Resumo (Tutorial) sobre ISDN

Pessoal,

Segue um resumo (tutorial) sobre ISDN, uma tecnologia que, quando da sua criação, foi “revolucionária” e muito implementada nos EUA, na Europa e no Japão. No Brasil, vemos o ISDN implementado mais como link de backup ou em links para videoconferência. Contudo, gradativamente, ela é cada vez menos utilizada devido sua complexidade e alto custo e vem sendo substituída por outras tecnologias mais eficientes e de menor custo, como xDSL, Cable Modem, Frame-Relay, Ethernet, ATM, etc. Ainda assim, este post justifica-se por o ISDN ainda ser cobrado na prova CCNA atual (640-801), mas já não constará na Prova CCNA 640-802. A prova de certificação, até onde sei, só trata da diferenciação dos tipos de ISDN (BRI e PRI), dos equipamentos e dos pontos de referência ISDN (atenção a isto!). Nada de configuração. Então, fiz um resumo mais ligado ao que é cobrado na Prova. Sugestões ou caso queiram maiores explicações, configurações de ISDN, etc., fiquem a vontade. Vamos lá:

– O ISDN foi criado para garantir uma transmissão digital no loop local dos provedores de WAN utilizando o cabeamento de telefonia existente.

– A PSTN (Rede Pública de Telefonia) garante a comunicação fim-a-fim do ISDN com base nos padrões criados para esta (ITU-T – International Telecommunication Union).

– Existem, basicamente, dois tipos de ISDN. O ISDN BRI (Basic Rate Interface) usa dois canais digitais de transmissão (“bearer” – portador), que somam um total de 128 Kbps, e mais um canal ‘D’ (delta) que sinaliza para iniciar e finalizar a transmissão, usando 16 Kbps. O ISDN PRI usa de 23 a 30 canais digitais de transmissão (com 64 Kbps cada canal), e mais um canal ‘D’ (delta) que gerencia a conexão destes outros 30 canais, usando 64 Kbps.

– Cada canal “B” pode se conectar com qualquer rede ISDN remota e pode usar vários protocolos de encapsulamento para a transmissão, mas o mais utilizado é o PPP.

– O canal “D” define o sistema de sinalização fora de banda (out of band), pois a troca de informações para o estabelecimento de conexão é feito em um canal que não transmite dados (em alguns casos, o canal D, após estabelecer a conexão, pode também ser utilizado para transmissão de dados).

– O tráfego no canal D emprega o protocolo LAPD (Link Access Procedure on the D Channel) que é um protocolo da camada de enlace baseado no HDLC.

Algumas definições para ISDN no mundo:

– Na América do Norte e no Japão, o PRI oferece 23 canais B de 64 kbps e um canal D de 64 kbps, oferecendo o mesmo serviço de uma conexão T1 (1,5 Mbps) ou DS1.

– Na Europa e em praticamente todos os outros países, o PRI oferece 30 canais B e um canal D, fornecendo o mesmo nível de serviço de um circuito E1 (2 Mbps).

– O PRI usa uma DSU/CSU (Data Service Unit/Channel Service Unit) para as conexões T1/E1.

As principais vantagens do ISDN são: transporte de uma variedade de sinais de tráfego do usuário como dados, voz e vídeo em diferentes canais portadores; configuração de chamada muito mais rápida do que as conexões por modem analógico; os canais B oferecem uma taxa de transferência de dados muito mais rápida do que as dos modems analógicos; os canais B são apropriados para enlaces negociados PPP (Point-to-Point Protocol) ou HDLC.

Os padrões criados para o ISDN geraram protocolos que definem a operação da rede ISDN, são eles:

– Protocolos E – Recomendam padrões de rede de telefonia para o ISDN. Por exemplo, o protocolo E.164 descreve o endereçamento internacional do ISDN.

– Protocolos I – Tratam de conceitos, terminologia e métodos gerais.

– Protocolos Q – Abordam a maneira como a comutação e a sinalização devem operar. O termo sinalização, neste contexto, significa o processo de estabelecer uma chamada ISDN.

O ISDN trabalha de acordo com os padrões ITU-T, que se baseiam nas camadas inferiores do modelo de referencia OSI:

– Camada Física – I-430 para ISDN BRI e I-431 para ISDN PRI, estas definem como age o padrão de acordo com a camada física.

