四四ISDN交换技术交换技术主要内容主要内容nISDN的基本概念的基本概念nISDN的交换技术的交换技术nISDN交换机的一般结构交换机的一般结构2数字通信技术数字通信技术公共信道信令技术公共信道信令技术开放系统互连技术开放系统互连技术1.1 ISDN的基本特征的基本特征ISDN的技术基础的技术基础9承载业务（承载业务（bearer service）用户终端业务（用户终端业务（teleservice）补充业务（补充业务（supplementary service）CCITT将将ISDN业务划分为三大类：业务划分为三大类：1.2 ISDN的业务的业务10 承载业务承载业务是由网络提供的信息传送服务，其任务是将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。这类业务仅包含口，对信息本身不作任何处理。这类业务仅包含OSI 1-3OSI 1-3层的功能。层的功能。 CCITTCCITT采采用用特特征征方方法法对对每每项项承承载载业业务务作作出出精精确确的的定定义义。所所谓谓特特征征就就是是业业务务的的特特征征描描述述。对对于于承承载载业业务务，CCITTCCITT定定义义了了1313个个特特征征，每每个个特特征征规规定定有有若若干干个个特特征征值值，给给定定所所有有特征的特征值组合就可以无歧义地定义一项业务。特征的特征值组合就可以无歧义地定义一项业务。1.2 ISDN的业务的业务承载业务承载业务11在13个特征中，前4个最为重要，称作主要特征，它们是：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、2 X 64、384、1536和 1920kbit/s 5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：承载业务的特征：12CCITT建议提供的承载业务（11种）：电路方式承载业务：1）64kbit/s，8kHz结构，不受限制的数字信息2）64kbit/s，8kHz结构，话音3）64kbit/s，8kHz结构，3.1kHz音频4）64kbit/s，8kHz结构，交替用于话音/不受限制的数字信息5）2 X 64kbit/s，8kHz结构，不受限制的数字信息6）384kbit/s，8kHz结构，不受限制的数字信息7）1536kbit/s，8kHz结构，话音8）1920kbit/s，8kHz结构，3.1kHz音频承载业务的种类：承载业务的种类：13分组方式承载业务分组方式承载业务：1）虚呼叫和永久虚电路）虚呼叫和永久虚电路2）D信道上的非连接型信道上的非连接型3）用户信令）用户信令承载业务的种类：承载业务的种类：14 用户终端（用户终端（teleserviceteleservice）业务是由网络和终端设备共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，它包含了的基础上增加了高层功能而形成的，它包含了OSI 1OSI 17 7层层的全部功能。的全部功能。 CCITTCCITT定定义义的的用用户户终终端端业业务务有有：电电话话、2 23 3类类传传真真、4 4类类传传真真、智智能能用用户户电电报报、可可视视图图文文、用用户户电电报报、可可视视电电话话、会议电视等。会议电视等。 1.2 ISDN的业务的业务用户终端业务用户终端业务15 ITU-T标准化的补充业务（supplementary service）有7大类，共26种。（l l）号码识别类业务号码识别类业务 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 2）呼叫提供类业务呼叫提供类业务 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。1.2 ISDN的业务的业务补充业务补充业务16（3 3）呼叫完成类业务）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 4）多方通信类业务多方通信类业务 有会议呼叫（CONF）和三方业务（ 3 PTY）。（5 5）社团性业务社团性业务 有闭合用户群（CUG）和专用编号计划（PNP）。（6 6）计费类业务计费类业务 有计费通知（AOC）和反向计费（REV）（7 7）附加信息传送类业务附加信息传送类业务 有用户用户信令业务（UUS）。