第7章综合业务数字交换

程控与数据交换(7)--------综合业务数字交换信息科学与工程学院通信工程教研室穆欣侃7.1ISDN基本概念7.1.1ISDN的引入 长期以来，电信网事按照电信业务组建和扩展的，每种业务有其自己的网络，例如电话网、分组数据网等，这些网络都有其自己的网络结构、编号计划、接口标准和信令规范等，整个电信网就是由这些并存的公众网混合组成的重叠网，随着信息多样化的发展，新的电信业务将越来越多，如果继续按照这一思路建设电信网，则网络的运行和管理将难以控制，不同业务间的互通也日益复杂。7.1ISDN基本概念人们设想能否用一个单一的网络来提供所有的业务，包括未来的未知业务，随着数字信号和数字通信技术的不断成熟，单一的网络构想逐步称为现实。1976年CCITT开始对此进行研究，1980年给出定义，将其称为综合业务数字网（ISDN）由于早期技术所限，考虑的业务速率仅限于2Mb/s以下；20世纪90年代后，考虑速率为10~100Mb/s的视频业务在内的综合业务数字网，称为B-ISDN，早期的称为N-ISDN。虽然名称相似，但它们的信息表示、传输和交换方式完全不同，早期的以电路交换为基础，后者以分组交换为基础。7.1ISDN基本概念7.1.2N-ISDN基本特征CCITT对ISDN的定义是：ISDN是由综合数字电话网（IDN）演变而成，它提供端到端的数字连接，以支持包括话音业务和非话音业务的一系列广泛的业务，为用户进网提供一组标准的多用途用户—网络接口。7.1ISDN基本概念N-ISDN具有4个基本特征1.以数字电话网为基础提供的业务速率限定为64Kb/s或n×64Kb/s2.从主叫用户直至被叫用户全程为数字连接各种不同特性的业务流才有可能以统一的形式表示和处理3.标准的入网接口不同的业务和不同的终端都通过同一个多功能接口接入网络4.多种业务综合ISDN的根本目的7.1ISDN基本概念ISDN交换机ISDN交换机PSPDNPSTNDB其他网络IWF：网间互通功能用户驻地设备（CPE）ISPBXUNI：用户-网络接口电话机数字终端视频终端传真计算机局域网NNIISDN示意图7.1ISDN基本概念7.1.3N-ISDN业务为了能精确地刻画业务特性，确定与之相适应的网络性能，CCITT制订了一系列标准，对业务特征的描述、业务划分和业务定义方法作了详细的规定1.业务分类CCITT将ISDN业务划分为3大类：承载业务（bearerservice）、用户终端业务（teleservice）、补充业务（supplementaryservice）7.1ISDN基本概念2.业务定义（1）属性值方法：CCITT采用属性的方法对每项业务做出精确地定义（2）4个主要属性信息传送方式信息传送速率信息传送能力结构7.1ISDN基本概念3.承载业务承载业务是由网络提供的信息传送服务，其任务是用电路交换方式或分组交换方式将信息从一个用户网络接口透明地传送到另一个用户网络接口。对信息本身不做任何的处理。这类业务只包含OSI1~3层的功能。承载业务是用户终端业务的基础，它直接关系到网络的结构和功能，其特性可以映射为网络的技术参数和资源需求CCITT定义了13个属性来区分各种业务，其中包括4个主要属性。7.1ISDN基本概念4.用户终端业务用户终端业务是由网络和终端设备共同向用户提供的通信业务，这些业务为用户所熟知。CCITT定义的用户终端业务有：电话、2/3类传真、4类传真、智能用户电报、可视图文、用户电报、可视电话、会议电视等。这类业务是在相应的承载业务的基础上增加了高层功能而形成的，它包含了OSI1~7层的全部功能。7.1ISDN基本概念5.补充业务补充业务指的是业务的附加性能，它总是和承载业务或用户终端业务一起提供的，不能单独存在，目的是使用户更方便地使用承载或用户终端业务。ITU-T标准化的补充业务共有7大类26种：号码识别类、呼叫提供类、呼叫完成类、多方通信类、社团性业务、计费类业务、附加信息传送类业务。许多补充业务都源于电话网，但在ISDN中，许多补充业务不仅适用于电话业务，也适用于其它包括分组业务。7.1ISDN基本概念7.1.4用户网络接口1.接入配置CCITT采用功能群和参考点来描述用户-网络接口的配置。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念功能群LT：线路终端，属于传输设备。主要功能有馈电、信号再生及故障定位等。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念功能群NT1：网络终端，为用户线终端。主要功能有多路复用、定时、供电、监视、维护、多终端的冲突控制等。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念功能群NT2：网络终端，为智能网络终端。主要功能有规程处理、复用、交换、集线和维护等。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念功能群TE1：ISDN标准终端。完成用户侧1~3层的功能以及面向某种应用的高层功能。最多可将8个终端四线复接。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念功能群TE2：非标准ISDN终端。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念功能群TA：终端适配器，具有接口变换功能。将TE2通过TA进行协议变换及速率变换后成为TE1型终端。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念参考点S：标准用户-网络接口，可直接连接ISDN标准终端，四线，具有192Kb/s传输速率，其中包括2B+D、同步及控制信息。