– Camada de Enlace – Na camada de enlace é abordado no padrão LAPD (link Access procedure D channel), especificado nos padrões Q-920 a Q-923 do ITU-T. Esse padrão usa os protocolos HDLC e PPP para a estabelecer a conexão.

– Camada de Rede – Nesta camada é definido as especificações de conexões comutadas por circuito, por pacotes e de usuário para usuário, estas estão descritas nos padrões Q-930 (I-450) e Q931 (I-451).
Devem ocorrer várias trocas de pacotes para que um roteador conecte-se a outro usando um switch ISDN de um provedor de serviços. Para tanto, usa-se o canal D entre o roteador e o switch ISDN do provedor, e a sinalização SS7 (Signal System 7) é usada entre os switches dentro da rede do provedor do serviço para a troca de pacotes a fim de estabelecer a conexão remota. O canal D entre o roteador e o switch ISDN do provedor está sempre ativo, e o protocolo Q.921 descreve os processos dos enlaces de dados ISDN do LAPD, que funcionam como os processos da camada 2 do modelo de referência OSI. O canal D é usado para funções de controle de chamadas, tais como configuração, sinalização e encerramento de chamadas, implementadas pelo protocolo Q.931, que são especificas da camada 3 do modelo de referência OSI. O padrão do protocolo Q.931 recomenda uma conexão da camada de rede entre o nó de extremidade terminal (roteador) e o switch ISDN local (provedor), mas não impõe uma recomendação fim-a-fim (uso da rede de comutação ISDN do Provedor). Como alguns switches ISDN foram desenvolvidos antes que o Q.931 fosse padronizado, os diversos provedores e switches ISDN usam diversas implementações do Q.931. Como os tipos de switches não são padrão, os roteadores precisam ter comandos em suas configurações que especifiquem o switch ISDN ao qual estão se conectando.

A seqüência de eventos a seguir ocorre durante o estabelecimento de uma chamada BRI ou PRI:

– O canal D é usado para enviar o número chamado ao switch ISDN local (rede para Provedor).

– O switch local usa o protocolo de sinalização SS7 para configurar um caminho e transmitir o número chamado ao switch ISDN remoto (rede comutada do Provedor).

– O switch ISDN remoto sinaliza o destino através do canal D (Provedor para rede chamada).

– O dispositivo NT-1 de destino do ISDN envia ao switch ISDN remoto uma mensagem de conexão da chamada (rede chamada para Provedor).

– O switch ISDN remoto usa o SS7 para enviar uma mensagem de conexão da chamada ao switch local (rede comutada do Provedor).

– O switch ISDN local conecta um canal B fim-a-fim, deixando o outro canal B disponível para uma nova conversa ou transferência de dados. Os dois canais B podem ser usados simultaneamente (Provedor para rede).

Os padrões ISDN definem grupos funcionais, como dispositivos ou componentes de hardware, que permitem que o usuário acesse os serviços do BRI ou PRI, onde os fabricantes podem criar um hardware que suporte uma ou mais funções.

– Equipamentos e Pontos de Referência ISDN:

Para conectar dispositivos que realizam funções específicas, as interfaces entre dois dispositivos precisam ser bem definidas e essas são conhecidas como pontos de referência. As especificações ISDN definem quatro pontos de referência que conectam um dispositivo ISDN ao outro, onde cada dispositivo realiza uma tarefa específica para facilitar a conectividade fim-a-fim dentro de uma rede comutada ISDN. Os pontos de referência que afetam o lado do cliente da conexão ISDN são os seguintes:

– R – Faz referência à conexão entre um dispositivo TE2 (Terminal Equipment type 2) não compatível com ISDN e um TA (Terminal Adapter), como por exemplo, uma interface serial RS-232.

– S – Faz referência aos pontos que se conectam ao dispositivo de comutação do cliente NT2 (Network Termination type 2) e que permitem chamadas entre os vários tipos de equipamentos das instalações do cliente.

– T – Eletricamente idêntica à interface S, faz referência à conexão que sai da NT2 e vai para a rede ISDN ou NT1 (Network Termination type 1).

– U – Faz referência à conexão entre a NT1 e a rede ISDN de propriedade da companhia telefônica.

Como as referências S e T são eletricamente semelhantes, embora realizem funções diferentes, estas interfaces podem ser indicadas por S/T.

Os equipamentos/ dispositivos ISDN são:

– TE1 (terminal equipament type 1) – Designa um dispositivo com uma interface ISDN nativa, como um roteador ou telefone com uma saída ISDN.

