第一課 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN基本概念

課程目的

1. 介紹ISDN基本概念、術(shù)語(yǔ)及ISDN相對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)

2 理解ISDN協(xié)議分層模型

3 理解ISDN接口：

3.1 ISDN的T1和E1接口幀結(jié)構(gòu)
3.2 LAPD幀格式和消息
3.3 Q.931消息類型和信息單元

4. ISDN數(shù)據(jù)鏈路連結(jié)DLC的建立過(guò)程描述

5 ISDN網(wǎng)絡(luò)層的呼叫建立和拆鏈

　　綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN是綜合數(shù)字網(wǎng)的延伸，該標(biāo)準(zhǔn)的提出打破了傳統(tǒng)的電信網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的界線，并使得各種用戶的各種業(yè)務(wù)需求能得以實(shí)現(xiàn)；另一個(gè)突出特點(diǎn)是它不是從業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)本身去尋求統(tǒng)一，二是抓住了所有這些業(yè)務(wù)的本質(zhì)：服務(wù)于用戶，即改變了以往按業(yè)務(wù)組網(wǎng)的方式，從用戶的觀點(diǎn)去設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，避免了網(wǎng)路資源和號(hào)碼資源的大量浪費(fèi)。為了進(jìn)一步適應(yīng)人們對(duì)各種寬帶和可變速率業(yè)務(wù)需要（包括話音、數(shù)據(jù)、多媒體、寬帶視頻廣播等各種業(yè)務(wù)），又提出了B-ISDN（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)），并稱原來(lái)的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)為N-ISDN（窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）。為了克服N-ISDN的固有局限性，B-ISDN不再維護(hù)原有的電話網(wǎng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)體系，提出了全新的傳輸和交換技術(shù)，快速分組交換的ATM技術(shù)作為核心技術(shù)。但是由于市場(chǎng)和技術(shù)原因， ATM技術(shù)不僅僅為B-ISDN服務(wù)而與現(xiàn)有N-ISDN系統(tǒng)共同成為用戶話音、數(shù)據(jù)及多媒體等業(yè)務(wù)的承載技術(shù)。所以，我們將陸續(xù)地分別介紹ISDN和ATM的基本概念，并就其相互關(guān)系進(jìn)行探討。

1. ISDN概念模型

1.1 ISDN的提出

　　ISDN的提出最早為了綜合電信網(wǎng)的多種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。由于傳統(tǒng)通信網(wǎng)是業(yè)務(wù)需求推動(dòng)的，所以各個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)如電話網(wǎng)、電報(bào)網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)等各自獨(dú)立且業(yè)務(wù)的運(yùn)營(yíng)機(jī)制各異，這樣對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商而言運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)復(fù)雜，資源浪費(fèi)；對(duì)用戶而言，業(yè)務(wù)申請(qǐng)手續(xù)復(fù)雜、使用不便、成本高；同時(shí)對(duì)整個(gè)通信的發(fā)展來(lái)說(shuō)，這種異構(gòu)體系對(duì)未來(lái)發(fā)展適應(yīng)性極差。于是將話音、數(shù)據(jù)、圖像等各種業(yè)務(wù)綜合在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)成為一種必然，這就是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(Integrated Services Digital Network)的提出。

1.2 ISDN的概念模型

1.2.1 ISDN的定義

按照原CCITT的定義，ISDN是以提供了端到端的數(shù)字連接的綜合數(shù)字電話網(wǎng)IDN為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的通信網(wǎng)，用以支持電話及非話的多種業(yè)務(wù)；用戶通過(guò)一組有限的標(biāo)準(zhǔn)用戶網(wǎng)絡(luò)接口接入ISDN網(wǎng)內(nèi)。即ISDN：

(1) 是通信網(wǎng)；
(2) 以電話網(wǎng)、IDN為基礎(chǔ)發(fā)展而成；
(3) 支持端到端(End-to-End)的數(shù)字連接；
(4) 支持各種通信業(yè)務(wù)；
(5) 支持話音類及非話業(yè)務(wù)；
(6) 提供標(biāo)準(zhǔn)的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)；
(7) 使得用戶能通過(guò)一組有限個(gè)多用途的UNI接入ISDN。

1.2.2 概念模型

1.2.2.1 業(yè)務(wù)綜合

　　ISDN概念中的業(yè)務(wù)綜合的核心是從用戶端出發(fā)，建立了一套標(biāo)準(zhǔn)的用戶和網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議體系(UNI：User-Network Interface)。同時(shí)給出了各ISDN網(wǎng)絡(luò)間互聯(lián)的NNI接口。這樣，非常簡(jiǎn)單的統(tǒng)一了開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，提供了一個(gè)廠商間開放的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。見下圖。

1.2.2.2 ISDN的承載業(yè)務(wù)類型

在ISDN概念模型中，各種業(yè)務(wù)類型按照業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)率分為兩級(jí)(見下圖)：

