南邮《交换技术基础》CH.ppt

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1、第五章 窄带综合业务数字交换,南京邮电大学通信与信息工程学院 网络工程与技术系,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,2,5.1 ISDN基本概念,5.1.1 ISDN引入 5.1.2 ISDN基本特征 5.1.3 ISDN业务 5.1.4 用户网络接口 5.1.5 ISDN编号和寻址,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,3,5.1.1 ISDN引入,每种业务有自己的网络（网络结构、编号计划、接口标准和信令规范），新的业务将越来越多，网络膨胀导致运行和管理难以控制，不同业务间的互通也日益复杂。 设想由单一的网络来提供所有的业务（随着数字通信和数字信号处理技术的不断成熟，已成为可能

2、）。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,4,5.1.2 ISDN基本特征,以数字电话网（IDN）为基础 从主叫用户直至被叫用户全程均为数字连接 标准的入网接口 多种业务综合,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,5,5.1.3 ISDN业务,业务分类 ：承载业务 、用户终端业务 、补充业务 承载业务是由网络提供的信息传送服务，信息从一个用户网络接口透明地传送到另一个用户网络接口，对信息本身不作任何处理。仅包含OSI 13层的功能。 用户终端业务是由网络和终端设备共同向用户提供的通信业务，如电话、2/3类传真、4类传真、智能用户电报、可视图文和用户电报、可视电话、会议电视等。包含

3、了OSI 17层的全部功能。 补充业务指的是业务的附加性能，它总是和承载业务或用户终端业务一起提供的，不能单独存在，目的是使用户更方便地使用承载或用户终端业务。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,6,5.1.3 ISDN业务,采用属性的方法对每项业务作精确的定义。每个属性规定有若干个属性值，给定所有属性的属性值组合就可唯一定义一项业务。 在所有属性中，有4个主要属性：信息传送方式、信息传送速率、信息传送能力、结构。 信息传送方式：有电路传送和分组传送二种方式。 信息传送速率：对于电路方式有64、264、384（664）、1536（2464）和1920（3064）Kbit/s 5种属性

4、值；对于分组方式用吞吐量表示，属性值尚无定义。 信息传送能力：有不受限制的数字信息、话音、3.1KHz音频、带信号音/录音通知的不受限数字信息和视频5种属性值。 结构：指的是在信息传送时网络应加入什么样的同步元素，使信息保持完整结构。如8KHZ完整性、SDU完整性和无结构三种属性值。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,7,5.1.3 ISDN业务,补充业务包括 -直接拨入(DDI）、多用户号码(MSN）、子地址寻址(SUB）、主叫线标识提供(CLIP)、主叫线标识提供限制(CLIR)、被接线标识提供(COLP)、被接线标识提供限制(COLR)； -呼叫转移(CT)、无条件呼叫前转(C

5、FU)、遇忙呼叫前转(CFB)、无应答呼叫前转(CFNR)、用户线连选(LH) ； -呼叫等待(CW）、呼叫保持(HOLD）、终端移动性(TP）； -会议呼叫(CONF）、三方业务(3PTY)； -闭合用户群(CUG)； -反向计费(REV)； -用户用户信令业务(UUS) 。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,8,5.1.4 用户网络接口接入配置,接入配置图 功能群（NT1、NT2、TE1、TE2、TA） 参考点（R、S、T、U、S/T） 功能群与物理设备的关系。 用户网络接口有点到点和点到多点（最多可接8个终端）二种配置方式。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,9,5.

6、1.4 用户网络接口信道类型,B信道（64Kbit/s，用以传送业务信息流）； D信道（16Kbit/s或64Kbit/s，用以传送信令，需要时也可传送少量的分组数据）； H信道，由几个B信道捆绑组成，用于传送高速业务信息流。H0(384Kbit/s，6B)、H11(1536Kbit/s，24B)和H12(1920Kbit/s，30B)。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,10,5.1.4 用户网络接口接口结构,基本速率接口（BRI），2B+D（D为16Kbit/s）。 基群速率接口（PRI)，30B+D（D为64Kbit/s），用于连接ISDN用户交换机等大容量用户。PRI也可为B

