（电路与系统专业论文）基于NISDN的数字用户终端通信系统的研究与设计[电路与系统专业优秀论文].pdf

基于i + - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 摘要 近年来，随着经济的快速发展，用户对于数据通信业务的需求剧增，大量的 小型数字程控交换机产品广泛用于机关、企业和工矿等内部通信量大的社会集 团。该类交换机一般具有自动交换、汇接，会议和调度等功能。既能够实现内部 呼叫也能接入市话交换网。大多数的设备只支持模拟用户接口，用户和交换机之 间的用户线上传输的是模拟信号，速率比较低且衰减大易受干扰。由它组成的专 用通信网络以支持语音通信业务为主，业务简单同时功能单一。因此为了克服其 在接入网方面的弱点，满足专用网用户越来越高韵需求，许多该类交换设备需要 进行升级改造。本文中的交换机正属于这类设备。 i s d n 用户网络接口技术是一种先进的用户接口数字化技术，本文正是选择 了i s d n ( 综合业务数字网) 作为研制的参考模型。在本校研制的程控交换机的 基础上加装数字用户接口板，以实现用户接口的数字化。 本文阐述了i s d n 用户网络接口的基本理论和相关协议。详细分析了数字用 户接口板的硬件设计和软件开发方案。本文遵循软硬件相结合的原则，选用了 m o t o r o l a 的m c l 4 5 5 7 2 芯片实现n - i s d n 在u 节点上的物理按入。实现用户线 上的全双工数字通信，2 b + d 的数据传输速率达到1 4 4 k b i f f s 。采用p t 7 a 9 9 5 2 p 芯片部分实现数字链路层的协议功能。同时选用c p l d ( 复杂可编程逻辑器件) 完成了板上大多数的逻辑实现工作。确保了系统快速、高效、可靠的运行。 升级后的交换机可提供语音、数据、图像等多种业务，能满足用户日益增长 的业务需求。同时本文的改造方案具有通用性，对交换机的原有结构基本未做改 动，因此很容易就可应用到许多型号的同类设备上去。 关键字：i s d n 数字程控交换u 接口m c l 4 5 5 7 2 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，a l o n gw i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to f e c o n o m y , t h eu s r s 。d e m a n d so f d a t ac o m m u n i c a t i o ni si n c r e a s i n gf a m , al a r g en u m b e ro fs m a us c a l e dd i g i t a lp r o g r a m - c o n t r o l l e de x c h a n g ed e v i c ea r cw i d e l yu s e db ym a n yo r g a n i z a t i o n s ，c o r p i n a t i o n sa n d m i n e r a le n t e r p r i s e s e c t t h et y p eo ft h e s ed e v i c eg e n e r a l l yo f f e rt h e 如玳越o no f a u t o - e x c h a n g e c o n n e c t i o n , c o n f e r e n c ea n dc o o r d i n a t e t h e yc 龃r e a l i z et h ei n n e rc a l l a n dc a ra l s oc o n n e c ti n t ot h ep u b l i ce x c h a n g en e t w o r k m o s to f t h e mo n l yp r o v i d et h e t r a d i t i o n a la n a l o gi n t e r f a c et ou s e r s ，a n a l o gs i g n a li st r a n s m i t c da c r o s st h el i n eb e t w 0 9 1 1 t h e 嘲a n dt h ee x c h a n g e t h er a t ei sl o w e ra n di se a s yt ob ei n t e r f e r e d s ot h em a i n l y f u n c t i o no f f e r e db yt h ep r i v a t et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r kb u i l tu pw i t ht h e mi s l i m i t e do n l yi nv o i c e $ 盯v i c ef i e l d s t h es e r v i c ei ss i m p l ea n dt h ef u n c t i o ni s s i m p l e x t h e r e f o r ef