– TE2 (terminal equipament type 1) – Designa um dispositivo sem uma interface ISDN nativa,

exigindo um adaptador TA (Terminal Adapter) para conectar-se a rede ISDN.

– TA (terminal adapter) – Converte conexões EIA/TIA 232 ou V.35 da ITU em sinais ISDN.

– NT2 (network termination type 2) – Concentrador ISDN nas instalações do cliente que recebe todas as conexões internas (comutador ISDN no Cliente)

– NT1 (network termination type 1) – Conversor de ISDN de quatro fios para telefonia de 2 fios. Este equipamento é utilizado no EUA devido a falta de um padrão de 4 fios para telefonia.

Nos Estados Unidos, exige-se que o cliente forneça a NT1. Na Europa e em vários outros países, a companhia telefônica fornece a função NT1 e apresenta uma interface S/T ao cliente.

Nessas configurações, não se exige que o cliente forneça um dispositivo NT1 separado ou função NT1 integrada no dispositivo terminal. Equipamentos, tais como módulos e interfaces ISDN do roteador, devem ser solicitados conforme o caso.

Para selecionar um roteador Cisco com a interface ISDN apropriada, faça o seguinte:

– Determine se o roteador suporta ISDN BRI, verificando na parte traseira do roteador se existe umconector BRI ou uma WIC (WAN Interface Card) BRI.

– Verifique se a conexão será por uma interface ISDN U (A NT1 é integrada ao roteador) ou S/T (Necessita de um NT1 externo para se conectar ao provedor ISDN)

– Se o roteador não tiver um conector rotulado como BRI e for de configuração fixa ou não modular, ele precisará usar uma interface serial existente (EIA/TIA-232 ou V.35), necessitando conectar um dispositivo TA externo à interface serial para oferecer conectividade BRI. Se o roteador for modular, pode ser possível atualizá-lo para uma interface ISDN nativa, desde que ele tenha um slot disponível.

– Configuração de ISDN

Os roteadores precisam ser configurados para identificar o tipo de switch com o qual vão comunicar-se. Os tipos de switch ISDN disponíveis variam, dependendo em parte do país no qual o switch está sendo usado. Como conseqüência das diversas implementações do protocolo Q.931, o protocolo de sinalização do canal D usado nos switches ISDN varia conforme o fabricante.

Os serviços oferecidos pelas prestadoras de ISDN variam consideravelmente conforme o país ou a região. Assim como os modems, cada tipo de switch opera de forma ligeiramente diferente e tem um conjunto específico de requisitos de configuração de chamada. Para poder se conectar a um serviço ISDN, o roteador precisa ser configurado para o tipo de switch usado na central. Essa informação deve ser especificada pelo provador de serviços durante a configuração do roteador, para que ele possa comunicar-se com o switch, efetuar chamadas no âmbito da rede ISDN e enviar dados.

Além de conhecer o tipo de switch usado pelo provedor do serviço, também pode ser necessário saber quais SPIDs (Service Profile Identifiers) são atribuídos pela companhia telefônica. Um SPID é um número fornecido pela prestadora de ISDN para identificar a configuração da linha do serviço BRI. Os SPIDs permitem que vários dispositivos ISDN, como equipamentos de dados e voz, compartilhem o loop local. Os SPIDs são exigidos, por exemplo, pelos switches DMS-100 e National ISDN-1. Os SPIDs são mais usados na América do Norte e no Japão. A prestadora de ISDN fornece um SPID para identificar a configuração da linha do serviço ISDN. Em muitos casos, ao configurar um roteador, será necessário inserir os SPIDs.

– Cada SPID aponta para a configuração da linha e para informações de configuração.

– Os SPIDs são uma série de caracteres que geralmente parecem números de telefone.

– Os SPIDs identificam cada canal B para o switch da central. Uma vez identificado, o switch vincula os serviços disponíveis à conexão.

Lembre-se: Normalmente, o ISDN é usado para conectividade de discagem, e os SPIDs são processados quando o roteador conecta-se inicialmente ao switch ISDN do provedor. Se os SPIDs forem necessários mas não estiverem configurados corretamente, a inicialização falhará e os serviços ISDN não poderão ser usados.

Fonte: Cisco Networking Academy.

Pessoal, basicamente é isso. Mais para frente, “posto” também algo sobre DDR utilizado com ISDN, também ainda cobrado na Prova CCNA atual – 640-801.

Abraços!

Fábio A. de Amorim