ネットワークインターフェイスプロトコルの標準セットを定義します。このようにして、すべての ISDN 機器は同じ物理接続と信号プロトコルを使用してサービスにアクセスします。

ISDN は、電話ネットワークの広範囲な地理的カバレッジと、音声、データ、およびビデオを同時にサポートするデータ ネットワークの転送能力を組み合わせています。

フランスとベルギーでは、国の電気通信ネットワークが完全にデジタル化されており、実装されているアクセス プロトコルは ETSI と ITU によって発行された Euro-ISDN 標準に準拠しています。

機能している

アナログ電話ネットワークでは、電気通信会社の中央交換機と加入者間の銅線のツイストペアを介したループが単一の伝送チャネルをサポートします。このチャネルは、音声またはデータという 1 つのサービスのみを同時に処理します。統合サービスデジタルネットワークでは、同じツイストペアがいくつかの論理チャネルに分割されます。

ISDN論理チャネル

ISDN では、機能と流量によって区別される 2 種類の論理チャネルが定義されています。 B チャネルは、回線またはパケット交換で音声、データ、FAX などのユーザー情報を 64 kbit/s の速度で送信します。すべてのネットワーク サービスは B チャネルからアクセスできます。D チャネルは、基本アクセスの場合は 16 kbit/s、プライマリ アクセスの場合は 64 kbit/s の速度で送信します。これらは、通話、接続の確立、サービス要求、B チャネル上のデータルーティング、そして最後に接続の解放などのシグナリング情報をサポートします。このシグナリング情報は、B チャネルから完全に分離されたネットワーク上を移動するように設計されており、この帯域外シグナリングにより、ISDN ネットワークの接続確立時間がアナログ ネットワーク (約 40 秒) に比べて高速になります (約 4 秒)。 D チャネル (X.31b プロトコル) を介してユーザー データを送信することもできますが、これらのチャネルのスループットは制限されているため、このタイプの使用はまれです。

ISDN標準インターフェース

ISDN ネットワーク アクセス インターフェイスは、B チャネルと D チャネルの組み合わせです。標準インターフェイスは 2 つあります。これらは、次の 2 つの異なる使用カテゴリに対応します。

• 住宅: 電話サービスとインターネット接続の同時使用。
• プロフェッショナル: 電話交換機 (PABX) および/または代理店ルーターの使用。

どちらの場合も、使用されるチャネルの数はニーズに応じて変化し、最大速度はインターフェイスのタイプによって設定されます。

基本的なアクセス

基本アクセスまたは基本速度インターフェイス(BRI) には、シグナリング用の 2 つの B チャネルと 1 つの D チャネル (2B+D) が含まれます。

プライマリアクセス

プライマリ アクセスまたはプライマリ レート インターフェイス(PRI) には、ヨーロッパ、アフリカ、南米、中東、アジア(日本を除く) で 64 kbit/s の 30 B チャネルと 1 つの D チャネルが含まれます: 30B+D。米国、カナダ、日本では定義が異なり、23B+D となります。市場保護だけが、ヨーロッパ、米国、カナダ、日本の間の定義の違いを説明します。このアクセスは、1.544 Mbit/s および 2.048 Mbit/s の T1/E1 リンクに相当する ISDN です。

流量の適応

非 ISDN 機器は、必ずしもチャネル B の定義 (64 kbit/s) と互換性のある速度を備えているとは限りません。この場合、ターミナル アダプタ (TA) は、B チャネルの実効スループットを非 ISDN デバイスと互換性のある値に下げることによって適応を実行します。

適応管理プロトコルには 2 つあります。ヨーロッパで広く使用されている V.110 と米国で使用されている V.120 です。これら 2 つのプロトコルは、同期送信と非同期送信を管理します。 V.110 プロトコルは、 Linux ISDN サブシステムや GSM 携帯電話などで動作します。 ISDN/V.110 ゲートウェイを提供するかどうかは、携帯電話サービス プロバイダー次第です。

動的な帯域幅割り当て

動的帯域幅またはチャネル割り当ては、B チャネルを集約することによって取得され、ヨーロッパでは基本アクセス (BRI) の場合は 128 kbit/s、プライマリ アクセスの場合は 1.875 Mbit/s の最大帯域幅が得られます。

この機能により、フロー レート、つまり通信コストを受信および送信フローの実際のニーズに適応させることができます。時間帯や曜日によって、接続のニーズは大きく異なります。 ISDN リンクが指定した時間に接続を開閉することでオンデマンドで帯域幅を正しく使用する場合、専用回線を使用する定額料金のコストが ISDN リンクの通信時間コストよりも高くなる可能性があります。

B チャネルを集約するには、ボンディングとバンドルと呼ばれる 2 つの手法があります。

ボンディングは、 OSI モデルのレベル 1 (物理層) で機能します。ビットレベルの同期を提供します。したがって、この技術には特別な装置が必要です。主に専用のビデオ会議機器で使用され、データ ネットワーク機器ではほとんど使用されません。

バンドリングは、OSI モデルのレベル 2 (リンク層) で機能する一般的な手法です。 ISDN 接続の場合、2 つのシステム間で複数の B チャネルを同時に開くことができます。マルチリンク PPP (ML-PPP) 標準は、複数の B チャネルにわたってデータグラムを分離、再結合、順序付けして単一の論理接続を作成する方法を記述しています。この標準は、ローカル ネットワーク (LAN) およびインターネットへの電話アクセスのための TCP/IP モデルのリンク レベル標準である PPP プロトコル専用です。文書RFC 1717とRFC 1990 : The PPP Multilink Protocol (MP)では、PPP に関連するリンク レベルのソフトウェアについて説明されています。 Linux の ISDN サブシステムおよび多数のハードウェア ソリューション (Cisco、Alcatel-Lucent、Huawei など) に実装されています。