o ro v e r c o m i n gt h ew e a k n e s so fn e t w o r kc o n n e c t i n g , a n ds a t i s f y t h ei n c r e a s i n gd e m a n d so fu s e r si nt h ep d v a t et e l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r k , m a n yo f t h e s ee x c h a n g ed e v i c es h o u l db er e f o r m e do ru p g r a d e d t h ee x c h a n g ei n t h i st h e s i s b e l o n g s t ot h i st y p e i s d n 0 n t e r g r a t e ds e r v i c e sd i # t a ln e t w o r k ) u s e r - n e t w o r kt e c h n i q u ei sak i n do f a d v a n c e dt e c h n i q u eo f u s e ri n t e r f a c en u m e r i c a l s ot h i sp a p e rc h o o s e si s d ne x c h a n g e a sr e f e r e n c em o d e la n d 酾t h ef u l lr e s o l u t i o n w ea d dt h ed i g i t a lu s 盯i n t e r f a c e b e a r dt ot h ep r o g r a m - c o n t r o l l e de x c h a n g ed e v e l o p e db yo t n o w ns c h o o lt o 蒯z et h e n u m e r i c a lo f t h eu s e r i n t e r f a c e t h i s p a p e re x p o u n dt h e b a s i ct h e o r i e sa n dr e l a t e d p r o t o c o l o fi s n d u s e r - n e t w o r ki n t e r f a c ea n da n a l y z et h ep r o j e c to fd e s i g n i n gt h eh a l d w a r ea n d s o r a r eo ft h ed i g i t a lu s e ri n t e r f a c eb o a r d t h i sp a p e rf o l l o w st h ep r i n c i p l ew h i c h c o m b i n e sh a r d w a r ea n ds o f l w a 陀c h o o s em c l 4 5 5 7 2w h i c hp r o d u c e db ym o t o r o l at o c a r r yo u tt h ep h y s i c a lc o n n e c t i o no nt h eun o d eo fn - i s d n r e a l i z et h ew h o l e a m b i l a t e r a lc o m m u n i c a t i o n0 1 1t h eu s e ：rf i n ea n dt h e2 b + dd a t ar a t er e a c h e st o 1 4 4 k b i t s a d o p tp t 7 a 8 9 5 2 p t oc a r r yo u tp a r to f t h ep r o t o c o lo nd a t al i n kl e v e l m o s t o ft h el o g i cw o r ka r ec a r r yo u tb yc p l d ( c o m p l e xp r o g r a m m a b l el o g i cd e v i c e lo n t h cb o 捌t 0i n s u r et h ef a s f l y , e f f i c i e n f l ya n dd e p e n d a b l e o f t b es y s t a 鸥 a 船g e t 曲gr e f o r m e d , t h ee x c h a n g e 啪。f f e rv o i c e ，d a t a , i m a g e 胁础鹦i o n s e r v i c e s nc 觚s a l i 晦t h ei r e a s i n g u s e rd e m a n d s m e a n w h i l et h e 懈o l 吐0 n d i 刚s s e db yt h i sp a p e rk e e p st h eo l dc ) 【c h a n g ef r a m e w o r k a tt h em o s tb c n c 丘t s 锄d 锄b ea p p 眦t oo t b e rm o d e l s m a l ls c a l e dd i 削p r o g r a m - c o n t r o l l e d 耐i a n g 。 