Chap 10. ISDN과 B-ISDN 





	10.1 ISDN

    10.1.1 특징
― ISDN (Integrated Service Digital Network)은 디지털망에 의하여
 종합 서비스 (전화 서비스와 데이터 통신 서비스)를 제공.
― 가입자선을 디지털화함.
― 사용자 정보 전송 채널과 제어 신호용 채널을 따로 둠.
― 동일한 채널을 회선 교환(Circuit Switching) 및 패킷 교환(Packet Switching)의
 양쪽에서 사용.
― 계층화된 프로토콜 구조를 가짐.
― 음성 및 데이터를 포함한 다양한 서비스 제공.
― 대규모의 전송 용량. (1.5Mbps까지 전송 가능).
― Twisted Pair 케이블 사용.



[그림 10-1]



    10.1.2 ISDN 사용자 서비스
(1) 베어러 서비스 (Bearer Service)
	― 가입자간의 정보의 전달 기능을 제공.
	― 하위 계층 (OSI 계층 1, 2, 3)의 기능을 수행.
(2) 텔리 서비스 (Tele-Service)
	― 상위 계층 (OSI 계층 4, 5, 6, 7)의 기능을 포함하는 모든 계층의
	 표준화된 서비스 제공.
	― 베어러 서비스를 기본으로 하여 전화, G4-FAX, Teletex, Videotex 등의
	 서비스 기능을 수행.



[그림 10-2]



    10.1.3 사용자-망 인터페이스 (UNI)
(1) 사용자-망 인터페이스의 특징
	― 종류
 		ⅰ) 기본 (Basic) 사용자-망 인터페이스
		ⅱ) 1차군 (Primary) 사용자-망 인터페이스
	― 동일 인터페이스로 음성 및 비음성 서비스 제공. (Multiservice)
	― 동일 인터페이스에 여러 개의 단말 장치 (최대 8대까지 가능)를
	 동시에 접속 할 수 있다. (Multipoint)
	― 동일 인터페이스로 패킷 교환망, 회선 교환망 등의 여러 통신망을
	 액세스.
	― 단말 장치의 이동이 용이. (Portability)
(2) 기준점 및 기능 그룹
	― 기준점 (Reference Point)이란?
		⇒ 통신망 제공자가 사용자에게 통신 채널을
			 제공하는 분계점.
	― 전송 선로에 가까운 곳으로부터 기준점 T, S, R이 있다.
	― NT1, NT2, TE1, TE2, TA등의 기능 그룹.
		ⅰ) NT1 (Network Termination 1)
			·전송 선로의 종단 기능.
			·계층 1의 선로 유지 보수 및 성능 감시.
			·계층 1의 다중화 기능.
		ⅱ) NT2 (Network Termination 2)
			·계층 1, 2, 3 프로토콜 처리 기능.
			·계층 2, 3의 다중화 기능.
			·교환 (Switching) 기능.
			·집중 (Concentration) 기능.
			·유지 보수 및 인터페이스 종단 기능.
			·PABX, 단말 제어 장치 등이 이에 해당.
		ⅲ) TE1 (Terminal Equipment 1)
			·표준 ISDN 인터페이스를 지원하는 단말.
			·프로토콜 처리 기능.
			·인터페이스 처리 기능.
			·디지털 전화기, 종합 음성/데이터 단말기,
			 디지털 FAX 등이 이에 해당.
		ⅳ) TE2 (Terminal Equipment 2)
			·비 ISDN 단말.
			·비 ISDN 프로토콜의 처리 기능.
			·인터페이스 유지 기능.
		ⅴ) TA (Terminal Adapter)
			·ISDN 기능을 갖고 있지 않은 단말 장치의 접속 기능.
			·프로토콜 변환 기능.
			·속도 변환 기능.
(3) 사용자-망 인터페이스의 구조
	ⅰ) B 채널
		― 64Kbps의 전송 속도.
		― 회선 교환, 패킷 교환, 디지털 전용 회선 방식으로 사용자 
		정보 전송.
	ⅱ) D 채널
		― 16Kbps와 64Kbps의 전송 속도.
		― 신호용 (signalling) 정보 전송.
		― 패킷 교환 방식으로 사용자 정보 전송 가능.
	ⅲ) H 채널
		― 384Kbps (H0), 1536Kbps (H11), 1920Kbps (H12)의
		 전송 속도.
		― B 채널을 통해 제공하는 모든 방식의 정보 전송보다
		 고속으로 제공.
		― 고속 팩시밀리나 화상 회의 등의 고속 사용자 정보에 이용.
	ⅳ) 사용자와 망간의 인터페이스는 상기한 채널을 어떻게
	 사용하느냐에 따라 기본 인터페이스 (Basic Interface)
	 1차군 인터페이스 (Primary Interface)


