综合业务数字网ISDN基本概念.docx

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综合业务数字网ISDN基本概念

综合业务数字网ISDN基本概念

1.引见ISDN基本概念、术语及ISDN相对传统网络的优点

2了解ISDN协议分层模型

3了解ISDN接口：

3.1ISDN的T1和E1接口帧结构

3.2LAPD帧格式和音讯

3.3Q.931音讯类型和信息单元

4.ISDN数据链路连结DLC的树立进程描画

5ISDN网络层的呼叫树立和拆链

第一课综合业务数字网ISDN基本概念

　　综合业务数字网ISDN是综合数字网的延伸，该规范的提出打破了传统的电信网和数据网之间的界限，并使得各种用户的各种业务需求能得以完成；另一个突出特点是它不是从业务网络自身去寻求一致，二是抓住了一切这些业务的实质：

效劳于用户，即改动了以往按业务组网的方式，从用户的观念去设计规范，设计整个网络，防止了网路资源和号码资源的少量糜费。

为了进一步顺应人们对各种宽带和可变速率业务需求〔包括话音、数据、多媒体、宽带视频广播等各种业务〕，又提出了B-ISDN〔宽带综合业务数字网〕，并称原来的综合业务数字网为N-ISDN〔窄带综合业务数字网〕。

为了克制N-ISDN的固有局限性，B-ISDN不再维护原有的网和数据网体系，提出了全新的传输和交流技术，快速分组交流的ATM技术作为中心技术。

但是由于市场和技术缘由，ATM技术不只仅为B-ISDN效劳而与现有N-ISDN系统共同成为用户话音、数据及多媒体等业务的承载技术。

所以，我们将陆续地区分引见ISDN和ATM的基本概念，并就其相互关系停止讨论。

1.ISDN概念模型

1.1ISDN的提出

　　ISDN的提出最早为了综合电信网的多种业务网络。

由于传统通讯网是业务需求推进的，所以各个业务网络如网、电报网和数据通讯网等各自独立且业务的运营机制各异，这样对网络运营商而言运营、管理、维护复杂，资源糜费；对用户而言，业务央求手续复杂、运用方便、本钱高；同时对整个通讯的开展来说，这种异构体系对未来开展顺应性极差。

于是将话音、数据、图像等各种业务综合在一致的网络内成为一种肯定，这就是综合业务数字网（IntegratedServicesDigitalNetwork）的提出。

1.2ISDN的概念模型

1.2.1ISDN的定义

依照原CCITT的定义，ISDN是以提供了端到端的数字衔接的综合数字网IDN为基础开展起来的通讯网，用以支持及非话的多种业务；用户经过一组有限的规范用户网络接口接入ISDN网内。

即ISDN：

（1）是通讯网；

（2）以网、IDN为基础开展而成；

（3）支持端到端（End-to-End）的数字衔接；

（4）支持各种通讯业务；

（5）支持话音类及非话业务；

（6）提供规范的用户-网络接口（UNI）；

（7）使得用户能经过一组有限个多用途的UNI接入ISDN。

1.2.2概念模型

1.2.2.1业务综合

　　ISDN概念中的业务综合的中心是从用户端动身，树立了一套规范的用户和网络接口协议体系（UNI：

User-NetworkInterface）。

同时给出了各ISDN网络间互联的NNI接口。

这样，十分复杂的一致了开发规范，提供了一个厂商间开放的竞争环境。

见以下图。

1.2.2.2ISDN的承载业务类型

在ISDN概念模型中，各种业务类型依照业务的数据率分为两级（见以下图）：

◆基本速率接口（BRI：

BasicRateInterface），该速率由两个承载信道和一个数据控制信道构成，称为2B+D，其中B（Bearer）为规范PCM速率64kbps，D（Data）为16kbps。

该速率适用于家用或小型企业需求。

◆基群速率接口（PRI：

PrimaryRateInterface），该速率支持T1（23B+D：

1.544Mbps）和E1（30B+D：

2.048Mbps），适用于大容量用户或集团用户。

（D：

64kbps）其中T1主要适用于日本和北美地域，E1适用于欧洲和中国等地域。

1.2.2.3ISDN协议模型

●ISDN协议分层

参照OSI参考模型，ISDN分为四层，如以下图所示:

