第2章-综合业务数字网(ISDN)

1、2.1 ISDN的基本概念的基本概念2.2 ISDN业务业务2.3 ISDN的结构的结构2.4 ISDN协议协议 从这个定义可以看出从这个定义可以看出ISDN有三个基本特性：有三个基本特性：端到端的数字连接、综合的业务、标准的入网接端到端的数字连接、综合的业务、标准的入网接口。口。71端到端的数字连接端到端的数字连接 ISDN是一个数字网络，网络中的一切信号是一个数字网络，网络中的一切信号都以数字形式进行传输与交换。都以数字形式进行传输与交换。72综合的业务综合的业务 由于由于ISDN实现了端到端的数字连接，因此，实现了端到端的数字连接，因此，从理论上讲，任何形式的原始信号只要能够转变从理论上

2、讲，任何形式的原始信号只要能够转变成数字信号，都可以利用成数字信号，都可以利用ISDN来进行传送和交来进行传送和交换，实现用户间的通信。换，实现用户间的通信。73标准的入网接口标准的入网接口 标准化、多用途的用户标准化、多用途的用户网络接口是网络接口是ISDN的关键。为保证的关键。为保证ISDN用户用户网络接口的通用性，网络接口的通用性，ITU建议了几种接口的标准，对于接口上的信道建议了几种接口的标准，对于接口上的信道速率、信道组成、插头插座的形状、控制信号格速率、信道组成、插头插座的形状、控制信号格式及通信过程等都有明确的规定。式及通信过程等都有明确的规定。&2.2.1 ISDN基本

3、业务基本业务 ISDN基本业务是指基本业务是指ISDN向用户提供的基本向用户提供的基本服务，它是由承载业务和用户终端业务两种基本服务，它是由承载业务和用户终端业务两种基本业务组成。业务组成。 图图2.1表示承载业务和用户终端业务的范围及表示承载业务和用户终端业务的范围及功能。功能。图图2-1 ISDN的承载业务和用户终端业务的承载业务和用户终端业务71承载业务承载业务 承载业务是单纯的信息传送业务，承载业务是单纯的信息传送业务，由网络提供，任务是将信息由一个地由网络提供，任务是将信息由一个地方搬运到另一个地方而不作任何处理。方搬运到另一个地方而不作任何处理。 承载业务是承载业务是ISDN交换机

4、提供的信息传送能力。交换机提供的信息传送能力。ITU-T主要从以下主要从以下6个方面来定义每一项个方面来定义每一项ISDN承承载业务：载业务：: 信息传送方式；信息传送方式；: 信息传送速率；信息传送速率；: 信息传送能力；信息传送能力；: 信息传送结构；信息传送结构；: 通信的建立；通信的建立；: 对称性。对称性。72用户终端业务用户终端业务 ISDN的用户终端业务是一种面向用户的通的用户终端业务是一种面向用户的通信或信息处理业务，由网络和终端设备共同提供，信或信息处理业务，由网络和终端设备共同提供，包含了包含了OSI模型模型l7层的全部功能。用户终端业层的全部功能。用户终端业务是在人和终端

5、的接口上提供，而不是在务是在人和终端的接口上提供，而不是在S/T参参考点上提供，因此用户终端业务既包含了网络的考点上提供，因此用户终端业务既包含了网络的功能，又包含了终端设备的功能。图功能，又包含了终端设备的功能。图2-2表示了表示了四种提供四种提供ISDN用户终端业务的方式。用户终端业务的方式。图图2-2 提供用户终端业务的方式提供用户终端业务的方式 以下给出了以下给出了7种常见的用户终端业务。种常见的用户终端业务。:（1）电话（）电话（Telephony）:（2）智能用户电报（）智能用户电报（Teletex）:（3）4类传真（类传真（Telefax4）:（4）可视图文（）可视图文（Vide

