现代交换技术-第六章-ISDN交换与综合业务数字网

现代交换技术-第六章-ISDN交换与综合业务数字网第一页，共43页。6.1ISDN技术的发展最早的电信业务只有：电话和电报通信新型的业务出现（即对数据、话音、图像、文字等各种信息的处理和传递）对应不同的业务有不同的通信网络，故电信网络所处的状况是：各种不同的公用网同时并存，分别用来提供不同的业务。缺点：经济性差、效率低、使用不便、和管理部门的关系复杂从运营管理的角度：网络重复建设费用和维护费用大、新业务不能及时引入？为什么引入ISDN？带来哪些变化第二页，共43页。6.2ISDN的基本概念ISDN的基本特征ISDN的业务ISDN网络的基本结构第三页，共43页。综合业务数字网（ISDN）综合服务：语音、电报、数据、图形、视频案例分析：结合科研项目：图像标签关联性模型研究通过网络上如何检索图像，分析ISDN两类：B-ISDN分组交换，基于异步传输模式（ATM）高传输速率：Upto622Mb/sorHigherN-ISDN（ISDN，“一线通”）：电路交换，利用现有的电话交换系统，需要拨号连接过程全数字传输：通信质量好，可靠性高统一的用户网络接口：UNI同时支持多个设备（最多连接8个，同时可以支持3个通信）采用带外信令，拨号连接速度快第四页，共43页。没有ISDN的网络第五页，共43页。综合业务数字网ISDN第六页，共43页。

ISDN是这样一种网络，它由电话综合数字网（IDN）演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务（包括话音和非话业务），它为用户进网提供一组有限的标准多用途的用户-网络接口。定义6.2.1ISDN的基本特征第七页，共43页。ISDN的三个基本特征:端到端的数字连接；综合的业务；标准的入网接口。6.2.1ISDN的基本特征第八页，共43页。ISDN交换机ISDN交换机TE数字传输数字传输用户线中继线TE用户线数字传输ISDN网络PSTN交换机PSTN交换机TE数字传输模拟传输用户线中继线TE用户线模拟传输PSTN网络端到端的数字连接2023/4/189第九页，共43页。ISDN提供综合的业务2023/4/1810第十页，共43页。

“标准”：是通用性要求，规定了接口的信道速率、信道组成、插头插座的形状、控制信号的格式及通信过程。

“多用途”：入网接口对各种各样的业务都是通用的，也就是说不同的业务和不同的终端可以经同一个接口接入网络。

标准的用户-网络接口2023/4/1811第十一页，共43页。承载业务是由网络提供的信息传送服务，其任务是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，对信息本身不作任何处理。这类业务仅包含OSI1-3层的功能。电路交换方式的承载业务和分组交换方式的承载业务

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。电话、G4传真、用户电报、短消息

附加业务是在承载业务和用户终端业务基础上附加的业务性能，目的是给用户提供更多更方便的服务。附加业务不能单独存在。呼叫转移、呼叫等待、会议电话等6.2.2ISDN提供的业务2023/4/1812第十二页，共43页。6.2.3ISDN的基本结构2023/4/1813第十三页，共43页。6.2.3ISDN的基本结构ISDN网络具有多种能力：电路交换能力分组交换能力无交换连接能力公共信道信令能力ISDN具有三种不同的信令：用户-网络信令(I.430/I.431、Q.921、Q.931)网络内部信令（7号信令ISUP）用户-用户信令2023/4/1814第十四页，共43页。NT1NT2TE2TE1TATSSRU54132演示：ISDN用户-网络接口的参考配置ISDN用户-网络接口的参考配置2023/4/1815第十五页，共43页。

用户－网络接口的参考配置是ITU-T为对上述接口进行标准化而制定的一种抽象化的接口方案。功能群（FunctionGroup）：

用户接入ISDN所需的一组功能，这些功能可以由一个或多个设备来完成。参考点（ReferencePoint）：

用来分割功能群的概念上的点。在不同的实现方案中，一个参考点可以对应也可以不对应于一个物理接口。参考点和功能群2023/4/1816第十六页，共43页。ISDN用户接入结构示意图UTSRNT1NT2TE1TATE2RTATE2TE1用户端电信公司ISDN交换机本地环路属于局端设备，但安装在用户端功能组之间通过参考点分隔：参考点U：NT1与ISDN本地环路的接口参考点T：用户设备与NT1（ISDN网络）的接口参考点S：TE1/TA与NT2的接口参考点R：TE2与TA的接口参考点和功能群2023/4/1817第十七页，共43页。网络终端1（NT1：NetworkTermination1）

