現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第三章課件

第三章成熟通信技術(shù)回顧3.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3.2公眾電話交換網(wǎng)3.3X.25分組交換網(wǎng)3.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)3.5幀中繼（FR）技術(shù)3.6數(shù)字同步網(wǎng)3.7電信管理網(wǎng)3.8七號信令系統(tǒng)第三章成熟通信技術(shù)回顧3.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)313.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3.1.1技術(shù)與應(yīng)用背景以FDM為基礎(chǔ)的模擬載波通信系統(tǒng)以TDM為基礎(chǔ)的數(shù)字載波通信系統(tǒng)早期電話PDH性能較差PDH是20世紀(jì)60年代逐漸發(fā)展起來的一種數(shù)字多路復(fù)接技術(shù)。目前，世界上有三種制式：第一種是以1.544Mb/s為基群的T系列，第二種是以2.048Mb/s為基群的E系列，第三種是以1.544Mb/s為基群的J系列。所謂準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH是相對于同步數(shù)字體系SDH而言，將標(biāo)稱速率相同、實(shí)際容許有一定偏差的數(shù)字體系，稱為準(zhǔn)同步數(shù)字體系。3.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3.1.1技術(shù)與應(yīng)用背景以23.1.2PDH體系結(jié)構(gòu)圖3-1PDH的速率體系PDH的體系結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。北美和日本等國家采用24路系統(tǒng)，即以1.544Mb/s作為基群的數(shù)字速率系列（T體系和J體系），而歐洲和中國等國家采用30/32路系統(tǒng)，即以2.048Mb/s作為基群的數(shù)字速率系列（E體系）。復(fù)接等級用DS－n表示。例如：DS-1表示基群，DS-3表示三次群。對于E系列用En表示。例如：E1表示基群，傳輸速率2.048Mb/s；E3表示三次群，傳輸速率34.368Mb/s。對于T系列用Tn表示。例如：T1表示基群，傳輸速率1.544Mb/s；T3表示三次群，傳輸速率44.736Mb/s。3.1.2PDH體系結(jié)構(gòu)圖3-1PDH的速率體系PDH3在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，高次群是由若干個(gè)低次群通過數(shù)字復(fù)用設(shè)備復(fù)接而成的。以E體系為例，以30路PCM數(shù)字電話信號的復(fù)用設(shè)備為基本層（E1），每路PCM信號的信息速率為64kb/s。由于需要加入群同步碼元和信令碼元等額外開銷，所以實(shí)際占用32路PCM信號，故其輸出總速率為2.048Mb/s，此輸出稱為基群信號（E1）。4個(gè)基群信號進(jìn)行二次復(fù)用，得到速率為8.448Mb/s的二次群信號（E2）。按照同樣的方法再次復(fù)用，得到速率為34.368Mb/s的三次群信號（E3）和139.264Mb/s的四次群信號（E4）等。由此可見，相鄰層次群之間路數(shù)成4倍關(guān)系，但是速率之間不是嚴(yán)格的4倍關(guān)系。和基群需要額外開銷一樣，高次群也需要額外開銷，故其輸出比特率都比相應(yīng)的1路輸入比特率的4倍還高一些。在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，高次群是由若干個(gè)低次群通過數(shù)字復(fù)用43.1.3基群（E1）的幀結(jié)構(gòu)圖3-2PCM基群的幀結(jié)構(gòu)E體系的基群（E1）采用30/32PCM幀結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。由于1路PCM電話信號的抽樣速率為8000sample/s，即抽樣周期為125μs，這就是一幀的時(shí)間。將此125μs時(shí)間分為32個(gè)時(shí)隙（TimeSlot，TS），其中30個(gè)時(shí)隙（TS1~TS15和TS17~TS31）傳輸30路話音信號，另外2路時(shí)隙（TS0、TS16）分別傳輸同步碼和信令。由以上分析可以計(jì)算，E1基群速率為8000sample/s×32×8bit/sample=2048Kb/s。3.1.3基群（E1）的幀結(jié)構(gòu)圖3-2PCM基群的幀結(jié)構(gòu)53.1.4數(shù)字同步與復(fù)接(X)一、數(shù)字分/復(fù)接原理所謂數(shù)字復(fù)接是指將兩路或兩路以上的低速數(shù)字信號按時(shí)分復(fù)用的方式合并成一路高速數(shù)字信號的過程；而數(shù)字分接則是解復(fù)接，為復(fù)接過程的逆過程。以下為了描述方便，把分復(fù)接統(tǒng)稱為復(fù)接。圖3-3數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的方框圖3.1.4數(shù)字同步與復(fù)接(X)一、數(shù)字分/復(fù)接原理63.1.5典型應(yīng)用實(shí)例一、多路復(fù)用傳輸應(yīng)用圖3-9多路復(fù)用傳輸?shù)湫蛻?yīng)用二、局間中繼傳輸應(yīng)用圖3-10E1/E3復(fù)用電路替代多個(gè)專用線路實(shí)現(xiàn)局間中繼3.1.5典型應(yīng)用實(shí)例一、多路復(fù)用傳輸應(yīng)用圖3-9多路復(fù)73.1.6PDH技術(shù)存在的問題1）沒有國際統(tǒng)一的數(shù)字速率標(biāo)準(zhǔn)。2）采用異步復(fù)接。3）面向點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸，組網(wǎng)的靈活性不夠，無法提供最佳路由選擇上下話路困難，難于實(shí)現(xiàn)數(shù)字交叉連接功能。4）低階支路信號上下電路復(fù)雜，需要逐次復(fù)用、解復(fù)用。5）幀結(jié)構(gòu)中缺乏足夠的冗余信息用于傳輸網(wǎng)的監(jiān)視、維護(hù)和管理。3.1.6PDH技術(shù)存在的問題1）沒有國際統(tǒng)一的數(shù)字速率標(biāo)83.2公眾電話交換網(wǎng)3.2.1PSTN的基本概念一、PSTN系統(tǒng)組成PSTN網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)將各地的交換系統(tǒng)連接起來，用戶終端通過本地交換機(jī)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成電話網(wǎng)，由以下幾個(gè)部分組成：1）傳輸系統(tǒng)：以有線（電纜、光纖）為主，有線和無線（衛(wèi)星、地面和無線電）交錯使用，傳輸系統(tǒng)由PDH過渡到同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）、密集波分復(fù)用（DenseWavelengthDivisionMultiplexing，DWDM）。2）交換系統(tǒng)：設(shè)于電話局內(nèi)的交換設(shè)備——交換機(jī)，已程控化、數(shù)字化，由計(jì)算機(jī)控制接續(xù)過程。3）用戶系統(tǒng)：包括電話機(jī)、傳真機(jī)等終端以及用于連接它們與交換機(jī)之間的一對導(dǎo)線（稱為用戶環(huán)路），用戶終端已逐步數(shù)字化、多媒體化和智能化，用戶環(huán)路數(shù)字化、寬帶化。4）信令系統(tǒng)：為實(shí)現(xiàn)用戶間通信，在交換局間提供以呼叫建立、釋放為主的各種控制信號。3.2公眾電話交換網(wǎng)3.2.1PSTN的基本概念一、PS9二、PSTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模按PSTN所覆蓋的地理范圍，可以分為本地電話網(wǎng)、國內(nèi)長途電話網(wǎng)和國際長途電話網(wǎng)。1）本地電話網(wǎng)：包括大、中、小城市和縣級的電話網(wǎng)絡(luò)，處于統(tǒng)一的長途編號區(qū)范圍內(nèi)，一般與相應(yīng)的行政區(qū)劃分相一致。2）國內(nèi)長途電話網(wǎng)：提供城市之間或省之間的電話業(yè)務(wù)，一般與本地電話網(wǎng)在固定的幾個(gè)交換中心完成匯接。我國的長途電話網(wǎng)中的交換節(jié)點(diǎn)又可以分為省級交換中心和地（市）級交換中心兩個(gè)等級，它們分別完成不同等級的匯接轉(zhuǎn)換。3）國際長途電話網(wǎng)：提供國家之間的電話業(yè)務(wù)，一般每個(gè)國家設(shè)置幾個(gè)固定的國際長途交換中心，我國設(shè)在北京、上海、廣州。二、PSTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模按PSTN所覆蓋的地理范圍，可以分為本地103.2.2PSTN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一、層次結(jié)構(gòu)圖3-11PSTN的層次結(jié)構(gòu)PSTN結(jié)構(gòu)層次包括稱為基本網(wǎng)的傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)以及稱為支撐網(wǎng)的信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和管理網(wǎng)，如圖3-11示意圖所示。作為交換網(wǎng)的服務(wù)性層網(wǎng)，傳輸網(wǎng)向交換機(jī)提供電路連接服務(wù)。在傳輸網(wǎng)內(nèi)，交換機(jī)之間的中繼電路，并不一定是由一條端到端的物理鏈路構(gòu)成，也不一定只經(jīng)過一條傳輸路徑。3.2.2PSTN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一、層次結(jié)構(gòu)圖3-11PST11圖3-12常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖二、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：樹型網(wǎng)、星型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、總線型網(wǎng)和復(fù)合型網(wǎng)等。PSTN所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要以星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)及其復(fù)合型網(wǎng)為主，如圖3-12所示。1）星型網(wǎng)：在星型網(wǎng)絡(luò)中可以把中心節(jié)點(diǎn)作為交換局，而把周圍節(jié)點(diǎn)看作是終端；也可以把所有的節(jié)點(diǎn)均看作交換局，此時(shí)中心節(jié)點(diǎn)即成為了匯接局。星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，而缺點(diǎn)是可靠性差，單一傳輸鏈路沒有備份。2）網(wǎng)狀網(wǎng)：網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上就是節(jié)點(diǎn)之間各個(gè)相連的網(wǎng)絡(luò)。