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1、第六章 ISDN交换与综合业务数字网,ISDN的交换技术,6.1 分组交换的基本原理,分组交换技术是适应计算机通信的需求而发展起来的一种先进的通信技术，是重要的数据通信手段之一；计算机数据消息对可靠性要求很高，对时延和对数据抵达顺序要求不严，因此需将数据封装成有纠错能力的分组进行传送和交换。采用统计复用方式，交换节点用“存储-检查-转发”的交换方式。,分组交换、分组交换网,分组交换也称为包交换。将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段，这些数据段称为“分组”，发送端把这些“分组”分别发送出去。到达目的地，目的交换机将一个个“分组”按顺序装好，还原成原文件发送给收端用户，这一过程称为分组交换。进
2、行分组交换的通信网称为分组交换网。,分组的形成,分组（packet）是由用户数据和分组头组成的。分组的用户数据部分的长度是有限制的。如果来自数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数据段，并在每个数据段前加上分组头，形成分组,分组头的组成,分组头中主要包含地址信息、分组的序号及校验码、控制等信息。,分组传送方式采用的是统计复用方式，在同一个物理信道上可以同时传送属于多个不同通信的分组，用地址信息或使用相同的逻辑信道号（LCNLogic Channel Number）来标识来自同一个用户终端的各个分组，好像同一个通信的分组构成了一个逻辑子信道。,
3、逻辑子信道,分组头的组成,分组有数据分组和控制分组两大类型。数据分组是用来承载用户数据的分组；控制分组是保证和控制数据分组在网络中正确传输和交换的分组。为了区分不同类型的分组，分组头中还应包含。,分组的类型,用来标识该分组在原来的数据报文中的位置，以便于接收端能够将接收到的分组还原为原来完整的报文。,分组的序号,分组交换的两种方式,x.25交换功能与帧交换,第3层（分组层）,6.2 ISDN的基本概念,ISDN的基本特征ISDN的业务ISDN网络的基本结构,综合业务数字网（ISDN）,综合服务：语音、电报、数据、图形、视频两类：B-ISDN分组交换，基于异步传输模式（ATM）高传输速率：Up
4、to 622Mb/s or HigherN-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,没有ISDN的网络,综合业务数字网ISDN,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,6.2.1 ISDN的基本特征,ISDN的三个基本特征:,端到端的数字连接；,综合的业务；,标
5、准的入网接口。,6.2.1 ISDN的基本特征,端到端的数字连接,示,ISDN提供综合的业务,“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,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OSI 1-3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
6、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OSI 17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,6.2.2 ISDN提供的业务,6.2.3 ISDN的基本结构,6.2.3 ISDN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,NT1,NT2,TE2,TE
7、1,TA,T,S,S,R,U,5,4,1,3,2,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,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（Function Group）：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（Reference Point）：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,ISDN用户接入结构示意图,NT1,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
8、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,网络终端1（NT1：Network Termination 1）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：Network Termination 2）NT2又叫做智能的网络终端，它可以包含OSI13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,1类终端设备（TE1：Termina
9、l Equipment Type 1）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13层的功能以及面向某种应用的高层功能。2类终端设备（TE2：Terminal Equipment Type 2）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：Terminal Adaptor）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
10、的划分,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,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
11、户而设计的。H0信道：384kbit/sH11信道：1536 kbit/s（适用于PCM24路系统）H12信道：1920 kbit/s（适用于PCM3032路系统）,基本入口（BRI-Basic Rate Interface）:它包括两条64kbit/s双工B信道和一条16kbits双工的D信道（2BD），总的速率是144kbits。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192kbits。一次群速率入口（PRI-Primary Rate Interface）:在欧洲和中国：一次群速率入口的比特率为：2048kbits 接口结构为：30BD在美国、加拿大和日本：一次群速
12、率入口的比特率为：1544kbits 接口结构为：23BD,ISDN的接口结构,D,ISDN数字管道示意图,基本速率数字管道，26416144kb/s,BRI,B1,B2,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,基本速率接口的结构,ISDN的接口结构,6.3 ISDN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,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
13、，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。,6.3.1 ISDN交换系统的结构,ISDN交换系统结构框图,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。L
14、T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。,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
15、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,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264kbit/s的连接、H0信道的664kbit/s连接、H11信道的2464kbit/s连接和H12信道的306
16、4kbit/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,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,通用ISDN协
17、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,物理层使用I.430（BRI）和I.431（PRI）；链路层控制：LAPD（I.441/Q.921）用户：PPP、FR、LAPB（X.25）等网络层控制：I.451/Q.931用户：IP、X.25,I.451/Q.931,LAPD,I.430/I.431,网络层,数据链路层,物理层,PPP,FR,LAPB,IP/IPX,X.25,用户访问(B信道),控制(D信道),控制信令 电路交换 帧中继 分组交换,ISDN协议的结构模型,家庭用户通过ISDN访问互联网的例子,可以是一个单独的设备，也可以做成接口卡插入微机。,ISDN的应用,企业/机构通过ISDN连网的例子,对局域网用户，此设备应采用路由器或远程访问服务器,ISDN的应用,
