GENİŞ BANTLI TÜMLEŞİK HİZMETLER SAYISAL ŞEBEKESİ

(*) TELETAŞ Araştırma Geliştirme Müdürlüğü

GİRİŞ

G eniş bantlı Tümleşik Hiz metler Sayısal Şebekesi (BISDN): Broadband Integ rated Services Digital Net work), günümüzde bilinen ve ileride tanımlanacak tüm iletişim servisleri ni sağlayabilecek bir iletişim şebe kesidir. Bugün var olan şebekeler tarafından sağlanamayan yeni ser visler, örneğin görüntülü telefon, yüksek tanımlı TV yayını gibi yüksek iletişim hızına gereksinim duyan servisler, BISDN şebekesi tarafın dan sağlanabilecektir. BISDN şebe kesinde iletişim hızı 155 Mbit/s ile 622 Mbit/s olacaktır. İletişim tekniği olarak BISDN için ATM (Asynchro nous Transfer Mode) uygun görül müştür. ATM'nin iletişim tekniği ola rak seçilmesinin nedeni değişik bant genişliklerine sahip servislerin en elverişli olarak bu teknikle sağlana bilir olmasıdır.

BISDN'e geçilmesini zorlayan ne denler, gelişen teknoloji, yeni ser • visler, endüstriyel ihtiyaçlar ve tüm leşik sistemlerin daha ekonomik oluşu olarak sıralanabilir. Yüksek hızjjedeniyle şebekede iletişim or ramı"o>arak fiber optik kablolar ve optik anlhtarlama elemanları kulla nılmaktadır. Abone terminallerinin de bu/eknolojiye ve BISDN stan d a r t l ı n a uygun olması gerekir. Güılfumüzde a^dk olan telefon, telex veri şebekelerinin yerini ilerde tek fetişim uygulamalarına açık olan BISDN alacaktır M.

BISDN ŞEBEKE MİMARİSİ

BISDN'de şebeke yapısı ve kullanı cının BISDN hizmetlerine erişim Şe kil 1 'de gösterilmektedir.

Savaş TANY ERİ (*) Demir ÖNER (*)

GENİŞ BANTLI ISDN SERVİSLERİ

BISDN şebekesinde çok geniş ve sayısız uygulama örnekleri ortaya konabileceğinden gerçekte servisler terminal tasarımcılarının, servis sağlayıcı kurumların ve abonelerin hayal güçleri ile belirlenecektir. BISDN'de servisler etkileşimli (interactive) veyayımsal (distributive) olarak ikiye ayrılır*1'. İlerde etkileşimli ve yayımsal servis özelliklerini içe ren üçüncü bir servis türü örneğin,

etkileşimli TV servisi kullanıcılara sunulabilir.

Etkileşimli (Interactive) Servisler

Abone ile servis arasında bilgi alış verişinin gerçekleştiği hizmet türü dür. Bu servislerde kendi içinde iki ye ayrılır konuşma türü olanlar (te lefon, görüntülü telefon, vb.) ve me saj türü olan (Videoteks, Elektronik mektup, vb.)

• Görüntülü Telefon (Videophone)/ Video konferans

Görüntülü telefon tek taraflı ya da iki taraflı olarak sağlanabilen bir ser vistir. Bu servis sayesinde resim ile timi, eğitim, danışmanlık karşılıklı oyun oynamak, alım satım, video konferans, iş görüşmesi, video mektup gibi hizmetler sağlanabile cektir.

• Video Servisi

Video dağıtımı, video ile reklam ve eğitim gibi hizmetler sağlanabile cektir.

u'ATM'nin esnek, değişebilir bir bant genişliğine sahip olması ve düşük gecikme hızı nedeniyle BISDN'de kullanılmaya en elverişli yöntem. tt teks servisinin geniş bantlı ISDN'deki uygulamasıdır. Videoteks servisi ile veri tabanına erişilerek eğitim, tele alışveriş, reklam ve ha ber alma gibi hizmetler gerçekleşti rilebilecektir.

