ATM交换技术与B-ISDN原理(第4讲).ppt

1,三、窄带综合业务数字网(N-ISDN),N-ISDN:Narrowband-IntegratedServicesDigitalNetwork1.产生背景(1)80年代中期，国外发达国家数字程控电话交换机广泛采用，电话普及率达到较高的程度。结论是：电话业务趋于饱和，发展曲线相对平稳。(2)对非电话业务的要求逐步提高，如用户电报、数据通信、传真、图像等，相对来讲更调整的业务还有：可视电话，会议电视等。(3)当时(80年代初、中期)网络现状是：电话网与各专业网并存电话网用户网数据网传真网电缆电视(CATV)网这些网络在物理上可能是重叠的，但在逻辑上是分离的。,2,1.N-ISDN产生背景/2.基本概念,(4)人们要求对已有的业务进行综合(5)未来通信业务的多样化以及人们对新业务的需求是不可预见的。结论：导致了ISDN思的产生2.ISDN的基本概念ISDN是这样一种网络，它由电话综合业务数字网(IDN)演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务(包括话音和非话业务)，它为用户进网提供一组有限的标准多用途用户网络接口。,3,3.网络结构/基本特征,三个基本特征：端到端的数字连接综合的业务标准的入网接口,4,4.N-ISDN用户网络接口,（1）基本速率接口BRA（BasicRateInterface）2B+D16:2*64kb/s+16kb/s=144kb/s实际192kb/s物理速率（2）一次群速率接口PRI（PrimaryRateInterface）T1例：23BD6423*64kb/s+64kb/s1.544Mb/sE1例：30BD6430*64kb/s+64kb/s2.048Mb/s（包括64kb/s线路同步）,5,N-ISDN用户网络接口(Cont.),UNIUserNetworkInterfaceBRIPRI,6,N-ISDN-用户网络接口(ISDNGrowth),7,N-ISDN-用户网络接口配置,8,S-T-andU-interfacereferencepointsandfunctionalgroups,9,FunctionGroupandReferencePoint,功能群：定义了ISDNUNT接口上一些独立(逻辑)的功能实体。如：TE1/TE2，TA，NT2/NT1，LT/ET等。NT-1(NetworkTermination1):NT-1providesthephysicalinterfacebetweentheCPEandthecarriersnetworkNT-2(NetworkTermination2):NT-2handlesthelogicalinterfacebetweenthecustomerspremisesandthecarriersnetwork;itmayofferprovisionsforchannelswitchingandmultipleaccess.NOTE:FunctionalgroupingsofNT-1andNT-2caneasilybeprovidedbythesamephysicaldevice;thisdevicecanbecalledNT-12(NT-one-two),orsimply,NT.,10,功能群和参考点(Cont.),TA(TerminalAdapter):TAisanydevicethatallowsterminalsandtelephonesthatdontconformtoISDNstandardstoconnecttotheISDN.TE(TerminalEquipment):TEisanyvoice,data,orotherterminalthatconformstoISDNinterfacerequirements.LT:LineTerminationET:ExchangeTermination,11,参考点(Cont.),参考点：功能群之间的相对逻辑/物理接口点R、S、T、UR：ISDN非标准终端（TE2）与终端适配器（TA）之间的接口S/T：U：NT1的工线侧接口：国际标准接口,12,DefinitionofReference,U:TheinterfaceatreferencepointUisthetwo-wireconnectionbetweenthecustomerspremises(NT-1)andlocalexchangeoffice.