第7章_交換網(wǎng)及寬帶網(wǎng)

1、1第第7章章 交換網(wǎng)與寬帶網(wǎng)交換網(wǎng)與寬帶網(wǎng)1 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN2 寬帶網(wǎng)寬帶網(wǎng) B-ISDN3 異步傳遞方式異步傳遞方式 ATM ATM21 窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) N-ISDNN-ISDN: Narrowband-Integrated Services Digital Network1.產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景(1)80年代中期，國外發(fā)達國家數(shù)字程控電話交換機廣泛采用，電年代中期，國外發(fā)達國家數(shù)字程控電話交換機廣泛采用，電話普及率達到較高的程度。結(jié)論是：電話業(yè)務(wù)趨于飽和，發(fā)展話普及率達到較高的程度。結(jié)論是：電話業(yè)務(wù)趨于飽和，發(fā)展曲線相對平穩(wěn)。曲線相對平穩(wěn)。(2)對

2、非電話業(yè)務(wù)的要求逐步提高，如用戶電報、數(shù)據(jù)通信、傳真、對非電話業(yè)務(wù)的要求逐步提高，如用戶電報、數(shù)據(jù)通信、傳真、圖像等，相對來講更調(diào)整的業(yè)務(wù)還有：可視電話，會議電視等。圖像等，相對來講更調(diào)整的業(yè)務(wù)還有：可視電話，會議電視等。(3) 當時當時(80年代初、中期年代初、中期)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀是：電話網(wǎng)與各專業(yè)網(wǎng)并存網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀是：電話網(wǎng)與各專業(yè)網(wǎng)并存 電話網(wǎng)電話網(wǎng) 用戶網(wǎng)用戶網(wǎng) 數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng) 傳真網(wǎng)傳真網(wǎng) 電纜電視電纜電視(CATV)網(wǎng)網(wǎng) 這些網(wǎng)絡(luò)在物理上可能是重疊的，但在邏輯上是分離的。這些網(wǎng)絡(luò)在物理上可能是重疊的，但在邏輯上是分離的。3(4) 人們要求對已有的業(yè)務(wù)進行綜合人們要求對已有的業(yè)務(wù)進行綜合(5)未

3、來通信業(yè)務(wù)的多樣化以及人們對新業(yè)務(wù)的需求是不可預(yù)見的。未來通信業(yè)務(wù)的多樣化以及人們對新業(yè)務(wù)的需求是不可預(yù)見的。結(jié)論：導(dǎo)致了結(jié)論：導(dǎo)致了ISDN思的產(chǎn)生思的產(chǎn)生2.ISDN的基本概念的基本概念I(lǐng)SDN是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(IDN)演變而成，演變而成，提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)(包括話音和非話業(yè)包括話音和非話業(yè)務(wù)務(wù))，它為用戶進網(wǎng)提供一組有限的標準多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口。，它為用戶進網(wǎng)提供一組有限的標準多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口。43.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)/基本特征基本特征三個基本特征：三個基本特

4、征： 端到端的數(shù)字連接端到端的數(shù)字連接 綜合的業(yè)務(wù)綜合的業(yè)務(wù) 標準的入網(wǎng)接口標準的入網(wǎng)接口ISDNswitchISDNswitchSubscribersite orserviceproviderTerminalequipment(TE)Networktermination(NT)SubscriberpremisesSubscriberinterfaceto ISDNDigital subscriberloop tocentral officeUser-networksignalingUser-usersignaling 64 kbpsnonswitchedcapabilities 64 kbp

5、sswitchedcapabilities 64 kbps circuitnonswitchedcapabilities 64 kbpscircuit-woitchedcapabilitiesPacket-switchingcapabilitlesFrame modecapabilitiesCommon-channetsignalingcapabilitiesNetwork54. N-ISDN 用戶網(wǎng)絡(luò)接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口（1）基本速率接口）基本速率接口BRA（Basic Rate Interface）2B+D16 : 2*64kb/s+16kb/s=144kb/s 實際實際192kb/s物理速率