• Veri (Data) Servisi

• Videoteks Servisi

Bilgisayarlar arası yüksek hızda dos

Bu servis var olan etkileşimli video ya ve veri aktarımı sağlanabilecektir.

Y ayınsal Servisler

Bu servisler pasif yani etkileşimin kullanılmadığı tek yönlü servislerdir; örnek olarak TV, Yüksek Tanımlı TV (HDTV) ve Hi fi müzik yayınları veri lebilir.

• TV Yayınları

TVyayınlarının BISDN şebekesin den yapılması ile aboneler çok sayı da televizyon kanalına erişilebilecek ve istedikleri bir programı seçebile cektir. Böylece kaliteli bir görüntü sağlandığı gibi, abone isterse daha kaliteli görüntü için HDTV'yi seçebi lecektir.

• Hi Fi Yayınları

Bu servisle aboneler çok sayıda ka liteli müzik yayını yapan kanallardan birini seçerek istediği müziği dinle yebilecektir.

BISDN İLETİŞİM TEKNİĞİ : ATM

ATM (Asynchronous Transfer Mode) metodu hızlı paket anahtarlama ve asenkron zaman çoğullama kav ramlarına dayanmaktadır. ATM yönteminde bilgi, hücre olarak ad

UNI

622Mb/s

155Mb/s

TE (Terminal Eçuipment)

Uç birim

TA (Terminal Adapter)

Uç birim uyarlayıcı

B NT1 (BISDN NetvvorkTermination 1 Transparent) Şebeke sonlandırma birimi 1

B NT2 (BISDN Netvvork Termination 2 lntelligent) Şebeke sonlandırma birimi 2

R

ISDN olmayan referans noktası (Analog)

S

ISDN referans noktası

Sb, Tb

BISDN referans noktalan

Ub, Vb

BISDN kullanıcı şebeke arabağları

BICON (Broadband ISDN Concentrator)

Geniş bantlı ISDN yoğunlaştırıcı

246 382 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

Şekil 1: BISDN ŞEBEKE Mimarisi

landırılan başlık ve bilgi kısımların dan oluşan sabit uzunluktaki kısa paketler halinde taşınmaktadır. ATM'nin esnek, değişebilir bir bant genişliğine sahip olması ve düşük gecikme hızı nedeniyle BISDN'de kullanılmaya en elverişli yöntem olarak belirlenmiştir. ATM yöntemi, işaretleşme ve hızlı bilgi akışı için elverişli olduğu gibi, konfigürasyon ve bakım konularında da kolaylık ve esneklik sağlamaktadır. ATM'nin katmanlı yapısı Şekil 2'deki ATM protokol referans modelinde göste rilmiştir.

• ATM Katmanı

ATM katmanı bütün servisler tara fından kullanılmaktadır. İşlevsel ola rak iletişim düğümleri arasındaki hücre transferini sağlamak için akış kontrolü, hücre başlığı yaratma ve çözme, VPI (Virtual Path Identifier)/ VCI (Vitual Channel Identifier) dö nüşümü, hücre çoğullama ve çözme işlevlerini gerçekler.

• ATM Uyumluluk Katmanı (AAL)

AAL katmanı servislere bağımlı bir katmandır; bu nedenle çok sayıda protokolü sağlayabilmektedir. Bu katman için dört servis sınıfı tanım lanmıştır:

CS (Convergence Sublayer): Servise bağımlı olarak üst katmanın gereksi nimlerine cevap verir, örneğin AAL ve ATM katmanında bulunmayan LAPD fonksiyonlarını yerine getirir.

SAR (SegmentationAndReassembly sublayer): Data birimlerini bölümle yerek (segmentation) ATM hücrele rine yerleştirip gönderilmesini sağ lar, alınan tarafta da bölümlenmiş yapının tekrar biraraya getirilmesini (reassembly) gerçekler.