1.2 ISDN的业务的业务补充业务补充业务171.3 ISDN的用户的用户网络接口网络接口qISDN的基本结构的基本结构qISDN的用户的用户-网络接口网络接口qISDN的接口结构的接口结构qISDN的信道结构的信道结构18TETEISDN 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的基本结构的基本结构19ISDN具有三种不同的信令具有三种不同的信令： 用户用户- -网络信令网络信令( (I.430/I.431I.430/I.431、Q.921Q.921、Q.931)Q.931) 网络内部信令（网络内部信令（7 7号信令号信令ISUPISUP） 用户用户- -用户信令用户信令 ISDN网络具有多种能力网络具有多种能力：电路交换能力电路交换能力 分组交换能力分组交换能力 无交换连接能力无交换连接能力 公共信道信令能力公共信道信令能力1、ISDN的基本结构的基本结构20目前用户目前用户- -网络接口的现状：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）接对用户对用户-网络接口的要求：网络接口的要求： 通用性、可移动性、隔离性2、ISDN的用户的用户-网络结构网络结构21NT1NT2TE2TE1TATSSRU54152ISDN用户用户-网络接口的参考配置网络接口的参考配置22功能群功能群（Function GroupFunction Group）：）： 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。参考点参考点（Reference PointReference Point）：）： 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用户用户-网络接口的参考点和功能群网络接口的参考点和功能群23网络终端网络终端1（NT1：Network Termination 1） 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，具有线路维护功能，支持多个信道的传输，具有解决D信道竞争能力，支持多个终端设备同时接入。网络终端网络终端2（NT2：Network Termination 2） NT2又叫做智能的网络终端，它可以包含OSI13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。ISDN用户用户-网络接口的功能群定义：网络接口的功能群定义：241 1类终端设备类终端设备（TE1：Terminal Equipment Type 1） 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13层的功能以及面向某种应用的高层功能。2类终端设备类终端设备（TE2：Terminal Equipment Type 2） 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）。终端适配器终端适配器（TA：Terminal Adaptor） 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。 ISDN用户用户-网络接口的功能群定义：网络接口的功能群定义：25UNI接入配置（接入配置（1）NT1NT2STUTE1（1）物理设备与逻辑功能群一一对应NT1NT2STUTATE2RSNT2NT1UTE1（2）NT2与NT1合并，T参考点消失NT2NT1SUTATE2R26NT1TE1NT2TU（3）NT2与TE1或TA合并，S参考点消失NT1TANT2TUTE2RNT1S/TUTE1（4）NT2不存在，S、T参考点重合NT1S/TUTATE2RUNI接入配置（接入配置（2）27（1）总线方式（无NT2）NT1SUTE1TTE1.TE1SS多个终端接入同一个多个终端接入同一个UNI（1）28（2）星形连接（无NT2）NT1提供多个S/T接口，每个接口接一个终端UNT1STE1TTE1.TE1多个终端接入同一个多个终端接入同一个UNI （2）29（3）星形连接（含NT2）NT1SUTE1TTE1.TE1NT2多个终端接入同一个多个终端接入同一个UNI （3）30（4）总线方式（含NT2）NT1SUTE1TTE1.TE1NT2SS多个终端接入同一个多个终端接入同一个UNI （4）31 （5）多NT1，单NT2NT1SUTE1TTE1.TE1NT2NT1NT1.SSTTUU多个终端接入同一个多个终端接入同一个UNI （5）32（6）NT1提供第1层复用NT1SUTE1TTE1.TE1NT2.SSTT多个终端接入同一个多个终端接入同一个UNI （6）33 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 B信道信道：64kbit/s D D信道信道：16或64kbit/s H H信道信道： H0信道：384kbit/s H11信道：1536 kbit/s （适用于PCM24路系统） H12信道：1920 kbit/s （适用于PCM3032路系统）3、ISDN的信道结构：的信道结构：34基本入口（基本入口（BRI-Basic Rate Interface）: : 它包括两条64kbit/s双工B信道和一条16kbits双工的D信道（2BD），总的速率是144kbits。