第7章綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換

1、程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換信息科學(xué)與工程學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)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(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7.1.1 ISDN的引入的引入長(zhǎng)期以來(lái)，電信網(wǎng)事按照電信業(yè)務(wù)組建和擴(kuò)展的，每種業(yè)務(wù)有其自己的網(wǎng)絡(luò)，例如電話網(wǎng)、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)等，這些網(wǎng)絡(luò)都有其自己的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、編號(hào)計(jì)劃、接口標(biāo)準(zhǔn)和信令規(guī)范等，整個(gè)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(wù)將越來(lái)越多，如果繼續(xù)按照這一思路建設(shè)電信網(wǎng)，則網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和管理將難以控制，不同業(yè)務(wù)間的互通也日益復(fù)雜。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)

2、數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 人們?cè)O(shè)想能否用一個(gè)單一的網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供所有的業(yè)務(wù)，包括未來(lái)的未知業(yè)務(wù)，隨著數(shù)字信號(hào)和數(shù)字通信技術(shù)的不斷成熟，單一的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想逐步稱為現(xiàn)實(shí)。1976年CCITT開(kāi)始對(duì)此進(jìn)行研究，1980年給出定義，將其稱為綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN） 由于早期技術(shù)所限，考慮的業(yè)務(wù)速率僅限于2Mb/s以下；20世紀(jì)90年代后，考慮速率為10100Mb/s的視頻業(yè)務(wù)在內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)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(chǔ)，后者以分組交換為基礎(chǔ)。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)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(duì)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(wù)和非話音業(yè)務(wù)的一系列廣泛的業(yè)務(wù)，為用戶進(jìn)網(wǎng)提供一組標(biāo)準(zhǔn)的多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 N-ISDN具有4個(gè)基本特征 1.以數(shù)字電話網(wǎng)為基礎(chǔ) 提供的業(yè)務(wù)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(wù)流才有可能以統(tǒng)一的形式表示和處理 3.標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口 不同的業(yè)務(wù)和不同的終端都通過(guò)同一個(gè)多功能接口接入網(wǎng)絡(luò) 4.多種業(yè)務(wù)綜合 ISDN的根本目

4、的程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念I(lǐng)SDN交換機(jī)ISDN交換機(jī)PSPDNPSTNDB其他網(wǎng)絡(luò)IWF：網(wǎng)間互通功能用戶駐地設(shè)備（CPE）ISPBXUNI：用戶-網(wǎng)絡(luò)接口電話機(jī)數(shù)字終端視頻終端傳真計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)NNIISDN示意圖程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7.1.3 N-ISDN業(yè)務(wù) 為了能精確地刻畫(huà)業(yè)務(wù)特性，確定與之相適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)性能，CCITT制訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)業(yè)務(wù)特征的描述、業(yè)務(wù)劃分和業(yè)務(wù)定義方法作了詳細(xì)的規(guī)定 1.業(yè)務(wù)分類 CCITT將ISDN業(yè)務(wù)劃分為3大類：承載業(yè)務(wù)（bearer service）、用戶終端業(yè)務(wù)（teleservic

5、e）、補(bǔ)充業(yè)務(wù)（ supplementary service）程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 2.業(yè)務(wù)定義 （1）屬性值方法：CCITT采用屬性的方法對(duì)每項(xiàng)業(yè)務(wù)做出精確地定義 （2）4個(gè)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(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 3.承載業(yè)務(wù) 承載業(yè)務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)提供的信息傳送服務(wù)，其任務(wù)是用電路交換方式或分組交換方式將信息從一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)接口透明地傳送到另一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)接口。對(duì)信息本身不做任何的處理。這類業(yè)務(wù)只包含OSI 13層的功能。 承載業(yè)務(wù)是用戶終端業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)，它直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和功能，其特性可