嘲n y k 唧。r d s ：i s d n d i g i t a ls t o r e d - p r o g r a m - c o n t r o le x c h a n g e u - 蛐 m c l 4 5 5 7 2 i i i 基于n - - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 前言 1 、应用背景 - 随着程控交换技术的快速发展，人们相互之间的联系日益紧密，对于信息处 理的需求也迅速增长，特别是一些小规模的厂矿和企事业单位，它们迫切需要具 有能够满足其内部大量用户互相通信的需要同时又能接入公用电信网且价格合 理的通信设备。因此市场上涌现出了许多小型数字程控交换机。该类小型数字程 控交换机能够实现内部用户互相之间的语音通信，也能接入市话交换网。因其与 大型交换机的市场定位不同，它能根据用户的不同要求对交换机系统的硬件结构 和软件进行灵活的修改和调整，并且相对价格便宜。其主要应用于一些企业和行 业内部网的建设等较特殊的场合，比如公安报警系统、消防和电力指挥调度单位 及无人值守的变电站等。 但大多数生产此类小型交换机的厂商，因为缺乏大量资金和人才投入，生产 的交换机产品在技术上功能单一且缺少改进能力。一般只能够实现通常的电话业 务，而各种非话业务如传真、用户电报、电子邮件、可视图文及数据通信等缺少 相应的功能支持。即与晷内外一些大型通信企业生产的大型交换机相比，除支持 门数上的差距外，主要还缺少i s d n 等数字化接口。目前国内具备生产i s d n 功 能的小型交换机的企业并不多。笔者所在实验室开发的小型程控交换机也缺少该 i s d n 功能。笔者认为如果对其进行升级改造，在原有机型的基础上添加该功能， 将使其应用范围得到拓宽，同时也能增加其市场竞争力。因此笔者结合市场上一 些小型交换机i s d n 接口的研制方案加上对i s d n 的相关理论的理解，尝试了在 小型程控机的基础上进行i s d n 数字化改造。 i s d n 网被称作新一代的通信网，它是由n 3 n ( 电话综合数字网) 演变而来的， 能够实现话音的全数字化传输，抗干扰能力强、话音清晰度高。它的组网灵活， 能方便的实现端到端的连接。它的n - i s d n 接口完全能够实现语音、视频以及监 测数据的透明传输。此外i s d n ( 综合业务数字网) 还具有以下一些特点： 晕输质量高，i s d n 采用端到端的数字传输，数据传输比特的误码性能比传 觅的模拟线路至少改变1 0 倍，通信可靠； i v 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 通信费用适宜，i s d n 网的收费标准与普通电话的收费标准相同，费用低廉、 经济； 提供综合的通信业务，利用一对双绞线可以提供电话、传真、可视图文、多 媒体信息、数据通信等多种业务： 使用灵活方便，用户使用一个入网接口就能从网络上得到多种服务，可以在 接口上连接不同类型的符合i s d n 接口标准的终端设备； 多种专用网互通，实现了网络资源的合理利用，效率得到提高，维护更加方 便 2 、升级改造方案i $ 1 1 2 s l 通常的小型数字程控交换机1 1 】的结构如图i ： 图1 小型数字程控交换机的典型结构图 整个升级改造的工作量相当大，因此分多个阶段逐步完成。首先是完成i s d n 的硬件接口设计，方法是在原有数字程控交换机的硬件基础上，设计数字用户接 口板。将其加装在主机箱中，由其负责实现数字终端的i s d n 接入。本文中涉及 v 基于n - - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 到的数字终端为数字话机。在完成硬件的设计工作以后，开始进行软件的设计和 调试。首先编写基本测试程序确保板上各芯片工作正常，排除硬件设计和布线上 的问题。然后开始进行协议软件的编写。软件采用模块化编程，便于调试和增加 新功能。对于主交换机软件而言，只要进行软件升级，不需要更改交换机的硬件 结构。数字用户接口板的设计采用了大量的数字集成电路，与模拟用户接口板相 比，集成度较高。在数字用户接口板的开发过程中，尽量减小其与原交换机的设 备相关性。除板上的工作电压由交换机提供外，引入了交换机的时基信号使整个 系统保持同步。同时利用一对2 m b 数据线与交换机主处理器通信。只需作微小 改动即可应用到相类似的其它型号的交换机产品上。 升级改造后的交换机实现了用户线的数字化，用户终端和交换机问可以全数 字方式双向传输数据。传输速率达到了1 4 4 k b i t s ，能够提供包括语音、图像、数 据在内的多项业务，且传输距离更长。其在性能上要超越大多数的小型数字程控 交换机。 3 、本文所完成的工作 笔者基于实验室现有的小型数字程控交换机设备，尝试对其进行了i s d n 接 口的数字化改造。本文完成了整个系统的初步升级改造工作，具有了基本的电路 交换能力。