[표 10.1]



[그림 10-3]


[그림 10-4]



♣ 기본 접속을 위한 물리 계층 프로토콜 (I.430)
	― 기본 인터페이스의 전송 속도는 192Kbps.
	― AMI (Alternative Mark Inversion) 방식으로 부호화.
		·'0' : 무신호. (No Line Signal)
		·'1' : ·'양' 또는 '음'의 펄스.
			 ·두 개의 펄스가 교대로 반복되므로 직류 성분이 나타나지
			 않아 정전기에 의해 야기되는 문제가 감소되면 보다
			 먼 거리를 전송.
	― 전송 프레임은 한 프레임당 48 비트로 구성되며, B 채널과 D 채널의
	 Interleaving 구조.
	― 한 프레임의 전송 시간은 250 sec (48bits/250 sec = 192Kbps).
	― 250 sec 동안, 각 B 채널은 16비트 (16bits/250 sec = 64Kbps)가
	 전송되고, D 채널은 4비트 (4bits/250 sec = 16Kbps)가 전송됨.
	― 전송 프레임의 구성.
		채널 :    … B1 D B2 D B1 D B2 D …
		비트수 :     8  1  8 1  8 1  8 1
				프레임

♣ LAPD (Link Access Protocol on the D-Channel, Q.921/I.441)
	― HDLC의 일부분으로 X.25의 LAPB로 확장한 형태.
	― 동기식 양방향 (Full Duplex) 전송 방식.
	― Point-to-Point 및 Point-to-Multipoint 연결을 제공.
	― 사용자와 통신망간에 논리적 접속을 제공.
	― LAPD 프레임의 형식.






[그림 10.5]




[그림 10.6]



♣ LAPD Addressing
	― 기본 인터페이스는 Point-to-Multipoint 구조로 여러 대의 단말기를
	 접속할 수 있다.
	― SAPI (Service Access Point Identifier)
		·전송되는 정보의 종류를 나타냄.
		·SAPI = 0 (호출 제어 신호 전송)
		·SAPI = 16 (패킷 데이터 전송)
		·SAPI = 63 (유지보수용 신호 전송)
	― TEI (Terminal Endpoint Identifier)
		: 단말 식별을 위해 사용.

♣ D 채널의 계층 3 프로토콜 (Q.931/I.451)
	― B 채널상의 접속을 관리하기 위한 사용자와 망간의 신호 절차.
	 (호의 설정/해제)
	― B 채널상의 회선 교환 접속 제공.
	― B 채널상의 패킷 교환 접속 제공.
		·Protocol Discriminator.
			: 프로토콜의 종류 식별.
		·Call Reference Value.
			: ISDN 호출을 식별.
		·Message Type.
			: 제어 메시지의 기능 식별. (SETUP, CONNect, RESume,
			 SUSPend, USER INFOmation, DETach, DISConnect,
			 RELease, CANCEL, CONGestion, CONTrol, FACility etc.)
		·정보 요소 (Information Element)
			: 각 메시지의 기능에 따라 선택적으로 사용.







	10.2 B-ISDN (Broadband Integrated Service
					 Digital Network)

    10.2.1 B-ISDN의 기본 개념
― 차세대 공중 광역망(WAN)
― 음성 및 데이터뿐만 아니라, 이미지(Image) 및 동화상도 전송 가능한
 고속통신망.
― 광섬유 사용.
― 고정 크기의 셀 (Cell) 단위로 정보를 분할하여 전송.

    10.2.2 B-ISDN 서비스
― 광대역 화상 전화 서비스.
― 화상 회의 서비스.
― 의료 영상 정보, 예술 작품 및 광고 영상의 고속 전송 서비스.
― 고속의 파일 전송 서비스.
― 고속 고해상도의 팩시밀리 서비스.
― 칼라 팩시밀리 서비스.
― 화상/문서 탐색 서비스.
― 텔레비전 영상 (기존의 TV 및 HDTV) 의 분배 서비스.
― LAN의 상호 접속 서비스.
― HiFi 오디오 분배 서비스.
― 멀티미디어 서비스.