6、物理速率（2）一次群速率接口）一次群速率接口PRI（Primary Rate Interface）T1例：例：23BD6423*64kb/s+64kb/s 1.544Mb/sE1例：例：30BD6430*64kb/s+64kb/s 2.048Mb/s（包括（包括64kb/s線路同線路同步）步）6N-ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口(Cont.)UNIUser Network InterfaceBRIPRITelephoneTE1NT-1SwitchTAUS/TRTE1SwitchPBXNT-1TAUTRSTelephone7N-ISDN-用戶網(wǎng)絡(luò)接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口(ISDNGrowth)YEAR

7、BRIPRITOTAL1997933K(+30%)49K(+60%)982K(+29%)19981.25M(+35%)79K(+60%)1.229M(+36%)19991.637M(+30% )119K(+50%)1.757M(+30%)20002.047M(+25% )167K(+40%)2.214M(+26%)20012.456M(+20% )217K(+30%)2.674M(+21%)20022.824M(+15% )261K(+15%)3.086M(+15%)引 自 Telephony Magazine, July 19988正常的正常的ISDN呼叫過程呼叫過程PersonCallin

8、gTerminalETETCallingTerminalPersonOff-nook&DtatRing backIndicationStopRing backSETUPSETUP ACKINFOCALLPROCEEOINGALERTINGCONNECTCONNECTACKSETUPRongingALERTINGCONNECTACKCONNECTOff-nookPick-upOngoing connectionHang-upDISCONNECTRELEASEDISCONNECTRELEASERELEASERELEASECOMPLETECOMPLETEExample of an ISDN

9、connection establishmetn andtormination9N-ISDN的優(yōu)點的優(yōu)點(1) 提供電路交換與分組交換兩種通信模式提供電路交換與分組交換兩種通信模式(2)通過一組有限的標準多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口通過一組有限的標準多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)提供提供 各種通信業(yè)務(wù)各種通信業(yè)務(wù)(3)提供智能化的通信業(yè)務(wù)提供智能化的通信業(yè)務(wù)10N-ISDN的局限性的局限性1. 傳輸速率低，傳輸速率低，1.5Mb/s2Mb/s。然而，最吸引人們的業(yè)。然而，最吸引人們的業(yè) 務(wù)務(wù)2Mb/s，包括視頻通信和高速，包括視頻通信和高速LAN互連互連2.中繼網(wǎng)絡(luò)種類繁多中繼網(wǎng)絡(luò)種類繁多 僅僅實現(xiàn)了用戶

10、網(wǎng)絡(luò)接口上的綜合，而在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部仍僅僅實現(xiàn)了用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的綜合，而在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部仍 由許多分離的網(wǎng)絡(luò)實體來為各種對應(yīng)的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。由許多分離的網(wǎng)絡(luò)實體來為各種對應(yīng)的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)綜合不徹底。網(wǎng)絡(luò)綜合不徹底。3.靈活性差靈活性差 只能以只能以64Kb/s為單位為單位(n*64Kb/s)提供恒定比特率提供恒定比特率(CBR)的的 業(yè)務(wù)，很難適應(yīng)未來業(yè)務(wù)的變化，如編碼變化，業(yè)務(wù)，很難適應(yīng)未來業(yè)務(wù)的變化，如編碼變化，PCM 64Kb/sADPCM 32Kb/s 16Kb/s 8Kb/s(移動通信移動通信編碼編碼 信道信道13Kb/s)結(jié)論：需要有新的傳輸、交換體制誕生結(jié)論：需要有新的傳輸、交換體制

11、誕生11B-ISDN的基本概念的基本概念1.寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的思想寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的思想 四大方面的原因產(chǎn)生四大方面的原因產(chǎn)生B-ISDN： 各專業(yè)網(wǎng)單一服務(wù)有優(yōu)勢，但是提供綜合服務(wù)有缺陷各專業(yè)網(wǎng)單一服務(wù)有優(yōu)勢，但是提供綜合服務(wù)有缺陷 N-ISDN有局限性有局限性 不能采取單純的層次式信道速率分配帶寬的方法不能采取單純的層次式信道速率分配帶寬的方法 對未來的寬帶網(wǎng)有新的要求對未來的寬帶網(wǎng)有新的要求2 B-ISDN12各專業(yè)網(wǎng)并存各專業(yè)網(wǎng)并存多套技術(shù)多套技術(shù)多套管理維護體制多套管理維護體制資源不能共享資源不能共享13N-ISDN有局限性有局限性(1) 支持的業(yè)務(wù)帶寬有限支持的業(yè)務(wù)帶寬有限(2

