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1第六章ISDN交换技术2主要内容•ISDN的基本概念•ISDN的交换技术•ISDN交换机的一般结构3•在ISDN技术出现之前，通信网是按单一业务分别组建的，即每一种网络只提供一种业务。随着业务多样化的出现，人们希望用一个单一的网络来实现综合的业务，因而ISDN技术应运而生，并且在九十年代初期得到了飞速发展。ISDN交换技术是ISDN网络的核心技术。本章首先介绍了ISDN技术的发展背景和基本概念，然后重点阐述了ISDN交换原理及相关技术，并在此基础上介绍了ISDN网络的网络结构和工作原理，最后介绍了在ISDN网络上具有广泛应用前景的AODI技术。46.1ISDN技术的发展6.1.1ISDN技术的产生和发展•为什么需要在电话综合数字网的基础上发展ISDN？主要有两个方面的原因。首先，电话网是一个比较成熟的网络，在世界各国都比较普及，利用现有的电话网来发展ISDN，而不是从零开始，既有利于电信运营商降低建网成本，也可以减少用户的入网费用，为ISDN的大规模快速发展奠定了一定的基础。其次，电话综合数字网采用了数字交换和数字传输技术，符合ISDN的数字技术要求，可以比较方便的将电话网扩充为一个完全的数字网络，进而提供综合业务。5•在ISDN的建设过程中最重要的一点就是实现ISDN的标准化。由于ISDN要实现在一个通信网内提供多种话音和非话音业务，其标准化的范围非常广泛，涉及到网络的接口、功能、业务等多种方面的因素。并且由于各国电信网的建设和管理体制有很大的差异，所以ISDN的标准化过程是一个非常复杂而且困难的过程。为了给ISDN的迅速发展和标准化提供有利的条件，CCITT制定了I系列的标准建议，并且在I系列建议中列出了一些可选的内容，供各个国家按各自的情况具体实施。6•I系列建议包含了ISDN国际标准的主体部分，主要由六个部分组成。I.100系列建议主要介绍ISDN的一般概念，包括ISDN建议的结构、术语和方法等；I.200系列建议主要介绍ISDN所能提供的业务能力，包括承载业务和用户终端业务；I.300系列建议主要介绍ISDN的网络结构和功能，包括参考模型、寻址和路由、连接类型以及性能等方面；I.400系列建议主要介绍ISDN的用户－网络接口，包括协议、速率适配等方面；I.500系列建议主要是关于网间互通接口的描述；I.600系列建议是关于ISDN的维护原则。虽然I系列建议没有完全包含ISDN标准化的所有方面，但已经可以比较详尽的描述出初步的标准化ISDN的实现了。76.12ISDN技术的优点•ISDN给用户带来的好处是低廉的开销和灵活的应用。话音和各种数据业务在单一网络上的提供，使用户不用去分别开通不同网络提供的业务。ISDN能以较低的价位来提供业务，比用不同网络分别提供不同业务的方式更经济。而且，ISDN向用户提供的功能都是以标准建议为基础的。接口的标准化使用户可以更方便的选择终端设备和多种业务。由于ISDN全面采用数字通信技术，通信网中噪声的混入和误码极少，故障和异常很容易查找，因此可以提供高质量、高稳定性的通信业务。8•对业务提供商和设备制造商来说，微电子技术的发展和计算机控制技术的进步，使数字信号的处理更容易，也更经济。数字设备可靠性高，维护运行控制自动化，运行成本更低廉。而且，标准化使得各个厂家的数字传输和数字交换设备能够兼容，设备开发更加具有普遍性，有更广阔的发展市场。另外，ISDN关于功能块的接口和层的规定明确，可以很容易地建立高性能、高速率的通信信道，并且可以在通信网的相关设备或业务上增加通信和信息处理模块，来开通新的通信功能，创造更多的商务机会。96.1.3ISDN的应用•最重要的一类ISDN应用是关于语音方面的应用，这类应用以传统的话音业务为基础，在其上增加了许多新的业务特征。最基本的ISDN的语音应用就是电话服务，不过ISDN的电话服务传输的是标准的64kbit/s数字话音，ISDN语音应用还支持传输压缩速率的数字话音以及高保真话音。ISDN语音应用能够支持多种传统的和新的呼叫控制程序，例如呼叫身份验证、呼叫等待、呼叫转移等，还可以提供安全的话音传输业务、个人语音邮件业务、话音存储和转移业务等。10•下面是一个典型的ISDN语音应用的例子——电话销售。图6.1是一个电话销售的示意图，顾客的电话呼叫通过ISDN传送到销售公司，而电话号码被送到顾客数据库中用来查找顾客的相关信息。根据顾客以往的交易信息，这名顾客的电话被转接给以前为他服务过的销售人员。在销售人员接听电话的同时，顾客的信息被传送到销售人员的计算机上，供销售人员使用。这类应用也可以用在医院的远程医疗访问方案中，只不过用户是患者，而销售人员换成了医生。11ISDN数据库路由器用户话机用户话机用户话机工作站电话机图6.1ISDN的话音应用——电话销售12•第二类ISDN应用就是数据传输服务，包括自动数据库访问业务、电子货币传输、信息收集等数据业务。ISDN可以与分组网互连，提供分组数据的传输，也可以作为一种经济高效的Internet接入手段，使用户方便的访问互联网。•第三类ISDN应用是与文本以及图形消息通信有关的一类应用，包括电报、可视图文、电子信件、传真和视频会议等。◎ISDN可以应用在数据设备互连中，它支持PC之间的互连通信，也可以用来作为局域网的一种互连手段，并提供局域网的远程访问。ISDN还可以提供文档存储和检索，数据库管理等多种应用。13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：从用户角度：经济性差、效率低、使用不便、和管理部门的关系复杂从运行管理的角度：网络重复建设费用和维护费用大、新业务不能及时引入14ISDN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。