第6章 综合业务数字网

综合业务数字网通信专业职业水平考试辅导太原理工大学王华奎教授2综合业务数字网的基本概念众所周知，通信网的两个重要组成部分是传输系统和交换系统。当一种网络的传输系统和交换系统都采用数字系统时，就称为综合数字网（IntegratedDigitalNetwork，IDN）。这里的“综合”是指将“数字链路”和“数字结点”合在一个网络中。如果将各种不同的业务信息经数字化后都在同一个网络中传送，这就是综合业务数字网（IntegratedServicesDigitalNetwork，ISDN）。这里的“综合”既指“综合业务”，也指“综合数字网”。3IDN的概念综合数字网（IDN）是以64kbit/s的PCM信道为基础，把数字时分电话交换和数字时分复用传输综合起来的数字电话网。IDN实现从本地交换节点至另一端本地交换节点间的数字连接，但并不涉及用户接续到网络的方式，IDN概念示意图如图6-1所示。图6-1IDN示意图4IDN通信网电话网传真模拟电话PC机模拟电话大型机X.25/X.21终端数据终端大型机用户电报终端智能用户电报终端大型机调制解调器调制解调器调制解调器传真用户电报网用户电报终端电路交换数据网智能用户电报终端传真分组交换数据网数据终端PC机调制解调器图6-2IDN通信网5IDN的缺点1.经济性差：各种网络互不兼容，终端和接入设备专用，增加用户投资；2.效率低：专网专用，难以互通，资源利用率低;3.用户使用不方便：各种网络标准不同、号码不同、接入过程不同；4.管理复杂：不同网络由不同的网络管理部门管理，增加业务困难。为了克服IDN的上述缺点，必须从根本上改变网络的分立状况，用一个单一的网络来提供各种不同类型的业务，由此发展了综合业务数字网(ISDN)。6ISDN的构想ISDN的构想是：将多种信息业务的传输和交换综合在一个网内;向用户提供一组标准的用户－网络接口；用户只需提出一次申请使用一条用户线就可将多种业务终端接入网内；按统一的规程进行通信；实现业务的综合。ISDN的产生不是一次新的传输和交换技术革命，它是将新的技术注入到传统通信网，对原有网络技术的综合和发展。7ISDN定义1984年CCITT通过了I系列建议书，对综合业务数字网ISDN的定义为：“ISDN是由电话IDN发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用户的接入是通过有限的多用途用户网络接口标准实现的”。ISDN定义强调的要点是：(1)ISDN是以电话IDN为基础发展起来的通信网；(2)ISDN支持各种电话和非电话业务，包括话音、数据传输、可视图文、智能用户电报、遥测和告警等业务；(3)提供开放的标准接口；(4)用户通过端到端的共路信令，实现灵活的智能控制。8ISDN提供的开放系统综合业务数字网（ISDN）传真数字电话PC机数字电话ISDN多功能终端分组交换机X.25/X.21终端X.25/X.21终端数据终端分组交换机ISDN多功能终端数据终端电报终端电报终端模拟电话模拟电话分组交换机9ISDN的基本网络结构用户信息用户信息ISDN交换机ISDN交换机终端分组交换能力电路交换能力无交换连接能力公共信道信令能力终端用户－用户信令用户－网络信令用户－网络信令ISDN网络图6-4ISDN示意图10ISDN的基本特性（一）端到端的数字连接ISDN是一个数字网络在这种网络中，一切信号（信令及信息）都以数字形式进行传输和交换。与现有PSTN不同，原始信号在终端就完成了数字化。ISDN完全可以由现有的电话综合数字网(IDN)演变而来电话网是目前世界上发展最快、最普及、最成熟的网络。电话综合数字网（IDN）除了用户环路以外均采用了数字传输和数字交换技术，最易扩展成完全的数字网络。IDN向ISDN的转变最首要的工作便是实现用户环路的数字化11ISDN的基本特性（二）综合的业务ISDN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，只要可转换成（且是由用户转化成）数字信号，就可利用ISDN进行传送和交换，完成用户间的通信。ISDN不仅可支持现有各种网络的全部业务，而且还以可支持多种多样的新型业务和一些未知业务。12ISDN的基本特性（三）标准的多用途用户网络接口多用途：入网的接口对于多种多样的业务是通用的，即不同的业务和不同的终端可通过同一接口接入网络。通用性：ISDN接口的信道结构、速率、插座的形状以及控制信号的格式和通信过程都有明确的标准可遵循。同一接口可接多个终端：所有的信息（话音、数据、图象、信令）均以数字复用形式出现在ISDN用户－网络接口上。因此，同一接口上存在多个时间分割的信道，每个信道均可独立地传送信息，向用户提供不同的业务，即同一接口上可接多个终端。标准的接口使终端的携带转移以及终端类型的变更方便易行。13ISDN给用户带来的好处实现了高速数据通信PSTN2.4kb/s~9.6kb/s14.4kb/sISDN64kb/s128kb/s实现了高可靠性的数据通信抗干扰能力强、易于检错和纠错、误码率低实现了高质量的通信全程数字化、失真小、串音消失使用灵活方便购买方便：统一标准的设备，用户的选择范围宽使用方便：同一接口可接入多种业务设备而只需用一个号码，并可同时享用多种业务费用相对低廉单网内多业务费用小于多网中各个不同单一业务的费用14ISDN给运营商带来的好处与不足好处网络资源利用率高：单一网络、提供多种业务维护方便：数字化和综合化的单一网络，网管和维护更方便便于新业务的接入：不必增加新的网络利于网络的发展：接口标准化，使得网络的变更不至影响到用户设备不足初期成本较大可能产生垄断经营15ISDN的标准化国际电信联盟电信标准化组织（ITU-T）关于ISDN协议的描述见下表。协议系列协议的用途E这些协议为建议的ISDN电话网络标准。如，E.146协议描述了ISDN的国际地址。