12、.048Mb/s)，有限的帶寬不能傳送，有限的帶寬不能傳送 電視信號，因此需要專門的電視網(wǎng)，包括電視信號，因此需要專門的電視網(wǎng)，包括CATV網(wǎng)和衛(wèi)網(wǎng)和衛(wèi) 星廣播。各網(wǎng)之間不能互通、共享資源。星廣播。各網(wǎng)之間不能互通、共享資源。(2) N-ISDN僅僅實現(xiàn)了用戶網(wǎng)絡(luò)接口處的綜合，而在網(wǎng)絡(luò)僅僅實現(xiàn)了用戶網(wǎng)絡(luò)接口處的綜合，而在網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)部仍由多個分離的物理網(wǎng)絡(luò)為用戶提供性質(zhì)不同的服務(wù)。內(nèi)部仍由多個分離的物理網(wǎng)絡(luò)為用戶提供性質(zhì)不同的服務(wù)。(3) N*64Kb/s交換能力仍不夠靈活。交換能力仍不夠靈活。 革命尚未成功，同志仍需努力。革命尚未成功，同志仍需努力。14技術(shù)進步對技術(shù)進步對B-ISDN網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生

13、重大影響網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生重大影響 壓縮技術(shù)壓縮技術(shù) 編碼算法編碼算法 芯片制造技術(shù)芯片制造技術(shù)15未來寬帶網(wǎng)的開放性未來寬帶網(wǎng)的開放性人們要求未來的寬帶網(wǎng)絡(luò)要做到與業(yè)務(wù)獨立人們要求未來的寬帶網(wǎng)絡(luò)要做到與業(yè)務(wù)獨立 靈活與未來安全靈活與未來安全 有效的利用資源有效的利用資源 收費低廉收費低廉B-ISDN應(yīng)能體現(xiàn)出三大特征應(yīng)能體現(xiàn)出三大特征 寬帶寬帶(bandwidth) Broad band 交換式交換式(switched) 智能智能(Intelligent)16B-ISDN是一元化網(wǎng)絡(luò)是一元化網(wǎng)絡(luò)于是人們尋求一種集業(yè)務(wù)表示、網(wǎng)絡(luò)傳輸、利用和交換于是人們尋求一種集業(yè)務(wù)表示、網(wǎng)絡(luò)傳輸、利用和交換于一體的一

14、元化網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)不僅能滿足現(xiàn)在通信業(yè)務(wù)的于一體的一元化網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)不僅能滿足現(xiàn)在通信業(yè)務(wù)的要求，而且能在未來相對較長的時間內(nèi)滿足新要求，而且能在未來相對較長的時間內(nèi)滿足新(出現(xiàn)出現(xiàn))的業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)通信的要求，這樣一個理想的網(wǎng)絡(luò)稱之為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信的要求，這樣一個理想的網(wǎng)絡(luò)稱之為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)，即B-ISDN。17B-ISDN業(yè)務(wù)的分類業(yè)務(wù)的分類 居民(Residential Subscriber)：如電視、可視 電話、多媒體(視頻點播VOD)、其它視頻業(yè) 務(wù)etc.寬帶業(yè)務(wù) 商業(yè)(Business Subscriber)：如LAN互連、分 布協(xié)同工作.etc.ITU-T