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192kbits。一次群速率入口（一次群速率入口（ PRI-Primary Rate Interface）: :在欧洲和中国： 一次群速率入口的比特率为：2048kbits 接口结构为： 30BD在美国、加拿大和日本： 一次群速率入口的比特率为：1544kbits 接口结构为： 23BD4、ISDN的接口结构：的接口结构：35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+D19216B23B+D30B+D15442048PRIH04 H03 H0 +D5 H0 +D154415442048H1H11H12 +D15442048B/ H0nB+m H0 +D192644、ISDN的接口结构：的接口结构：362、ISDN的交换技术的交换技术n数字用户接口数字用户接口nISDN协议协议n分组呼叫处理分组呼叫处理n多速率交换多速率交换371、数字用户线技术：、数字用户线技术： 在现有的二线模拟用户线上双向传送在现有的二线模拟用户线上双向传送BRI速率的高速速率的高速数字信号是数字信号是ISDN实现的关键技术之一。实现的关键技术之一。 有三种技术可用来解决这一问题：有三种技术可用来解决这一问题： 频分发（频分发（FDM） 时间压缩法时间压缩法(亦称乒乓法亦称乒乓法)（TCM） 回波抵消法（回波抵消法（EC） 2.1 数字用户接口数字用户接口382、U接口标准：接口标准： U接口没有统一的国际标准，普遍采用的标准有接口没有统一的国际标准，普遍采用的标准有ANSI和和ETSI两大标准，这两个标准都包含有以下主要部分：两大标准，这两个标准都包含有以下主要部分： 线路码型线路码型：目前普遍采用的码型有：目前普遍采用的码型有2B1Q和和4B3T 帧结构帧结构：1复帧复帧=8帧，帧，1帧帧=240bit， U口速率口速率=160kbit/s，1帧传送时间帧传送时间=1.5ms11819234235240同步字同步字2B+D数据数据操作维护信息操作维护信息供电供电：激活激活：2.1 数字用户接口数字用户接口393、数字用户电路：、数字用户电路： 数字用户电路是数字用户电路是ISDN交换机的一类重要的外围接口电交换机的一类重要的外围接口电路，其地位相当于电话交换机中的模拟用户电路。它一般路，其地位相当于电话交换机中的模拟用户电路。它一般包括包括LT和和ET两大部分功能：两大部分功能：LT：完成完成U接口的功能。接口的功能。ET：B、D信道分离和复合信道分离和复合 B信道至交换机内部的时隙交换信道至交换机内部的时隙交换 D信道信令数据和分组数据的分离信道信令数据和分组数据的分离 D信道信令协议处理信道信令协议处理 电路板和交换机主处理机间的通信电路板和交换机主处理机间的通信2.1 数字用户接口数字用户接口40通用通用ISDN协议模型协议模型2.2 ISDN协议协议控控制制平平面面C：是关于控制信令的协议，共分七层，它覆盖了所有对呼叫和对网络性能的控制。用用户户平平面面U：是关于用户信息的协议，也分七层，它覆盖了在用户信息传送的信道上实行数据交换的全部规则。管管理理平平面面M：不分层，是关于终端ISDN节点内部操作功能的规则。 41ISDN协议的相互关联协议的相互关联42UNI协议协议 ISDN UNI信令指的是S/T接口上的信令协议，由D信道传送，它由3层协议组成：物理层、数据链路层和呼叫控制层，统称为1号数字用户信令（DSS1：Digital Subscriber Signaling No.1）。321TE1321NT2321ET11NT1LTSTU内部DSS1的分层协议分布43物理层协议（物理层协议（I.430）/I.431nS/T接口的参考配置n线路编码n帧结构n比特同步、帧同步、复帧同步nD信道接入竞争n激活和去激活nS/T接口物理特性n供电44数据链路层协议数据链路层协议LAP-D(I.440/I.441)LAP-D的主要功能：帧的分割、同步和透明传送同一D信道上多个数据链路的复用保持接收的帧顺序和发送的帧顺序一致检测数据链路上的传输错误、格式错误和操作错误用重发的方法来纠正传输错误当发生了不可纠正的错误时通知管理实体进行流量控制45数据链路层协议数据链路层协议LAP-D(I.440/I.441)FFACIFCS01C/RSAPITEI11617LAPD帧结构SAPI服务接入点标识，ITU-T已定义的SAPI值有：SAPI=0 呼叫控制过程（即 Q.931信令实体）；SAPI=16 X.25分组级协议实体；SAPI=63 第2层管理实体；46TEI（终端设备标识）： 用来识别同一UNI接口上可能连接的多个终端。 