這種組網(wǎng)方式需要的傳輸設(shè)備較多，尤其當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加時(shí)，線路設(shè)備數(shù)量急劇增加。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的冗余度高，可靠性比較高，但也需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。3）復(fù)合型網(wǎng)：它結(jié)合了網(wǎng)狀網(wǎng)在可靠性方面的優(yōu)勢和星型網(wǎng)在成本方面的優(yōu)勢，是PSTN中最常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3-12常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖二、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本的網(wǎng)絡(luò)拓12三、等級結(jié)構(gòu)圖3-13我國電話網(wǎng)的三級結(jié)構(gòu)隨著電話網(wǎng)的發(fā)展，我國電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)已完成了從五級網(wǎng)向三級網(wǎng)的演變，我國電話網(wǎng)的網(wǎng)路等級結(jié)構(gòu)分為國際、長途和本地三個(gè)等級，如圖3-13所示。三、等級結(jié)構(gòu)圖3-13我國電話網(wǎng)的三級結(jié)構(gòu)隨著電話133.2.3PSTN的關(guān)鍵技術(shù)(X)PSTN的關(guān)鍵技術(shù)包括傳輸技術(shù)和交換技術(shù)。傳輸技術(shù)主要有PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）、SDH（同步數(shù)字體系）等相關(guān)技術(shù)，交換技術(shù)主要是數(shù)字程控交換機(jī)相關(guān)技術(shù)。程控交換機(jī)是一種電路交換設(shè)備。一、交換機(jī)的基本功能1）呼叫檢查功能；2）接受被叫號碼；3）若被叫空閑，則應(yīng)分配空閑的通話回路；4）向被叫用戶振鈴，向主叫送回鈴音；5）被叫應(yīng)答后，接通話路；6）及時(shí)發(fā)現(xiàn)通話結(jié)束，進(jìn)行拆線，并復(fù)原話路。3.2.3PSTN的關(guān)鍵技術(shù)(X)PSTN的143.3X.25分組交換網(wǎng)3.3.1技術(shù)與應(yīng)用背景主要傳話音，不適合傳突發(fā)性數(shù)據(jù)要求能傳突發(fā)性數(shù)據(jù)早期通信網(wǎng)X.25分組交換網(wǎng)絡(luò)3.3X.25分組交換網(wǎng)3.3.1技術(shù)與應(yīng)用背景主要傳話15

X.25是公共分組交換網(wǎng)絡(luò)中用戶（DTE）與網(wǎng)絡(luò)（DCE）之間的UNI接口協(xié)議。通常，人們習(xí)慣上將采用X.25協(xié)議作為UNI接口規(guī)范的公用分組交換網(wǎng)叫做X.25網(wǎng)。3.3.1技術(shù)與應(yīng)用背景1）分組交換方式，特別適合具有突發(fā)性特點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。2）采用STDM方式，動態(tài)分配時(shí)隙，傳輸效率高。3）專為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，特別適合數(shù)據(jù)終端接入。4）采用了差錯控制和流量控制技術(shù)，可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?）支持虛電路或數(shù)據(jù)報(bào)，可提供中低速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，接入速率為2.4kbit/s-64kbit/s。其技術(shù)特點(diǎn)有：X.25是公共分組交換網(wǎng)絡(luò)中用戶（DTE）與網(wǎng)絡(luò)（DC163.3.2體系結(jié)構(gòu)圖3-17典型的X.25拓?fù)湟?、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)二、分組交換標(biāo)準(zhǔn)

ITU-T為分組交換制定了推薦標(biāo)準(zhǔn)如下：

X.3：分組裝配及拆卸功能X.25：用于公用分組網(wǎng)絡(luò)DCE和DTE間的接口X.28：終端到PAD的通信格式X.29：主機(jī)到PAD的通信格式X.31：ISDN上的分組模式業(yè)務(wù)X.32：定義了X.25同步撥號模式X.75：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呼叫控制規(guī)程典型的X.25網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D3-17所示，網(wǎng)絡(luò)由分組交換機(jī)組成，不同的分組網(wǎng)絡(luò)之間采用X.75協(xié)議，用戶與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間采用X.25協(xié)議。3.3.2體系結(jié)構(gòu)圖3-17典型的X.25拓?fù)湟?、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)17三、協(xié)議層次結(jié)構(gòu)圖3-18X.25的層次結(jié)構(gòu)X.25標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議層次結(jié)構(gòu)涉及OSI模型的下三層，如圖3-18所示。物理層（第一層）：DTE與DCE之間的物理接口，可以采用V系列（例如：V.35電子工業(yè)協(xié)會的EIA-232-E標(biāo)準(zhǔn)接口）、ITU-T的X.21或X.21bis等各種接口。數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）：主要功能是保證分組無差錯地傳送，而不管通信鏈路的易出錯的性質(zhì)。它采用平衡型鏈路訪問規(guī)程（LAPB）（BalancedLinkAccessProcedure：平衡式鏈路接入?yún)f(xié)議），LAPB協(xié)議是HDLC的子集。網(wǎng)絡(luò)層（第三層）：負(fù)責(zé)在通信用戶與網(wǎng)絡(luò)之間連接的建立、管理和拆除，采用分組層規(guī)程（PacketLevelProtocol，PLP）。三、協(xié)議層次結(jié)構(gòu)圖3-18X.25的層次結(jié)構(gòu)X.25標(biāo)準(zhǔn)的18圖3-19X.25的PDU（分組和幀）四、PDU結(jié)構(gòu)X.25的PDU在鏈路層以幀形式出現(xiàn)，而在網(wǎng)絡(luò)層以分組形式出現(xiàn)，X.25鏈路層的幀和網(wǎng)絡(luò)層的分組結(jié)構(gòu)如圖3-19所示。鏈路層幀結(jié)構(gòu)中各字段定義如下：1）標(biāo)志：幀頭、幀尾標(biāo)志，01111110，占用一個(gè)字節(jié)；2）地址字段：用于尋址目的節(jié)點(diǎn)，占用一個(gè)字節(jié)；3）控制字段：用于定義各種命令和響應(yīng)，占用一個(gè)字節(jié)；4）信息字段：用于傳輸分組信息，可變長度；5）FCS：幀校驗(yàn)序列，采用16位CRC校驗(yàn)方式。圖3-19X.25的PDU（分組和幀）四、PDU結(jié)構(gòu)X.2193.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)3.4.1技術(shù)與應(yīng)用背景ISDN的特點(diǎn):PSTN網(wǎng)傳話音業(yè)務(wù)分組交換網(wǎng)傳數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)N-ISDN傳語音、數(shù)據(jù)、視頻的綜合性業(yè)務(wù)兼容原有通信系統(tǒng)。③高速全數(shù)字化通信服務(wù)。接入速率64kbit/s-2048kbit/s②綜合業(yè)務(wù)能力。①3.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)3.4.1技術(shù)與應(yīng)用背景ISDN的203.4.2N-ISDN體系結(jié)構(gòu)一、N-ISDN體系結(jié)構(gòu)圖3-20N-ISDN體系結(jié)構(gòu)3.4.2N-ISDN體系結(jié)構(gòu)一、N-ISDN體系結(jié)構(gòu)圖321二、UNI的參考配置1）用戶功能組根據(jù)參考配置，用戶接入ISDN的功能可劃分為以下功能組：（1）終端類型1（TEl）：標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端，TEl通過4線雙絞線數(shù)字鏈路連接到N-ISDN（2）終端類型2（TE2）：非ISDN終端設(shè)備，代表了目前使用的非ISDN標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（3）終端適配器（TA）：將非ISDN終端轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端的適配器，這種設(shè)備允許非ISDN終端在ISDN線路上運(yùn)行，TA負(fù)責(zé)非ISDN操作與ISDN操作之間的通信（4）網(wǎng)絡(luò)終端1（NT1）：將4線用戶線連接到常規(guī)的2線本地環(huán)路的一種設(shè)備，為用戶信息和信令信息提供透明的傳輸通道（5）網(wǎng)絡(luò)終端2（NT2）：更智能化的設(shè)備，主要完成UNI處的交換和集中功能，可以是ISDN用戶交換機(jī)、集線器或局域網(wǎng)（6）LT：用戶環(huán)路和交換局的接口設(shè)備，它主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備和線路傳輸端的接口功能（7）ET：ISDN交換機(jī)二、UNI的參考配置1）用戶功能組根據(jù)參考配置，用戶接入I222）參考點(diǎn)（1）參考點(diǎn)U：NT1設(shè)備的二線側(cè)的參考點(diǎn)，將NT1和線路端接設(shè)備（LT）分離開來。U接口是一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)，而在參考點(diǎn)S和T實(shí)現(xiàn)的接口是國際標(biāo)準(zhǔn)。（2）參考點(diǎn)T：NT1與NT2設(shè)備之間接口，4線雙絞線相連。若無NT2設(shè)備時(shí)，則與S點(diǎn)合并成S/T。（3）參考點(diǎn)S：標(biāo)準(zhǔn)ISDN接口。（4）參考點(diǎn)R：非ISDN接口，采用常規(guī)物理接口例如EIA-232-E、V.35等。圖3-21UNI的參考配置2）參考點(diǎn)（1）參考點(diǎn)U：NT1設(shè)備的二線側(cè)的參考點(diǎn)，將NT23（1）B信道：64kbit/s，用來傳送語音、數(shù)據(jù)等用戶信息。（2）D信道：16kbit/s或64kbit/s，用來傳送公共信道信令、分組數(shù)據(jù)或低速數(shù)據(jù)流。（3）H信道：速率為384kbit/s、1536kbit/s或1920kbit/s，用來傳送高速信息，如高速圖像、數(shù)據(jù)、傳真、分組交換信息等。H信道又分為下面三種類型：三、UNI的接口結(jié)構(gòu)1）信道類型H0信道：384kbit/s傳輸速率，可提供如立體聲節(jié)目、圖像和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)傳輸。H1信道：1536kbit/s傳輸速率，可提供如高速數(shù)據(jù)傳輸、會議電視等業(yè)務(wù)傳輸。H2信道：1920kbit/s傳輸速率，可提供如高速數(shù)據(jù)傳輸、圖像和會議電視等業(yè)務(wù)傳輸。