第一层：

物理层，规则了ISDN各种设备的电气机械特性，及物理电气信号规范；

第二层：

数据链路层，完成物理衔接间的数据成帧/解帧及相应的纠错等功用，向下层提供一条无过失的通讯链路；

第三层：

网络层，停止路由选择、数据交流等，担任把端到端的音讯正确地传递到对端。

而其中的第四层描画进程间通讯、与运用有关的用户效劳及其相关接口和各种运用，这局部协议不在ISDN规则之内，由相关运用决议。

●层间信息交流层间通讯在各层提供的业务接入点（SAP）依托音讯原语〔MessagePrimitives〕停止。

见以下图。

　　«N»层的信息交流在各开放系统«N»层的信息交流实体（Entity，称«N»实体）间停止。

«N»实体依照«N»协议和其他«N»实体共同完成«N»功用。

«N+1»实体应用«N»实体提供的功用完成相互间的通讯。

«N»层向«N＋1»提供的通讯功用称作«N»业务。

«N»实体向«N＋1»实体提供«N»业务的逻辑接口称为«N»业务接入点，记为«N»-SAP〔ServiceAccessPoint〕，位于各层的边界上。

相邻层的通讯实体间经过原语（Primitive）及其相关参数停止。

原语包括：

来自下层的央求（Request）和照应（Response），来自下层的指示（Indication）和证明（Confirmation）四种。

在这种相对独立的层间及层内逻辑结构下，开放系统的对等实体可以无需关心其上下层功用的完成方式，于是它们之间的信息交互进一步笼统为一种逻辑衔接，称为«N»衔接。

●ISDN功用设备定义及参考点

ISDN提供如下各类的规范设备：

TE1：

ISDN规范终端设备；

TE2：

非规范ISDN终端设备；

NT1：

网络终端1，标志本地环路的物理终结，具有用户传输线终端和用

户网络接口（UNI）功用；

NT2：

网络终端2，可以是PABX或局域网LAN；

LE：

本地交流设备，完成用户本地环路内的设备间信息交流；

TA：

终端适配器，完成非规范设备到ISDN速率的婚配及协议转换（它可以在TE2中内嵌完成）；

以上各类设备间的衔接接口称为参考点（见以下图）：

R参考点：

位于非规范ISDN设备〔TE2〕和TA间；

S参考点：

位于规范用户终端和NT2间；

T参考点：

位于NT1和NT2间；

U参考点：

只适用于北美地域，位于NT1和线路终端设备间；

1.3ISDN的特点

ISDN相对传统电信网有很多的优点：

∙业务的综合：

不同的业务可以经过相反的物理电路停止衔接，添加新业务方便。

∙由于采用了公共信道信令（CCS：

CommonChannelSignal），不同业务的呼叫树立相互独立，且快速方便，更有效的应用了链路资源；支持话音和各种非话增值业务，如主叫识别、呼叫转移、可视、会议等。

∙采用了一致的规范用户网络接口UNI。

2.ISDN的协议栈（LayeredProtocolStack）

　　ISDN协议基于OSI参考协议模型，可分为两大局部：

用户-网络接口协议和ISDN网络信令。

二者都是公共信道信令，但其中的网络信令采用SS7〔7号信令〕，这里只引见用户-网络接口协议局部。

2.1物理层

　　物理层协议由ITU-TI.430（BRI）和I.430（PRI）规则。

其功用包括激活、坚持、解除激活，停止比特传达输的物理衔接，同时完成各数据通路的分时复用（TDM）。

其中PRI的帧结构如下：

2.2数据链路层

2.2.1数据链路层的功用如下：

a.帧的联系、同步和透明传送；

b.同一D信道上多个数据链路的复用

c.坚持接纳帧的顺序和发送顺序的分歧；

d.为提供牢靠通路停止必要的过失控制，以及流量控制。

2.2.2数据链路层的控制协议（LAPD）：

　　数据链路层采用公共信道D停止信令传输控制，称为LAPD（LinkAccessProcedureontheDchannel），与X.25中的LAPB和LAP等为HDLC规程的子集；经过D通路在网络和终端间传递第三层以上的控制管理信息；并允许在D通路上树立多条逻辑数据通路。

