第7章綜合業(yè)務數(shù)字交換

1、程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換綜合業(yè)務數(shù)字交換信息科學與工程學院信息科學與工程學院 通信工程教研室通信工程教研室穆欣侃穆欣侃程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7.1.1 ISDN的引入的引入長期以來，電信網(wǎng)事按照電信業(yè)務組建和擴展的，每種業(yè)務有其自己的網(wǎng)絡，例如電話網(wǎng)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)等，這些網(wǎng)絡都有其自己的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、編號計劃、接口標準和信令規(guī)范等，整個電信網(wǎng)就是由這些并存的公眾網(wǎng)混合組成的重疊網(wǎng)，隨著信息多樣化的發(fā)展，新的電信業(yè)務將越來越多，如果繼續(xù)按照這一思路建設電信網(wǎng)，則網(wǎng)絡的運行和管理將難以控制，不同業(yè)務間的互通也日益復雜。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務

2、數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 人們設想能否用一個單一的網(wǎng)絡來提供所有的業(yè)務，包括未來的未知業(yè)務，隨著數(shù)字信號和數(shù)字通信技術(shù)的不斷成熟，單一的網(wǎng)絡構(gòu)想逐步稱為現(xiàn)實。1976年CCITT開始對此進行研究，1980年給出定義，將其稱為綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN） 由于早期技術(shù)所限，考慮的業(yè)務速率僅限于2Mb/s以下；20世紀90年代后，考慮速率為10100Mb/s的視頻業(yè)務在內(nèi)的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)，稱為B-ISDN，早期的稱為N-ISDN。 雖然名稱相似，但它們的信息表示、傳輸和交換方式完全不同，早期的以電路交換為基礎，后者以分組交換為基礎。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7

3、.1.2 N-ISDN基本特征基本特征 CCITT對ISDN的定義是： ISDN是由綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）演變而成，它提供端到端的數(shù)字連接，以支持包括話音業(yè)務和非話音業(yè)務的一系列廣泛的業(yè)務，為用戶進網(wǎng)提供一組標準的多用途用戶網(wǎng)絡接口。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 N-ISDN具有4個基本特征 1.以數(shù)字電話網(wǎng)為基礎 提供的業(yè)務速率限定為64Kb/s或n64Kb/s 2.從主叫用戶直至被叫用戶全程為數(shù)字連接 各種不同特性的業(yè)務流才有可能以統(tǒng)一的形式表示和處理 3.標準的入網(wǎng)接口 不同的業(yè)務和不同的終端都通過同一個多功能接口接入網(wǎng)絡 4.多種業(yè)務綜合 ISDN的根本目

4、的程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念I(lǐng)SDN交換機ISDN交換機PSPDNPSTNDB其他網(wǎng)絡IWF：網(wǎng)間互通功能用戶駐地設備（CPE）ISPBXUNI：用戶-網(wǎng)絡接口電話機數(shù)字終端視頻終端傳真計算機局域網(wǎng)NNIISDN示意圖程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7.1.3 N-ISDN業(yè)務 為了能精確地刻畫業(yè)務特性，確定與之相適應的網(wǎng)絡性能，CCITT制訂了一系列標準，對業(yè)務特征的描述、業(yè)務劃分和業(yè)務定義方法作了詳細的規(guī)定 1.業(yè)務分類 CCITT將ISDN業(yè)務劃分為3大類：承載業(yè)務（bearer service）、用戶終端業(yè)務（teleservic

5、e）、補充業(yè)務（ supplementary service）程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 2.業(yè)務定義 （1）屬性值方法：CCITT采用屬性的方法對每項業(yè)務做出精確地定義 （2）4個主要屬性 信息傳送方式 信息傳送速率 信息傳送能力 結(jié)構(gòu)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 3.承載業(yè)務 承載業(yè)務是由網(wǎng)絡提供的信息傳送服務，其任務是用電路交換方式或分組交換方式將信息從一個用戶網(wǎng)絡接口透明地傳送到另一個用戶網(wǎng)絡接口。對信息本身不做任何的處理。這類業(yè)務只包含OSI 13層的功能。 承載業(yè)務是用戶終端業(yè)務的基礎，它直接關(guān)系到網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)和功能，其特性可