NT1是ISDN网在用户处的物理和电气终端装置。它只有OSI第1层的功能，即用户线传输终端的有关功能。它是网络的边界，使交换机的用户设备不受用户线上传输方式的影响。网络终端2（NT2：NetworkTermination2）

NT2又叫做智能的网络终端，它可以包含OSI1～3层的功能。可完成交换和集中的功能，NT2可以是数字PBX、集中器和局域网。功能群的划分2023/4/1818第十八页，共43页。1类终端设备（TE1：TerminalEquipmentType1）

TE1又叫做ISDN标准终端设备，它是符合ISDN接口标准（即S参考点的标准）的用户设备，例如数字电话机和4类传真机。它完成用户侧1～3层的功能以及面向某种应用的高层功能。2类终端设备（TE2：TerminalEquipmentType2）

TE2又叫非ISDN标准终端设备，是不符合ISDN接口标准的用户设备，需要经过终端适配器TA的转换，才能接入ISDN的标准接口（S参考点）。终端适配器（TA：TerminalAdaptor）

TA完成适配功能（包括速率适配及协议转换），使TE2能接入ISDN的标准接口。TA具有OSI第1层的功能以及高层功能。

功能群的划分2023/4/1819第十九页，共43页。

功能群由参考点分割而形成。R、S、T和U都为参考点。U参考点用来描述用户线上的双向数据信号。NT1与NT2之间的T参考点是用户与网络的分界点，它右侧的设备归网络提供商所有，左侧的设备归用户所有；S参考点对应于单个ISDN终端接口，它将用户终端设备与和网络相关的通信功能分开；R参考点在TE2和TA之间，它提供非ISDN标准终端的入网接口；参考点的划分2023/4/1820第二十页，共43页。ISDN的信道结构I.412建议为ISDN用户和交换局之间建议了几种不同速率的信道：B信道：64kbit/s，是一个用户信道，用来传输话音、数据等用户信息；D信道：16或64kbit/s，用于信令传输；H信道：为了满足有大量通信需求的用户而设计的。H0信道：384kbit/sH11信道：1536kbit/s（适用于PCM24路系统）H12信道：1920kbit/s（适用于PCM30／32路系统）第二十一页，共43页。基本入口（BRI-BasicRateInterface）:

它包括两条64kbit/s双工B信道和一条16kbit／s双工的D信道（2B＋D），总的速率是144kbit／s。再加上帧定位，同步以及其它控制比特，基本入口S参考点上的速率达到192kbit／s。一次群速率入口（PRI-PrimaryRateInterface）:在欧洲和中国：一次群速率入口的比特率为：2048kbit／s接口结构为：30B＋D在美国、加拿大和日本：一次群速率入口的比特率为：1544kbit／s接口结构为：23B＋DISDN的接口结构2023/4/1822第二十二页，共43页。DISDN数字管道示意图基本速率数字管道，2×64＋16＝144kb/sBRIB1B2主速率数字管道，2Mb/sPRIDB1~B30分开使用时，两个信道可分别用于传输数据和电话，二者互不干扰。B信道既可以单独使用，也可捆绑起来使用，以提供更高的带宽。ISDN的接口结构2023/4/1823第二十三页，共43页。基本速率接口的结构2023/4/1824第二十四页，共43页。ISDN的接口结构2023/4/1825第二十五页，共43页。6.3ISDN的交换技术ISDN交换系统的结构ISDN协议分组呼叫处理多速率交换2023/4/1826第二十六页，共43页。

ISDN交换系统是在程控数字电话交换系统的基础之上演变而成的，所以在总体上它的结构和程控数字电话交换系统的结构很相似。但是为了适应ISDN端到端的数字连接的特点，以及要提供多种ISDN基本业务和补充业务，因此ISDN交换系统的结构要比普通的程控数字电话交换系统复杂得多。从功能上划分可以将ISDN交换系统分为话路子系统和控制子系统两部分。6.3.1ISDN交换系统的结构2023/4/1827第二十七页，共43页。ISDN交换系统结构框图2023/4/1828第二十八页，共43页。ISDN交换系统的用户接口PSTN用户的接入要求,所以ISDN交换系统的用户接口还保留着模拟用户接口部分。ISDN交换系统中增加了数字用户接口部分，数字信号可以直接在用户线路上传输，进入交换机进行处理。它可以提供ISDN基本速率（BRI）的用户接口，也可以提供一次群速率（PRI）的用户接口。数字用户接口可以分为线路终端LT和交换机终端ET两个功能模块。

