第二章綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）2.1ISDN的基本概念2.2ISDN業(yè)務(wù)2.3ISDN的結(jié)構(gòu)2.4ISDN協(xié)議2.5ISDN的演進2.1ISDN的基本概念從這個定義可以看出ISDN有三個基本特性：端到端的數(shù)字連接、綜合的業(yè)務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口。1．端到端的數(shù)字連接ISDN是一個數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的一切信號都以數(shù)字形式進行傳輸與交換。2．綜合的業(yè)務(wù)由于ISDN實現(xiàn)了端到端的數(shù)字連接，因此，從理論上講，任何形式的原始信號只要能夠轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，都可以利用ISDN來進行傳送和交換，實現(xiàn)用戶間的通信。3．標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)化、多用途的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口是ISDN的關(guān)鍵。為保證ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的通用性，ITU建議了幾種接口的標(biāo)準(zhǔn)，對于接口上的信道速率、信道組成、插頭插座的形狀、控制信號格式及通信過程等都有明確的規(guī)定。2.2ISDN業(yè)務(wù)2.2.1ISDN基本業(yè)務(wù)ISDN基本業(yè)務(wù)是指ISDN向用戶提供的基本服務(wù)，它是由承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)兩種基本業(yè)務(wù)組成。圖2.1表示承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)的范圍及功能。圖2-1ISDN的承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)1．承載業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)是單純的信息傳送業(yè)務(wù)，由網(wǎng)絡(luò)提供，任務(wù)是將信息由一個地方搬運到另一個地方而不作任何處理。

承載業(yè)務(wù)是ISDN交換機提供的信息傳送能力。ITU-T主要從以下6個方面來定義每一項ISDN承載業(yè)務(wù)：①信息傳送方式；②信息傳送速率；③信息傳送能力；④信息傳送結(jié)構(gòu)；⑤通信的建立；⑥對稱性。2．用戶終端業(yè)務(wù)ISDN的用戶終端業(yè)務(wù)是一種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，包含了OSI模型l～7層的全部功能。用戶終端業(yè)務(wù)是在人和終端的接口上提供，而不是在S/T參考點上提供，因此用戶終端業(yè)務(wù)既包含了網(wǎng)絡(luò)的功能，又包含了終端設(shè)備的功能。圖2-2表示了四種提供ISDN用戶終端業(yè)務(wù)的方式。圖2-2提供用戶終端業(yè)務(wù)的方式以下給出了7種常見的用戶終端業(yè)務(wù)。（1）電話（Telephony）（2）智能用戶電報（Teletex）（3）4類傳真（Telefax4）（4）可視圖文（Videotex）（5）用戶電報（Telex）（6）高保真電話業(yè)務(wù)（Telephony7kHz）（7）微機通信（PC-Communication）2.3ISDN的結(jié)構(gòu)2.3.1ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ITU-T在I.300建議中對ISDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行了描述，其基本結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。從圖中可以看到ISDN的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)功能和ISDN的信令系統(tǒng)。圖2-3ISDN的基本結(jié)構(gòu)ISDN終端設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口接入ISDN網(wǎng)絡(luò)。窄帶ISDN有兩種不同速率的接口。①基本速率接口（BasicRateAccess，BRA），速率為144kbit/s，支持2條64kbit/s的用戶信道和一條16kbit/s的信令信道。②一次群速率接口（PrimaryRateAccess，PRA），其速率和PCM一次群速率相同（2048kbit/s或1544kbit/s），支持30條或23條64kbit/s的用戶信道和一條64kbit/s的信令信道。2.3.2ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口1.ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的參考配置ISDN用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的參考配置（參考模型）如圖2.4所示，它是ITU-T對用戶—網(wǎng)絡(luò)接口進行標(biāo)準(zhǔn)化而建立的一種抽象化的接口安排，它給出了需要標(biāo)準(zhǔn)化的參考點和與之相關(guān)的各種功能群。圖2-4ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口參考配置功能群（FunctionalGroup）：圖2-4中的方框表示功能群。參考點（ReferencePoint）：圖2-4中十字交叉點表示參考點。2．參考點（1）U參考點U參考點是網(wǎng)絡(luò)與用戶之間的線路接口，又稱“U接口”。（2）S參考點和T參考點S參考點是ISDN終端（TE1或TA）與網(wǎng)絡(luò)終端NT之間的線路接口，又稱為S接口。