ITU-T定义的TEI值范围为: TEI=0-63 非自动分配TEI的终端设备； TEI=64-126 自动分配TEI的终端设备； TEI=127 广播地址。TEI+SAPI：合称为DLCI，它标识一条逻辑数据链路。一个 D信道上可复用多条数据链路。数据链路层协议数据链路层协议LAP-D(I.440/I.441)47D信道数据链路的复用数据链路层协议数据链路层协议LAP-D(I.440/I.441)48呼叫控制协议（呼叫控制协议（I.450/I.451）DSS1的第3层为呼叫控制层，标准协议为I.450/I.451，也就是Q.930/ Q.931 ，其作用为建立和释放B信道连接，采用基于消息的信令控制过程。用于基本呼叫控制的Q.931消息有4大类，分别为呼叫建立消息（7个）、呼叫信息传递消息（6个）、呼叫清除消息（5个）和其它消息（4个），共22个消息。 49基本呼叫信令过程基本呼叫信令过程50 ISDN的NNI信令指的就是ISUP（7号信令的ISDN用户部分），其地位和TUP （7号信令的电话用户部分）相当，许多消息名也和TUP相同，但其功能要复杂得多，消息内容也更为丰富。NNI协议协议512.3 分组呼叫处理分组呼叫处理ISDN可以以两种方式来支持分组型终端设备的通信： 一种是以电路交换的方式将分组型终端接入分组交换公用数据网（PSPDN），这种方式叫做CASE A； 另一种方式是在ISDN内部增加分组处理器PH（Packet andler），提供虚电路业务，分组终端以分组交换方式接到PH ，这种方式叫做CASE B。 521、电路交换方式接入、电路交换方式接入PSPDN（CASE A） PSPDN中有一个入口单元AU（access unit）来提供网间互通功能，ISDN利用B信道将分组终端以电路方式连到PSPDN，由PSPDN来提供终端之间的通信。用户分两个阶段来建立呼叫：1）建立和AU之间的连接，使终端通过B信道连到AU。2）按照X.25建议在B信道中建立虚电路。ISDNTETE分组网AUB信道电路交换通路532、ISDN虚电路承载业务（虚电路承载业务（CASE B） ISDN的虚电路业务可以在B信道上或D信道上提供，但不同信道的虚电路建立过程是不同的。B信道上的虚电路业务： 如果分组终端希望利用B信道来传送分组数据，它首先必须利用D信道送信令来控制B信道的连接，等接到ISDN网内的分组处理器PH后，再向PH送X.25分组请求建立虚电路，终端可在B信道上建立多条虚电路。D信道上的虚电路业务： 如果两个ISDN分组终端之间传送的数据量不是很大时，则可以利用D信道来建立虚电路。54ISDNTETE分组网PHB信道分组交换通路B信道上的虚电路业务信道上的虚电路业务55SABMEUASETUPCALL PROCEEDINGCONNECTSABMUAX.25呼叫请求SABMESETUPUACONNECTCONNECT ACKSABMEUAX.25呼叫到来X.25呼叫接收X.25呼叫证实TETEEX PHPH EX数据传送D信道信令D信道信令B信道X.25过程B信道X.25过程B信道上的虚电路业务信道上的虚电路业务56D信道上的虚电路业务信道上的虚电路业务ISDNTETE分组网D信道分组交换通路D信道端口PH57SABMEUAX.25呼叫请求SABMESETUPUASETUP ACKRELEASESABMEUAX.25呼叫到来X.25呼叫接收X.25呼叫证实TETEEX PHPH EX数据传送D信道上的虚电路业务信道上的虚电路业务RELEASE COMPLETED信道信令D信道X.25过程D信道X.25过程583、ISDN交换机交换机DTBRIDTTUP中继DTISUP中继PHIPHI中继PH中继接口分组接口ETLTETLTETLTASLCSTN7MFC中继PRI模拟用户线信令接口BRI用户接口V1V6V3交换网络控制终端59小结（小结（ISDN交换技术）交换技术）ISDN的三个基本特性的三个基本特性最基本的四种承载业务及其含义最基本的四种承载业务及其含义用户用户-网络接口的参考模型网络接口的参考模型接口种类及接口种类及D信道协议信道协议数字用户电路技术数字用户电路技术分组交换功能分组交换功能CASE A、CASE B的提供的提供 ISDN交换机的一般结构交换机的一般结构60