第6章__宽带综合业务数字网

1、 综合业务数字网综合业务数字网 6.1 ISDNISDN的用户的用户- -网络接口与网络接口与ISDNISDN交换机交换机6.2 ISDNISDN与其他通信网的互通与其他通信网的互通 6.3 宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网 6.4 ATMATM通信网通信网 6.5 6.1.1 综合业务数字网及其演化综合业务数字网及其演化 早期使用的通信系统大多是模拟通信早期使用的通信系统大多是模拟通信 系统，系统中都是通过模拟信号表示声音系统，系统中都是通过模拟信号表示声音 和数据。后来在传输线路上出现数字传输和数据。后来在传输线路上出现数字传输 系统并逐步取代模拟传输系统。把数字传系统并逐步取代模拟传

2、输系统。把数字传 输和模拟传输系统结合起来并集成相关的输和模拟传输系统结合起来并集成相关的 要素就形成了模要素就形成了模/数混合通信网。数混合通信网。 数字交换机的产生，将数字传输系统数字交换机的产生，将数字传输系统 和数字时分交换机相结合，使整个网从传和数字时分交换机相结合，使整个网从传 输到交换都工作在数字处理状态下，这就输到交换都工作在数字处理状态下，这就 是我们常说的数字交换网。是我们常说的数字交换网。 将数字交换和数字传输综合在一起，将数字交换和数字传输综合在一起， 来传输单一业务（如电话）并使处理的信来传输单一业务（如电话）并使处理的信 息为数字信号的网。称为综合数字网息为数字信号

3、的网。称为综合数字网 （IDN）。）。 在在IDN的基础上，发展为今天的综合的基础上，发展为今天的综合 业务数字网（业务数字网（ISDN）。）。 （1）通信业务的综合化）通信业务的综合化 （2）通信质量和可靠性高）通信质量和可靠性高 （3）用户使用方便）用户使用方便 （4）通信网中的功能分散）通信网中的功能分散 （5）费用低廉）费用低廉 （1）标准化）标准化 （2）透明性）透明性 （3）租用与交换业务）租用与交换业务 （4）逐步向）逐步向ISDN过渡过渡 （5）复用支持）复用支持 （1）合理利用接口）合理利用接口 （2）正确提供综合业务和传输介质）正确提供综合业务和传输介质 （3）满足数字交换

4、连接）满足数字交换连接 （4）智能处理与管理）智能处理与管理 （5）通用的协议标准）通用的协议标准 （6）具有可发展性）具有可发展性 中高速专用线功能。中高速专用线功能。 中、高速电路交换功能。中、高速电路交换功能。 64kbit/s的专线功能。的专线功能。 64kbit/s的电路交换功能。的电路交换功能。 分组交换功能。分组交换功能。 实现传送用户到用户的公共信道信令功实现传送用户到用户的公共信道信令功 能，一般是采用能，一般是采用7号信令。号信令。 用户线交换功能。用户线交换功能。 用户数据 终端 ISDN 中心局 网络处理业务 IDN 图图6-1 ISDN6-1 ISDN基本结构基本结构

5、 1ISDN的现状的现状 1985年年1990年为第一阶段年为第一阶段 1990年年1995年为第二阶段年为第二阶段 1995年年2000年为第三阶段年为第三阶段 2000年之后为第四阶段年之后为第四阶段 在我国的在我国的ISDN技术的发展过程中，及技术的发展过程中，及 时的汲取了国外先进的技术和经验，引进时的汲取了国外先进的技术和经验，引进 了部分技术先进的设备，在消化和吸收的了部分技术先进的设备，在消化和吸收的 同时，结合我国的人文和地理环境特点，同时，结合我国的人文和地理环境特点， 自主研制和开发了具有自己特色的宽带自主研制和开发了具有自己特色的宽带 ISDN网络设备、接口及附属设施，为

6、我国网络设备、接口及附属设施，为我国 宽带传输和处理信息奠定了可靠的基础。宽带传输和处理信息奠定了可靠的基础。 6.2.1 对对ISDN用户用户-网络接口的要网络接口的要 求求 （1）通用性）通用性 （2）并行性）并行性 （3）可移动性）可移动性 （4）隔离性）隔离性 图图6-2 ISDN6-2 ISDN用户网络接口参考配置用户网络接口参考配置 基本接口主要用于一般基本接口主要用于一般ISDN用户，用用户，用 于连接一般用户终端及办公设备等。于连接一般用户终端及办公设备等。 NTE TE NTE TE ISDN 第 3 层 第 2 层 第 1 层 图图6-3 I6-3 I系列建议的系列建议的1