T參考點是1類網(wǎng)絡(luò)終端（NT1）與2類網(wǎng)絡(luò)終端（NT2）之間的線路接口，又稱為T接口。

二進制碼與AMI碼的對應(yīng)關(guān)系如圖2.5所示。（3）R參考點R參考點是非標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端接口，又稱R接口，如RS232接口、IEEE488接口、模擬電話接口等。圖2-5線路編碼3．功能群（1）網(wǎng)絡(luò)終端1（NetworkTerminalType1，NT1）NT1提供U接口和S/T接口，用于連接ISDN終端和ISDN交換機的設(shè)備，主要功能是在U接口和S/T接口之間進行碼型轉(zhuǎn)換，如中國標(biāo)準(zhǔn)的2B1Q/AMI碼型轉(zhuǎn)換。（2）網(wǎng)絡(luò)終端2（NetworkTerminalType2，NT2）NT2又稱為智能的網(wǎng)絡(luò)終端，可以包含OSI1～3層的功能。（3）1類終端設(shè)備（TerminalEquipmentType1，TE1）TE1是ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端，它具有標(biāo)準(zhǔn)S接口，可以通過S接口直接與NT1或NT2相連。（4）2類終端設(shè)備（TerminalEquipmentType2，TE2）TE2是指非ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端，它不具備S接口，不能直接與NT1或NT2相連。必須通過TA（終端適配器）接入S接口。（5）終端適配器（TerminalAdaptor，TA）TA完成適配器功能（包括速率適配及協(xié)議轉(zhuǎn)換），使TE2能接入ISDN的標(biāo)準(zhǔn)接口。4．接入配置定義了用戶－網(wǎng)絡(luò)接口的功能群和參考點之后，ITU-T在此基礎(chǔ)上建議了各種可能的物理配置（如圖2-6所示）。圖2-6用戶—網(wǎng)絡(luò)接口物理配置舉例5．信道結(jié)構(gòu)ISDN信道類型是指用戶—網(wǎng)絡(luò)接口的信道通路類型。（1）B信道（BearerChannel，承載信道）（2）D信道（DemandChannel，指令/信令信道）

（3）H信道6．接口結(jié)構(gòu)I.412建議為用戶—網(wǎng)絡(luò)接口規(guī)定了兩種接口結(jié)構(gòu)，即基本速率接口結(jié)構(gòu)和一次群速率接口結(jié)構(gòu)，這兩種接口結(jié)構(gòu)對應(yīng)了兩種不同的接入能力。（1）基本速率接口結(jié)構(gòu)（BasicRateInterfaceStructure）（2）一次群速率接口結(jié)構(gòu)（PrimaryRateInterfaceStructure）2.3.3ISDN的地址結(jié)構(gòu)由于ISDN是在電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，因此，它的編號制度應(yīng)滿足以下兩個條件：一是和現(xiàn)有電話網(wǎng)的交換設(shè)備相兼容；二是能夠和現(xiàn)有公用網(wǎng)的編號制度互通。ITU-T在I.330和I.331建議中對ISDN的編號制度進行了設(shè)計，這種編號制度具有以下特點。①ISDN的編號制度以目前電話網(wǎng)的編號制度（由ITU-TE.163建議規(guī)定）為基礎(chǔ)，并將E.163建議所規(guī)定的電話網(wǎng)的國家號碼來作為ISDN的國家號碼。②ISDN的編號與業(yè)務(wù)類型（如數(shù)據(jù)或話音）及連接性能特性無關(guān)。③ISDN編號是十進數(shù)字序列（不使用字母）。④ISDN和ISDN的互通只需使用ISDN號碼就能實現(xiàn)。圖2.7是一個ISDN地址和號碼關(guān)系的例子，在這個例子中，一些終端連接到NT2（PBX或LAN），NT2作為一個整體，具有一個ISDN號碼，而每一個終端具有不同的ISDN地址。圖2-7ISDN地址和號碼關(guān)系舉例