使交换机具有了支持i s d n 数字终端设备( 本文为数字话机) 的接入 功能。 在理解了i s d n 用户一网络接口的各项基本理论的基础上，采用m c l 4 5 5 7 2 作为u 接口( 物理层) 控制芯片，完成了数字用户接口板的硬件设计。 采用5 l 系列单片机作为系统微处理器，c 5 1 语言进行软件的编程，实现了 对板上各集成芯片的正确控制，完成了2 b + d 数据的正常接收和发送。 基于i s d n 用户一网络接口的分层协议模型，按照r r u t q 9 2 1 。q 9 3 1 的建 议，完成了d 信道上协议的处理。同时m c u 通过m t 8 9 8 0 数字交换网络芯片与 交换机主处理器相通信，完成了呼叫控制过程中原语的处理，从而实现基本的 i s d n 电路交换功能。 完成了p c 端的调试软件的编写，与m c u 端的串口监视程序模块相结合， 实现了系统运行过程中的数据维护。 v l 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究 成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构 已经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示 了谢意。 作者签名：虚造 日 期：皿嗥上乒一 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电 子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论 文进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进 行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在 解密后适用本规定。 作者签名：蘑磕 日期：坦孕曼l 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 第一章i s d n 技术概述 综合业务数字网( i s d n ) 是一种数字化电话连接系统。几十年来，电话通信 使用的一直是模拟连接方式，而i s d n 是第一部定义数字化通信的协议，该协议 支持标准线路上的语音、数据、视频、图形等的高速传输服务。i s d n 的承载信 道( b 信道) 负责传送各种信息，占用带宽为6 4k b s 。数据信道( d 信道) 主要负责处理信令，传输速率为1 6k b s i s d n 不仅限于公共电话网络，其传 输还可以通过分组交换网络、电报网或有线电视网络等完成。 1 1i s d n 的定义【1 】 综合业务数字网i s d n ( i n t e g r a t e ds e r v i c ed i g i t a ln e t w o r k ) ，它是在现 有电话网的基础上发展起来的，用单一网络提供不同类型的业务，实现完全的开 放系统互连和通信。i s d n 将分组交换能力、电路交换能力及无交换能力都包含 在其内部，具有业务综合、端一端的数字连接、标准接口特性。用户通过i s d n 网络既能进行高速数据传输( 6 4 k b p s 6 2 2 m b p s ) 和图像传送，又能进行语音传 送，并且比电话网和数据网更为有效、经济和方便。即i s d n ： ( 1 ) 是通信网； ( 2 ) 以综合数字网( i d n ) 为基础发展而成； ( 3 ) 支持端到端( e n d - t o - e n d ) 的数字连接； ( 4 ) 支持各种通信业务； ( 5 ) 支持话音类及非话业务； ( 6 ) 提供标准的用户一网络接口( u n i ) ； ( 7 ) 使得用户能通过一组有限个多用途的u n i 接入i s d n 。 i s d n 与p s t n 相比具有以下两个特点； 1 、i s d n 的端到端使用全数字式信道； 2 、i s d n 的用户只需要通过一组标准的多用途接口就能进网。 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 1 2i s d n 的结构 i s d n 的基本结构脚如图卜1 所示，由该图可以看出，i s d n 包括用户一网络接 口，网络功能和i s d n 的信令系统。 i s d n 网络 广一一i 于 - - 。_ _ _ 用户信剧 一t e l - - - 一 用户一网络信令 用户一网络信令 ，、 甩p 一甩p 信令 图卜1i s d n 的基本结构 1 2 1 i s d n 的用户一网络接口 ( 一) 功能 i s d n 用户一网络接口的作用是使用户终端与i s d n 网络之间或网络与用户之 间能够相互交换信息，该接口主要具有以下功能： ( 1 ) 具有利用同一接口提供多种业务的能力； 根据用户需求，在呼叫的基础上，选择信息的比特速率、交换方式或编码方式等。 ( 2 ) 具有多终端配置功能； 多个终端可以连接在同一个接口上，允许同时使用这些不同的终端。 ( 3 ) 具有终端的移动性； 利用标准插座，使终端能够在通信过程中移动和重新恢复通信的连接。 ( 4 ) 在主叫用户和被叫用户终端之间进行兼容性检查； 为了检验主叫与被叫终端能够相互通信，例如保证电话与电话终端、传真与传真 终端等高层的一致性，需要具有兼容性检验的功能。 2 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 ( 二) 参考配置 用户一网络接口是用户设备与通信网的接口。用户一网络接口的参考配置是国 际电信标准化组织为对上述接口进行标准化而建立的一种抽象化的接口安排，它 给出了需要标准化的参考点( r 、s 、和与之相关的各种功能群体( n t l 、n t 2 、t e l 、 t e 2 、t a ) 。功能群是在i s d n 用户按入口上可能需要的各种功能的组合和安排。 在实际的应用中，用户一网络接口的配置根据用户的要求可能是多种多样的，若 干个功能群可能由一种设备来实现。 国际电联( i t u ) 规定的用户端i s d n 的基本配置主要有如下类型： ( 1 ) 一类网络终端( n t i ) ：n t i 处理开放系统互连( o s i ) 结构中第一层功能，它 可以被视为传输线路与用户之间的桥梁。最多可以有三个终端设备同时连接 到n t i 上，并可以同时通过一根i s d n 线路与外界进行通信，彼此互不影响。 n t i 设备安装在用户家中，具有两个接口，即u 接口和s t 接口：u 接口与 电话局电话线相接；s l i t 口贝| j 可以接入多个i s d n 终端设备，如数字电话、 终端适配器、p c 卡等。 ( 2 ) 终端适配器( t a ) ：t a 又称i s d nm o d e m ，主要作用是将非i s d n 终端转到i s d n 线路上。 ( 3 ) 一类终端设备( t e l ) ：t e l 通常是指i s d n 的标准终端设备，如i s d n 电话机， g 4 传真机等。它们符合i s d n 用户一网络接口协议，可通过n t i 与网络连接。 ( 4 ) 二类终端设备( t e 2 ) ：t e 2 是非i s d n 标准的终端设备，可以是普通电话、传 真机、p c 机、m o d e m 等。t e 2 必须经过t a 才可接入i s d n 网络。 根据功能群和参考点的概念，i n 卜ti 4 4 1 建议提出了i s d n 用户一网络接口 的参考配置。如图卜2 所示： rs 图卜2i s d n 用户一网络接口参考配置 3 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 图中，t e l 具有用户终端业务的l 7 层功能，接入点为。t e 2 接入点为。 t a 接入点为。r 、s 、t 和u 为参考点 业务接入点是指用户接受业务的位置。例如，模拟电话网的业务接入点位于 话机与用户线之间，即接线盒。在i s d n 中，为了利用各式各样的终端提供不同 的业务，需要有多种业务接入点，并明确各个业务接入点所对应的业务。如上所 述，除点以外，0 - 点是i s d n 的业务接入点，其中和对应于承载业务， 和对应于用户终端业务。 参考点是划分功能群的概念性参照点。它可以是用户接入中各设备单元间的 物理接口。当多个功能群组合在一个设备中实现时，它仅在概念上存在，而实际 上没有物理接口存在。r 和t 参考点是i s d n 标准化的对象。r 点涉及所有非i s d n 终端与适配器的相接点，范围极广没有统一的规范。 ( 三) 接入配置 在参考配置的基础上，用户一网络接口的实际配置可能是多种多样的。五个 功能群可以分别作为一种设备来实现，这时三种参考点都将作为物理接口而实际 存在。但这不是必须的，可以将某些或全部功能群组合在一个设各中实现。例如， 可以将n t 2 和n t i 组合在一个设备中实现，这时t 参考点在物理上将不复存在； 也可以将t a 和n t 2 组合在一起来实现，这时s 参考点在物理上将不存在。 n t 2 是用户的网络设旌，不是所有用户都需要用户交换机或局域网等网络设 旄。当用户不需要n t 2 时，可以将用户终端直接与n t i 相接。这样，工作于同一 速率上的s 接口和t 接口的特性在规范上是完全相同的。s 接口与t 接口将重叠 在一起，称为s t 接口。 i s d n 用户网络接口中有两个重要因素，即通路类型和接口结构。通路是表 示接口信息传送的能力。通路根据速率、信息性质以及容量又可以分成几种类型， 称为通路类型。通路类型的组合称为接口结构，它规定了在这个结构上最大的数 字信息传送能力。 ( 四) 通路类型 通路是提供业务用的具有标准传输速率的传输信道。在对承载业务进行标准 化的同时，需要相应地对用户一网络接口上的通路加以标准化。通路有两种主要 类型，一种类型是信息通路，为用户传送各种信息流；另一种是信令通路，它是 为了进行呼叫控制而传送信令信息。根据c c i t t 建议，在用户一网络接口处向用 4 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 户提供的通路有以下类型： b 通路：6 4 k b i t s ，供传递用户信息用。 d 通路：1 6 k b i t s ，供传输信令和分组数据使用。 h o 通路：3 8 4 k b i t s ，供传递用户信息用( 如：立体声节目、图像和数据等) 。 