ALL katmanı işlevlerine aşağıdaki örnekler verilebilir:

Bilgi alanı için iletişim hatalarını kontrolü,

orr KATMAMJUO

ÛST KATMAMLA*

A Hİ UY AMAMA KATMAM

ATM KATMAM

Şak» 2: ATM PROTOKOL Rejerone Modeli

A : Ses veya sabit hızda video.

B : Değişen hızda video.

C : Bağlantılı (connection oriented) veri transferi.

D : Bağlantısız (connectionless) veri transferi.

AAL protokol kontrol bilgisi, ATM hücresinin bilgi alanında taşınır. AAL katmanı işlevsel olarak ikiye ayrılır.

ATM katmanlarındaki kayıp hücre lerin denetlenmesi,

Yanlışlıkla sokulmuş hücrelerin denetlenmesi,

Sabit hızlı servisler için hücre ge cikmelerinin kotarılması,

İki uç nokta arasında zamanlama bilgilerinin iletilmesi'3'.

İLETİŞİM İLKELERİ

Üst Katmanlar

ATM uyum Katmanı (AAL)

ATM Katmanı

Fiziksel Katman

Üst Katman Kullanıcı düzlemi (servis sınıfları) Fonksiyonlar

A

B

C

D

Kontrol Düzlemi (İşaretleşme)

CS Protokol Tipleri

CS

CS 1 | CS2 | CS 3 | CS 4

CS İşaretleşme

SAR Protokol Tipleri

SAR

SAR 1 | SAR 2 | SAR 3 |SAR 4

SAR İşaretleşme

Akış kontrolü Hücre başlığı üretim ve ayıklama VPI / VCI dönüşümü Hücrelerin çoklanması ve çoklanmantn açılması

Hücre hızını belirleme

HEC üretimi ve doğrulanması

TC

Hücreyi oluşturma

Çerçeve adaptasyonu

Çerçeve üretimi

PM

Bit zamanlaması

Fiziksel ortam

İletişim ilkesi olarak eş zamanlı (STM) ve eşzamanlı olmayan (ATM) uygulamaları söz konusudur.

• STM (Synchronous Transfer Mode)

Şekil 4'deki STM yönteminde ka nalların (time slots) yerleri sabit ol duğundan, atanan bir kanal ancak bir çerçeve uzunluğundaki aralıklar la kullanılabilir. Bu transfer yöntemi sabit hızda çalışan servisler için el verişlidir. Oysa BISDN servisleri değişen hızlara (bant genişliğine) sahip olduğundan BISDN'de ATM yöntemi uygulanmaktadır. Ancak, ATM hücreleri STM çerçeveleri için de taşınabilir.

Şekil 3: KATMAN İŞLEVLERİ

Fiziksel, ATM ve AAL katmanlarının işlevleri Şekil 3'de açıklanmıştır.

• Fiziksel Katman

Fiziksel katman işlevsel olarak ikiye ayrılır:

TC (Transmission Convergence Sublayer): Çerçeve ve hücre oluş turma işlevini yerine getirir. PM (Physical Medium Sublayer): Fiziksel ortam işlevini yerine getirir.

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Şekil 5'deki ATM yöntemindeki ka nalların yerleri sabit değildir. Aynı kanal arka arkaya gelen zaman ara lıklarında (time slots) kullanabileceği gibi, boş zaman aralıkları da (idle slots) kullanılabilir, bu da değişen hızlarda bilgi iletmek için çok esnek bir yöntem olduğunu gösterir.

ATM HÜCRE Y APISI

UNI (User Netvvork Interface) ve NNI (Netvvork Netvvork Interface) hücre yapısı birbirine benzer, ancak UNl'daki GFC'nin yerini NNI da VPI alır. Şekil 6'da görüldüğü gibi hücre

"Aynı kanal arka arkaya gelen zaman aralıklarında kullanabileceği gibi, boş zaman aralıkları da kullanılabilir. „

PT (Payload Type) : Sanal kanal (VC) veya sanal yol (VP) deki hüc renin bilgi alanındaki bilginin kulla nıcı (abone) bilgisi mi yoksa şebe keye ait işletim ve bakım bilgisi mi olduğunu göstermektedir.