（1）B信道：64kbit/s，用來傳送語音、數(shù)據(jù)等用戶信息24ITU-T規(guī)定了兩種UNI，即基本速率接口（BasicRateInterface，BRI）和基群速率接口（PrimaryRateInterface，PRI），接口結(jié)構(gòu)如圖3-22所示。（1）基本速率接口（BRI）：TEl通過4線雙絞線數(shù)字鏈路連接到N-ISDN，這種鏈路用TDM方式劃分了3個(gè)信道，指定為兩個(gè)承載信道B信道和一個(gè)信令信道D信道（即2B+D）。

（2）基群速率接口（PRI）：這個(gè)接口將多個(gè)B信道和D信道多路復(fù)用到速度更高的接口。圖3-22N-ISDN的接口結(jié)構(gòu)2）接口結(jié)構(gòu)ITU-T規(guī)定了兩種UNI，即基本速率接口（Basic25四、協(xié)議分層結(jié)構(gòu)1）N-ISDN業(yè)務(wù)類型由網(wǎng)絡(luò)提供透明的信息傳送業(yè)務(wù)，在傳輸過程中不改變信息的內(nèi)容。承載業(yè)務(wù)面向用戶的通信或信息處理業(yè)務(wù)，由網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備共同提供。用戶終端業(yè)務(wù)在承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上增加的業(yè)務(wù)性能，目的是向用戶提供更多更方便的服務(wù)。

補(bǔ)充業(yè)務(wù)四、協(xié)議分層結(jié)構(gòu)1）N-ISDN業(yè)務(wù)類型由網(wǎng)絡(luò)提供透262）用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的分層結(jié)構(gòu)N-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議分為三層，從下到上依次為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，如圖3-23所示。圖3-23N-ISDN的UNI協(xié)議分層結(jié)構(gòu)（1）物理層：提供基本速率接口（2B+D）和基群速率接口（23B+D或31B+D），這些標(biāo)準(zhǔn)在ITU-T的I系列中分別以I.430和I.431發(fā)布。（2）數(shù)據(jù)鏈路層：采用在ITU-TQ.921推薦標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)布的D信道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD，LinkAccessProcedureOntheDChannel），負(fù)責(zé)運(yùn)載第三層(網(wǎng)絡(luò)層)業(yè)務(wù)通過SNI接口。（3）網(wǎng)絡(luò)層：按照ITU-TQ.93l建議中的定義，根據(jù)第二層提供的服務(wù)完成呼叫控制功能，包括電路交換呼叫和分組交換呼叫的控制。2）用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的分層結(jié)構(gòu)N-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接27五、PDU結(jié)構(gòu)1）鏈路層幀結(jié)構(gòu)（1）服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識符（SAPI）：用于識別那些將數(shù)據(jù)鏈路層業(yè)務(wù)提供給上一層的實(shí)體。（2）終端端點(diǎn)標(biāo)識符（TEI）：用于識別單個(gè)終端或工作在BRI鏈路上的多個(gè)終端。TEI由單獨(dú)的分配過程自動分配，全為1的TEI值標(biāo)識廣播連接。圖3-24LAPD幀結(jié)構(gòu)N-ISDN數(shù)據(jù)鏈路層，采用的LAPD協(xié)議是HDLC的一個(gè)子集。該協(xié)議獨(dú)立于傳輸比特速率，需要一條全雙工、比特透明的同步信道。LAPD的幀結(jié)構(gòu)與X.25的LAPB非常相似，如圖3-24所示。五、PDU結(jié)構(gòu)1）鏈路層幀結(jié)構(gòu)（1）服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識符（SAP28N-ISDN網(wǎng)絡(luò)層采用Q.931協(xié)議，產(chǎn)生的PDU即是Q.931消息。Q.931消息必須包含下面三個(gè)參數(shù)來定義電路連接：2）分組結(jié)構(gòu)（2）呼叫參考識別本地UNI處的特定N-ISDN呼叫，沒有端到端的意義。（1）協(xié)議鑒別器區(qū)分用戶—網(wǎng)絡(luò)呼叫控制消息與其他的協(xié)議（例如：X.25）。（3）消息類型識別消息功能，例如建立連接（SETUP）、拆除連接（RELEASE）等。N-ISDN網(wǎng)絡(luò)層采用Q.931協(xié)議，產(chǎn)生的PDU即是Q.929一、N-ISDN應(yīng)用框架圖3-25N-ISDN基本應(yīng)用框架3.4.3應(yīng)用案例N-ISDN基本應(yīng)用框架，如圖3-25所示。其中，標(biāo)準(zhǔn)N-ISDN終端集群（如：會議電視、數(shù)字電話、G4傳真）經(jīng)過NT2匯聚后由NT1直接接入N-ISDN；非標(biāo)準(zhǔn)N-ISDN終端（如：模擬電話）首先經(jīng)過TA轉(zhuǎn)換，再由NT1接入N-ISDN。一、N-ISDN應(yīng)用框架圖3-25N-ISDN基本應(yīng)用框架30二、N-ISDN典型應(yīng)用方案圖3-26ISDN典型應(yīng)用N-ISDN典型應(yīng)用方案，如圖3-26所示，包括：終端高速接入，集團(tuán)用戶接入和局域網(wǎng)互聯(lián)。ISDN終端（如：數(shù)據(jù)終端、電話）以基本速率接入N-ISDN；高速終端（如主機(jī)、可視電話）以基群速率或基本速率集中接入N-ISDN；局域網(wǎng)以基群速率接入N-ISDN。二、N-ISDN典型應(yīng)用方案圖3-26ISDN典型應(yīng)用313.4.4N-ISDN存在的問題N-ISDN是建立在雙絞線模擬傳輸?shù)幕A(chǔ)上的，因而帶寬的限制使其無法提供十分吸引人的寬帶新業(yè)務(wù)。未來的通信業(yè)務(wù)不僅要求通信多樣化、高速化、綜合化，而對數(shù)據(jù)、圖像、傳真等業(yè)務(wù)的要求也會越來越高。隨著用戶信息傳輸量和傳輸速率需求的不斷提高，N-ISDN難以應(yīng)付日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，于是N-ISDN走向逐漸沒落，被寬帶ISDN（B-ISDN）代替。3.4.4N-ISDN存在的問題N-ISDN是建立323.5幀中繼（FR）技術(shù)3.5.1幀中繼概述幀中繼（FrameRelay，F(xiàn)R）是一種快速分組交換（FastPacketSwitching，F(xiàn)PS）技術(shù)，由X.25技術(shù)發(fā)展而來。主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）快速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，接入速率：1.2kbit/s～34.368Mbit/s。2）采用簡化通信協(xié)議，吞吐量大，時(shí)延短，開銷低。3）采用STDM方式，支持PVC、SVC業(yè)務(wù)。4）采用變長幀結(jié)構(gòu)，支持各種LAN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。5）支持按需帶寬，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。6）可方便地從X.25硬件平臺上軟件升級到FR。7）特別適合于突發(fā)性數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。8）特別適合于高速骨干網(wǎng)建設(shè)。3.5幀中繼（FR）技術(shù)3.5.1幀中繼概述幀中333.5.2幀中繼的體系結(jié)構(gòu)一、幀中繼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幀中繼網(wǎng)絡(luò)由硬件和固件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，從功能上可以分為幀中繼拆裝器（FrameRelayAssembler／Disassemblers，F(xiàn)RAD）、幀中繼網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（FrameRelayNetworkDevice，F(xiàn)RND）和幀中繼交換機(jī)（FrameRelaySwitching，F(xiàn)RS）。局域網(wǎng)（LAN）通過路由器連接到幀中繼網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3-27所示。圖3-27典型的幀中繼拓?fù)?.5.2幀中繼的體系結(jié)構(gòu)一、幀中繼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幀中341）分層結(jié)構(gòu)圖3-28協(xié)議棧的精簡與比較二、分層協(xié)議結(jié)構(gòu)典型的承載網(wǎng)絡(luò)只需要物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，而幀中繼的分層設(shè)計(jì)取消了網(wǎng)絡(luò)層大部分功能，剩余功能壓到了數(shù)據(jù)鏈路層，而且數(shù)據(jù)鏈路層只保留了“核心”功能，層次和功能的簡化，將減少所做操作，使得幀中繼的速度更快。1）分層結(jié)構(gòu)圖3-28協(xié)議棧的精簡與比較二、分層協(xié)議結(jié)構(gòu)352）協(xié)議結(jié)構(gòu)圖3-29幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層核心功能用來支持幀中繼承載業(yè)務(wù)，其主要包括：（1）幀定界，實(shí)現(xiàn)幀同步和傳輸?shù)耐该餍?；?）利用幀頭地址段中的DLCI來實(shí)現(xiàn)邏輯連接的復(fù)用和分路；（3）幀傳輸差錯檢測但不糾錯；（4）業(yè)務(wù)字節(jié)對齊。即在插入零比特之前和除去后，檢查幀以保證正確性；（5）檢測幀長是否正確；（6）擁塞控制功能。2）協(xié)議結(jié)構(gòu)圖3-29幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)鏈路層核心功能用363）幀結(jié)構(gòu)圖3-30幀中繼的幀結(jié)構(gòu)（1）標(biāo)志字段：8比特，發(fā)送固定二進(jìn)制序列（01111110），用來標(biāo)識和分隔幀。（2）地址字段：默認(rèn)使用長度為16比特。地址字段包含了必要的數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識（DataLinkConnectionIdentifier，DLCI）信息。