6、以映射為網(wǎng)絡的技術(shù)參數(shù)和資源需求 CCITT定義了13個屬性來區(qū)分各種業(yè)務，其中包括4個主要屬性。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 4.用戶終端業(yè)務 用戶終端業(yè)務是由網(wǎng)絡和終端設備共同向用戶提供的通信業(yè)務，這些業(yè)務為用戶所熟知。 CCITT定義的用戶終端業(yè)務有：電話、2/3類傳真、4類傳真、智能用戶電報、可視圖文、用戶電報、可視電話、會議電視等。 這類業(yè)務是在相應的承載業(yè)務的基礎上增加了高層功能而形成的，它包含了OSI 17層的全部功能。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 5.補充業(yè)務 補充業(yè)務指的是業(yè)務的附加性能，它總是和承載業(yè)務或用戶終端業(yè)務一

7、起提供的，不能單獨存在，目的是使用戶更方便地使用承載或用戶終端業(yè)務。 ITU-T標準化的補充業(yè)務共有7大類26種： 號碼識別類、呼叫提供類、呼叫完成類、多方通信類、社團性業(yè)務、計費類業(yè)務、附加信息傳送類業(yè)務。 許多補充業(yè)務都源于電話網(wǎng)，但在ISDN中，許多補充業(yè)務不僅適用于電話業(yè)務，也適用于其它包括分組業(yè)務。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7.1.4 用戶網(wǎng)絡接口 1.接入配置 CCITT采用功能群和參考點來描述用戶-網(wǎng)絡接口的配置。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字

8、交換7.1 ISDN基本概念 功能群 LT：線路終端，屬于傳輸設備。主要功能有饋電、信號再生及故障定位等。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 NT1：網(wǎng)絡終端，為用戶線終端。主要功能有多路復用、定時、供電、監(jiān)視、維護、多終端的沖突控制等。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 NT2：網(wǎng)絡終端，為智能網(wǎng)絡終端。主要功能有規(guī)程處

9、理、復用、交換、集線和維護等。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 TE1：ISDN標準終端。完成用戶側(cè)13層的功能以及面向某種應用的高層功能。最多可將8個終端四線復接。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 TE2：非標準ISDN終端。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)IS

10、DN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 TA：終端適配器，具有接口變換功能。將TE2通過TA進行協(xié)議變換及速率變換后成為TE1型終端。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點 S：標準用戶-網(wǎng)絡接口，可直接連接ISDN標準終端，四線，具有192Kb/s傳輸速率，其中包括2B+D、同步及控制信息。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)

11、務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點 T：標準用戶-網(wǎng)絡接口，其性能與接口S相同。T點右側(cè)設備歸網(wǎng)絡主管部門所有，左側(cè)設備歸用戶所有。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點 R：與非ISDN終端連接的接口，即非標準終端與TA之間的接口。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點 U：用戶線接口，它具有（2B+D）144Kb/s傳

12、輸速率的信息格式。ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 1.接入配置 功能群和參考點都是抽象的概念，它們可能映射實際的物理結(jié)構(gòu)，但又不等同于物理的設備接口，ISDN長途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 2.信道類型 ISDN定義了3類信道。 一類B信道，容量64Kb/s 。傳送業(yè)務信息流 一類D信道，容量為16Kb/s或 64Kb/s 。傳送信令 一

13、類H信道，由幾個B信道捆綁組成，用于傳送高速業(yè)務信息流。 H0信道：6B，384Kb/s H11信道：24B，1536Kb/s（適用于PCM24路系統(tǒng)） H12信道：30B，1920Kb/s（適用于PCM30/32路系統(tǒng)）程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 3.接口結(jié)構(gòu) ISDN的用戶網(wǎng)絡接口有兩種標準類型 一類為基本速率接口（BRI），該接口包括2個B信道和1個16Kb/s的D信道，常稱為2B+D接口 另一類為基群速率接口（PRI），該接口包括30個B信道和1個64Kb/s的D信道，常稱為30B+D接口，用于連接ISDN用戶交換機等大容量用戶。PRI接口也可以為B信道與

14、H信道的適當組合。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.1 ATM的引入 電路交換技術(shù)是針對電話業(yè)務的通信特點發(fā)展起來。其基本操作是針對一個獨立的64Kbs的信息信道進行固定比特率、固定時延、無糾錯能力的信息傳輸。電路交換模式的最大特點是信息傳遞實時響應性很強，但也由于獨占性而大大影響了設備資源的利用效率。不適合于比特速率變換范圍很大的數(shù)據(jù)通信業(yè)務。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.1 ATM的引入 分組交換技術(shù)是針對數(shù)據(jù)通信和計算機通信的特點發(fā)展起來。信息的傳遞都是以分組為單位進行傳輸、復接和交換。逐段轉(zhuǎn)發(fā)、出錯

15、重發(fā)控制措施保證了數(shù)據(jù)的正確傳輸，但同時也導致傳輸數(shù)據(jù)附加的隨機時延。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.1 ATM的引入 電路交換和分組交換技術(shù)各有其獨特的交換和傳送控制方法，并且建立各不相同的通信網(wǎng)絡。位于各個不同網(wǎng)絡中的用戶要實現(xiàn)業(yè)務互通，則必須通過網(wǎng)間的互通網(wǎng)關(guān)來實現(xiàn)。這樣不僅不能充分利用網(wǎng)絡資源，而且在網(wǎng)絡設備的運營管理方面也帶來大量的管理困難。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.1 ATM的引入 隨著通信技術(shù)和通信業(yè)務需求的發(fā)展，迫使電信網(wǎng)絡必須向B-ISDN方向發(fā)展。這要求通信網(wǎng)絡和交換設備既能容納非

16、實時性的數(shù)據(jù)業(yè)務，又要容納實時性的電話和電視信號業(yè)務，還要考慮到滿足突發(fā)性強、瞬時業(yè)務量大的要求，提高通信效率和經(jīng)濟性。傳統(tǒng)的電路交換和分組交換都不能勝任，因此在研究新的傳輸模式時需要找出兩全的辦法，既能達到網(wǎng)絡資源的充分利用，又能使各種通信業(yè)務活動高質(zhì)量的傳送水平，這就是新的傳送模式ATM。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.2 ATM傳送模式 ATM技術(shù)是實現(xiàn)B-ISDN的核心技術(shù)，它是以分組傳送模式為基礎并融合了電路傳送模式高速化得優(yōu)點發(fā)展而來?？梢詽M足各種通信業(yè)務的需求。 ATM的傳送模式本質(zhì)上是一種高速分組傳送模式。它將語音、數(shù)據(jù)及圖像等所有的

17、數(shù)字信息分解成長度固定48字節(jié)的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前裝配地址、丟失優(yōu)先級、流量控制、差錯控制信息等構(gòu)成的信元頭，形成53字節(jié)的完整信元。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.2 ATM傳送模式 它采用異步十分復用的方法將來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內(nèi)排隊，然后按照先進先出的原則將隊列中的信元逐個輸出到傳輸線路，從而在傳輸線路上形成首尾相接的信元流。 STM存在125us幀，它靠幀內(nèi)的時隙位置來識別信道，ATM則靠信元中的信頭標志來識別，而且ATM是采用固定長度的信元，可使信元像STM的時隙一樣定時出現(xiàn)，因此ATM可以采用硬件方式高速地對信

18、頭進行識別和交換處理程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.2 ATM傳送模式 ATM轉(zhuǎn)送技術(shù)融合了電路傳送模式與分組傳送模式的特點。可以從以下兩個角度來理解ATM特征。 ATM可以看做是電路傳送方式的演進 線路上的數(shù)據(jù)傳送速率可以再使用它的用戶之間自由分配，不必再受固定速率的限制。 對于斷續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的用戶來說，在他不發(fā)送數(shù)據(jù)時，信道容量可以提供給其他用戶使用，提高了信道利用率。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎 7.2.2 ATM傳送模式 ATM可以看做是分組傳送方式的演進 ATM中使用了固定長度的分組-ATM信元，使得信道被分成等長的時間小段，從而