I这些协议主要涉及概念、术语和一般的方法。I.100系列包括了ISDN的基本概念和其他I系列建议的结构；I.200系列涉及有关ISDN服务的方面；I.300系列描述了网络结构和运行；I.400系列描述了用户-网络接口特性；I.600系列描述了维护原则以及操作和其他特性。Q这些协议覆盖了有关交换和信令的运行部分。“信令”在这里的意思是指呼叫设置的处理。Q.921描述了ISDND信道上链路访问规程(LAPD)的数据链路进程，类似于OSI模型的第2层功能。Q.931制定了OSI参考模型的第3层功能。16ISDN的网络结构（一）ISDN的一般结构如图6-4所示。它由用户网络、局域网络和传输网络三部分组成。图6-4ISDN的一般结构17ISDN的网络结构（二）(1)用户网络：用户所在地的设备及接口，如终端设备TE、终端适配器TA、网络终接设备NT等。(2)局域网络：包括一个本地交换机（即用户环路）内放置的一组设备，其中有网络终端NT和线路终端LT的传输系统，远端复用和分接器（集中器）及交换单元。一个ISDN业务局，它由本地交换机和相关的其他设备构成。(3)传输网络：包括各种功能的传输网络，即窄带传输网、宽带传输网、公共信令传输网以及分组交换网等。64kbit/s电路交换连接的是ISDN的基本功能，此外，还有384kbit/s的中速电路交换功能及大于1.5Mbit/s的高速电路交换功能。18ISDN的用户－网络接口基本速率入口－BA（BasicAccess）信道结构：（2B＋D）B：64kb/sD：16kb/s净速率：2B＋D＝2×64kb/s＋16kb/s=144kb/s实际速率＝净速率＋控制信息U接口＝160kb/sS/T接口＝192kb/s基群速率入口－PRA（PrimaryRateAccess）信道结构：（30B＋D）或（23B＋D）B：64kb/sD：64kb/s净速率：30B＋D＝1984kb/s23B＋D＝1536kb/sT/U接口实际速率＝净速率＋控制信息30B＋D＝2048kb/s23B＋D＝1544kb/s19ISDN的网络功能低层功能电路交换功能64kb/s的电路交换连接功能64kb/s~2Mb/s的电路交换连接功能分组交换功能分组处理功能群（PH）网间互通功能群（PHI）公共信道信令功能交换机之间的No.7信令处理能力无交换连接能力64kb/s和64kb/s~2Mb/s的永久或半永久电路连接(租用线)高层功能消息处理系统或某些服务中心20ISDN用户网络接口参考配置图6-5给出ISDN用户/网络接口的参考配置。参考配置是指用参考点和功能群的概念规定了ISDN用户系统的标准结构，是制定ISDN用户出入口的根据。TE2TE1TANT2NT1LTET用户侧传输线交换局侧RSTUVR，S，T，U，V：ISDN参考点TE1，TE2：终端设备TA：终端适配器LT：线路终端ET：交换终端NT1，NT2：网络终端图6-5ISDN用户网络接口的参考配置21ISDN的两个重要术语功能群---用户接入ISDN所需的一组功能，这些功能可以由一个或多个物理设备来完成。它是一个抽象的概念，不一定与实际的装置一致。参考点---不同功能群的分界点，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。22功能群（一）1类终端设备（TE1）ISDN标准终端设备，符合ISDN用户－网络接口标准用户侧1~7层协议处理功能维护功能接口功能4类传真、ISDN多功能终端2类终端设备（TE2）非ISDN标准终端设备，不遵循ISDN用户－网络接口标准1~7层协议处理功能维护功能接口功能模拟电话、X.25终端23功能群（二）网络终端1（NT1）ISDN网络在用户处的物理和电气终端装置，包含OSI1层的功能线路维护（环路测试和性能监测）2/4线变换第1层上的多路复用（同步时分）受电和供电、同步解决D信道接入竞争网络终端2（NT2）智能网络终端，包含OSI1~3层的功能(ISPBX、集中器、局域网)ISDN第2、3层的协议处理和多路复用交换、集线控制解决D信道接入竞争维护功能、供电、同步等ISDN附加业务的处理功能24功能群（三）线路终端LT网络侧线路终端第1层的维护和性能监测定时、时钟同步2/4线变换多路复用向用户终端的应急供电交换终端ET第2、3层协议处理功能第2、3层上的多路复用交换、集线控制维护功能ISDN补充业务的处理功能终端适配器TA具有OSI1~7层的功能接口特性变换速率适配协议转换必要时的A/D变换255个参考点RTE2与TA之间的分界点无统一标准STE1/TA与NT2/NT1之间的分界点与TE1或TA一一对应TNT1与NT2之间的分界点NT2不存在时T与S相重合，称S/T参考点S/T参考点是ISDN标准的对象UNT1与交换机之间的分界点，描述用户线上的双向信号传送V交换机内部接口（LT与ET间）26ISDN业务的分类承载业务（BearService）单纯的信息传送业务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包含OSI模型1~3层的功能用户终端业务（TeleService）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包含OSI模型1~7层全部功能补充/附加业务（SupplementaryService）在承载业务或用户终端业务基础上附加的业务性能给用户提供更多更方便的服务不能单独存在27ISDN业务的功能范围ISDN终端承载业务（电路、分组）用户终端业务（电报、传真、可视图文）终端（1～3层），在用户－网络接口处提供，网络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（1～7层），在终端设备的人机接口处提供，是面向用户的业务用户网络接口用户网络接口28ISDN应用举例（一）广域网ISDN交换机IS