3）幀結(jié)構(gòu)圖3-30幀中繼的幀結(jié)構(gòu)（1）標(biāo)志字段：8比特，37地址字段格式如下：數(shù)據(jù)鏈連接標(biāo)識符DLCI：10比特，標(biāo)識數(shù)據(jù)鏈路、虛電路（即PVC或SVC）和到網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)參數(shù)。命令/響應(yīng)指示（C/R）：1比特，為FRAD保留，而不是為幀中繼網(wǎng)絡(luò)保留。地址字段（EA擴(kuò)展）：2比特，當(dāng)?shù)刂方Y(jié)構(gòu)超過默認(rèn)的2個(gè)八位字節(jié)時(shí)，用作地址擴(kuò)展。前向擁塞確定指示（ForwardExplicitCongestionNotification，F(xiàn)ECN）：1比特，用于網(wǎng)絡(luò)中上游設(shè)備（宿端設(shè)備）的擁塞通告。后向擁塞確定指示（BackwardExplicitCongestionNotification，BECN）：1比特，網(wǎng)絡(luò)用來指示主要業(yè)務(wù)流相反方向的下游設(shè)備（源端設(shè)備）擁塞。丟棄合適位（DE）：10比特，指示在網(wǎng)絡(luò)擁塞情況下對丟失幀的資格。（3）信息字段：包含用戶信息，用戶信息可以是有效負(fù)載數(shù)據(jù)或者是路由器等設(shè)備之間通過的網(wǎng)間控制信息。（4）幀校驗(yàn)序列（FrameCheckSequence，F(xiàn)CS）：為16比特循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC），支持信息字段長度達(dá)到4096個(gè)八位字節(jié)的幀的幀頭差錯控制。地址字段格式如下：（3）信息字段：包含用戶信息，用戶信息可以383.5.3幀中繼的核心技術(shù)一、幀中繼的尋址圖3-31DLCI映射過程示意圖①幀1：（DLCI＝100，L＝10）｛路由器1｝→幀1：（DLCI＝103，L＝12）｛交換機(jī)A｝→幀1：（DLCI＝106，L＝15）｛交換機(jī)B｝→｛路由器2｝②幀2：（DLCI＝101，L＝10）｛路由器1｝→幀2：（DLCI＝104，L＝13）｛交換機(jī)A｝→幀2：（DLCI＝107，L＝16）｛交換機(jī)C｝→｛路由器4｝③幀3：（DLCI＝102，L＝10）｛路由器1｝→幀3：（DLCI＝105，L＝14）｛交換機(jī)A｝→｛路由器3｝3.5.3幀中繼的核心技術(shù)一、幀中繼的尋址圖3-31DL39二、擁塞管理1）擁塞問題幀中繼作為高度共享網(wǎng)絡(luò)，是非常有效率的。既然所有組成網(wǎng)絡(luò)的鏈路和交換機(jī)都被一大群用戶和用戶組織共享，那么網(wǎng)絡(luò)就會受到可變的和不可預(yù)知的擁塞的影響。擁塞最終會造成吞吐量降低和延時(shí)增大，QoS降低的惡果。2）擁塞管理方案（1）擁塞告知方案①終點(diǎn)控制策略：將前向傳送的幀的FECN位置1，把擁塞問題通知上游用戶節(jié)點(diǎn)。②源點(diǎn)控制策略：將后向傳送的幀的BECN位置1，把擁塞問題通知下游用戶節(jié)點(diǎn)。圖3-32擁塞告知方案二、擁塞管理1）擁塞問題2）擁塞管理方案（1）擁塞告知方案①40（2）丟棄幀方案在發(fā)生嚴(yán)重?fù)砣闆r下，除繼續(xù)采用源點(diǎn)或重點(diǎn)控制策略發(fā)出擁塞通知外，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)還要將幀結(jié)構(gòu)中DE=1的幀丟棄。三、帶寬控制與管理1）帶寬控制參數(shù)①接入速率（AccessRate，AR）：接入信道的最大數(shù)據(jù)速率，由數(shù)據(jù)傳輸可用的接入鏈路帶寬確定，當(dāng)然，數(shù)據(jù)可以以低于接入速率發(fā)送和接收。②測量間隔（Tc）：測量、監(jiān)視和控制虛電路上數(shù)據(jù)流量的時(shí)間間隔。③承載信息速率（CommittedInformationRate，CIR）：是正常情況下網(wǎng)絡(luò)對用戶約定的用戶信息傳送速率。④承載突發(fā)大?。˙c）：某個(gè)時(shí)間間隔Tc內(nèi)，允許用戶提交給網(wǎng)絡(luò)的最大數(shù)據(jù)量。⑤超越突發(fā)大?。˙e）：某個(gè)時(shí)間間隔Tc內(nèi)，用戶可以發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的超過Bc的最大數(shù)據(jù)量。（2）丟棄幀方案在發(fā)生嚴(yán)重?fù)砣闆r下，除繼續(xù)采用源點(diǎn)412）CIR帶寬管理機(jī)制圖3-33幀中繼帶寬管理機(jī)制示意圖①用戶實(shí)際平均數(shù)據(jù)速率＜CIR或Dt≤Bc時(shí)，則接入節(jié)點(diǎn)不改變DE位狀態(tài)，確保繼續(xù)傳輸。②用戶實(shí)際平均數(shù)據(jù)速率＞CIR或Bc<Dt≤Bc+Be時(shí)，在用戶數(shù)據(jù)傳送量≤Bc范圍內(nèi)，保證傳輸；在用戶數(shù)據(jù)傳送量＝Bc～Bc+Be范圍內(nèi)，若網(wǎng)絡(luò)未發(fā)生嚴(yán)重?fù)砣?，則將傳送的幀的DE比特置“1”（稱作標(biāo)記Bc業(yè)務(wù)）后繼續(xù)傳送或不改變DE位狀態(tài)（取決于網(wǎng)絡(luò)提供商）；若網(wǎng)絡(luò)發(fā)生嚴(yán)重?fù)砣?，則將這些幀丟棄。③用戶實(shí)際平均數(shù)據(jù)速率＞CIR或Dt>Bc+Be時(shí)，將超過Bc+Be范圍的幀丟棄,或在網(wǎng)絡(luò)許可的條件下，設(shè)置DE＝1（稱作標(biāo)記Be業(yè)務(wù)）。其它部分與上述相同。2）CIR帶寬管理機(jī)制圖3-33幀中繼帶寬管理機(jī)制示意圖①423.5.4典型應(yīng)用案例圖3-34用幀中繼實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互聯(lián)幀中繼應(yīng)用于四個(gè)地域局域網(wǎng)互聯(lián)的實(shí)例如圖3-34所示。如果以全互聯(lián)的物理專線（例如：DDN專線）實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的互聯(lián)，則六條線路和六套接入設(shè)備互聯(lián)費(fèi)用高，線路利用率低，如圖3-34（a）所示。而如果通過提供六條全互聯(lián)的PVC實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的互聯(lián)，以幀中繼網(wǎng)絡(luò)替代物理的網(wǎng)狀網(wǎng)而構(gòu)成一個(gè)邏輯的網(wǎng)狀網(wǎng)，就會改善網(wǎng)絡(luò)性能，降低費(fèi)用，如圖3-34（b）所示。3.5.4典型應(yīng)用案例圖3-34用幀中繼實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互聯(lián)433.6數(shù)字同步網(wǎng)同步是指信號之間頻率相同、相位上保持某種嚴(yán)格的特定關(guān)系。數(shù)字同步網(wǎng)（DigitalSynchronizationNetwork）是通信網(wǎng)絡(luò)的三大支撐網(wǎng)之一，即實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號同步運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)。3.6.2網(wǎng)同步方式準(zhǔn)同步方式又叫獨(dú)立時(shí)鐘法，在各個(gè)數(shù)字設(shè)備節(jié)點(diǎn)處均設(shè)立互相獨(dú)立、標(biāo)稱速率相同的高穩(wěn)定度時(shí)鐘，它們的頻率精度要求保持在極窄的頻率容差之中。3.6.1基本概念數(shù)字網(wǎng)的網(wǎng)同步方式分為準(zhǔn)同步方式和同步方式。一、準(zhǔn)同步方式3.6數(shù)字同步網(wǎng)同步是指信號之間頻率相同、相位上保持某44二、同步方式1）主從同步方式主從同步方式如圖3-35（a）所示。在主從同步方式中，網(wǎng)內(nèi)有一個(gè)中心局，它設(shè)有一個(gè)高精度的基準(zhǔn)時(shí)鐘源，用以產(chǎn)生網(wǎng)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)頻率，該頻率通過傳輸鏈路被送到各個(gè)數(shù)字設(shè)備節(jié)點(diǎn)作為各數(shù)字設(shè)備的時(shí)鐘基準(zhǔn)。各個(gè)數(shù)字設(shè)備節(jié)點(diǎn)設(shè)置有從時(shí)鐘，它們利用鎖相環(huán)把本地時(shí)鐘頻率鎖定在基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率上，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)鐘信號同步。主從同步方式的優(yōu)點(diǎn)是從節(jié)點(diǎn)的控制過程較為簡單，適用于樹型或星型網(wǎng)絡(luò)，這和當(dāng)前電信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)相一致。其缺點(diǎn)是過分依賴于主時(shí)鐘。一旦主時(shí)鐘發(fā)生故障，或定時(shí)信號傳輸鏈路發(fā)生故障，將會導(dǎo)致全系統(tǒng)或局部系統(tǒng)喪失同步能力。因此主從同步方式需設(shè)置多重備份設(shè)備。二、同步方式1）主從同步方式452）相互同步方式相互同步方式如圖3-35（b）所示。相互同步方式中，交換節(jié)點(diǎn)無主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)之分，時(shí)鐘傳輸路線呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。網(wǎng)中每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地時(shí)鐘通過鎖相環(huán)路受所有接收到的外來數(shù)字鏈路定時(shí)信號的共同加權(quán)控制。因此節(jié)點(diǎn)的鎖相環(huán)路是一個(gè)具有多個(gè)輸入信號的環(huán)路，而相互同步網(wǎng)是一個(gè)將多輸入鎖相環(huán)相互連接的多路反饋系統(tǒng)。在相互同步網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的相互作用下，如果網(wǎng)絡(luò)參數(shù)選擇得合適，網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘最后達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)頻率，從而可實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的同步工作。相互同步方式的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)內(nèi)任何一個(gè)數(shù)字設(shè)備發(fā)生故障只停止本節(jié)點(diǎn)工作，不影響其他節(jié)點(diǎn)的工作，從而提高了通信網(wǎng)工作的可靠性。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)頻率變化頻繁，同步系統(tǒng)較為復(fù)雜。2）相互同步方式463）分級的主從同步方式分級的主從同步方式如圖3-35（c）所示。