h 1 1 通路：1 5 3 6 k b i t s ，供传递用户信息用( 如：高速数据传输、会议电视等) 。 h 1 2 通路：1 9 2 0 k b i t s ，供传递用户信息用( 如：高速数据传输、图像和会议电 视等) 。 使用最普遍的显然是b 通路。它可以利用已经和正在形成中的6 4 k b i t s 交 换网络传递语音、数据等信息。它还可以作为用户接入分组数据业务的入口信道。 ( 五) 接口结构 标准化的i s d n 用户一网络接口有两类，一类是基本速率接口，另一类是一次 群速率接口。 ( 1 ) 基本速率接口 基本接口是把现有电话网的普通用户线作为i s d n 用户线而规定的接口，它是 i s d n 最常用、最基本的用户一网络接口。它由两个b 通路和一个d 通路( 2 b + d ) 构 成。b 通路的速率为6 4 k b i t s ，d 通路的速率为1 6 k b i t s ，所以用户可以利用的 最高信息传递速率是6 4 x 2 + 1 6 = 1 4 4 k b i t s 。两条b 信道用于独立地传送用户信 息，d 信道用于传送信令。这种接口是为最广大的用户使用i s d n 而设计的。它 与用户线二线双向传输系统相配合，可以满足千家万户对i s d n 业务的需求。使 用这种接口，用户可获得各种i s d n 的基本业务和补充业务。 图卜3 基本速率接口逻辑结构示意图 5 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 ( 2 ) 一次群速率接口 一次群速率接口传输的速率与p c m 的基群【3 0 1 相同。由于国际上有两种规格的 p c m ，即1 5 4 4 m b i t s 和2 0 4 8 胁i t s ，所以i s d n 用户一网络接口也有两种速率。 一次群速率用户一网络接口的结构根据用户对通信的不同要求可以有多种安捧。 一种典型的结构是n b + d 。n 的数值对应于2 0 4 8 m b i t s 和i 5 4 4 m b i t s 的基群， 分别为3 0 或2 3 。在此，b 通路和d 通路的速率都是6 4 k b i t s 。这种接口结构对 于n t 2 为综合业务用户交换机的用户而言，是一种常用的选择。当用户需求的通 信容量较大时( 例如，大企业或大公司的专用通信网络) ，一个一次群速率的接 口可能不够使用。这时可以多装备几个一次群速率的用户一网络接口，以增加通 路数量。在存在多个一次群速率接口时，不必要每个一次群接口上都分别设置d 通路，可以让n 个接口合用一个d 通路。 那些需要使用高速率通路的用户可以采用不同于n b + d 的接口结构。例如， 可以采用m h o + d 、h l l + d 或h 1 2 + d 等结构。还可以采用既有b 通路又有舯通路的 结构：n b + m h o + d ，这里m x 6 + n 3 0 或2 3 。在可以合用其它接口上的d 通路时， ( r e x 6 + n ) 可以是3 l 或2 4 。 表卜1 网络组合类型 用户网络物理接口接口结构 接口类型速率 结构名称信道结构 基本接口 1 9 2 k b i t s 基本接口 2 b + d 1 6 ( 基本接入) b = 6 4 k b i t s ；d = 1 6 k b i t s 基群速率 1 5 4 4 k b i t s b 信道接口 2 3 b + d 6 4 ( d = 6 4 k b i t s ) 接口或( 多信道接入) 3 0 b + d 6 4 ( d = 6 4 k b i t s ) 2 0 4 8 k b i t s h 0 信道接口4 h 或 ( 高速接入) 3 h 0 + d 6 4 ( 1 5 4 4 k b i t s ) 5 h 0 + d 6 4 ( 2 0 4 8 k b i t s ) h 1 信道接口 h l l ( 1 5 4 4 k b i t s ) ( 高速接入)h 1 2 + d 6 4 ( 2 0 4 8 k b w s ) b h 0 混合信道接 n b + m h 0 + d 6 4 口 基本接入 1 5 4 4 k b i t s基本接入1 5 4 4 k b i t s 复用接口 或 复用接口 1 2 x ( 2 b + d 1 6 ) ( 2 0 4 8 k b i t s ) 2 0 4 8 k b i v s 6 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 1 2 2i s d n 的网络功能 i s d n 网络具有多种能力，包括电路交换能力，分组交换能力，无交换连接能 力和公共信道信令能力。在一般情况下，网络只提供低层( o s l 模型i - 3 层) 功能 i s d n 网的低层能力主要体现在交换和传输两方面：电路交换能力提供 6 4 k b i t s 的电路交换连接，用于用户信息传送，6 4 k b i t l s 的信息传送在用户一 网络接口的b 信道上进行，并被网络中的电路交换实体以6 4 k b i t s 的速率进行 交换。和电路交换相关的控制信令在用户一网络接口的d 信道上进行：( 墓) i s d n 的 分组交换能力可以由i s d n 本身提供，也可以通过i s d n 和分组交换公用数据网互 连，分组交换能力由后者提供。