6、以映射為網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)參數(shù)和資源需求 CCITT定義了13個(gè)屬性來(lái)區(qū)分各種業(yè)務(wù)，其中包括4個(gè)主要屬性。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 4.用戶終端業(yè)務(wù) 用戶終端業(yè)務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備共同向用戶提供的通信業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)為用戶所熟知。 CCITT定義的用戶終端業(yè)務(wù)有：電話、2/3類傳真、4類傳真、智能用戶電報(bào)、可視圖文、用戶電報(bào)、可視電話、會(huì)議電視等。 這類業(yè)務(wù)是在相應(yīng)的承載業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)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(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 5.補(bǔ)充業(yè)務(wù) 補(bǔ)充業(yè)務(wù)指的是業(yè)務(wù)的附加性能，它總是和承載業(yè)務(wù)或用戶終端業(yè)務(wù)一

7、起提供的，不能單獨(dú)存在，目的是使用戶更方便地使用承載或用戶終端業(yè)務(wù)。 ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化的補(bǔ)充業(yè)務(wù)共有7大類26種： 號(hào)碼識(shí)別類、呼叫提供類、呼叫完成類、多方通信類、社團(tuán)性業(yè)務(wù)、計(jì)費(fèi)類業(yè)務(wù)、附加信息傳送類業(yè)務(wù)。 許多補(bǔ)充業(yè)務(wù)都源于電話網(wǎng)，但在ISDN中，許多補(bǔ)充業(yè)務(wù)不僅適用于電話業(yè)務(wù)，也適用于其它包括分組業(yè)務(wù)。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 7.1.4 用戶網(wǎng)絡(luò)接口 1.接入配置 CCITT采用功能群和參考點(diǎn)來(lái)描述用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的配置。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)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(shè)備。主要功能有饋電、信號(hào)再生及故障定位等。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 NT1：網(wǎng)絡(luò)終端，為用戶線終端。主要功能有多路復(fù)用、定時(shí)、供電、監(jiān)視、維護(hù)、多終端的沖突控制等。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 NT2：網(wǎng)絡(luò)終端，為智能網(wǎng)絡(luò)終端。主要功能有規(guī)程處

9、理、復(fù)用、交換、集線和維護(hù)等。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 TE1：ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端。完成用戶側(cè)13層的功能以及面向某種應(yīng)用的高層功能。最多可將8個(gè)終端四線復(fù)接。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 功能群 TE2：非標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)IS

10、DN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)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(guò)TA進(jìn)行協(xié)議變換及速率變換后成為T(mén)E1型終端。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點(diǎn) S：標(biāo)準(zhǔn)用戶-網(wǎng)絡(luò)接口，可直接連接ISDN標(biāo)準(zhǔn)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(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)

11、務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點(diǎn) T：標(biāo)準(zhǔn)用戶-網(wǎng)絡(luò)接口，其性能與接口S相同。T點(diǎn)右側(cè)設(shè)備歸網(wǎng)絡(luò)主管部門(mén)所有，左側(cè)設(shè)備歸用戶所有。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點(diǎn) R：與非ISDN終端連接的接口，即非標(biāo)準(zhǔn)終端與TA之間的接口。ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 參考點(diǎn) 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(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.1 ISDN基本概念 1.接入配置 功能群和參考點(diǎn)都是抽象的概念，它們可能映射實(shí)際的物理結(jié)構(gòu)，但又不等同于物理的設(shè)備接口，ISDN長(zhǎng)途交換ISDN本地交換LTNT1NT2TE1TATE2RSTUVISDN用戶網(wǎng)ISDN本地網(wǎng)長(zhǎng)途網(wǎng)程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)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(wù)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(gè)B信道捆綁組成，用于傳送高速業(yè)務(wù)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(wù)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(luò)接口有兩種標(biāo)準(zhǔn)類型 一類為基本速率接口（BRI），該接口包括2個(gè)B信道和1個(gè)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(gè)B信道和1個(gè)64Kb/s的D信道，常稱為30B+D接口，用于連接ISDN用戶交換機(jī)等大容量用戶。PRI接口也可以為B信道與