LT负责数字用户线路的传输，包括线路编码、定时、同步、供电和用户线的数字信息传输等功能。

ET负责数字用户线路的接入控制，包括将B信道的用户信息复用到PCM线路上以接入交换网络，以及对D信道的控制信令进行处理等功能。2023/4/1829第二十九页，共43页。

中继接口包括与其它ISDN交换机中继线的接口、与PSTN交换机中继线的接口、以及与分组交换机中继线的接口（PHI）等。PHI提供交换系统至PHI中继的连接。PHI中继连接到交换系统外部的提供分组处理功能的设备上，由后者提供至公用分组网的分组交换功能。ISDN交换系统的中继接口与程控数字电话交换机的中继接口完成的功能基本一致。

信令设备是专门为支持PSTN交换机功能而设置的，与PSTN交换机系统结构中的信令设备完成的功能相同，即负责模拟用户线DTMF信令的接收和No.1信令中继线上MFC信令的收发，如果ISDN交换系统不支持PSTN交换机的功能，则没有该信令设备。中继接口和信令设备2023/4/1830第三十页，共43页。交换网络又称交换矩阵，是提供电路连接和传递用户信息的设备。ISDN的交换网络和一般的PSTN交换机的交换网络采用的技术基本一致。普通的PSTN交换机只能提供单一速率的电路交换连接；而ISDN交换系统可以提供多种不同速率的电路连接。除了基本的64kbit/s的电路交换连接，还能够提供2×64kbit/s的连接、H0信道的6×64kbit/s连接、H11信道的24×64kbit/s连接和H12信道的30×64kbit/s连接，并且在通信过程中能够根据用户的要求随时改变电路连接的类型。交换网络部分2023/4/1831第三十一页，共43页。与PSTN交换机相比，ISDN交换系统具备以下一些特点：ISDN交换系统提供了数字用户接口，实现了用户线的数字化。ISDN交换系统能够处理复杂的数字用户信令和NO.7信令，实现了公共信道信令的端到端连接。ISDN交换系统可以提供分组处理功能，处理分组数据，并实现与公用分组网互通。ISDN交换系统能够提供多种不同类型的连接，包括多种速率的电路连接和分组连接。ISDN交换系统扩展了呼叫控制功能，能够满足多种综合业务的需求。ISDN交换系统能够提供复杂的维护管理功能。ISDN交换系统的特点2023/4/1832第三十二页，共43页。通用ISDN协议模型控制平面C：是关于控制信令的协议，共分七层，它覆盖了所有对呼叫和对网络性能的控制。用户平面U：是关于用户信息的协议，也分七层，它覆盖了在用户信息传送的信道上实行数据交换的全部规则。管理平面M：不分层，是关于终端ISDN节点内部操作功能的规则。ISDN协议的结构模型2023/4/1833第三十三页，共43页。ISDN信令信令分类LAPDQ.931ISUP第三十四页，共43页。信令分类ISDN信令分为两类：UNI信令：S/T接口NNI信令：ISDN交换机之间ISDN交换机ISDN交换机TENNI信令ISUPUNI信令DSS1S/T

中继线TES/TUNI信令DSS1第三十五页，共43页。UNI信令协议位置：S/T接口协议传送信道：D信道协议组成：三层物理层数据链路层（LAPD，Q.921）呼叫处理层（Q.931）统称为1号数字用户信令TU物理层Q.921Q.931SDSS1—DigitalSubscriberSignallingNo.1第三十六页，共43页。UNI信令－数据链路层协议数字型链路接入协议（LAPD－LinkAccessProtocolDigital）是DSS1的数据链路层协议，其标准为Q.921建议。LAP-D的主要功能：帧的分割、同步和透明传送同一D信道上多个数据链路的复用保持接收的帧顺序和发送的帧顺序一致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当发生了不可纠正的错误时通知管理实体进行流量控制

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