无交换连接能力是指不利用网内的交换功能， 在终端问建立永久或半永久连接的功能，终端问可传送大量的实时数据。公共 信道信令能力用来控制网络，并对呼叫进行管理。 1 2 3i s d n 的信令系统 i s d n 具有三种不同的信令：用户一网络信令，网络内部信令和用户一用户信令。 这三种信令的工作范围不同：用户一网络信令是用户终端设备和网络之间的控制 信号；网络内部信令是交换机之间的控制信号；用户一用户信令则透明地穿过网 络，在用户之间传送，是用户终端设备之间的控制信号。i s d n 的全部信令都采 用公共信道信令。因此在用户一网络接口及网络内部都存在单独的信令信道，和 用户信息信道完全分开。公共信道信令与随路信令相比，有传送速度快、信道容 量大、可靠性高等特点。 1 3 i s d n 承载的业务类型吲1 4 】嘲 i s d n 的业务种类很多，而且其业务能力是发展的。i s d n 的业务在进行分类时 遵循了以下原则： ( 1 ) i s d n 应该能够继续提供现有网络，包括公用交换电话网、分组数据网、用户 电报网等所能够提供的用户需求的所有业务； ( 2 ) i s d n 的业务应该考虑到i s d n 与现有网络的互通与兼容； ( 3 ) i s d n 的业务需要充分估计到用户的新业务需求，包括不久的将来可能会出现 的新的通信需求。 7 基于卧- i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 表卜2i s d n 提供的各种业务举例 i s d n 可能提供的各种业务举例 业务 带宽 电话数据文字图像 电话分组交换数用户电报 租用电话 据智能用户电 传真 信息检索电路交换数报信息检索 ( 利用语音分析及合据租用电路监视 成)租用电路可视图文 6 4 k b i t s遥测信息检索 资金转移邮政信箱 信息检索电子邮件 邮政信箱 电子邮件 告警 电视会议 高速计算机电视数据 6 4 k b i t s音乐 通信可视电话 电缆电视 i s d n 电信业务可以分为提供基本传输功能的承载业务( b e a r e rs e r v i c e s ) 和 包含终端功能的用户终端业务( t e l e s e r v i c e s ) 。除了这两种基本业务外，还规定 了变更或补充基本业务的补充业务( s u p p l e m e n t a r ys e r v i c e s ) 。利用这些补充业 务，可以为用户的通信带来很大的方便。 承载业务提供在用户之间实时传递信息的手段，而不改变信息本身所包含的 内容，这类业务对应于开放系统互连( o s ! ) 参考模型的低层功能。用户终端业务 把传输功能和信息处理功能结合起来，不仅能够提供o s i 的低2 层功能，也能 够提供高层功能( i l f ) 。如果说承载业务定义了对网络功能的要求，并且由网络 功能来提供这类业务，那么用户终端业务既包括了终端能力，又包括了网络能力。 承载业务和用户终端业务两者都可以配合补充业务一起为用户提供，但是补充业 务可以和一种或多种承载业务或用户终端业务相结合，不能单独使用。 8 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 1 3 1 承载业务 ( 一) 承载业务的概念 i s d n 在业务接入点( 参考点t ) 及接入点( 参考点s ) 提供的电信业务称为 承载业务。在承载业务中，网络向用户提供的只是一种低层的信息传递能力，因 此可以把承载业务理解为从s 或t 参考点向网络方向看，i s d n 网络所具有的信 息传递能力。承载业务仅说明了通信网的通信能力，而与终端的类型无关。因此 各种类型不同的终端可以使用相同的承载业务。承载业务采用与s 或t 参考点有 关的七层模型的第1 3 层的建议。 ( 二) 承载业务的属性 可以把表征承载业务的各个独立的属性分为三类，即 ( 1 ) 信息传递属性。表示由一个s 或t 参考点到另一个( 或多个) s 或t 参考点之 间的网络信息传送能力的属性，例如信息传递方式和信息传递速率等。 ( 2 ) 业务接入属性，表示在s 或t 参考点上的通路速率和协议属性。它涉及s 或 t 参考点处1 3 层规范。 ( 3 ) 一般属性，表示可以利用的补充业务及业务质量等特征的属性。下表列出了 各类属性中的具体的业务属性及其定义。 下表列出了各类属性中的具体的业务属性及其定义。 表卜3 业务属性及其定义 类别业务属性及其定义 属性定义 信息传递1 、信息传递方式表示为传送用户信息所需的交换方式 属性 2 ，信息传递速率表示为传送用户信息所需的传送速率或吞吐量 3 、信息传递能力表示能够传送用户信息的种类 4 、结构表示用户信息应具有的比特流的结构 5 、通信的建立表示立即、预约等通信建立形式 6 、对称性表示用户信息的方向性与对称性 7 、通信配置表示点到点、点到多点等通信连接形式 接入属性8 、接入通路及其表示i s d n 用户一网络接口上的用户信息传递速 速率率及传输通路种类 9 、接入协议表示在i s d n 用户一网络接口上传送用户信息及 信令信息的协议 一般属性l o 、补充业务细节有待继续研究 1 1 、业务质量 1 2 、互通能力 1 3 、经营与商业 属性 9 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 信息传递方式：可以采用电路交换、分组交换或帧方式通信。 