    10.2.3 B-ISDN 구현 기술
(1) 비동기 전송 모드 : ATM (Asynchronous Transfer Mode)
	― 고정 길이의 셀 (길이 : 53 Octets)을 전송 단위로 사용.
	― 셀은 5 Octets의 헤더 필드와 48 Octets의 정보 필드로 구성.
	― 고속의 패킷 (셀) 교환 및 다중화 기능 제공.
	― 연결형 (Connection-Oriented) 모드 사용.
	― ATM과 패킷 교환 방식의 차이.
		ⅰ) 프로토콜이 간단.
			: 링크 단위의 흐름 제어 기능이 없고 정보 필드에 대한
			 에러 제어를 하지 않는다. 대신, 이들 기능은
			 종단 시스템(DTE)에서 수행.
		ⅱ) 셀은 작고 고정된 크기.
			⇒ 고속 교환이 가능.
		ⅲ) 헤더는 제한된 계층 2의 기능을 제공.
			⇒ ·헤더의 처리 시간이 짧아져서, 고속 전송 
				(150∼600Mbps)가 가능.
			   ·주된 기능은 가상 연결 (Virtual Circuit)의 식별.
	― ·ATM 방식 : 다중화된 신호의 반복 주기가 일정하지 않으며
			 위치도 고정되어 있지 않다. 그래서 각 Slot이
			 어느 Cell(Channel)을 나타내는지 각 Cell 자신이
			 가지고 있어야한다. (Label Position)
	   ·STM 방식 : ·통신 채널내의 다중화된 신호가 일정한 주기로
			고정된 위치에 반복하여 나타난다.
		         ·시간이 그 위치를 나타낸다. (Time Position)



[그림 10-7]


			― ATM Cell Format.




[그림 10-8]



		·GFC (General Flow Control)
			: UNI (User-Network Interface)에서 사용자 정보의 
			흐름제어를 위해 사용.
		·VPI (Virtual Path Identifier)
			: 가상 경로 지정.
		·VCI (Virtual Channel Identifier)
			: 제어 정보와 사용자 정보를 구분.
			(00 : 사용자 정보, 나머지는 미정)
		·RES (REServed)
			: 나중 사용을 위해 보류해둔 영역.
		·CLP (Cell LOss Priority)
			: 통신망에 체증이 발생할 경우에 셀 폐기시 우선 순위를
			지정. ( 0 : 우선 순위 높음, 1 : 우선 순위 낮음)
		·HEC (Header Error Control)
			: 헤더의 에러 검출 및 수정.
	― ATM망을 이용하여 Multimedia 단말을 접속한 예.
		P. 262. 그림. 10-12. 참고.
	― ATM 스위치 : 3가지의 기본 기능.
		ⅰ) Routing
			·입력단 (Inlets)의 셀을 출력단 (Outlets)으로
			 경로를 배정하는 기능.
			·경로 배정은 Translation Table에 준하여 이루어짐.
		ⅱ) Queuing
			·셀 충돌시 저장 기능 제공.
			·같은 출력단을 향하는 셀이 동시에 여러
			 입력단으로부터 들어올 때 셀의 충돌이 발생할 수
			 있다. 이때 서비스되지 않는 셀을 임시로
			 저장함으로써 셀의 손실을 방지.
		ⅲ) 셀 헤더의 번역.
			·Translation Table에 준하여 셀의 헤더값을 변환.

(2) SONET (Synchronous Optical Network : 동기식 광 네트워크)
	― 미국에서 ANSI에 의하여 표준화.
	― CCITT에서는 SONET을 기본으로 SDH (Synchronous Digital
	 Hierarchy : 동기식 디지털 계위)를 국제 표준으로 권고.
	― 다중 디지털 전송 속도의 계층 (Hierarchy)을 제공.
	― 155.52Mbps를 기본 속도로 하여 n배(n = 1, 4, 8, 16)의 속도가 가능.
	― SDH에서는 이들의 각 속도 단위를 STM-n (Synchronous Transport
	 Module Level n)이라 부름.
	― 장치의 상호 연결을 위한 광 신호 표준을 규정.
	― 프레임 형식을 규정.
	: ·155.52Mbps의 SDH 전송 시스템에서는 270×9 Octet의 묶음이 한 프레임.
	  ·한 프레임의 전송 시간은 125 sec ; 270×9×8bit/125sec
	 = 155.52Mbps

    10.2.4 B-ISDN 프로토콜의 기준 모형



[그림 10-9]



― User Plane : 사용자 정보의 전달 기능을 제공.
― Control Plane : 접속의 설정, 유지 및 해제 기능을 제공.
― Management Plane : 계층 관리 기능과 Plane 관리 기능.
	ⅰ) 계층 관리 : 각 계층의 기능 관리 수행.
	ⅱ) Plane 관리 : 시스템의 전체 관리와 User Plane과
	 Control Plane간의 정보 교환 기능 수행.
― B-ISDN의 하위 계층은 물리계층, ATM 계층, 적응 계층으로 구성.