14、H信道的適當(dāng)組合。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.1 ATM的引入 電路交換技術(shù)是針對(duì)電話業(yè)務(wù)的通信特點(diǎn)發(fā)展起來(lái)。其基本操作是針對(duì)一個(gè)獨(dú)立的64Kbs的信息信道進(jìn)行固定比特率、固定時(shí)延、無(wú)糾錯(cuò)能力的信息傳輸。電路交換模式的最大特點(diǎn)是信息傳遞實(shí)時(shí)響應(yīng)性很強(qiáng)，但也由于獨(dú)占性而大大影響了設(shè)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(wù)。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.1 ATM的引入 分組交換技術(shù)是針對(duì)數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)通信的特點(diǎn)發(fā)展起來(lái)。信息的傳遞都是以分組為單位進(jìn)行傳輸、復(fù)接和交換。逐段轉(zhuǎn)發(fā)、出錯(cuò)

15、重發(fā)控制措施保證了數(shù)據(jù)的正確傳輸，但同時(shí)也導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)附加的隨機(jī)時(shí)延。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.1 ATM的引入 電路交換和分組交換技術(shù)各有其獨(dú)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(luò)。位于各個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)中的用戶要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通，則必須通過(guò)網(wǎng)間的互通網(wǎng)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣不僅不能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，而且在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)管理方面也帶來(lái)大量的管理困難。程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.1 ATM的引入 隨著通信技術(shù)和通信業(yè)務(wù)需求的發(fā)展，迫使電信網(wǎng)絡(luò)必須向B-ISDN方向發(fā)展。這要求通信網(wǎng)絡(luò)和交換設(shè)備既能容納非

16、實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，又要容納實(shí)時(shí)性的電話和電視信號(hào)業(yè)務(wù)，還要考慮到滿足突發(fā)性強(qiáng)、瞬時(shí)業(yè)務(wù)量大的要求，提高通信效率和經(jīng)濟(jì)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(shí)需要找出兩全的辦法，既能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用，又能使各種通信業(yè)務(wù)活動(dòng)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(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.2 ATM傳送模式 ATM技術(shù)是實(shí)現(xiàn)B-ISDN的核心技術(shù)，它是以分組傳送模式為基礎(chǔ)并融合了電路傳送模式高速化得優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而來(lái)?？梢詽M足各種通信業(yè)務(wù)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(yǔ)音、數(shù)據(jù)及圖像等所有的

17、數(shù)字信息分解成長(zhǎng)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(jí)、流量控制、差錯(cuò)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(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.2 ATM傳送模式 它采用異步十分復(fù)用的方法將來(lái)自不同信息源的信元匯集到一起，在一個(gè)緩沖器內(nèi)排隊(duì)，然后按照先進(jìn)先出的原則將隊(duì)列中的信元逐個(gè)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(shí)隙位置來(lái)識(shí)別信道，ATM則靠信元中的信頭標(biāo)志來(lái)識(shí)別，而且ATM是采用固定長(zhǎng)度的信元，可使信元像STM的時(shí)隙一樣定時(shí)出現(xiàn)，因此ATM可以采用硬件方式高速地對(duì)信

18、頭進(jìn)行識(shí)別和交換處理程控與數(shù)據(jù)交換-綜合業(yè)務(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 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(diǎn)。可以從以下兩個(gè)角度來(lái)理解ATM特征。 ATM可以看做是電路傳送方式的演進(jìn) 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(duì)于斷續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)的用戶來(lái)說(shuō)，在他不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，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(wù)數(shù)字交換7.2 異步傳輸模式（ATM）基礎(chǔ) 7.2.2 ATM傳送模式 ATM可以看做是分組傳送方式的演進(jìn) ATM中使用了固定長(zhǎng)度的分組-ATM信元，使得信道被分成等長(zhǎng)的時(shí)間小段，從而