7、 13 3层协议示意图层协议示意图 ISDN的目的是把多种业务综合在一个的目的是把多种业务综合在一个 网中，网中，ISDN交换机是能满足多种业务综合交换机是能满足多种业务综合 需求的交换机。需求的交换机。 1ISDN交换机的功能交换机的功能 2ISDN交换机的结构交换机的结构 3综合交换综合交换 （1）快速分组交换（）快速分组交换（Fast Packeted Switching，FPS） （2）伺机通过交换（）伺机通过交换（Cut Through Switching，CTS） 6.3.1 ISDN与电话通信网的互通与电话通信网的互通 为了实现为了实现ISDN用户与现有电话通信网用户与现有电话通

8、信网 用户的通信，主要解决的问题是信令系统用户的通信，主要解决的问题是信令系统 间的配合与互通。间的配合与互通。 现行电话通信网中使用的局间信令是现行电话通信网中使用的局间信令是 中国中国1号信令（随路信令方式）或号信令（随路信令方式）或No.7信令信令 的电话用户部分（的电话用户部分（TUP），而），而ISDN中局间中局间 信令使用的是信令使用的是No.7信令信令ISDN用户部分用户部分 （ISUP），所以需要完成信令间配合与互），所以需要完成信令间配合与互 通。通。 1ISDN具有分组处理功能的情况具有分组处理功能的情况 PSPDN ISDN (PS) Kx X.75 DTE A TA D

9、TE B S/T TE1 R 图图6-5 ISDN6-5 ISDN与与PSPDNPSPDN互通互通 （1）呼叫控制转换方式）呼叫控制转换方式 PSPDN ISDN (CS) Kx X.75 DTE A TA DTE B S/T TE1 R IWU 图图6-6 ISDN6-6 ISDN与与PSPDNPSPDN互通（呼叫控制转换方式）互通（呼叫控制转换方式） DTE A PSPDN ISDN (PS) Kx X.75 或 内部协议 S/T TA DTE B S/T TE1 X.25 I.420 或 ISDNUP 以及 X.25 或内部协议 R X.31 端口接入 IWU 图图6-7 ISDN6-7

10、 ISDN（CSCS）与）与PSPDNPSPDN互通（端口接入方式）互通（端口接入方式） 1构成多媒体信息网构成多媒体信息网 利用利用ISDN可构成多媒体信息网。可构成多媒体信息网。ISDN 的应用为用户提供了一种接入的应用为用户提供了一种接入Internet和多媒和多媒 体信息网的全新方式。体信息网的全新方式。 ISDN 单位 2 局域网 128K ISDN 拨号线 ISDN 路由器 ISDN 路由器 单位 1 局域网 LAN LAN Server Server 图图6-8 6-8 局域网互连示意图局域网互连示意图 6.4.1 宽带综合业务数字网发展动宽带综合业务数字网发展动 因因 对宽带业

11、务的需求。对宽带业务的需求。 将电路和分组两种交换方式综合为一个将电路和分组两种交换方式综合为一个 相通的宽带网的需求。相通的宽带网的需求。 将交互型业务和分配型业务分配到一起将交互型业务和分配型业务分配到一起 的需求。的需求。 要求对用户和网络经营者同时提供灵活要求对用户和网络经营者同时提供灵活 性的需求。性的需求。 高速传输、交换和信号处理可用性发展高速传输、交换和信号处理可用性发展 的需求。的需求。 数据处理和图像处理多媒体终端技术的数据处理和图像处理多媒体终端技术的 发展的需求。发展的需求。 （1）传输带宽）传输带宽 （2）信道应用）信道应用 （3）速率配置）速率配置 （4）业务处理）

12、业务处理 （5）交换模式）交换模式 数据终端 电话 电路 交换网 (64 kbit/s) 数据终端 数据终端 电话 电视 电视 电话 数据终端 电话 分组交换 ATM 交换 标 准 接 口 LAN 标 准 接 口 LAN 图图6-9 6-9 发展初期阶段的发展初期阶段的B-ISDNB-ISDN结构示意图结构示意图 异步转移模式（异步转移模式（ATM）是特殊的面向）是特殊的面向 分组交换的转移模式，它使用异步时分复分组交换的转移模式，它使用异步时分复 用技术，复用后的信息流被称为信元固定用技术，复用后的信息流被称为信元固定 长度的分组（块）。业务信息流变为信元长度的分组（块）。业务信息流变为信元

13、 再形成比特流的过程，主要是在再形成比特流的过程，主要是在B-ISDN协协 议参考模型中（三层）实现的。这三层从议参考模型中（三层）实现的。这三层从 高到低依次为高到低依次为ATM自适应层（自适应层（AAL）、）、 ATM层和物理层。层和物理层。 这些层又可进一步划分，如这些层又可进一步划分，如AAL可分可分 为会聚（为会聚（CS）子层与装拆（）子层与装拆（SAR）子层，）子层， 物理层可分为传输会聚（物理层可分为传输会聚（TC）子层与物理）子层与物理 载体（载体（PM）子层等，具体可参照）子层等，具体可参照OSI模型。模型。 1基于基于PSTN的可视电话系统的可视电话系统 可视电话是计算机技