[그림 10-10]



(1) 물리 계층
	― 물리 매체 (PM : Physical Medium) 부계층(Sublayer)과 전송 수렴 
	(TC : Transmission Convergence) 부계층으로 구분.
	― 물리 매체 부계층
		: 물리 매체와 비트 타이밍 정보에 관련된 기능 제공.
	― 전송 수렴 부계층
		: ATM 셀 흐름을 데이터 비트 흐름으로 변환하는 기능 제공.
	― PM 부계층 (Physical Medium Sublayer)
		ⅰ) 물리 매체 기능
			: 전송에 사용하는 물리 매체 그 자체에 관련된 기능.
			ex) 광섬유, 발광 소자, 수광 소자, 광커넥터 등에
			 관련된 기능 수행.
		ⅱ) 비트 시간 정보 기능
			: 데이터 비트의 흐름을 물리 매체에 적합한 형태의 
			파형으로 변환시키거나 그 역의 변환을 하고, 비트 
			시간 정보를 삽입시켜주거나 추출하며, 선로 부호화 
			(Line Coding)을 하거나 선로 복호화를 하는 기능.
	― TC 부계층 (Transmission Convergence Sublayer)
		ⅰ) 전송 프레임 발생 및 복원 기능.
		ⅱ) 전송 프레임 적응 기능.
			: ATM 셀 흐름을 전송 프레임의 유료부하 (Payload)
			 공간에 매핑시키거나, 역으로 전송 프레임으로부터
			 ATM 셀 흐름을 	추출해내는 기능.
		ⅲ) HEC 신호 발생 및 확인 기능.

(2) ATM 계층
	: Routing에 관련된 일을 주로 함.

	― 물리 계층과는 독립성을 가짐.
	― Switching/Routing 및 다중화가 주된 기능.
		ⅰ) 셀 다중화 및 역다중화 기능.
			: ·서로 다른 가상 경로(VP)와 가상 채널(VC)을 갖는 
			ATM 셀들을 다중화하여	하나의 복합적인 셀 흐름을 
			형성하거나, 그 역의 역다중화 기능을 제공. 
			  ·이때 다중화된 셀 흐름이 반드시 연속적인 흐름일 
			필요는 없다.
		ⅱ) VPI/VCI 변환 기능.
			: 각 ATM 셀의 가상 경로 식별 번호 (VPI) / 가상 채널
			 식별 번호 (VCI)를 교환시에 변환하는 기능.
		ⅲ) 셀 헤더의 생성 및 삭제 기능.

(3) ATM 적응 계층 (AAL)
	: 상위 계층에서 요구하는 서비스와 ATM Layer의 ATM Cell간의
	 연결 역할.
		― ATM은 음성, 영상, 데이터 등의 통신 매체에 의존하지 않는 
		전송 방식
		― 그러나, 이들 각 통신 매체가 요구하는 통신 서비스 특성은 
		다르고, 이들 사이의 정합을 제공하는 것이 AAL의 기본 기능.
		― Adaptation이란?
		   ⇒ ATM에 적절한 형식으로 데이터를 적응시키는 과정을 의미.
		― AAL에서는 전송 에러에 기인한 오류의 처리, 상위 계층
		 정보를 셀의 정보 필드 크기로 분해하고 조립하기 위한 처리,
		 셀의 손실에 대한 처리 등에 관련된 서비스 제공.
		― CS (Convergence Sublayer)와 SAR (Segmentation And 
		Reassemly)로 구성.
		― CS : 상위 계층의 사용자 서비스 정보를 SAR에 전달하기
		 위하여 프로토콜 데이터 단위 (PDU)로 만들어주거나
		 그 역기능을 수행.
		― SAR : PDU를 절단하여 ATM 셀 단위로 분해하고 역으로
		 셀로부터 PDU를 조립.
		― AAL 서비스는 연결 모드, 비트 전송 속도 및 종단 시간
		 관계에	따라 4종류로 분류.


[표 10-2]




			ⅰ) AAL Type 1
				: 음성과 동화상을 서비스하기 위한 Class A용의 
				프로토콜.
			ⅱ) AAL Type 2
				: 압축된 동화상을 서비스하기 위한 Class B용의 
				프로토콜.
			ⅲ) AAL Type 3/4
				: 데이터를 서비스하기 위한 Class C/C용의 프로토콜.
			ⅳ) AAL Type 5
				: SEAL (Simple and Efficient Adaptation Layer)
				이라고도 한다.