15、I.113建議中明確規(guī)定：建議中明確規(guī)定：寬帶寬帶(Broad band)為要求傳輸信道的速率起過一次群速率為要求傳輸信道的速率起過一次群速率 的或系統(tǒng)的或系統(tǒng)18B-ISDN業(yè)務(wù)分類業(yè)務(wù)分類I.211建議把寬帶業(yè)務(wù)交互型業(yè)務(wù)建議把寬帶業(yè)務(wù)交互型業(yè)務(wù)(interactive)分配型業(yè)務(wù)分配型業(yè)務(wù)(distributive)寬帶業(yè)務(wù)交互型業(yè)務(wù)分配型業(yè)務(wù)會話型業(yè)務(wù)消息型業(yè)務(wù)檢索型業(yè)務(wù)可由用戶參與控制型分配業(yè)務(wù)不能由用戶參與控制型業(yè)務(wù)Conversational ServicesMessagingServicesRetrialserviceswith user-individualpresentat

16、ion controlwithout user-individual control19B-ISDN業(yè)務(wù)的特征業(yè)務(wù)的特征/業(yè)務(wù)比特率業(yè)務(wù)比特率(Bit Rate)寬帶業(yè)務(wù)的速率跨度大，突發(fā)性強，實時性要求嚴格。寬帶業(yè)務(wù)的速率跨度大，突發(fā)性強，實時性要求嚴格。業(yè) 務(wù) 名 稱速 率 （ bit/s）報 警 /監(jiān) 控 系 統(tǒng)4計 算 機 終 端 應(yīng) 用256K數(shù) 字 化 電 話 編 碼16-64KS0接 口144KS1接 口1536KS2接 口 或 圖 像 電 話2M塊 文 件 送8-32M處 理 機 總 路16-64M彩 色 電 視34MFDDI互 連100MHDTV140M(未 壓 縮 )超 高

17、 清 晰 度 的 圖 像 業(yè) 務(wù)512MHIPPI接 口800-1600M20B-ISDN業(yè)務(wù)的特征業(yè)務(wù)的特征/多媒體業(yè)務(wù)成份多媒體業(yè)務(wù)成份(Multimedia Components)寬帶業(yè)務(wù)由多種媒體成份組成，如會議電視寬帶業(yè)務(wù)由多種媒體成份組成，如會議電視(寬帶寬帶)由聲音由聲音(Voice)、圖像、圖像(Image)、文本、文本(Text)和視頻和視頻(Video)等組成；個呼等組成；個呼叫對應(yīng)多個連接、并且多個連接之間需要保持交叉同步。叫對應(yīng)多個連接、并且多個連接之間需要保持交叉同步。 ComponentServiceDataTeletextAudioStandardvideoHig

18、hdefinitionvideooverheadTelephonyXVideo telephonyXXXStandard definition TVXXXXHigh definition TV(HDTV)XXXXXVideo libraryXXXHigh quality ratioXXHigh speed dataX213 ATM異步傳遞方式異步傳遞方式/(Spectrum of Switching Technologies)1. 為什么需要為什么需要ATM(Asynchronous Transfer Mode)22傳遞方式的變更傳遞方式的變更幀中繼與幀交換幀中繼與幀交換Frame Relay

19、ing, Frame SwitchingTerminalTerminalB BD DC CTerminationTerminationR RA A10 -10 (BER)10 -10 (BER)-6-9差錯控制移到端端23Frame Relaying, Frame Switching幀中繼可以工作在比較高的比特率，但是它仍然采用可變幀中繼可以工作在比較高的比特率，但是它仍然采用可變比特率比特率(可變分組可變分組)來傳送信息，并且做來傳送信息，并且做CRC檢查，這樣做還不檢查，這樣做還不能適合能適合B-ISDN中所要求的高速處理。中所要求的高速處理。傳遞方式的變更傳遞方式的變更快速分組交換快速分組交換FPSFast Packet Switching,最小網(wǎng)絡(luò)功能的交換技術(shù)最小網(wǎng)絡(luò)功能的交換技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)功能進一步簡化網(wǎng)絡(luò)功能進一步簡化 簡化得簡直有點像電路交換了簡化得簡直有點像電路交換了(cell slot),做到了業(yè)務(wù)不依賴于傳遞技術(shù)做到了業(yè)務(wù)不依賴于傳遞技術(shù)321321321321終端交換節(jié)點終端(a)packet switching網(wǎng)采用逐段鏈路差錯控制(link-by-link)32b2a132b2a12a12a1有限差錯控制有限差錯控制完全差錯控制(b)幀中繼