ThestandardfortheUinterfacespecifiesaspecialcompressedtransmissionformatcalled2B1Q.S:TheinterfaceatreferencepointSconnectsNT-2(orNT)withISDNterminalequipment(TEorTA).SignalsanddataformatsattheSinterfaceandtheTinterfaceareidentical.T:TheinterfaceatreferencepointTconnectsNT-1andNT-2.Itmethod.WhereNT-1andNT-2areimplementedinthesamedevice,onT1-interfaceisrequired.,13,5.N-ISDNLayers,ISDN的C、U、M平面结构主体的分离平面模型OSIC、U、M单平面模型带外信令带内信令(out-bandsignaling)(in-bandsignaling)B信道：U平面D信道：平面/signalingD信道：分组平面(packet)M平面：负责管理和沟通C、U两平面,14,ISDN协议的相互关联,15,ISDN协议参考模型(B信道的电路连接),16,ISDN协议参考模型(D信道的电路连接),17,用户网络接口协议结构,18,6.N-ISDN协议单元,19,ISDNPDU(LAPD帧格式),20,WhyTE1?,21,WhyTEI?UsingTEIidentifyterminals,22,WhySAPI?,23,SAPIValue,24,7.N-ISDNLayer3,LocationofISDNlayer3,25,ModelingofBasicandSupplementaryServices,26,TheQ.931Messageformat/structure,27,三个重要参数,1)协议鉴别语(ProtocolDiscriminator)用于区分是ISDN用户-网络呼叫控制消息呢？还是其它类型的消息(如X.25呼叫)。对Q.931ISDN000010002)呼叫参考(CallReference)用于标记LocalISDN的某一个特定的ISDN呼叫。亦即：在一个UNI接口上每个呼叫仅存在唯一的一个标识符(identifier)3)消息类型(MessageType)该参数用于标记消息的功能类型，如：Setup,disconnect,.etc.,28,ISDNLayer3Message,29,例1.正常的ISDN呼叫过程,30,例2.ISDN的keypad协议过程,31,N-ISDN参考阅读,1.WilliamStallings,ISDNandBroadbandISDN,IndEd,MacMillanPublishingCompany,1992,32,N-ISDN的优点,(1)提供电路交换与分组交换两种通信模式(2)通过一组有限的标准多用途用户网络接口(UNI)提供各种通信业务(3)提供智能化的通信业务,33,N-ISDN的局限性,1.传输速率低，1.5Mb/s2Mb/s。然而，最吸引人们的业务2Mb/s，包括视频通信和高速LAN互连2.中继网络种类繁多仅仅实现了用户网络接口上的综合，而在网络内部仍由许多分离的网络实体来为各种对应的业务提供服务。网络综合不彻底。3.灵活性差只能以64Kb/s为单位(n*64Kb/s)提供恒定比特率(CBR)的业务，很难适应未来业务的变化，如编码变化，PCM64Kb/sADPCM32Kb/s16Kb/s8Kb/s(移动通信编码信道13Kb/s)结论：需要有新的传输、交换体制诞生,34,B-ISDN的基本概念,1.宽带综合业务数字网的思想四大方面的原因产生B-ISDN：各专业网单一服务有优势，但是提供综合服务有缺陷N-ISDN有局限性不能采取单纯的层次式信道速率分配带宽的方法对未来的宽带网有新的要求,35,各专业网并存,多套技术多套管理维护体制资源不能共享,36,N-ISDN有局限性,(1)支持的业务带宽有限(2.048Mb/s)，有限的带宽不能传送电视信号，因此需要专门的电视网，包括CATV网和卫星广播。各网之间不能互通、共享资源。(2)N-ISDN仅仅实现了用户网络接口处的综合，而在网络内部仍由多个分离的物理网络为用户提供性质不同的服务。(3)N*64Kb/s交换能力仍不够灵活。革命尚未成功，同志仍需努力。,37,SDH不能作为交换技术，现有局域网需要延伸,1.SDH的层次式带宽分配方法不灵活，适合作为底层网络传输体制，如果把SDH作为交换技术将会造成网络交换资源的低效率，网络交换要求：无级变倍式的为用户应用提供服务。2.原有/现有局域网(LAN)虽然大于2Mbit/s，但有问题：不能延伸到广域范围内。不能把业务“Integrated”。,38,技术进步对B-ISDN网络会产生重大影响,压缩技术编码算法芯片制造技术,39,未来宽带网的开放性,人们要求未来的宽带网络要做到与业务独立灵活与未来安全有效的利用资源收费低廉B-ISDN应能体现出三大特征宽带(bandwidth)Broadband交换式(switched)智能(Intelligent),40,B-ISDN是一元化网络,于是人们寻求一种集业务表示、网络传输、利用和交换于一体的一元化网络，这个网络不仅能满足现在通信业务的要求，而且能在未来相对较长的时间内满足新(出现)的业务通信的要求，这样一个理想的网络称之为宽带综合业务数字网络，即B-ISDN。,41,B-ISDN业务的分类,居民(ResidentialSubscriber)：如电视、可视电话、多媒体(视频点播VOD)、其它视频业务etc.宽带业务商业(BusinessSubscriber)：如LAN互连、分布协同工作.etc.ITU-TI.113建议中明确规定：宽带(Broadband)为要求传输信道的速率起过一次群速率的或系统,42,B-ISDN业务分类,I.211建议把宽带业务交互型业务(interactive)分配型业务(distributive),43,B-ISDN业务的特征/业务比特率(BitRate),宽带业务的速率跨度大，突发性强，实时性要求严格。,44,B-ISDN业务的特征/业务比特率(BitRate),45,B-ISDN业务的特征/突发特性(Burstiness),46,B-ISDN业务的特征/多媒体业务成份(MultimediaComponents),宽带业务由多种媒体成份组成，如会议电视(宽带)由声音(Voice)、图像(Image)、文本(Text)和视频(Video)等组成；个呼叫对应多个连接、并且多个连接之间需要保持交叉同步。,47,B-ISDN业务的特征/多媒体业务成份(Cont.),48,B-ISDN业务的特征/应用要求,宽带业务差别悬殊大，分门别类划成四类：恒定比特率(CBR)业务可变比特率(VBR)业务，rt-VBR,nrt-VBR可得到比特率(ABR)业务非特定比特率(UBR)业务,49,ATM异步传递方式/(SpectrumofSwitchingTechnologies),1.为什么需要ATM(AsynchronousTransferMode),50,传递方式的变更电路交换(CircuitSwitching),STMSynchronousTransferMode,采用时隙(TimeSlot)交换的概念,51,电路交换用固定资源分配方式对速率变化大的宽带业务是不合适的,电路交换很不灵活简单的电路交换方式对通用宽带网是完全不合适的,52,传递方式的变更多速率电路交换(MultirateCircuitSwitching),MRCS两种方式：完全多速率电路交换，nx基本信道速率，如N-ISDN(突出特征是一个基本速率)改进型MRCS，H1，H2Hn多个信道等级(特征是多个基本速率),53,MRCS多速率并行交换器,54,MRCS多速率并行交换器,55,传递方式的变更快速电路交换(FastCircuitSwitching),FCS有信息接通资源无信息断开资源要求交换机处理信令的能力非常强大信令开销大+多速率快速电路交换(MRFCS),56,传递方式的变更分组交换(PacketSwitching),非实时存储转发机制不能满足实时业务的要求不能工作于调整链路中变长分组复杂的缓冲器管理(过去)软件方法，X.252Mb/s将来用软件方法不行,57,传递方式的变更帧中继与帧交换,FrameRelaying,FrameSwitching,58,FrameRelaying,FrameSwitching,帧中继可以工作在比较高的比特率，但是它仍然采用可变比特率(可变分组)来传送信息，并且做CRC检查，这样做还不能适合B-ISDN中所要求的高速处理。,59,传递方式的变更快速分组交换,FPSFastPacketSwitching,最小网络功能的交换技术网络功能进一步简化简化得简直有点像电路交换了(cellslot),做到了业务不依赖于传递技术,60,FPS采用面向连接的方式工作,像打