LAPD的帧类型：

　　分两类，一为监视帧用于有序帧的证明和流控；一为无编号帧〔无需证明〕。

LAPD的流控：

（1）对面向衔接的效劳运用帧序号保证帧的顺序发送接纳；

（2）初始树立衔接后的第一帧序号置为"0"；

（3）收端在证明帧中用N（r）表示等候接纳的帧，发端那么和本地的N（s）比拟以决议下一帧的序号；

（4）在发端必需在发送缓冲区中保管一切已发帧，直到全部失掉证明；

（5）运用超时定时器（Timer），假设已发帧在定时器计时满时未失掉证明，就重发该帧。

2.3网络层

　　网络层的功用是应用底层的功用完成端到端的衔接控制及对用户数据停止有效传输。

如前所述，ISDN用公共信令信道D通路传输信令控制信息停止呼叫等控制，故又称为D信令。

信令系统为共路信令方式，与SS7〔No.7信令，或称7号信令〕相似，也基于音讯控制机制，各种通讯实体间经过交流各种音讯，协作完成整个通讯进程。

2.3.1ISDN的音讯格式：

〔见下表〕

　　其中的协议标识符指示音讯的参考协议类型，比如I.451音讯的协议标识符为"00001000"；呼叫参考值用于指示音讯所控制的B信道上哪一呼叫，该值由发起呼叫的一侧停止分配，且和某一特定呼叫相关的一切音讯都附带了这个值。

2.3.2ISDN的音讯类型：

（假设音讯类型超越一个8比特组，那么第一个8比特组为全零）

ISDN的音讯分为四种类型：

（1）呼叫树立类（CallSetup）：

用于树立呼叫，即

a）依据用户的央求树立B信道上的呼叫；

b）依据用户的央求在呼叫中参与补充业务功用；

c）通知主叫呼叫树立进程的停顿状况。

其中包括SETUP，SETUP_ACK，等，详见附录1"ISDN的音讯类型"。

（2）呼叫形状类（CallInformation）：

　　用于在呼叫停止时期，完成呼叫暂时挂起和恢复等业务，比如在呼叫时期的恣意方用户能够把终端暂时挂起〔SUSPEND〕，在适事先分恢复〔RESUME〕；在此时期，网络维护原呼叫的一切记载和功用要求等信息。

关于SUSPEND、RESUME等音讯，详见附录1"ISDN的音讯类型"。

（3）呼叫肃清类（CallClear）：

包括呼叫完毕时的各种控制音讯。

详见附录1"ISDN的音讯类型"。

（4）其他杂项类（Miscellaneous）：

多用于传递与补充业务有关的音讯。

详见附录1"ISDN的音讯类型"。

2.3.3信息单元InformationElements

　　分为两类：

单字节信息单元（OneOctetInformationElement）和可变长度信息单元（Variablelengthinformationelements），由第一个字节的最高位来标志。