分級的主從同步方式介于主從同步方式與相互同步方式之間，它把網(wǎng)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)分為不同等級，級別越高，振蕩器的頻率穩(wěn)定度越高。每個(gè)數(shù)字設(shè)備節(jié)點(diǎn)只與附近的數(shù)字設(shè)備有連線，在連線上互送時(shí)鐘信號，并送出時(shí)鐘信號的等級和轉(zhuǎn)接次數(shù)。一個(gè)數(shù)字設(shè)備節(jié)點(diǎn)收到附近各數(shù)字設(shè)備節(jié)點(diǎn)送來的時(shí)鐘信號以后，就選擇一個(gè)等級最高、轉(zhuǎn)接次數(shù)最少的信號去鎖定本局振蕩器。這樣使全網(wǎng)最后以網(wǎng)中最高等級的時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)。一旦該時(shí)鐘出現(xiàn)故障，就以一級時(shí)鐘為標(biāo)準(zhǔn)，不影響全網(wǎng)通信。分級的主從同步方式克服了主從同步方式和相互同步方式的部分缺點(diǎn)。3）分級的主從同步方式473.6.3我國的數(shù)字同步網(wǎng)我國同步網(wǎng)的建設(shè)是將全國范圍劃分為若干個(gè)同步網(wǎng)，同步網(wǎng)與同步網(wǎng)之間工作于準(zhǔn)同步方式。同步網(wǎng)之間采用四級時(shí)鐘的主從同步方式。第一級為基準(zhǔn)時(shí)鐘源，它由高穩(wěn)定度的含銫原子鐘的基準(zhǔn)時(shí)鐘（PrincipalReferenceClock，PRC）組成。第二級是有保持功能的高穩(wěn)晶體時(shí)鐘，分為A類和B類兩種。A類時(shí)鐘設(shè)置在一級和二級長途交換中心，并通過同步鏈路直接與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步；B類時(shí)鐘設(shè)置在三級和四級長途交換中心，并通過同步鏈路受A類時(shí)鐘控制，間接地與基準(zhǔn)時(shí)鐘同步。第三級也是有保持功能的高穩(wěn)晶體時(shí)鐘，但其性能指標(biāo)低于第二級時(shí)鐘。第四級時(shí)鐘是一般的晶體時(shí)鐘，它通過同步鏈路與第三級時(shí)鐘同步。3.6.3我國的數(shù)字同步網(wǎng)我國同步網(wǎng)的建設(shè)是將全國范圍483.7電信管理網(wǎng)電信管理網(wǎng)（TelecommunicationsManagementNetwork，TMN）是所有電信網(wǎng)絡(luò)的支撐網(wǎng)，是具有標(biāo)準(zhǔn)接口和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的一個(gè)綜合的、智能的電信管理系統(tǒng)。圖3-36電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)的關(guān)系電信管理網(wǎng)由操作系統(tǒng)（OperatingSystem,OS）、工作站（WorkStation，WS）、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（DataCommunicationNetwork，DCN）和網(wǎng)絡(luò)單元（NetworkElement，NE）組成。3.7.1基本概念3.7電信管理網(wǎng)電信管理網(wǎng)（Telecommunica493.7.2系統(tǒng)構(gòu)成一、TMN體系結(jié)構(gòu)在TMN中根據(jù)需要定義了一組通用的功能模型，每一功能模塊完成某一特定的功能，功能模塊之間通過參考點(diǎn)來加以區(qū)分。TMN的各種功能模塊如圖3-37所示。圖3-37TMN的功能模塊3.7.2系統(tǒng)構(gòu)成一、TMN體系結(jié)構(gòu)在TMN中根據(jù)需要501）操作系統(tǒng)功能（OperatingSystemFunction，OSF）：OSF主要用于對通信管理信息進(jìn)行處理，使通信管理功能得以實(shí)現(xiàn)。2）網(wǎng)絡(luò)元功能（NetworkElementFunction，NEF）：NEF主要提供通信和支持功能.3）Q適配功能（Q-adapterFunction，QAF）：用以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)TMN接口與非TMN接口或?qū)Ｓ媒涌陂g的轉(zhuǎn)換.4）協(xié)調(diào)功能（MediationFunction，MF）：MF對操作系統(tǒng)功能（OSF）與網(wǎng)絡(luò)元功能（NEF）或Q適配功能（QAF）間起協(xié)調(diào)中介作用。5）工作站功能（WorkstationFunction，WSF）：WSF為管理信息的用戶提供一種解釋TMN信息的手段。6）數(shù)據(jù)通信功能（DataCommunicationFunction，DCF）模塊：TMN利用數(shù)據(jù)通信功能（DCF）進(jìn)行信息交換和傳輸。一、TMN體系結(jié)構(gòu)1）操作系統(tǒng)功能（OperatingSystemFunc51二、參考點(diǎn)與功能塊間的關(guān)系表3-1參考點(diǎn)與功能塊間的關(guān)系二、參考點(diǎn)與功能塊間的關(guān)系表3-1參考點(diǎn)與功能塊間的關(guān)系52三、TMN管理功能及分層模型表3-2TMN管理功能的分層模型事務(wù)管理層業(yè)務(wù)管理和設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃資金支出和使用費(fèi)用計(jì)算和統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)管理層服務(wù)質(zhì)量跟蹤用戶服務(wù)檔案服務(wù)矩陣參數(shù)網(wǎng)絡(luò)管理層性能校正故障修復(fù)動態(tài)路由連接控制網(wǎng)元管理層性能報(bào)告告警報(bào)告交叉連接三、TMN管理功能及分層模型表3-2TMN管理功能的分層533.8七號信令系統(tǒng)3.8.1信令的基本概念1）按信令工作區(qū)域不同可分為用戶信令和局間信令。①用戶信令：通信終端和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信令。②局間信令：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的信令，在局間PCM復(fù)用線上傳送。2）按照信令的傳輸方式不同可分為隨路信令和公共信道信令。①隨路信令：信令和話音共同使用一個(gè)傳輸信道傳送的信令方式。②公共信道信令：信令和話音分開，通過一個(gè)專用的信令信道集中傳送的信令方式。按照不同的準(zhǔn)則，信令可以分成以下幾種類型：所謂信令（Signaling）是指與通信有關(guān)的一系列控制信號。3.8七號信令系統(tǒng)3.8.1信令的基本概念1）按信令工作543）按信令功能不同可分為線路信令、路由信令和管理信令。①線路信令（又稱為監(jiān)視信令）：用來監(jiān)視終端設(shè)備的忙閑狀態(tài)。②路由信令（又稱為選擇信令）：用來選擇路由、選擇被叫用戶。③管理信令：具有操作功能的信令，用于通信網(wǎng)的管理與維護(hù)。4）按信令傳送方向不同可分為前向信令和后向信令。①前向信令指信令：沿著從主叫到被叫的方向傳送。②后向信令指信令：沿著從被叫到主叫的方向傳送。3.8.1信令的基本概念3）按信令功能不同可分為線路信令、路由信令和管理信令。4）按553.8.2SS7的基本概念信令速度快，具有提供大量信令的潛力，具有改變和增加信令的靈活性，便于開放新業(yè)務(wù)，在通話時(shí)可以隨意處理信令，成本低。特點(diǎn)七號信令系統(tǒng)（SignalingSystemNo.7，SS7）是一個(gè)公共信令系統(tǒng)，定義了建立、持續(xù)管理和清除通信用戶之間的呼叫的規(guī)程，由ITU-T頒布的無干擾信道信令規(guī)范Q.1200描述，廣泛應(yīng)用于各種窄帶通信系統(tǒng)。概念SS73.8.2SS7的基本概念信令速度快，具有提供大量信令的潛56·建立和清除電話呼叫·提供主叫方號碼·指出被叫方線路業(yè)務(wù)中止·指出國內(nèi)、國際或其他用戶·指出被叫方已清除·電路性質(zhì)（衛(wèi)星/地面）·指出被叫方清除后再次摘機(jī)·使用回波抑制·通知重設(shè)故障電路·輔助話務(wù)員語言·識別狀態(tài)（主叫線路識別不全；所有地址收全；使用投幣電話；網(wǎng)絡(luò)擁塞等等）·電路連續(xù)性檢查·呼叫轉(zhuǎn)移（和呼叫先行路由）·提供一條全數(shù)字路徑·保密訪問呼叫（被叫封閉用戶組（CUG））·惡意呼叫識別·請求保持連接·收費(fèi)信息·指出被叫方線路空閑·呼叫建立失敗·用戶忙音·識別電路信令點(diǎn)、被叫方和主叫方、入局PCM復(fù)用線、轉(zhuǎn)接局……SS7主要功能如下:·建立和清除電話呼叫·指出被叫方清除后再次摘機(jī)·電路連續(xù)性57SS7由業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（ServiceSwitchingPoint，SSP）、信令傳輸點(diǎn)（SignalingTransferPoint，STP）和業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（ServiceControlPoint，SCP）組成，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3-39所示。圖3-38典型的SS7拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3.8.3SS7體系結(jié)構(gòu)一、典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)SS7由業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（ServiceSwitchingPo58二、分層結(jié)構(gòu)圖3-39SS7的分層結(jié)構(gòu)MTP-1為消息傳輸部分（MessageTransferPart，MTP）的第一層，屬于SS7物理層，定義了信令數(shù)據(jù)鏈路的規(guī)程，規(guī)定了信令鏈路、電氣屬性和連接器的功能屬性。MTP-2為消息傳輸部分（MTP）的第二層，屬于SS7數(shù)據(jù)鏈路層，采用與HDLC相似的Q.703標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)SS7各組成部分之間的業(yè)務(wù)傳輸。MTP-3為消息傳輸部分（MTP）的第三層，屬于SS7網(wǎng)絡(luò)層，提供網(wǎng)絡(luò)管理、建立消息路由以及向SS7網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各組成部分傳遞業(yè)務(wù)。二、分層結(jié)構(gòu)圖3-39SS7的分層結(jié)構(gòu)MTP-1為消息傳輸593.8.4SS7應(yīng)用實(shí)例圖3-40800業(yè)務(wù)操作工程示意圖SS7作為國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的信令系統(tǒng)，在窄帶通系統(tǒng)（例如：PSTN、N-ISDN、X.25）中得到廣泛應(yīng)用。例如，早期800號業(yè)務(wù)操作就要依靠SS7得以實(shí)現(xiàn)。800業(yè)務(wù)始于1976年，主要用于向電話用戶提供免費(fèi)服務(wù)。圖3-40給出了完成一個(gè)800呼叫所要進(jìn)行的典型操作。3.8.4SS7應(yīng)用實(shí)例圖3-40800業(yè)務(wù)操作工程示意60思考題1．