第6章 ISDN交换与综合业务数字网

2020/1/20计算机与通信工程学院1第六章ISDN交换与综合业务数字网分组交换的基本原理ISDN的基本概念ISDN的交换技术2020/1/20计算机与通信工程学院26.1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。2020/1/20计算机与通信工程学院3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。进行分组交换的通信网称为分组交换网。2020/1/20计算机与通信工程学院4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，形成分组用户数据用户数据用户数据用户数据用户数据分组头分组头分组头分组头分组2020/1/20计算机与通信工程学院5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（LCN—LogicChannelNumber）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。逻辑子信道2020/1/20计算机与通信工程学院6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2020/1/20计算机与通信工程学院7数据报DGDatagram每个分组包含完整地址信息，独立寻找路由；分组到达的顺序不同，传输时延大，时延差别大；对网络故障适应性强。面向连接的方式和无连接方式虚电路VCVirtualCircuit每次通信要有建立连接、分组传送、清除连接三阶段；虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着同一虚电路传送，它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接；传输时延小，时延差别小，分组有序到达，网络故障时要重新连接。分组交换的两种方式2020/1/20计算机与通信工程学院8x.25交换功能与帧交换源终端存储加分组封装选路加帧封装存储差错控制去除帧封装选路加帧封装存储目的终端差错控制去除帧封装去除分组封装选路（a）X.25三层交换源终端选路加封装目的终端第2层（链路层）第1层（物理层）（b）帧中继二层交换选路选路去封装源终端存储加分组封装选路加帧封装存储差错控制去除帧封装选路加帧封装存储目的终端差错控制去除帧封装去除分组封装选路（a）X.25三层交换源终端选路加封装目的终端第2层（链路层）第1层（物理层）（b）帧中继二层交换选路选路去封装源终端存储加分组封装选路加帧封装存储差错控制去除帧封装选路加帧封装存储目的终端差错控制去除帧封装去除分组封装选路（a）X.25三层交换源终端选路加封装目的终端第2层（链路层）第1层（物理层）（b）帧中继二层交换选路选路去封装第3层（分组层）2020/1/20计算机与通信工程学院96.2ISDN的基本概念ISDN的基本特征ISDN的业务ISDN网络的基本结构2020/1/20计算机与通信工程学院10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：Upto622Mb/sorHigherN-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2020/1/20计算机与通信工程学院11没有ISDN的网络2020/1/20计算机与通信工程学院12综合业务数字网ISDN2020/1/20计算机与通信工程学院13ISDN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6.2.1ISDN的基本特征2020/1/20计算机与通信工程学院14ISDN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。6.2.1ISDN的基本特征2020/1/20计算机与通信工程学院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ISDN网络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PSTN网络端到端的数字连接2020/1/20计算机与通信工程学院16示ISDN提供综合的业务2020/1/20计算机与通信工程学院17“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2020/1/20计算机与通信工程学院18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。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。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6.2.2ISDN提供的业务2020/1/20计算机与通信工程学院196.2.3ISDN的基本结构2020/1/20计算机与通信工程学院206.2.3ISDN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2020/1/20计算机与通信工程学院21NT1NT2TE2TE1TATSSRU54132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2020/1/20计算机与通信工程学院22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（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。参考点和功能群2020/1/20计算机与通信工程学院23ISDN用户接入结构示意图UTSRNT1NT2TE1TATE2RTATE2TE1用户端电信公司ISDN交换机本地环路属于局端设备，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2020/1/20计算机与通信工程学院24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。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：NetworkTermination2）NT2又叫做智能的网络终端，它可以包含OSI1～3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2020/1/20计算机与通信工程学院251类终端设备（TE1：TerminalEquipmentType1）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1～3层的功能以及面向某种应用的高层功能。2类终端设备（TE2：TerminalEquipmentType2）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：TerminalAdaptor）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。功能群的划分2020/1/20计算机与通信工程学院26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2020/1/20计算机与通信工程学院27ISDN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户而设计的。H0信道：384kbit/sH11信道：1536kbit/s（适用于PCM24路系统）H12信道：1920kbit/s（适用于PCM30／32路系统）2020/1/20计算机与通信工程学院28基本入口（BRI-BasicRateInterface）:它包括两条64kbit/s双工B信道和一条16kbit／s双工的D信道（2B＋D），总的速率是144kbit／s。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192kbit／s。一次群速率入口（PRI-PrimaryRateInterface）:在欧洲和中国：一次群速率入口的比特率为：2048kbit／s接口结构为：30B＋D在美国、加拿大和日本：一次群速率入口的比特率为：1544kbit／s接口结构为：23B＋DISDN的接口结构2020/1/20计算机与通信工程学院29DISDN数字管道示意图基本速率数字管道，2×64＋16＝144kb/sBRIB1B2主速率数字管道，2Mb/sPRIDB1~B30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2020/1/20计算机与通信工程学院30基本速率接口的结构TENT2NT1交换局LTSTTENT2NT1交换局LTSTB1B2DB1B2Da)基本接口的逻辑结构（2B＋D）b)基本接口的结构（2B＋D）数字用户传输线数字用户传输线B信道(64kbit/s)B信道(64kbit/s)D信道(16kbit/s)2020/1/20计算机与通信工程学院31ISDN的接口结构接口类型信道类型信道结构接口速率(kbit/s)D信道速率(kbit/s)BRIB2B+D14416PRIB