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念参考点T：标准用户-网络接口，其性能与接口S相同。T点右侧设备归网络主管部门所有，左侧设备归用户所有。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念参考点R：与非ISDN终端连接的接口，即非标准终端与TA之间的接口。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念参考点U：用户线接口，它具有（2B+D）144Kb/s传输速率的信息格式。ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念1.接入配置功能群和参考点都是抽象的概念，它们可能映射实际的物理结构，但又不等同于物理的设备接口，ISDN长途交换ISDN本地交换LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用户网ISDN本地网长途网7.1ISDN基本概念2.信道类型ISDN定义了3类信道。一类B信道，容量64Kb/s。传送业务信息流一类D信道，容量为16Kb/s或64Kb/s。传送信令一类H信道，由几个B信道捆绑组成，用于传送高速业务信息流。H0信道：6B，384Kb/sH11信道：24B，1536Kb/s（适用于PCM24路系统）H12信道：30B，1920Kb/s（适用于PCM30/32路系统）7.1ISDN基本概念3.接口结构ISDN的用户网络接口有两种标准类型一类为基本速率接口（BRI），该接口包括2个B信道和1个16Kb/s的D信道，常称为2B+D接口另一类为基群速率接口（PRI），该接口包括30个B信道和1个64Kb/s的D信道，常称为30B+D接口，用于连接ISDN用户交换机等大容量用户。PRI接口也可以为B信道与H信道的适当组合。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.1ATM的引入电路交换技术是针对电话业务的通信特点发展起来。其基本操作是针对一个独立的64Kbs的信息信道进行固定比特率、固定时延、无纠错能力的信息传输。电路交换模式的最大特点是信息传递实时响应性很强，但也由于独占性而大大影响了设备资源的利用效率。不适合于比特速率变换范围很大的数据通信业务。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.1ATM的引入分组交换技术是针对数据通信和计算机通信的特点发展起来。信息的传递都是以分组为单位进行传输、复接和交换。逐段转发、出错重发控制措施保证了数据的正确传输，但同时也导致传输数据附加的随机时延。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.1ATM的引入电路交换和分组交换技术各有其独特的交换和传送控制方法，并且建立各不相同的通信网络。位于各个不同网络中的用户要实现业务互通，则必须通过网间的互通网关来实现。这样不仅不能充分利用网络资源，而且在网络设备的运营管理方面也带来大量的管理困难。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.1ATM的引入随着通信技术和通信业务需求的发展，迫使电信网络必须向B-ISDN方向发展。这要求通信网络和交换设备既能容纳非实时性的数据业务，又要容纳实时性的电话和电视信号业务，还要考虑到满足突发性强、瞬时业务量大的要求，提高通信效率和经济性。传统的电路交换和分组交换都不能胜任，因此在研究新的传输模式时需要找出两全的办法，既能达到网络资源的充分利用，又能使各种通信业务活动高质量的传送水平，这就是新的传送模式—ATM。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.2ATM传送模式ATM技术是实现B-ISDN的核心技术，它是以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式高速化得优点发展而来。可以满足各种通信业务的需求。ATM的传送模式本质上是一种高速分组传送模式。它将语音、数据及图像等所有的数字信息分解成长度固定48字节的数据块，并在各数据块前装配地址、丢失优先级、流量控制、差错控制信息等构成的信元头，形成53字节的完整信元。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.2ATM传送模式它采用异步十分复用的方法将来自不同信息源的信元汇集到一起，在一个缓冲器内排队，然后按照先进先出的原则将队列中的信元逐个输出到传输线路，从而在传输线路上形成首尾相接的信元流。STM存在125us帧，它靠帧内的时隙位置来识别信道，ATM则靠信元中的信头标志来识别，而且ATM是采用固定长度的信元，可使信元像STM的时隙一样定时出现，因此ATM可以采用硬件方式高速地对信头进行识别和交换处理7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.2ATM传送模式ATM转送技术融合了电路传送模式与分组传送模式的特点。可以从以下两个角度来理解ATM特征。ATM可以看做是电路传送方式的演进线路上的数据传送速率可以再使用它的用户之间自由分配，不必再受固定速率的限制。对于断续发送数据的用户来说，在他不发送数据时，信道容量可以提供给其他用户使用，提高了信道利用率。7.2异步传输模式（ATM）基础7.2.2ATM传送模式ATM可以看做是分组传送方式的演进