6、otex）:（5）用户电报（）用户电报（Telex）:（6）高保真电话业务（）高保真电话业务（Telephony 7kHz）:（7）微机通信（）微机通信（PC-Communication）&2.3.1 ISDN的网络结构的网络结构 ITU-T在在I.300建议中对建议中对ISDN的网络结的网络结构进行了描述，其基本结构如图构进行了描述，其基本结构如图2-3所示。所示。从图中可以看到从图中可以看到ISDN的用户的用户网络接口、网络接口、网络功能和网络功能和ISDN的信令系统。的信令系统。图图2-3 ISDN的基本结构的基本结构 ISDN终端设备通过标准的用户终端设备通过标准的用户网络接口

7、网络接口接入接入ISDN网络。窄带网络。窄带ISDN有两种不同速率的接有两种不同速率的接口。口。 基本速率接口（基本速率接口（Basic Rate Access，BRA），），速率为速率为144kbit/s，支持支持2条条64kbit/s的用的用户信道和一条户信道和一条16kbit/s的信令信道。的信令信道。 一次群速率接口（一次群速率接口（Primary Rate Access，PRA），），其速率和其速率和PCM一次群速率相同一次群速率相同（2048kbit/s或或1544kbit/s），），支持支持30条或条或23条条64kbit/s的用户信道和一条的用户信道和一条64kbit/s的信令

8、信道。的信令信道。&2.3.2 ISDN用户用户网络接口网络接口71. ISDN用户用户网络接口的参考配置网络接口的参考配置 ISDN用户用户网络接口的参考配置（参考模型）网络接口的参考配置（参考模型）如图如图2.4所示，它是所示，它是ITU-T对用户对用户网络接口进行网络接口进行标准化而建立的一种抽象化的接口安排，它给出标准化而建立的一种抽象化的接口安排，它给出了需要标准化的参考点和与之相关的各种功能群。了需要标准化的参考点和与之相关的各种功能群。图图2-4 ISDN用户网络接口参考配置用户网络接口参考配置 功能群（功能群（Functional Group）：）：图图2-4中的方中的

9、方框表示功能群。框表示功能群。 参考点（参考点（Reference Point）：）：图图2-4中十字交中十字交叉点表示参考点。叉点表示参考点。72参考点参考点（1）U参考点参考点 U参考点是网络与用户之间的线路接口，又参考点是网络与用户之间的线路接口，又称称“U接口接口”。7（2）S参考点和参考点和T参考点参考点 S参考点是参考点是ISDN终端（终端（TE1或或TA）与网络与网络终端终端NT之间的线路接口，又称为之间的线路接口，又称为S接口。接口。 T参考点是参考点是1类网络终端（类网络终端（NT1）与与2类网络类网络终端（终端（NT2）之间的线路接口，又称为之间的线路接口，又称为T接口。接

10、口。 二进制码与二进制码与AMI 码的对应关系如图码的对应关系如图2.5所示。所示。7（3）R参考点参考点 R参考点是非标准参考点是非标准ISDN终端接口，又称终端接口，又称R接接口，如口，如RS232接口、接口、IEEE488接口、模拟电接口、模拟电话接口等。话接口等。图图2-5 线路编码线路编码73功能群功能群（1）网络终端）网络终端1（Network Terminal Type 1，NT1） NT1提供提供U接口和接口和S/T接口，用于连接接口，用于连接ISDN终端和终端和ISDN交换机的设备，主要功能是在交换机的设备，主要功能是在U接口接口和和S/T接口之间进行码型转换，如中国标准的接

11、口之间进行码型转换，如中国标准的2B1Q/AMI码型转换。码型转换。（2）网络终端）网络终端2（Network Terminal Type 2，NT2） NT2又称为智能的网络终端，可以包含又称为智能的网络终端，可以包含OSI13层的功能。层的功能。（3）1类终端设备（类终端设备（Terminal Equipment Type 1，TE1） TE1是是ISDN标准终端，它具有标准标准终端，它具有标准S接口，接口，可以通过可以通过S接口直接与接口直接与NT1或或NT2相连。相连。（4）2类终端设备（类终端设备（Terminal Equipment Type 2，TE2） TE2是指非是指非ISD

12、N标准终端，它不具备标准终端，它不具备S接口，接口，不能直接与不能直接与NT1或或NT2相连。必须通过相连。必须通过TA（终端终端适配器）接入适配器）接入S接口。接口。（5）终端适配器（）终端适配器（Terminal Adaptor，TA） TA完成适配器功能（包括速率适完成适配器功能（包括速率适配及协议转换），使配及协议转换），使TE2能接入能接入ISDN的标准接口。的标准接口。74接入配置接入配置 定义了用户网络接口的功能群定义了用户网络接口的功能群和参考点之后，和参考点之后，ITU-T在此基础上建在此基础上建议了各种可能的物理配置（如图议了各种可能的物理配置（如图2-6所所示）。示）。图

13、图2 -6 用户用户网络接口物理配置举例网络接口物理配置举例75信道结构信道结构 ISDN信道类型是指用户信道类型是指用户网络接口的信道网络接口的信道通路类型。通路类型。 （1）B信道（信道（Bearer Channel，承载信道）承载信道） （2）D信道（信道（Demand Channel，指令指令/信令信令信道）信道） （3）H信道信道76接口结构接口结构 I.412建议为用户建议为用户网络接口规定了两种接口网络接口规定了两种接口结构，即基本速率接口结构和一次群速率接口结结构，即基本速率接口结构和一次群速率接口结构，这两种接口结构对应了两种不同的接入能力。构，这两种接口结构对应了两种不同的

14、接入能力。 （1）基本速率接口结构（）基本速率接口结构（Basic Rate Interface Structure） （2）一次群速率接口结构（）一次群速率接口结构（Primary Rate Interface Structure）&2.3.3 ISDN的地址结构的地址结构 由于由于ISDN是在电话网的基础上发展起来的是在电话网的基础上发展起来的综合业务网络，因此，它的编号制度应满足以下综合业务网络，因此，它的编号制度应满足以下两个条件：一是和现有电话网的交换设备相兼容；两个条件：一是和现有电话网的交换设备相兼容；二是能够和现有公用网的编号制度互通。二是能够和现有公用网的编号制度互通

15、。 ITU-T在在I.330和和I.331建议中对建议中对ISDN的编号的编号制度进行了设计，这种编号制度具有以下特点。制度进行了设计，这种编号制度具有以下特点。 ISDN的编号制度以目前电话网的编号制的编号制度以目前电话网的编号制度（由度（由ITU-T E.163建议规定）为基础，并将建议规定）为基础，并将E.163建议所规定的电话网的国家号码来作为建议所规定的电话网的国家号码来作为ISDN的国家号码。的国家号码。 ISDN的编号与业务类型（如数据或话音）的编号与业务类型（如数据或话音）及连接性能特性无关。及连接性能特性无关。 ISDN编号是十进数字序列（不使用字编号是十进数字序列（不使用字

16、母）。母）。 ISDN和和ISDN的互通只需使用的互通只需使用ISDN号码号码就能实现。就能实现。 图图2.7是一个是一个ISDN地址和号码关系的例子，地址和号码关系的例子，在这个例子中，一些终端连接到在这个例子中，一些终端连接到NT2（PBX或或LAN），），NT2作为一个整体，具有一个作为一个整体，具有一个ISDN号号码，而每一个终端具有不同的码，而每一个终端具有不同的ISDN地址。地址。图图2-7 ISDN地址和号码关系举例地址和号码关系举例 图图2-8表示表示ISDN的地址结构。的地址结构。ISDN地地址由四部分组成。址由四部分组成。图图2-8 ISDN的地址结构的地址结构（1）国家号

17、码（）国家号码（Country Code，CC）（2）国内终点号码（）国内终点号码（National Destination Code，NDC）（3）ISDN用户号码（用户号码（Subscriber Number，SN）（4）ISDN子地址（子地址（Subaddress）&2.4.1 ISDN协议的结构模型协议的结构模型 基于基于OSI模型，模型，ITU-T在在I.320建议中为建议中为ISDN协议设计了一个立体的结构模型（如图协议设计了一个立体的结构模型（如图2-9所所示）。示）。（1）控制平面）控制平面C（2）用户平面）用户平面U（3）管理平面）管理平面M图图2-9 通用通用ISD

18、N协议模型协议模型&2.4.2 用户用户网络接口协议网络接口协议 用户终端设备和网络之间的控制协议用户终端设备和网络之间的控制协议结构如图结构如图2-10所示。在这个接口上的信道所示。在这个接口上的信道主要有两类：主要有两类：B信道和信道和D信道。信道。图图2-10 用户网络接口协议结构用户网络接口协议结构 在第在第1层上，因为层上，因为B信道和信道和D信道信道复用在同一个物理传输媒体上，所以复用在同一个物理传输媒体上，所以这两种信道使用相同的协议：这两种信道使用相同的协议：I.430和和I.431建议分别是基本速率接口和一次建议分别是基本速率接口和一次群速率接口的第群速率接口的第1层

19、协议。从第层协议。从第2层向层向上，上，B信道和信道和D信道开始使用不同的协信道开始使用不同的协议。议。71物理层协议（物理层协议（I.430/I.431建议）建议） I.430/I.431建议（或简称建议（或简称I.430/I.431）是是S/T参考点上的物理层协议，其中参考点上的物理层协议，其中I430是关于基本是关于基本速率接口（速率接口（2B+D）的协议，的协议，I.431是关于一次群是关于一次群速率接口（速率接口（30B+D）的协议。的协议。（1）参考配置）参考配置 ISDN基本速率接口基本速率接口S/T参考点的参考配置如参考点的参考配置如图图2.11所示。所示。图图2-11 S/T

20、接口的参考配置接口的参考配置图图2-11 S/T接口的参考配置接口的参考配置（2）线路编码）线路编码 由于由于TE和和NT之间的传输距离很短（之间的传输距离很短（lkm），），因此，因此，S/T接口采用四线传送，以简化接收和发接口采用四线传送，以简化接收和发送设备。送设备。（3）帧结构）帧结构 在用户在用户网络接口基本速率接口的网络接口基本速率接口的S/T参考参考点上信号帧的结构如图点上信号帧的结构如图212所示，从图中可以所示，从图中可以看出，三个信道（二个看出，三个信道（二个64kbit/s的的B信道和一个信道和一个16kbit/s的的D信道）以同步时分的方式复用在同一信道）以同步时分的方

21、式复用在同一条线路上，其信号组织成固定长度的帧，并按照条线路上，其信号组织成固定长度的帧，并按照一定的周期重复传送。一定的周期重复传送。图图2-12 基本速率接口基本速率接口S/T参考点的信号帧结构参考点的信号帧结构（4）帧和复帧同步）帧和复帧同步（5）D信道接入竞争信道接入竞争（6）激活和解除激活）激活和解除激活 第第1层的激活和解除激活过程由第层的激活和解除激活过程由第2层通过原层通过原语（语（Primitive）来激发的，来激发的，TE和和NT的第的第1层和第层和第2层之间的原语有：层之间的原语有：PH-AR（Activate Request）：激活请求；）：激活请求；PH-AI（Act

22、ivate Indication）：激活指示；）：激活指示；PH-DI（Deactivate Indication）：解除激活指示。）：解除激活指示。 此外，第此外，第1层的激活层的激活/解除激活受到管理实体解除激活受到管理实体的控制。第的控制。第l层和管理实体之间的原语有：层和管理实体之间的原语有：MPH-AI（Activate Indication）：激活指示；）：激活指示；MPH-DR（Deactivate Request）：）：解除激活请求；解除激活请求；MPH-DI（Deactivate Indication）：）：解除激活指示；解除激活指示；MPH-EI（Error Indicat

23、ion）：错误指示。）：错误指示。72 数 据 链 路 层 协 议 数 据 链 路 层 协 议L A P - D（I.440/I.441建议）建议）（1）总体考虑）总体考虑 LAP-D的主要功能如下。的主要功能如下。 帧的分割、同步和透明传输。帧的分割、同步和透明传输。 将将D信道上需要传送的信息按照一定的格信道上需要传送的信息按照一定的格式组装成帧；并实现接收和发送之间的同步；采式组装成帧；并实现接收和发送之间的同步；采取一定的措施来保证信息的透明传输。取一定的措施来保证信息的透明传输。 同一同一D信道上多个数据链路的复用。信道上多个数据链路的复用。 允许在同一允许在同一D信道上建立多条数据