	10.3 Frame Relay

    10.3.1 FMBS (Frame Mode Bearer Service)
― 프레임을 전달 단위로 하여 정보를 전달하는 전기 통신 서비스의 총칭.
― 구성
	ⅰ) FRBS (Frame Relay Bearer Service)
		: ·패킷 교환의 PVC (Permanent Virtual Circuit)에 해당하는 
		고속 접속 서비스.
		  ·일반적으로 Frame Relay라고 함.
	ⅱ) FSBS (Frame Switch Bearer Service)
		: 패킷 교환의 VC (Virtual Circuit)에 해당하는
		 교환 접속 서비스.
― 고품질의 광대역 디지털 통신 회선 상에서, 최소한의 에러 제어 기능을
 사용하여, 고속의 데이터를 전송하기 위하여 개발된 패킷 통신 방식.
― Frame Relay 패킷 통신의 주된 기능은 계층 2에 있고, X.25 패킷 통신의 
주된 기능은 계층 3이 제공.
― 광역에 분산된 LAN들을 상호 접속하는 응용에 Frame Relay를 사용.
― Frame Relay와 X.25의 동작 비교.



[그림 10-11]



	ⅰ) X.25 : Hop-by-Hop으로 흐름 제어 및 에러 제어가 이루어짐.
	ⅱ) Frame Relay : Source와 Destination간에 이루어짐.
― Frame Relay 서비스
	ⅰ) ISDN으로부터 유도된 패킷형 (Packet-Oriented) 프로토콜.
	ⅱ) CCITT에 의하여 표준화됨.
	ⅲ) X.25 패킷망의 네트워크 계층을 제거.
	ⅳ) 재전송 기능을 제거하여 계층 2의 기능을 줄임.
	ⅴ) 에러 검출 기능은 있지만, 프레임에 에러가 발생했을 경우
	 그 프레임은 폐기되며, 재전송 여부는 상위 계층에서 관리함.
	ⅵ) 접속형 서비스.
	ⅶ) 프레임의 길이는 가변적.
	ⅷ) Frame Relay의 속도는 64Kbps∼100Mbps이고,
	 X.25 Packet망 (64Kbps)과 B-ISDN (100Mbps)의 중간에 위치.

    10.3.2 Frame Relay 프로토콜
― 논리 접속을 설정하고 해제하는 제어 (C) Plane과 사용자 데이터를
 전달하는 사용자 (U) Plane으로 구성된다.
― 데이터 링크 계층은 데이터 링크 부계층과 데이터 링크 코어
 부계층으로 구성.
― Frame Relay에서는 최종 사용자간 정보 전달시에 Q.922의
 코어 기능만을 사용.
― Q.922 코어 부계층 (LAPF)의 주기능.
	ⅰ) Frame Delimiting, Alignment 및 Transparency 제공.
	ⅱ) 주소 필드를 이용하여 프레임의 다중화/역다중화 기능을 제공.
	ⅲ) 프레임의 길이가 적당한가를 검사.
	ⅳ) 전송 에러를 검출하지만 복구하지는 않는다.
	ⅴ) 에러가 발생한 프레임은 폐기.
	ⅵ) 혼잡 (Congestion) 제어 수행.
	ⅶ) 링크 설정을 하지 않고 에러 제어나 흐름 제어는 수행하지 않는다.



[그림 10-12]



― 송신 단말이 보낸 프레임이 혼잡을 만났을 때, Frame Relay Network은 
 그 프레임의 FECN을 1로 세트.
― 송신 단말에 Network의 혼잡을 통지하기 위하여 Frame Relay Network은 
 그 단말이 수신하는 임의의 프레임의 BECN을 1로 세트.
― 혼잡을 해소하는 동작의 실행은 단말에서 책임짐.
― DE
	: 송신 단말이 DE=1로 세트한 프레임은 혼잡이 발생했을 때에
	 Network이 우선적으로 그 프레임을 파기할 수 있다.



[그림 10-13]


[그림 10-14]



♣ Separate Networks have evolved for :
	― Voice (Circuit) and Data (Packet).
	― Local and Wide Areas.
	― Public and Private Users.

♣ Entering a time of Network Discontinuity.
	― New Bandwidth Intensive Services.
		(e.g. Video)
	― Explosive Technology (SONET, ATM, …)
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