14、术、数字压缩、可视电话是计算机技术、数字压缩、 解压缩技术以及通信技术结合的高科技产解压缩技术以及通信技术结合的高科技产 品，它符合国际电信联盟品，它符合国际电信联盟ITU TH.324标准，标准， 适用于普通电话通信网。适用于普通电话通信网。 会议电视 终端 会议电视 终端 会议电视 终端 DDN MCU MCU 会议电视 终端 会议电视 终端 会议电视 终端 图图6-11 DDN6-11 DDN多点会议系统网络拓扑图多点会议系统网络拓扑图 会议终端 会议终端 会议终端 会议终端 多点控制服务器 DDN 图图6-12 DDN6-12 DDN多点视频会议系统示意图多点视频会议系统示意图 监控中

15、心 1 监控中心 2 监控中心 m 监控点 n 监控点 2 监控点 1 PSTN 图图6-13 PSTN6-13 PSTN监控系统结构图监控系统结构图 PSTN，DDN，IP over ATM Ethernet，IP over SDH，DWDM 等 会诊点 1 会诊点 2 会诊点 n 医疗点 Internet 图图6-14 6-14 远程医疗系统示意图远程医疗系统示意图 （1）远程教学系统含义）远程教学系统含义 （2）远程教学系统的关键技术）远程教学系统的关键技术 （3）远程教学系统与视频会议的关）远程教学系统与视频会议的关 系系 6.5.1 ATM与宽带综合业务数字与宽带综合业务数字 网（网

16、（B-ISDN） 1对信息的损伤要小对信息的损伤要小 2能灵活地支持各种业务能灵活地支持各种业务 3具有高速传送信息的能力具有高速传送信息的能力 4具有可行性具有可行性 1ATM信元（信元（Cell） ATM使用的信元长度有定长信元和变使用的信元长度有定长信元和变 长信元之分，又有长度大小之分。长信元之分，又有长度大小之分。 考虑到具体信息的传输，决定信元长考虑到具体信息的传输，决定信元长 度的因素主要有度的因素主要有4个：传输效率、交换速率、个：传输效率、交换速率、 时延和设备复杂度。时延和设备复杂度。 综合考虑以上综合考虑以上4个因素，在个因素，在ATM中采中采 用定长信元。用定长信元。

17、总长为总长为53字节的定长信元。字节的定长信元。 图图6-15 ATM6-15 ATM信头结构信头结构 虚连接由虚路径（虚连接由虚路径（VP）和虚通道（）和虚通道（VC） 两部分标识。虚路径标识（两部分标识。虚路径标识（VPI）及各个虚）及各个虚 路径的网络资源由网络管理系统以半固定路径的网络资源由网络管理系统以半固定 的方式分配。的方式分配。 虚通道的概念和电路交换中所说的信虚通道的概念和电路交换中所说的信 道或电路的概念是一致的。道或电路的概念是一致的。VP可以看成是可以看成是 VC集束的干线。集束的干线。 ATM的目标，也即的目标，也即ATM的最大特点，的最大特点， 就是对任何形式的业务

18、分布都能达到最佳就是对任何形式的业务分布都能达到最佳 的网络资源利用率。的网络资源利用率。 1ATM网络是语音、数据、图像网络是语音、数据、图像 等业务的综合传送平台等业务的综合传送平台 2ATM网络能提供服务质量（网络能提供服务质量（QoS） 保证保证 3ATM交换机吞吐量大，适用于交换机吞吐量大，适用于 骨干网骨干网 4ATM网能够实现业务量均衡和网能够实现业务量均衡和 QoS路由路由 5ATM可以进行无级的带宽分配可以进行无级的带宽分配 6未来的未来的ATM数据骨干网数据骨干网 宽带综合业务数字网的发展代表着未宽带综合业务数字网的发展代表着未 来通信网的发展方向。宽带综合业务数字来通信网的发展方向。宽带综合业务数字 网的发展是随着人们对信息传输与处理要网的发展是随着人们对信息传输与处理要 求的不断提高而变化的。本章依据宽带综求的不断提高而变化的。本章依据宽带综 合业务数字网的演变和应用这个线索，主合业务数字网的演变和应用这个线索，主 要论述了综合业务数字网（要论述了综合业务数字网（ISDN）的原理、）的原理、 特点、演化过程、特点、演化过程、ISDN基本结构、基本结构、ISDN 互连与应用等。互连与应用等。 在此基础上，论述了宽带综合业务