◆基本速率接口(BRI：Basic Rate Interface)，該速率由兩個(gè)承載信道和一個(gè)數(shù)據(jù)控制信道構(gòu)成，稱為2B+D，其中B(Bearer)為標(biāo)準(zhǔn)PCM速率64kbps，D(Data)為16kbps。該速率適用于家用或小型企業(yè)需要。

◆基群速率接口(PRI：Primary Rate Interface)，該速率支持T1(23B+D：1.544Mbps)和E1(30B+D：2.048Mbps)，適用于大容量用戶或集團(tuán)用戶。(D：64kbps) 其中T1主要適用于日本和北美地區(qū)，E1適用于歐洲和中國(guó)等地區(qū)。

1.2.2.3 ISDN協(xié)議模型

●ISDN協(xié)議分層
參照OSI參考模型，ISDN分為四層，如下圖所示:

第一層：物理層，規(guī)定了ISDN各種設(shè)備的電氣機(jī)械特性，及物理電氣信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)；
第二層：數(shù)據(jù)鏈路層，完成物理連接間的數(shù)據(jù)成幀/解幀及相應(yīng)的糾錯(cuò)等功能，向上層提供一條無(wú)差錯(cuò)的通信鏈路；
第三層：網(wǎng)絡(luò)層，進(jìn)行路由選擇、數(shù)據(jù)交換等，負(fù)責(zé)把端到端的消息正確地傳遞到對(duì)端。
而其中的第四層描述進(jìn)程間通信、與應(yīng)用無(wú)關(guān)的用戶服務(wù)及其相關(guān)接口和各種應(yīng)用，這部分協(xié)議不在ISDN規(guī)定之內(nèi)，由相關(guān)應(yīng)用決定。

●層間信息交換 層間通信在各層提供的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)(SAP)依靠消息原語(yǔ)（Message Primitives）進(jìn)行。見下圖。

　　《N》層的信息交換在各開放系統(tǒng)《N》層的信息交換實(shí)體(Entity，稱《N》實(shí)體)間進(jìn)行。《N》實(shí)體按照《N》協(xié)議和其他《N》實(shí)體共同完成《N》功能。《N+1》實(shí)體利用《N》實(shí)體提供的功能完成相互間的通信�！禢》層向《N＋1》提供的通信功能稱作《N》業(yè)務(wù)�！禢》實(shí)體向《N＋1》實(shí)體提供《N》業(yè)務(wù)的邏輯接口稱為《N》業(yè)務(wù)接入點(diǎn)，記為《N》-SAP（Service Access Point），位于各層的邊界上。相鄰層的通信實(shí)體間通過(guò)原語(yǔ)(Primitive)及其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行。原語(yǔ)包括：來(lái)自上層的請(qǐng)求(Request)和響應(yīng)(Response)，來(lái)自下層的指示(Indication)和證實(shí)(Confirmation)四種。在這種相對(duì)獨(dú)立的層間及層內(nèi)邏輯結(jié)構(gòu)下，開放系統(tǒng)的對(duì)等實(shí)體可以無(wú)需關(guān)心其上下層功能的實(shí)現(xiàn)方式，于是它們之間的信息交互進(jìn)一步抽象為一種邏輯連接，稱為《N》連接。

●ISDN功能設(shè)備定義及參考點(diǎn)

ISDN提供如下各類的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備：
TE1：ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備；
TE2：非標(biāo)準(zhǔn)ISDN終端設(shè)備；
NT1：網(wǎng)絡(luò)終端1，標(biāo)志本地環(huán)路的物理終結(jié)，具有用戶傳輸線終端和用

戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)功能；

NT2：網(wǎng)絡(luò)終端2，可以是PABX或局域網(wǎng)LAN；
LE：本地交換設(shè)備，完成用戶本地環(huán)路內(nèi)的設(shè)備間信息交換；
TA：終端適配器，完成非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備到ISDN速率的匹配及協(xié)議轉(zhuǎn)換(它可以在TE2中內(nèi)嵌實(shí)現(xiàn))；

以上各類設(shè)備間的連接接口稱為參考點(diǎn)(見下圖)：

R參考點(diǎn)：位于非標(biāo)準(zhǔn)ISDN設(shè)備（TE2）和TA間；
S參考點(diǎn)：位于標(biāo)準(zhǔn)用戶終端和NT2間；
T參考點(diǎn)：位于NT1和NT2間；
U參考點(diǎn)：只適用于北美地區(qū)，位于NT1和線路終端設(shè)備間；

 

1.3 ISDN的特點(diǎn)

ISDN相對(duì)傳統(tǒng)電信網(wǎng)有很多的優(yōu)點(diǎn)：

• 業(yè)務(wù)的綜合：不同的業(yè)務(wù)可以通過(guò)相同的物理電路進(jìn)行連接，增加新業(yè)務(wù)方便。
• 由于采用了公共信道信令(CCS：Common Channel Signal)，不同業(yè)務(wù)的呼叫建立互相獨(dú)立，且快速方便，更有效的利用了鏈路資源；支持話音和各種非話增值業(yè)務(wù)，如主叫識(shí)別、呼叫轉(zhuǎn)移、可視電話、會(huì)議電話等。
• 采用了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI。