ATM交换技术与B-ISDN原理(第4讲)

1、1,三、窄带综合业务数字网(N-ISDN),N-ISDN: Narrowband-Integrated Services Digital Network 1.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、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（Basic Rate Interface） 2B+D16 :

3、 2*64kb/s+16kb/s=144kb/s 实际192kb/s物理速率 （2）一次群速率接口PRI（Primary Rate Interface） T1例：23BD6423*64kb/s+64kb/s 1.544Mb/s E1例：30BD6430*64kb/s+64kb/s 2.048Mb/s（包括64kb/s线路同步）,5,N-ISDN用户网络接口(Cont.),UNIUser Network Interface BRI PRI,6,N-ISDN-用户网络接口(ISDNGrowth),7,N-ISDN-用户网络接口配置,8,S-T-and U-interface reference p

4、oints and functional groups,9,Function Group and Reference Point,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(Network Termination 1): NT-1 provides the physical interface between the CPE and the carriers network NT-2(Network Termination2): NT-2 handles the logical interface bet

5、ween the customers premises and the carriers network; it may offer provisions for channel switching and multiple access. NOTE: Functional groupings of NT-1 and NT-2 can easily be provided by the same physical device; this device can be called NT-12(NT-one-two),or simply,NT.,10,功能群和参考点(Cont.), TA(Ter

6、minal Adapter): TA is any device that allows terminals and telephones that dont conform to ISDN standards to connect to the ISDN. TE(Terminal Equipment): TE is any voice, data, or other terminal that conforms to ISDN interface requirements. LT: Line Termination ET: Exchange Termination,11,参考点(Cont.)

7、,参考点：功能群之间的相对逻辑/物理接口点 R、S、T、U R：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,Definition of Reference,U: The interface at reference point U is the two-wire connection between the customers premises (NT-1)and local exchange office. The standard for the U interface specifies a special compr

8、essed transmission format called 2B 1Q. S: The interface at reference point S connects NT-2(or NT) with ISDN terminal equipment(TE or TA). Signals and data formats at the S interface and the T interface are identical. T: The interface at reference point T connects NT-1 and NT-2. It method. Where NT-

9、1 and NT-2 are implemented in the same device, on T1-interface is required.,13,5.N-ISDN Layers,ISDN的C、U、M平面结构 主体的分离平面模型OSI C、U、M单平面模型 带外信令带内信令 (out-band signaling)(in-band signaling) B信道：U平面 D信道：平面/signaling D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

10、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,Why TE1?,21,Why TEI? Using TEI identify terminals,22,Why SAPI?,23,SAPI Value,24,7.N-ISDN Layer 3, Location of ISDN layer 3,25,Modeling of Basic and Supplementary Services,26,The Q.931 Message format/structure,27,三个重要参数,1)协议鉴别语(Protocol Disc

11、riminator) 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.931 ISDN00001000 2)呼叫参考(Call Reference) 用于标记Local ISDN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(Message Type) 该参数用于标记消息的功能类型，如：Setup,disconnect,. etc.,28,ISDN Layer3 Message,29,例1.正常的ISDN呼叫过程,30,例2. ISDN的keypad 协议过程,31,N-ISD

12、N参考阅读,1.William Stallings, ISDN and Broadband ISDN, Ind Ed, MacMillan Publishing Company, 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

13、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，PCM 64Kb/sADPCM 32Kb/s 16Kb/s 8Kb/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

14、,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

15、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) Broad band 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

16、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(Residential Subscriber)：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(Business Subscriber)：如LAN互连、分 布协同工作.etc. ITU-T I.113建议中明确规定： 宽带(Broad band)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

17、型业务(distributive),43,B-ISDN业务的特征/业务比特率(Bit Rate),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(Bit Rate),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(Multimedia Components),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

18、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/(Spectrum of Switching Technologies),1. 为什么需要ATM(Asynchronous Transfer Mode),50,传递方式的变更电路交换(Circuit Switching),STMSynchronous Transfer Mode, 采用时隙(Time Slot)交换的概念,51,电路交

19、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(Multirate Circuit Switching),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(Fast Circuit Switching),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(Packet Switching),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