2.3.3.1单字节信息单元

2.3.3.2可变长度信息单元

可变长度信息单元：

详见附录2"ISDN的信息单元"。

2.4ISDN的典型呼叫进程

　　通常呼叫由用户发起。

以下图给出了一个典型的呼叫进程（左为呼叫树立，右为拆链进程）。

附录1ISDN的音讯类型列表

ISDN的音讯类型：

（假设音讯类型超越一个8比特组，那么第一个8比特组为全零）

（5）呼叫树立类

00000001

Alerting

振铃，表示正在向被叫振铃

00000010

CallProceeding

呼叫停止中

00000011

Progress

呼叫进程

00000101

Setup

呼叫树立央求

00000111

Connect

呼叫树立成功指示（被叫发）

00001101

SetupAcknowledge

Setup证明

00001111

ConnectAcknowledge

Connect证明（网络发）

（6）呼叫形状类

00100000

UserInformation

用户-用户信息

00100001

SuspendReject

暂时挂起拒绝

00100010

ResumeReject

恢复拒绝

00100100

Hold

坚持

00100101

Suspend

挂起央求（用户发）

00100110

Resume

恢复被挂起的呼叫（用户发）

00101000

HoldAcknowledge

Hold证明

00101101

SuspendAcknowledge

Suspend证明

00101110

ResumeAcknowledge

Resume证明

00110000

HoldReject

Hold拒绝

00110001

Retrieve

00110011

RetrieveAcknowledge

00110111

RetrieveReject

（7）呼叫肃清类

01000101

Disconnect

用户央求拆线

01000110

Restart

央求重启

01001101

Release

通路和呼叫号码释放央求

01001110

RestartAcknowledge

Restart证明

01011010

ReleaseComplete

释放成功

（8）其他杂项类

01100000

Segment

分段音讯

01100010

Facility

补充业务央求/证明

01100100

Register

01101110

Notify

与呼叫有关的通知音讯

01110101

STATusENQuiry

形状查询

01111001

CongestionControl

拥塞控制音讯

01111011

Information

辅佐信息

01111101

Status

形状信息（照应形状查询）

附录2ISDN的信息单元列表

可变长度信息单元：

（局部注解）

00000000

SegmentedMessage

分段传送

00000100

BearerCapability

业务承载容量指示

00001000

Cause

表示呼叫失败等缘由、位置

00010100

CallIdentify

00010100

CallState

以后呼叫形状

00011000

ChannelIdentification

信道识别号

00011100

Facility

00011110

ProgressIndicator

00100000

Network-specificfacilities

00100111

Notificationindicator

00101000

Display

用于显示的用户信息

00101001

Date/time

00101100

Keypadfacility

传送终端输入信息

00110100

Signal

00110110

Switchhook

00111000

Featureactivation

00111001

Featureindication

01000000

Informationrate

01000010

End-to-endtransitdelay

01000011

Transitdelayselectionandindication

01000100

Packetlayerbinaryparameters

01000101

Packetlayerwindowsize

01000110

Packetsize

01101100

Callingpartynumber

识别主叫号码

01101101

Callingpartysubaddress

识别主叫子地址

01110000

Calledpartynumber

识别被叫号码

01110001

CalledPartysubaddress

识别被叫子地址

01110100

Redirectingnumber

01111000

Transitnetworkselection

01111001

Restartindicator

01111100

Lowlayercompatibility

01111101

Highlayercompatibility

01111110

User-user

传送用户-用户信息

01111111

Escapeforex

其他

Reserved

3.ISDN与其他网络的互通

　　从现有的通讯网过渡到未来的ISDN网，是临时的进程，这就肯定存在ISDN网和现有通讯网的互通效果。

除了用户设备接入ISDN的S/T参考点，ISDN定义了四个附加参考点用于网络互联。

见以下图。

∙Kx参考点：

和现有网或其他非ISDN网互通的接口，x=1时互通功用由ISDN提供，x=2那么网络互通功用由其他网提供或由网间设备提供；

∙M参考点：

和特殊网络之间的接口，如和用户智能电报网或音讯处置系统MHS〔MessageHandlingSystem〕互通；

∙Nx参考点：

两个ISDN之间的接口，x=1表示功用分散在两个ISDN中，其他未定义；

∙P参考点：

和ISDN外部某些特殊资源的接口。

　　在各参考点上执行的协议和功用由ITU-T的I.530、I.540、X.75、I.550等假定干建议给出。

4.ISDN在语音通讯方面的运用

　　ISDN具有传统网不可比拟的优点，使得它自提出就失掉各厂商和广阔用户的欢迎。

目前它已普遍用于语音和非语音通讯。

　　其中的热点之一便是所谓"一线通"业务。

央求该业务的用户只需一条普通线，就可同时停止和数据〔包括、上网等多种〕两类业务，互不搅扰，总带宽为128Kbps〔2B=2*64KBps〕。

　　在更大物理带宽和适当的设备支持下，比如应用NMS和Dialogic等专业公司的相关软硬件产品，可以为信息提供商、产品制造商、旅店等企业建立功能弱小的CTI系统，展开智能语音应对、自动订货、广揭发布、客户管理等业务。

　　NMS等公司的软硬件产品为上述业务的第三方开发提供了弱小的支持和市场应对环境。