GFC (Generic Flow Control) : UNI (User Netvvork lnterface)'de değişik terminallerin, ortak iletişim ortamına uygun şekilde erişimini sağlar. An cak GFC'nin kullanımı tam olarak henüz tanımlanmamıştır.

RES (Reserved): ilerde kullanıla bilmesi için boş bırakılmış bir alan dır.

VPI (Virtual Path Identifier) : Sanal yolun kimliğini belirtir.

Çerçeve Kanal Kanal

İşareti

Kanal Çerçeve Kanal Kanal

Kanal Çerçeve Kanal

Periyodik Çerçeve Şekil 4: STM İLKESİ

B Kanal B Kanal

Kanal 1

Kanal 7

B : Başlık (Header)

Sakil 5: ATM İLKESİ

HH Boş zaman aralığı

yapısı 5 byte'lık başlık ve 48 byte'lık bilgi taşıma alanından oluşmaktadır. Hücre uzunluğu (53 byte'lık) birbiri ile ters orantılı olan "gecikme" ve "ATM verimliliği" parametrelerini dengeleyecek biçimde en uygun uzunluk olarak CCITT tarafından belirlenmiştir14'.

HEC (Header Error Control) : ATM hücrelerinin kaybolmasını ve yanlış iletimini önlemeye yönelik CRC (Cyclie Redundancy Check) hata kontrol bilgisini taşır.

CLP (Celi Loss Prority): Uçbirimden şebekeye gönderilen hücrenin diğer hücrelere göre öncelik bilgisini taşır.

BAŞLIK (HEADER)

"BtT LEB

8 7 6 5 43 2 1

GFC

vcı

PT RES CLP

HEC

"BY TE" LAR

BİLGİ ALANI (INFORMATION FIELD OR PAY LOAD)

(48 BY TE)

Şekil 6: ATM HÜCRE Yapısı

248 382 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

er ııı

"W

İLETİŞİM ORTAMI

VC : Virtual Channel

V P : Virtual Path

Sakil 7: İLETİŞİM ORTAMINDA VP ve VC'Ier Arasındaki İlişki

BROADBAND VOCABULARY 1.113

BROADBANO ASPECTS OF ISDN 1.121

ATM FUNCTIONAL CHARACTERISTICS

1.150

ATM ADAKIAIKJN LAV ER RJNCTONAL DESCRIPTION 1362

SERVİCE ASPECTS 1.211

GENERAL NETVVORK

ASPECTS

1.311

PROTOCOL RfcF bHbNCfc

MODaANDITS

APPLICATION

1.321

FUNCTIONAL ARCHITECTURE 1327

OPERATION AND MAINTENANCE 1610

Ü St H Nt 1VVOHK İNTER

FACE W ITH BROADBAND

DAPABILITES

USER NETVVORK INTERFACE PHY SICAL LA Y ER SPEC I.432

ATM LAY ER SPECIFICATKDN 1.361

ATM ADAPTATION LAY ER SPEC I 363

Şe k i l 8 : CCITTNIN 1. Serisi BISDN Önerileri

VCI (Virtual Channel Identifier) : Sa nal kanalın kimliğini belirtir.

BISDN İŞARETLEŞMESİ VE İLETİM ORTAMI

BISDN kendi içindeki işaretleşmeyi yürütürken, şu anda var olan şebe kelerle de (Telefon, paket, LAN, MAN... vb) ortak çalışmayı gerçek leyebilecektir. BISDN şebekesinde işaretleşme ve bilgi tranfseri, Şekil 7'de gösterilen sanal yollar içinde ki sanal kanallar üzerinden taşınır.

BISDN'de kullanıcı (user) şebeke (netvvork) arabağında işaretleşme yapılacak noktalar arasında sanal bir işaretleşme kanalı (SVC: Signal ling Virtual Channel) atanır. Bu ka nalın sabit olmayıp kullanıcıya ge rektiğinde atanabilir olması şebeke nin iletim verimliliğini arttırır. Bakım, işletim ve yönetim uygulamaların daki işaretleşme ise "meta signalling VC'Ier ile yapılır. Gele cekte kullanılacak servisler nede niyle "kullan ıcı şebeke" ya da "şe beke şebeke" arası işaretleşmeler çok karmaşık bir yapıya sahip ola

ETSI NA5

BNI

MAN

PRS

VCM

Broadband Neftvorfc Interfaco

Metropo. Area

Netvvork

Protocol Ref.

signalling

Vldeo

Coding

OAM

Op.Adm. &

Maint.

Şekil 9: BISDN için ETSI'deki Çalışma Grupları

AAL

TCR

ATM Adapt. Layer

Traffic Control and Resoruce Management

250 382 ELEKTRİK MÜHENDİSUĞI

SONUÇ

"BlSDN ürün maliyetlerinin, yüksek teknoloji kullanılması

Çeşitli firmalar tarafından BlSDN la boratuvar uygulamaları ve gösteri amaçlı denemeler yapılmaktadır. CCITT ve ETSI'de BlSDN standart laştırma çalışmaları, RACE (Rese arch and Development of Advanced Communication in Europe)'in R1022 ve R1044 numaralı projeleri çerçevesinde ise BlSDN'nin teknik ve ekonomik yönlerine ilişkin yol gösterici çalışmalar sürdürülmekte dir. BlSDN ticari uygulamasının 1995'den sonra gerçekleşebileceği tahmin edilmektedir.

nedeniyle başlangıçta yüksek olacağı, bunun da talebi yavaşlatacağı düşünülebilir."

cağından, BlSDN işaretleşme uy gulaması iki aşamada düşünülmek tedir. Birinci aşamada BlSDN için uyarlanmış Q.921, Q.931 ve N7 ISUP protokolları kullanılacaktır. Uzun vadede gerçekleştirilmesi dü şünülen ikinci aşama da ise, BISON servislerini sağlayan gelişmiş pror tokollar kullanılacaktır!3).

BlSDN STANDARTLARI

V

BlSDN standartlarını hazırlama ça lışmaları ilk defa CCITFröR 19B4 1988 çalışma periyodunda yapıldı ve bu çalışmalar CCITT'rön 1.121 önerilerinde yayımjandu Bu Öneri lerde teknik ayrıntıya girifmeyip BlSDN genel kavramlarına yer ve rilmiştir, işaretleşme ve* servisler konusunu kapsayan dâr>a ayrtntıiı standardların 1988 1992 çalışma sonunda belirleneceği edır. BlSDN fconusun a standSMrriları, ETSt (Eu

Stan :»NA5

BlSDN ve servislerinin yaygınlaş ması talebe bağlı olacaktır. BlSDN ürün maliyetlerinin, yüksek teknoloji kullanılması nedeniyle başlangıçta yüksek olacağı, bunun da talebi ya vaşlatacağı düşünülebilir. Yapılan araştırmalar bu servislere talebin daha çok büyük iş yerlerinden gele ceği yönündedir. Ev abonelerinin ise HDTV, video ve görüntülü tele fon servislerine ilgi göstereceği tah min edilmektedir. BISDN'nin yay gınlaşması, teknik nedenlerden çok ekonomik nedenlere bağlı ola rak yavaş ancak kaçınılmaz ola caktır^2!.

KAY NAKLAR

1. Ateatel Electrical Communication, Vûlumö64, No 2/3, 1990

2.H. EyyuboğhJ, "ISDN'in Türklye <tekl,Qe«^»ıe8İ" PTT Ar Ge bül

.. teni Haüran 1991 sayı 3. sayfa 8

3 Ştemefi* tartemational Telecom Volume 14, January / february tS91. küt Anahtarlama

PTT Ar Os bölteni, Hazi sayi 3, sayfa 35.