6.2ISDN的基本概念——ISDN的定义P208ISDN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15ISDN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1)端到端的数字连接162)综合的业务▲6-517“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。它促成了终端的可携性。“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。3)标准的、多用途的用户-网络接口18193、标准的多用途入网接口•对于用户来说，ISDN是一个通过单一接口提供各种业务的网络，如图6.3所示。用户通过本地接口接入到某个比特率的“数字管道”，然后接入ISDN。!用户ISDN接口ISDN中心局分组交换网电路交换网其他网络数据库其他业务具有ISDN信道结构的用户环路电话工作站/PCPBX告警LAN综合业务网综合数字网至其他网络和业务的数字管道至其他用户的数字管道图6.3ISDN用户接口和连接特性20•通向用户的不同管道在任何时候的容量都是固定不变的，而管道上的信号类型和业务流量是可以变化的，但是它们的容量和不能超过管道的最大容量。也就是说，用户可以将不同类型和不同速率的信号动态的混合起来接入网络。因此ISDN就需要更加复杂的控制信号，来进行时分复用数据的分离和对用户需求业务的提供。这些控制信号也被复用在同一个数字管道上进行传输。21承载业务（bearerservice）用户终端业务（teleservice）补充业务（supplementaryservice）CCITT将ISDN业务划分为三大类：6.2.2ISDN的业务P21022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。CCITT采用特征方法对每项承载业务作出精确的定义。所谓特征就是业务的特征描述。对于承载业务，CCITT定义了13个特征，每个特征规定有若干个特征值，给定所有特征的特征值组合就可以无歧义地定义一项业务。1.ISDN的业务——承载业务P21123信息传送方式：有电路传送和分组传送两种方式。信息传送速率：对于电路方式，有64、2X64、384、1536和1920kbit/s5种特征值。对于分组方式，用吞吐量表示，属性值尚无定义。信息传送能力：有不受限制的数字信息、话音、3.1kHz音频、7kHz音频、15kHz音频和视频5种属性值。结构：该特征是指传递信息时保持数据完整性的能力，即指在信息传送时网络应加入什么样的同步元素，使信息保持指定的完整结构。它有8kHz完整性、业务数据单元（SDU）完整性和无结构3种属性值。承载业务的特征：24用户终端（teleservice）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。CCITT定义的用户终端业务有：电话、2／3类传真、4类传真、智能用户电报、可视图文、用户电报、可视电话、会议电视等。2.ISDN的业务——用户终端业务P21225ITU-T标准化的补充业务（supplementaryservice）有7大类，共26种。（l）号码识别类业务直接拨入（DDI）、多用户号码（MSU）、子地址寻址（SUB）、主叫线标识提供（CLIP）、主叫线标识提供限制（CLIR)、被接线标识提供（COLP）、被接线标识提供限制（COLR）和恶意呼叫识别（MCI）。（2）呼叫提供类业务有呼叫转移（CT）、无条件呼叫前转（CFU）、遇忙呼叫前转（CFB）、无应答呼叫前转（CFNR）等。3.ISDN的业务——补充业务P21226（3）呼叫完成类业务呼叫等待（CW）、呼叫保持（HOLD）、遇忙呼叫完成（CCBS）、终端移动性（TP）和多级优先和预占（MLPP）。（4）多方通信类业务有会议呼叫（CONF）和三方业务（3PTY）。（5）社团性业务有闭合用户群（CUG）和专用编号计划（PNP）。（6）计费类业务有计费通知（AOC）和反向计费（REV）（7）附加信息传送类业务有用户—用户信令业务（UUS）。276.2.3ISDN的用户—网络接口P213ISDN的基本结构ISDN的用户-网络接口ISDN的接口结构ISDN的信道结构28TETEISDN交换机ISDN交换机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用户信息用户信息ISDN网络用户—用户信令用户—网络信令用户—网络信令1、ISDN的基本结构下图是ISDN网络的基本结构，从中可以看出ISDN网络所具有的能力和支持的各种不同的信令:29ISDN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30目前用户-网络接口的现状：不同的通信网中存在着不同的用户-网络接口：（1）模拟电话接口（2）用户电报接口（3）X.25接口本地通信网的常用接口：（1）V.24接口（2）局域网（LAN）接2、ISDN的网络接口31NT1NT2TE2TE1TATSSRU54152ISDN用户-网络接口的参考配置▲P21432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。ISDN用户-网络接口的参考点和功能群33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。