24、链路，信道上建立多条数据链路，并使它们相互独立地工作。并使它们相互独立地工作。 保持帧接收的顺序和发送的顺序一致。保持帧接收的顺序和发送的顺序一致。 检测数据链路上的传输错误，格式错误和检测数据链路上的传输错误，格式错误和操作错误，用重发的方法来纠正传输错误。操作错误，用重发的方法来纠正传输错误。 当发生了不可纠正的错误时通知管理实体。当发生了不可纠正的错误时通知管理实体。 进行流量控制。进行流量控制。 物理层的激活管理。物理层的激活管理。 接收器和发送器之间进行工作速度的协调。接收器和发送器之间进行工作速度的协调。 LAP-D提供两种信息传送方式。提供两种信息传送方式。 非证实信息传送方式非

25、证实信息传送方式（Unacknowledged Information Transfer Mode） 证实信息传送方式证实信息传送方式（Acknowledged Information Transfer Mode）（2）帧结构）帧结构 LAP-D的帧结构如图的帧结构如图2-13所示。所示。一帧由一帧由5种字段组成：标志段种字段组成：标志段F、地址地址段段A、控制段控制段C、信息段信息段I和帧检验序和帧检验序列段列段FCS。图图2-13 LAP-D的帧结构的帧结构: F：标志段（标志段（Flag） 标志段的作用是标志一帧的开头标志段的作用是标志一帧的开头和结尾，它用一个特殊的和结尾，它用一个特殊

26、的8比特码组比特码组“01111110”表示。比特填充的原理表示。比特填充的原理如图如图2-14所示。所示。图图2-14 比特填充原理比特填充原理: A：地址段（地址段（Address） 地址段的主要用途是标志地址段的主要用途是标志D信道上的多个数信道上的多个数字链路，地址段的长度是字链路，地址段的长度是16bit，包括包括TEI，SAPI，C/R，EA等等4个组成部分，格式如图个组成部分，格式如图2-15所示。所示。图图2-15 地址段格式地址段格式图2-16 D信道上的多重数据链路连接: C：控制段（控制段（Control） LAP-D定义了定义了3种类型的帧。种类型的帧。 信息帧（信息帧

27、（I帧）用来传送用户数据，但在传帧）用来传送用户数据，但在传用户数据的同时，用户数据的同时，I帧还捎带传送流量控制和差帧还捎带传送流量控制和差错控制信息，以保证用户数据的正确传送。错控制信息，以保证用户数据的正确传送。 监视帧（监视帧（S帧）专门用来传送控制信息，当帧）专门用来传送控制信息，当流量和差错控制信息没有流量和差错控制信息没有I帧可以帧可以“搭乘搭乘”时，时，需要用需要用S帧来传送。帧来传送。 未编号帧（未编号帧（U帧）有两个用途：传送链路控帧）有两个用途：传送链路控制信息以及按非证实方式传送用户数据。制信息以及按非证实方式传送用户数据。 这这3种帧的控制段的格式是不同的（如图种帧的

28、控制段的格式是不同的（如图2-17所示）。所示）。图2-17 控制段格式: I：信息段（信息段（Information） 信息段仅在信息段仅在I帧和某些帧和某些U帧中出现，帧中出现，S帧不含帧不含信息段。信息段。: FCS：帧检验序列帧检验序列:（Frame Check Sequence，FCS） FCS是错误检测码，长度为是错误检测码，长度为16bit，由发送由发送端根据所需发送的数据内容，按照一定的算法计端根据所需发送的数据内容，按照一定的算法计算而产生。算而产生。:（3）帧交换过程）帧交换过程:（4）管理功能）管理功能 LAP-D除了实现帧交换之外，还具有一定的除了实现帧交换之外，还具有一定的管理功能。管理功能。:（5）LAP-D和相邻层及管理实体之间的和相邻层及管理实体之间的原语原语 LAP-D和第和第1层和第