信息传递速率；指端到端的通信速率。目前用户终端可能使用的速率有标准化的 6 4 k b i t s 、多个6 4 k b i t s 速率或低于6 4 k b i t s 的速率。 信息传递能力：表示端到端间被传送信息的类型。例如。不受限的数字信息”是 指将发信者送出的比特流不作任何改变传送给受信者，也称作比特透明。话音” 表示只能用于话音通信等。 结构；表示与用户一网络接口上被发送或接收的数据结构有关的分类标准。8 k h z 结构适用予电路交换，它表示数据被分配到各个1 2 5 p s 定时中发送或接收。 通信的建立：表示从受理用户请求到建立通信为止的时问关系。有用户根据需要 而进行通信的即时连接、预订连接和专线连接。 对称性：指发信者与收信者间建立呼出、呼入通路有关的属性。在呼出和呼入方 向上属性完全相同的业务称作“双向对称”，即便有一个属性不同的业务也被算 作“双向非对称”。只能建立单向通信的业务称为“单向业务”。 通信配置：表示进行通信的地点是点到点的，点到多点的还是多点到点或多点到 多点的。 接入通路及其速率：表示用户一网络接口上通路类型的属性。 接入协议：表示为了实现业务在用户一网络接口上所用的协议类型的属性。接入 协议中的i 4 4 1 和i 4 5 1 建议，分别规定了用户一网络接口第二、三层的规范。 x 2 5 则规定了在分组方式下传送数据所采用的协议。 ( 三) 承载业务的分类 承载业务分为三类，第一类是电路交换方式的承载业务；第二类是分组交换 方式的承载业务；第三类是帧方式的承载业务。 第一类电路交换方式的承载业务有以下几种圈： ( 1 ) 3 k h z 结构，应用不受限的6 4 k b i t s 承载业务 不受限的6 4 k b i t s 承载业务是i s d n 最基本的承载业务。它在发送与接收接 口上的s 或t 参考点之间提供透明的信息传递能力。这类业务可支持用户的各种 业务，如：话音，3 1 k h z 音频信号，复合的低速数字流和透明接入x 2 5 公用网 等。此外，g 4 类传真终端、p c 机等多种终端间的通信都要利用这种承载业务。 虽然电话终端也可以利用它互相通信，但是由于不受限的6 4 k b i t s 承载业务不 l o 基于n - i s d n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 提供a 仙变换及回波控制等话音通信所需的功能，所以电话终端必须在具备这些 功能的条件下才能用这种承载业务通话。 ( 2 ) 8 k h z 结构，用于话音传送的6 4 k b i t s 承载业务 这类业务用于语音信息的传递。使用这类业务，在s 或t 参考点的数字信号 应符合建议g 7 1 1 的规范。网络可以使用适用于语音的各种处理技术，如模拟传 输、回波消除、低比特率话音编码等。因此，比特完整性在信息传递时是不保证 的。所以在g 4 类传真机及可视电话通信时不能利用这种业务。所有有关语音信 息在网络中传递的c c i t t 建议，都适用于这类业务。 ( 3 ) 8 k h z 结构，用于3 1 k h z 音频信息传送的6 4 k b i t s 承载业务 这类业务对应于目前公用电话网所提供的业务。它传递的用户信息是语音与 3 1 k h z 带宽的音频信息。3 1 k h z 带宽的信息包括调制解调器产生的话带数据， g 2 或g 3 类传真机的信息。在s 或t 参考点的数字信息也需要符合g 7 1 1 建议的 规定。为了满足语音传递的要求，网络也要有必要的语声处理技术。其中，某些 处理技术如回波控制装置、语音处理装置等，对于非语音信号的传递是不适当的， 在需要传送这些信号时，可以通过送带内2 1 0 0 h z 信号音加以控制，使它们不工 作。这种业务是为模拟电话网向i s d n 过渡而设置的，所有有关话音信息在网络 中传送的c c i t t 建议都适用于这类业务。 ( 4 ) 8 k h z 结构，可交替用于语音与不受限的6 4 k b i t s 承载业务 这类业务可以在同一次呼叫中，向用户既提供语音信息的传递，又提供不受 限6 4 k b i t s 承载业务的应用。用户可以在两者中按需要选用。用户必须在呼叫 建立的时刻，指明对这类业务的要求，并提出初始的工作方式是语音还是不受限 的6 4 k b i t s 。这类业务一般用于支持多功能用户终端或单功能用户终端。 ( 5 ) 8 k h z 结构，不受限的2 x 6 4 k b i t s 承载业务 这类业务在用户一网络接口上提供两个6 4 k b i t s 用户信息的透明传递。该业 务可以使用户同时占用两条b 通路。典型应用是可视电话。 ( 6 ) 8 k h z 结构，不受限的3 8 4 k b i t s 承载业务 这类业务在用户一网络接口上的s 或t 参考点之间，以传输容量为3 8 4 k b i t s 的通路传送用户信息，这种通路称为h o 通路。典型应用是传送会议电视的信息。 基于n - - i s i ) n 的数字用户终端通信系统的研究与设计 ( 7 ) 8 k h z 结构，不受限的1 5 3 6 k b i t s 承载业务 这类业务在用户一网络接口上的s 或t 参考点之间，以传输容量为1 5 3 6 k