T1/E1載波系統(tǒng)位于OSI模型的哪一層？速率是多少？2．T1/E1幀有什么特點(diǎn)？各支持多少個(gè)信道？3．X.25的應(yīng)用背景是什么？能提供什么服務(wù)？4．X.25的OSI模型如何？各層支持的協(xié)議及作用？5．N-ISDN的應(yīng)用背景是什么？能提供什么服務(wù)？6．試分析N-ISDN用于PC機(jī)上網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)如何？并分析各部分作用？7．N-ISDN支持哪幾種接口速率？各是多少？8．用于承載業(yè)務(wù)的N-ISDN的OSI分層結(jié)構(gòu)如何？各分層的作用和支持的協(xié)議是什么？9．幀中繼的應(yīng)用背景是什么？10．幀中繼技術(shù)與X..25技術(shù)的關(guān)系？11．幀中繼的分層結(jié)構(gòu)如何？與X.25的分層結(jié)構(gòu)的關(guān)系？12．幀中繼PDU結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？PDU頭部各標(biāo)志位的作用？思考題1．T1/E1載波系統(tǒng)位于OSI模型的哪一層？速率是6113．幀中繼的核心功能包括哪些？各有什么作用？14．什么是DLCI？15．幀中繼采用什么流控方式？流控機(jī)制是什么？16．幀中繼鏈路層檢錯機(jī)制是什么？17．什么是CIR、Bc、Be？以及在按需業(yè)務(wù)中的作用是什么？18．CI是如何通過路由器或交換機(jī)進(jìn)行映射的？19．幀中繼中DE位是什么？作用是什么？20．我國數(shù)字通信網(wǎng)的同步方式有哪幾種？21．簡述我國數(shù)字同步網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)。22．TMN的功能體系結(jié)構(gòu)由哪幾個(gè)功能模塊構(gòu)成？各個(gè)功能塊的作用是什么？23．什么叫信令？目前通信網(wǎng)中的信令是如何分類的？24．SS7的用途是什么？其由哪幾個(gè)部分組成？25．試分析一個(gè)800電話的處理過程。13．幀中繼的核心功能包括哪些？各有什么作用？62第三章成熟通信技術(shù)回顧3.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3.2公眾電話交換網(wǎng)3.3X.25分組交換網(wǎng)3.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)3.5幀中繼（FR）技術(shù)3.6數(shù)字同步網(wǎng)3.7電信管理網(wǎng)3.8七號信令系統(tǒng)第三章成熟通信技術(shù)回顧3.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3633.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3.1.1技術(shù)與應(yīng)用背景以FDM為基礎(chǔ)的模擬載波通信系統(tǒng)以TDM為基礎(chǔ)的數(shù)字載波通信系統(tǒng)早期電話PDH性能較差PDH是20世紀(jì)60年代逐漸發(fā)展起來的一種數(shù)字多路復(fù)接技術(shù)。目前，世界上有三種制式：第一種是以1.544Mb/s為基群的T系列，第二種是以2.048Mb/s為基群的E系列，第三種是以1.544Mb/s為基群的J系列。所謂準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH是相對于同步數(shù)字體系SDH而言，將標(biāo)稱速率相同、實(shí)際容許有一定偏差的數(shù)字體系，稱為準(zhǔn)同步數(shù)字體系。3.1PDH數(shù)字體系與傳輸系統(tǒng)3.1.1技術(shù)與應(yīng)用背景以643.1.2PDH體系結(jié)構(gòu)圖3-1PDH的速率體系PDH的體系結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。北美和日本等國家采用24路系統(tǒng)，即以1.544Mb/s作為基群的數(shù)字速率系列（T體系和J體系），而歐洲和中國等國家采用30/32路系統(tǒng)，即以2.048Mb/s作為基群的數(shù)字速率系列（E體系）。復(fù)接等級用DS－n表示。例如：DS-1表示基群，DS-3表示三次群。對于E系列用En表示。例如：E1表示基群，傳輸速率2.048Mb/s；E3表示三次群，傳輸速率34.368Mb/s。對于T系列用Tn表示。例如：T1表示基群，傳輸速率1.544Mb/s；T3表示三次群，傳輸速率44.736Mb/s。3.1.2PDH體系結(jié)構(gòu)圖3-1PDH的速率體系PDH65在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，高次群是由若干個(gè)低次群通過數(shù)字復(fù)用設(shè)備復(fù)接而成的。以E體系為例，以30路PCM數(shù)字電話信號的復(fù)用設(shè)備為基本層（E1），每路PCM信號的信息速率為64kb/s。由于需要加入群同步碼元和信令碼元等額外開銷，所以實(shí)際占用32路PCM信號，故其輸出總速率為2.048Mb/s，此輸出稱為基群信號（E1）。4個(gè)基群信號進(jìn)行二次復(fù)用，得到速率為8.448Mb/s的二次群信號（E2）。按照同樣的方法再次復(fù)用，得到速率為34.368Mb/s的三次群信號（E3）和139.264Mb/s的四次群信號（E4）等。由此可見，相鄰層次群之間路數(shù)成4倍關(guān)系，但是速率之間不是嚴(yán)格的4倍關(guān)系。和基群需要額外開銷一樣，高次群也需要額外開銷，故其輸出比特率都比相應(yīng)的1路輸入比特率的4倍還高一些。在時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)中，高次群是由若干個(gè)低次群通過數(shù)字復(fù)用663.1.3基群（E1）的幀結(jié)構(gòu)圖3-2PCM基群的幀結(jié)構(gòu)E體系的基群（E1）采用30/32PCM幀結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。由于1路PCM電話信號的抽樣速率為8000sample/s，即抽樣周期為125μs，這就是一幀的時(shí)間。將此125μs時(shí)間分為32個(gè)時(shí)隙（TimeSlot，TS），其中30個(gè)時(shí)隙（TS1~TS15和TS17~TS31）傳輸30路話音信號，另外2路時(shí)隙（TS0、TS16）分別傳輸同步碼和信令。由以上分析可以計(jì)算，E1基群速率為8000sample/s×32×8bit/sample=2048Kb/s。3.1.3基群（E1）的幀結(jié)構(gòu)圖3-2PCM基群的幀結(jié)構(gòu)673.1.4數(shù)字同步與復(fù)接(X)一、數(shù)字分/復(fù)接原理所謂數(shù)字復(fù)接是指將兩路或兩路以上的低速數(shù)字信號按時(shí)分復(fù)用的方式合并成一路高速數(shù)字信號的過程；而數(shù)字分接則是解復(fù)接，為復(fù)接過程的逆過程。以下為了描述方便，把分復(fù)接統(tǒng)稱為復(fù)接。圖3-3數(shù)字復(fù)接系統(tǒng)的方框圖3.1.4數(shù)字同步與復(fù)接(X)一、數(shù)字分/復(fù)接原理683.1.5典型應(yīng)用實(shí)例一、多路復(fù)用傳輸應(yīng)用圖3-9多路復(fù)用傳輸?shù)湫蛻?yīng)用二、局間中繼傳輸應(yīng)用圖3-10E1/E3復(fù)用電路替代多個(gè)專用線路實(shí)現(xiàn)局間中繼3.1.5典型應(yīng)用實(shí)例一、多路復(fù)用傳輸應(yīng)用圖3-9多路復(fù)693.1.6PDH技術(shù)存在的問題1）沒有國際統(tǒng)一的數(shù)字速率標(biāo)準(zhǔn)。2）采用異步復(fù)接。3）面向點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸，組網(wǎng)的靈活性不夠，無法提供最佳路由選擇上下話路困難，難于實(shí)現(xiàn)數(shù)字交叉連接功能。4）低階支路信號上下電路復(fù)雜，需要逐次復(fù)用、解復(fù)用。5）幀結(jié)構(gòu)中缺乏足夠的冗余信息用于傳輸網(wǎng)的監(jiān)視、維護(hù)和管理。3.1.6PDH技術(shù)存在的問題1）沒有國際統(tǒng)一的數(shù)字速率標(biāo)703.2公眾電話交換網(wǎng)3.2.1PSTN的基本概念一、PSTN系統(tǒng)組成PSTN網(wǎng)的傳輸系統(tǒng)將各地的交換系統(tǒng)連接起來，用戶終端通過本地交換機(jī)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成電話網(wǎng)，由以下幾個(gè)部分組成：1）傳輸系統(tǒng)：以有線（電纜、光纖）為主，有線和無線（衛(wèi)星、地面和無線電）交錯使用，傳輸系統(tǒng)由PDH過渡到同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)（SynchronousDigitalHierarchy，SDH）、密集波分復(fù)用（DenseWavelengthDivisionMultiplexing，DWDM）。2）交換系統(tǒng)：設(shè)于電話局內(nèi)的交換設(shè)備——交換機(jī)，已程控化、數(shù)字化，由計(jì)算機(jī)控制接續(xù)過程。3）用戶系統(tǒng)：包括電話機(jī)、傳真機(jī)等終端以及用于連接它們與交換機(jī)之間的一對導(dǎo)線（稱為用戶環(huán)路），用戶終端已逐步數(shù)字化、多媒體化和智能化，用戶環(huán)路數(shù)字化、寬帶化。4）信令系統(tǒng)：為實(shí)現(xiàn)用戶間通信，在交換局間提供以呼叫建立、釋放為主的各種控制信號。3.2公眾電話交換網(wǎng)3.2.1PSTN的基本概念一、PS71二、PSTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模按PSTN所覆蓋的地理范圍，可以分為本地電話網(wǎng)、國內(nèi)長途電話網(wǎng)和國際長途電話網(wǎng)。1）本地電話網(wǎng)：包括大、中、小城市和縣級的電話網(wǎng)絡(luò)，處于統(tǒng)一的長途編號區(qū)范圍內(nèi)，一般與相應(yīng)的行政區(qū)劃分相一致。2）國內(nèi)長途電話網(wǎng)：提供城市之間或省之間的電話業(yè)務(wù)，一般與本地電話網(wǎng)在固定的幾個(gè)交換中心完成匯接。我國的長途電話網(wǎng)中的交換節(jié)點(diǎn)又可以分為省級交換中心和地（市）級交換中心兩個(gè)等級，它們分別完成不同等級的匯接轉(zhuǎn)換。3）國際長途電話網(wǎng)：提供國家之間的電話業(yè)務(wù)，一般每個(gè)國家設(shè)置幾個(gè)固定的國際長途交換中心，我國設(shè)在北京、上海、廣州。二、PSTN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模按PSTN所覆蓋的地理范圍，可以分為本地723.2.2PSTN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一、層次結(jié)構(gòu)圖3-11PSTN的層次結(jié)構(gòu)PSTN結(jié)構(gòu)層次包括稱為基本網(wǎng)的傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)以及稱為支撐網(wǎng)的信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和管理網(wǎng)，如圖3-11示意圖所示。作為交換網(wǎng)的服務(wù)性層網(wǎng)，傳輸網(wǎng)向交換機(jī)提供電路連接服務(wù)。在傳輸網(wǎng)內(nèi)，交換機(jī)之間的中繼電路，并不一定是由一條端到端的物理鏈路構(gòu)成，也不一定只經(jīng)過一條傳輸路徑。3.2.2PSTN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一、層次結(jié)構(gòu)圖3-11PST73圖3-12常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖二、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括：樹型網(wǎng)、星型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、總線型網(wǎng)和復(fù)合型網(wǎng)等。PSTN所采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要以星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)及其復(fù)合型網(wǎng)為主，如圖3-12所示。1）星型網(wǎng)：在星型網(wǎng)絡(luò)中可以把中心節(jié)點(diǎn)作為交換局，而把周圍節(jié)點(diǎn)看作是終端；也可以把所有的節(jié)點(diǎn)均看作交換局，此時(shí)中心節(jié)點(diǎn)即成為了匯接局。星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，而缺點(diǎn)是可靠性差，單一傳輸鏈路沒有備份。2）網(wǎng)狀網(wǎng)：網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實(shí)際上就是節(jié)點(diǎn)之間各個(gè)相連的網(wǎng)絡(luò)。這種組網(wǎng)方式需要的傳輸設(shè)備較多，尤其當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加時(shí)，線路設(shè)備數(shù)量急劇增加。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的冗余度高，可靠性比較高，但也需要復(fù)雜的控制系統(tǒng)。3）復(fù)合型網(wǎng)：它結(jié)合了網(wǎng)狀網(wǎng)在可靠性方面的優(yōu)勢和星型網(wǎng)在成本方面的優(yōu)勢，是PSTN中最常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖3-12常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖二、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本的網(wǎng)絡(luò)拓74三、等級結(jié)構(gòu)圖3-13我國電話網(wǎng)的三級結(jié)構(gòu)隨著電話網(wǎng)的發(fā)展，我國電話網(wǎng)的等級結(jié)構(gòu)已完成了從五級網(wǎng)向三級網(wǎng)的演變，我國電話網(wǎng)的網(wǎng)路等級結(jié)構(gòu)分為國際、長途和本地三個(gè)等級，如圖3-13所示。三、等級結(jié)構(gòu)圖3-13我國電話網(wǎng)的三級結(jié)構(gòu)隨著電話753.2.3PSTN的關(guān)鍵技術(shù)(X)PSTN的關(guān)鍵技術(shù)包括傳輸技術(shù)和交換技術(shù)。傳輸技術(shù)主要有PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字體系）、SDH（同步數(shù)字體系）等相關(guān)技術(shù)，交換技術(shù)主要是數(shù)字程控交換機(jī)相關(guān)技術(shù)。程控交換機(jī)是一種電路交換設(shè)備。一、交換機(jī)的基本功能1）呼叫檢查功能；2）接受被叫號碼；3）若被叫空閑，則應(yīng)分配空閑的通話回路；4）向被叫用戶振鈴，向主叫送回鈴音；5）被叫應(yīng)答后，接通話路；6）及時(shí)發(fā)現(xiàn)通話結(jié)束，進(jìn)行拆線，并復(fù)原話路。3.2.3PSTN的關(guān)鍵技術(shù)(X)PSTN的763.3X.25分組交換網(wǎng)3.3.1技術(shù)與應(yīng)用背景主要傳話音，不適合傳突發(fā)性數(shù)據(jù)要求能傳突發(fā)性數(shù)據(jù)早期通信網(wǎng)X.25分組交換網(wǎng)絡(luò)3.3X.25分組交換網(wǎng)3.3.1技術(shù)與應(yīng)用背景主要傳話77

X.25是公共分組交換網(wǎng)絡(luò)中用戶（DTE）與網(wǎng)絡(luò)（DCE）之間的UNI接口協(xié)議。通常，人們習(xí)慣上將采用X.25協(xié)議作為UNI接口規(guī)范的公用分組交換網(wǎng)叫做X.25網(wǎng)。3.3.1技術(shù)與應(yīng)用背景1）分組交換方式，特別適合具有突發(fā)性特點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。2）采用STDM方式，動態(tài)分配時(shí)隙，傳輸效率高。3）專為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，特別適合數(shù)據(jù)終端接入。4）采用了差錯控制和流量控制技術(shù)，可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?）支持虛電路或數(shù)據(jù)報(bào)，可提供中低速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，接入速率為2.4kbit/s-64kbit/s。其技術(shù)特點(diǎn)有：X.25是公共分組交換網(wǎng)絡(luò)中用戶（DTE）與網(wǎng)絡(luò)（DC783.3.2體系結(jié)構(gòu)圖3-17典型的X.25拓?fù)湟弧⑼負(fù)浣Y(jié)構(gòu)二、分組交換標(biāo)準(zhǔn)

ITU-T為分組交換制定了推薦標(biāo)準(zhǔn)如下：

X.3：分組裝配及拆卸功能X.25：用于公用分組網(wǎng)絡(luò)DCE和DTE間的接口X.28：終端到PAD的通信格式X.29：主機(jī)到PAD的通信格式X.31：ISDN上的分組模式業(yè)務(wù)X.32：定義了X.25同步撥號模式X.75：互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)呼叫控制規(guī)程典型的X.25網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D3-17所示，網(wǎng)絡(luò)由分組交換機(jī)組成，不同的分組網(wǎng)絡(luò)之間采用X.75協(xié)議，用戶與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間采用X.25協(xié)議。3.3.2體系結(jié)構(gòu)圖3-17典型的X.25拓?fù)湟弧⑼負(fù)浣Y(jié)構(gòu)79三、協(xié)議層次結(jié)構(gòu)圖3-18X.25的層次結(jié)構(gòu)X.25標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議層次結(jié)構(gòu)涉及OSI模型的下三層，如圖3-18所示。物理層（第一層）：DTE與DCE之間的物理接口，可以采用V系列（例如：V.35電子工業(yè)協(xié)會的EIA-232-E標(biāo)準(zhǔn)接口）、ITU-T的X.21或X.21bis等各種接口。數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）：主要功能是保證分組無差錯地傳送，而不管通信鏈路的易出錯的性質(zhì)。它采用平衡型鏈路訪問規(guī)程（LAPB）（BalancedLinkAccessProcedure：平衡式鏈路接入?yún)f(xié)議），LAPB協(xié)議是HDLC的子集。網(wǎng)絡(luò)層（第三層）：負(fù)責(zé)在通信用戶與網(wǎng)絡(luò)之間連接的建立、管理和拆除，采用分組層規(guī)程（PacketLevelProtocol，PLP）。三、協(xié)議層次結(jié)構(gòu)圖3-18X.25的層次結(jié)構(gòu)X.25標(biāo)準(zhǔn)的80圖3-19X.25的PDU（分組和幀）四、PDU結(jié)構(gòu)X.25的PDU在鏈路層以幀形式出現(xiàn)，而在網(wǎng)絡(luò)層以分組形式出現(xiàn)，X.25鏈路層的幀和網(wǎng)絡(luò)層的分組結(jié)構(gòu)如圖3-19所示。鏈路層幀結(jié)構(gòu)中各字段定義如下：1）標(biāo)志：幀頭、幀尾標(biāo)志，01111110，占用一個(gè)字節(jié)；2）地址字段：用于尋址目的節(jié)點(diǎn)，占用一個(gè)字節(jié)；3）控制字段：用于定義各種命令和響應(yīng)，占用一個(gè)字節(jié)；4）信息字段：用于傳輸分組信息，可變長度；5）FCS：幀校驗(yàn)序列，采用16位CRC校驗(yàn)方式。圖3-19X.25的PDU（分組和幀）四、PDU結(jié)構(gòu)X.2813.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)3.4.1技術(shù)與應(yīng)用背景ISDN的特點(diǎn):PSTN網(wǎng)傳話音業(yè)務(wù)分組交換網(wǎng)傳數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)N-ISDN傳語音、數(shù)據(jù)、視頻的綜合性業(yè)務(wù)兼容原有通信系統(tǒng)。③高速全數(shù)字化通信服務(wù)。接入速率64kbit/s-2048kbit/s②綜合業(yè)務(wù)能力。①3.4綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)3.4.1技術(shù)與應(yīng)用背景ISDN的823.4.2N-ISDN體系結(jié)構(gòu)一、N-ISDN體系結(jié)構(gòu)圖3-20N-ISDN體系結(jié)構(gòu)3.4.2N-ISDN體系結(jié)構(gòu)一、N-ISDN體系結(jié)構(gòu)圖383二、UNI的參考配置1）用戶功能組根據(jù)參考配置，用戶接入ISDN的功能可劃分為以下功能組：（1）終端類型1（TEl）：標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端，TEl通過4線雙絞線數(shù)字鏈路連接到N-ISDN（2）終端類型2（TE2）：非ISDN終端設(shè)備，代表了目前使用的非ISDN標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（3）終端適配器（TA）：將非ISDN終端轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端的適配器，這種設(shè)備允許非ISDN終端在ISDN線路上運(yùn)行，TA負(fù)責(zé)非ISDN操作與ISDN操作之間的通信（4）網(wǎng)絡(luò)終端1（NT1）：將4線用戶線連接到常規(guī)的2線本地環(huán)路的一種設(shè)備，為用戶信息和信令信息提供透明的傳輸通道（5）網(wǎng)絡(luò)終端2（NT2）：更智能化的設(shè)備，主要完成UNI處的交換和集中功能，可以是ISDN用戶交換機(jī)、集線器或局域網(wǎng)（6）LT：用戶環(huán)路和交換局的接口設(shè)備，它主要實(shí)現(xiàn)設(shè)備和線路傳輸端的接口功能（7）ET：ISDN交換機(jī)二、UNI的參考配置1）用戶功能組根據(jù)參考配置，用戶接入I842）參考點(diǎn)（1）參考點(diǎn)U：NT1設(shè)備的二線側(cè)的參考點(diǎn)，將NT1和線路端接設(shè)備（LT）分離開來。U接口是一個(gè)國家標(biāo)準(zhǔn)，而在參考點(diǎn)S和T實(shí)現(xiàn)的接口是國際標(biāo)準(zhǔn)。（2）參考點(diǎn)T：NT1與NT2設(shè)備之間接口，4線雙絞線相連。若無NT2設(shè)備時(shí)，則與S點(diǎn)合并成S/T。（3）參考點(diǎn)S：標(biāo)準(zhǔn)ISDN接口。（4）參考點(diǎn)R：非ISDN接口，采用常規(guī)物理接口例如EIA-232-E、V.35等。圖3-21UNI的參考配置2）參考點(diǎn)（1）參考點(diǎn)U：NT1設(shè)備的二線側(cè)的參考點(diǎn)，將NT85（1）B信道：64kbit/s，用來傳送語音、數(shù)據(jù)等用戶信息。（2）D信道：16kbit/s或64kbit/s，用來傳送公共信道信令、分組數(shù)據(jù)或低速數(shù)據(jù)流。（3）H信道：速率為384kbit/s、1536kbit/s或1920kbit/s，用來傳送高速信息，如高速圖像、數(shù)據(jù)、傳真、分組交換信息等。H信道又分為下面三種類型：三、UNI的接口結(jié)構(gòu)1）信道類型H0信道：384kbit/s傳輸速率，可提供如立體聲節(jié)目、圖像和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)傳輸。H1信道：1536kbit/s傳輸速率，可提供如高速數(shù)據(jù)傳輸、會議電視等業(yè)務(wù)傳輸。H2信道：1920kbit/s傳輸速率，可提供如高速數(shù)據(jù)傳輸、圖像和會議電視等業(yè)務(wù)傳輸。

（1）B信道：64kbit/s，用來傳送語音、數(shù)據(jù)等用戶信息86ITU-T規(guī)定了兩種UNI，即基本速率接口（BasicRateInterface，BRI）和基群速率接口（PrimaryRateInterface，PRI），接口結(jié)構(gòu)如圖3-22所示。（1）基本速率接口（BRI）：TEl通過4線雙絞線數(shù)字鏈路連接到N-ISDN，這種鏈路用TDM方式劃分了3個(gè)信道，指定為兩個(gè)承載信道B信道和一個(gè)信令信道D信道（即2B+D）。

（2）基群速率接口（PRI）：這個(gè)接口將多個(gè)B信道和D信道多路復(fù)用到速度更高的接口。圖3-22N-ISDN的接口結(jié)構(gòu)2）接口結(jié)構(gòu)ITU-T規(guī)定了兩種UNI，即基本速率接口（Basic87四、協(xié)議分層結(jié)構(gòu)1）N-ISDN業(yè)務(wù)類型由網(wǎng)絡(luò)提供透明的信息傳送業(yè)務(wù)，在傳輸過程中不改變信息的內(nèi)容。承載業(yè)務(wù)面向用戶的通信或信息處理業(yè)務(wù)，由網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備共同提供。用戶終端業(yè)務(wù)在承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上增加的業(yè)務(wù)性能，目的是向用戶提供更多更方便的服務(wù)。

補(bǔ)充業(yè)務(wù)四、協(xié)議分層結(jié)構(gòu)1）N-ISDN業(yè)務(wù)類型由網(wǎng)絡(luò)提供透882）用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的分層結(jié)構(gòu)N-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議分為三層，從下到上依次為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，如圖3-23所示。圖3-23N-ISDN的UNI協(xié)議分層結(jié)構(gòu)（1）物理層：提供基本速率接口（2B+D）和基群速率接口（23B+D或31B+D），這些標(biāo)準(zhǔn)在ITU-T的I系列中分別以I.430和I.431發(fā)布。（2）數(shù)據(jù)鏈路層：采用在ITU-TQ.921推薦標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)布的D信道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD，LinkAccessProcedureOntheDChannel），負(fù)責(zé)運(yùn)載第三層(網(wǎng)絡(luò)層)業(yè)務(wù)通過SNI接口。（3）網(wǎng)絡(luò)層：按照ITU-TQ.93l建議中的定義，根據(jù)第二層提供的服務(wù)完成呼叫控制功能，包括電路交換呼叫和分組交換呼叫的控制。2）用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的分層結(jié)構(gòu)N-ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接89五、PDU結(jié)構(gòu)1）鏈路層幀結(jié)構(gòu)（1）服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識符（SAPI）：用于識別那些將數(shù)據(jù)鏈路層業(yè)務(wù)提供給上一層的實(shí)體。（2）終端端點(diǎn)標(biāo)識符（TEI）：用于識別單個(gè)終端或工作在BRI鏈路上的多個(gè)終端。TEI由單獨(dú)的分配過程自動分配，全為1的TEI值標(biāo)識廣播連接。圖3-24LAPD幀結(jié)構(gòu)N-ISDN數(shù)據(jù)鏈路層，采用的LAPD協(xié)議是HDLC的一個(gè)子集。該協(xié)議獨(dú)立于傳輸比特速率，需要一條全雙工、比特透明的同步信道。LAPD的幀結(jié)構(gòu)與X.25的LAPB非常相似，如圖3-24所示。五、PDU結(jié)構(gòu)1）鏈路層幀結(jié)構(gòu)（1）服務(wù)訪問點(diǎn)標(biāo)識符（SAP90N-ISDN網(wǎng)絡(luò)層采用Q.931協(xié)議，產(chǎn)生的PDU即是Q.931消息。Q.931消息必須包含下面三個(gè)參數(shù)來定義電路連接：2）分組結(jié)構(gòu)（2）呼叫參考識別本地UNI處的特定N-ISDN呼叫，沒有端到端的意義。（1）協(xié)議鑒別器區(qū)分用戶—網(wǎng)絡(luò)呼叫控制消息與其他的協(xié)議（例如：X.25）。（3）消息類型識別消息功能，例如建立連接（SETUP）、拆除連接（RELEASE）等。N-ISDN網(wǎng)絡(luò)層采用Q.931協(xié)議，產(chǎn)生的PDU即是Q.991一、N-ISDN應(yīng)用框架圖3-25N-ISDN基本應(yīng)用框架3.4.3應(yīng)用案例N-ISDN基本應(yīng)用框架，如圖3-25所示。其中，標(biāo)準(zhǔn)N-ISDN終端集群（如：會議電視、數(shù)字電話、G4傳真）經(jīng)過NT2匯聚后由NT1直接接入N-ISDN；非標(biāo)準(zhǔn)N-ISDN終端（如：模擬電話）首先經(jīng)過TA轉(zhuǎn)換，再由NT1接入N-ISDN。一、N-ISDN應(yīng)用框架圖3-25N-ISDN基本應(yīng)用框架92二、N-ISDN典型應(yīng)用方案圖3-26ISDN典型應(yīng)用N-ISDN典型應(yīng)用方案，如圖3-26所示，包括：終端高速接入，集團(tuán)用戶接入和局域網(wǎng)互聯(lián)。ISDN終端（如：數(shù)據(jù)終端、電話）以基本速率接入N-ISDN；高速終端（如主機(jī)、可視電話）以基群速率或基本速率集中接入N-ISDN；局域網(wǎng)以基群速率接入N-ISDN。二、N-ISDN典型應(yīng)用方案圖3-26ISDN典型應(yīng)用933.4.4N-ISDN存在的問題N-ISDN是建立在雙絞線模擬傳輸?shù)幕A(chǔ)上的，因而帶寬的限制使其無法提供十分吸引人的寬帶新業(yè)務(wù)。未來的通信業(yè)務(wù)不僅要求通信多樣化、高速化、綜合化，而對數(shù)據(jù)、圖像、傳真等業(yè)務(wù)的要求也會越來越高。隨著用戶信息傳輸量和傳輸速率需求的不斷提高，N-ISDN難以應(yīng)付日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，于是N-ISDN走向逐漸沒落，被寬帶ISDN（B-ISDN）代替。3.4.4N-ISDN存在的問題N-ISDN是建立943.5幀中繼（FR）技術(shù)3.5.1幀中繼概述幀中繼（FrameRelay，F(xiàn)R）是一種快速分組交換（FastPacketSwitching，F(xiàn)PS）技術(shù)，由X.25技術(shù)發(fā)展而來。主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）快速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，接入速率：1.2kbit/s～34.368Mbit/s。2）采用簡化通信協(xié)議，吞吐量大，時(shí)延短，開銷低。3）采用STDM方式，支持PVC、SVC業(yè)務(wù)。4）采用變長幀結(jié)構(gòu)，支持各種LAN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。5）支持按需帶寬，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。6）可方便地從X.25硬件平臺上軟件升級到FR。7）特別適合于突發(fā)性數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。8）特別適合于高速骨干網(wǎng)建設(shè)。3.5幀中繼（FR）技術(shù)3.5.1幀中繼概述幀中953.5.2幀中繼的體系結(jié)構(gòu)一、幀中繼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幀中繼網(wǎng)絡(luò)由硬件和固件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成，從功能上可以分為幀中繼拆裝器（FrameRelayAssembler／Disassemblers，F(xiàn)RAD）、幀中繼網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（FrameRelayNetworkDevice，F(xiàn)RND）和幀中繼交換機(jī)（FrameRelaySwitching，F(xiàn)RS）。局域網(wǎng)（LAN）通過路由器連接到幀中繼網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3-27所示。圖3-27典型的幀中繼拓?fù)?.5.2幀中繼的體系結(jié)構(gòu)一、幀中繼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幀中961）分層結(jié)構(gòu)圖3-28協(xié)議棧的精簡與比較二、分層協(xié)議結(jié)構(gòu)典型的承載網(wǎng)絡(luò)只需要物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，而幀中繼的分層設(shè)計(jì)取消了網(wǎng)絡(luò)層大部分功能，剩余功能壓到了數(shù)據(jù)鏈路層，而且數(shù)據(jù)鏈路層只保留了“核心”功能，層次和功能的簡化