圖2-8表示ISDN的地址結(jié)構(gòu)。ISDN地址由四部分組成。圖2-8ISDN的地址結(jié)構(gòu)（1）國家號碼（CountryCode，CC）（2）國內(nèi)終點號碼（NationalDestinationCode，NDC）（3）ISDN用戶號碼（SubscriberNumber，SN）（4）ISDN子地址（Subaddress）2.4ISDN協(xié)議2.4.1ISDN協(xié)議的結(jié)構(gòu)模型基于OSI模型，ITU-T在I.320建議中為ISDN協(xié)議設(shè)計了一個立體的結(jié)構(gòu)模型（如圖2-9所示）。（1）控制平面C（2）用戶平面U（3）管理平面M圖2-9通用ISDN協(xié)議模型2.4.2用戶—網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議用戶終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的控制協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖2-10所示。在這個接口上的信道主要有兩類：B信道和D信道。圖2-10用戶網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議結(jié)構(gòu)在第1層上，因為B信道和D信道復(fù)用在同一個物理傳輸媒體上，所以這兩種信道使用相同的協(xié)議：I.430和I.431建議分別是基本速率接口和一次群速率接口的第1層協(xié)議。從第2層向上，B信道和D信道開始使用不同的協(xié)議。1．物理層協(xié)議（I.430/I.431建議）I.430/I.431建議（或簡稱I.430/I.431）是S/T參考點上的物理層協(xié)議，其中I430是關(guān)于基本速率接口（2B+D）的協(xié)議，I.431是關(guān)于一次群速率接口（30B+D）的協(xié)議。（1）參考配置ISDN基本速率接口S/T參考點的參考配置如圖2.11所示。圖2-11S/T接口的參考配置圖2-11S/T接口的參考配置（2）線路編碼由于TE和NT之間的傳輸距離很短（≤lkm），因此，S/T接口采用四線傳送，以簡化接收和發(fā)送設(shè)備。（3）幀結(jié)構(gòu)在用戶—網(wǎng)絡(luò)接口基本速率接口的S/T參考點上信號幀的結(jié)構(gòu)如圖212所示，從圖中可以看出，三個信道（二個64kbit/s的B信道和一個16kbit/s的D信道）以同步時分的方式復(fù)用在同一條線路上，其信號組織成固定長度的幀，并按照一定的周期重復(fù)傳送。圖2-12基本速率接口S/T參考點的信號幀結(jié)構(gòu)（4）幀和復(fù)幀同步（5）D信道接入競爭（6）激活和解除激活第1層的激活和解除激活過程由第2層通過原語（Primitive）來激發(fā)的，TE和NT的第1層和第2層之間的原語有：PH-AR（ActivateRequest）：激活請求；PH-AI（ActivateIndication）：激活指示；PH-DI（DeactivateIndication）：解除激活指示。此外，第1層的激活/解除激活受到管理實體的控制。第l層和管理實體之間的原語有：MPH-AI（ActivateIndication）：激活指示；MPH-DR（DeactivateRequest）： 解除激活請求；MPH-DI（DeactivateIndication）： 解除激活指示；MPH-EI（ErrorIndication）：錯誤指示。2．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層協(xié)議LAP-D（I.440/I.441建議）（1）總體考慮LAP-D的主要功能如下。①幀的分割、同步和透明傳輸。②將D信道上需要傳送的信息按照一定的格式組裝成幀；并實現(xiàn)接收和發(fā)送之間的同步；采取一定的措施來保證信息的透明傳輸。③同一D信道上多個數(shù)據(jù)鏈路的復(fù)用。④允許在同一D信道上建立多條數(shù)據(jù)鏈路，并使它們相互獨立地工作。⑤保持幀接收的順序和發(fā)送的順序一致。⑥檢測數(shù)據(jù)鏈路上的傳輸錯誤，格式錯誤和操作錯誤，用重發(fā)的方法來糾正傳輸錯誤。⑦當(dāng)發(fā)生了不可糾正的錯誤時通知管理實體。⑧進行流量控制。⑨物理層的激活管理。⑩接收器和發(fā)送器之間進行工作速度的協(xié)調(diào)。LAP-D提供兩種信息傳送方式。 ①非證實信息傳送方式（UnacknowledgedInformationTransferMode）

②證實信息傳送方式（AcknowledgedInformationTransferMode）（2）幀結(jié)構(gòu)LAP-D的幀結(jié)構(gòu)如圖2-13所示。一幀由5種字段組成：標(biāo)志段F、地址段A、控制段C、信息段I和幀檢驗序列段FCS。圖2-13LAP-D的幀結(jié)構(gòu)①F：標(biāo)志段（Flag）標(biāo)志段的作用是標(biāo)志一幀的開頭和結(jié)尾，它用一個特殊的8比特碼組“01111110”表示。比特填充的原理如圖2-14所示。圖2-14比特填充原理②A：地址段（Address）地址段的主要用途是標(biāo)志D信道上的多個數(shù)字鏈路，地址段的長度是16bit，包括TEI，SAPI，C/R，EA等4個組成部分，格式如圖2-15所示。圖2-15地址段格式圖2-16D信道上的多重數(shù)據(jù)鏈路連接③C：控制段（Control）LAP-D定義了3種類型的幀。信息幀（I幀）用來傳送用戶數(shù)據(jù)，但在傳用戶數(shù)據(jù)的同時，I幀還捎帶傳送流量控制和差錯控制信息，以保證用戶數(shù)據(jù)的正確傳送。監(jiān)視幀（S幀）專門用來傳送控制信息，當(dāng)流量和差錯控制信息沒有I幀可以“搭乘”時，需要用S幀來傳送。未編號幀（U幀）有兩個用途：傳送鏈路控制信息以及按非證實方式傳送用戶數(shù)據(jù)。這3種幀的控制段的格式是不同的（如圖2-17所示）。圖2-17控制段格式④I：信息段（Information）信息段僅在I幀和某些U幀中出現(xiàn)，S幀不含信息段。⑤FCS：幀檢驗序列（FrameCheckSequence，F(xiàn)CS）FCS是錯誤檢測碼，長度為16bit，由發(fā)送端根據(jù)所需發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容，按照一定的算法計算而產(chǎn)生。（3）幀交換過程（4）管理功能LAP-D除了實現(xiàn)幀交換之外，還具有一定的管理功能。（5）LAP-D和相鄰層及管理實體之間的原語LAP-D和第1層和第3層以及管理實體之間的通信是通過原語來實現(xiàn)的。3．第3層呼叫控制協(xié)議（I.450/I.451建議）