7、信道和H信道的适当组合。 对于BRI接口，其用户可用速率为144Kbit/s，加上定时、控制和维护管理比特后，U接口的速率为160Kbit/s，S/T接口的速率为192Kbit/s。对于PRI来说，其用户可用速率为1984Kbit/s ，U接口和S/T接口的速率均为2048Kbit/s。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,11,5.1.5 ISDN编号和寻址,ISDN编号采用E.164格式（和电话网的E.163格式类似，但是最大长度扩展为15位，并可带长达40位的子地址）。ISDN号码和子地址作为网络和NT2的寻址依据。 ISDN号码是针对用户网络接口(UNI)分配的，接在同一UNI

8、上的终端共享一个ISDN号码,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,12,5.2 数字用户接口,5.2.1 数字用户线技术 5.2.2 U接口标准 5.2.3 数字用户电路,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,13,5.2.1 数字用户线技术,如何在现有的二线模拟用户线上双向传送BRI速率的高速数字信号 频分法(FDM)、时间压缩法(TCM)和回波抵消法(EC)。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,14,5.2.2 U接口标准,没有统一的国际标准，普遍采用ANSI和ETSI二大标准。没有统一的国际标准，普遍采用ANSI和ETSI二大标准。 线路码型 ：2B1Q（ETSI

9、）、4B3T（ANSI） 2B1Q码帧结构 供电：ISDN用户设备主要靠本地供电、NT供电视标准不同而异、TE幻线供电 激活：激活和去激活、冷启动和热启动、激活和去激活的发起,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,15,5.3 ISDN信令,5.3.1 信令分类 5.3.2 LAPD 5.3.3 Q.931 5.3.4 ISUP,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,16,5.3.1 信令分类,UNI信令和NNI信令 UNI信令由D信道传送。由三层协议组成：物理层、数据链路层和呼叫处理层，统称为DSS1。 NNI信令用于ISDN交换机之间传送呼叫控制信息，仍属于七号信令范畴，应用层

10、协议为ISUP。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,17,5.3.2 LAPD帧结构,F字段（01111110），作为帧定界标志，作用与七号信令SU的F字段同。同样需插零、删零操作。 A字段（地址段）主要是识别D信道上的多条数据链路。其中SAPI用来区分LAPD为之提供服务的上层协议实体（0为呼叫控制过程即Q.931信令实体，16为分组信息的传送，63为第二层层管理实体）。终端设备标识TEI用来区分同一UNI接口上的多个终端设备。定义数据链路连接标识DLCI=TEI+SAPI来标识一条逻辑数据链路，这些逻辑数据链路在D信道上复用。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,18,逻

11、辑数据链路在D信道上复用,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,19,5.3.2 LAPD帧结构,C字段（控制段）的作用有两个：区分帧的类型；在部分帧中携带帧的序号 。 - LAPD定义了3种类型的帧：I（信息）帧、S（监视）帧和U（无编号）帧。 - I帧用来传送用户数据，并捎带传送流量控制和差错控制信息。 - S帧专门用来传送控制信息，当流量和差错控制信息没有I帧可以“搭乘”时，需要用S帧来传送。包括RR、RNR和REJ等。其中RR用于在没有数据需要传送时专门发给对方的接收证实信号；也可用于在发送了I帧后，超时仍未收到对方的证实信息而主动探询对方的接收情况。RNR用于要求对方暂停发送I

12、帧，并对已接收的帧进行证实。REJ用于否定证实，要求对方从某一编号开始的所有I帧全部重发。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,20,5.3.2 LAPD帧结构,-U帧包括SABME、UA、DISC、DM、UI等。其中UI帧用来传送非证实方式的用户数据， SABME用于发起建链请求，DISC用于发起拆链请求，UA用于对建链或拆链请求的肯定回答，DM为否定回答。 -在I帧中含有两个序号N（S）和N（R）。其中N（S）为当前正在发送的I帧序号，是发送方用来区分所发送帧的标志；N（R）为期望接收的下一I帧序号，实际上就是对序号为N（R）1及其前面所有帧的接收证实。 -在S帧（RR、RNR、R

13、EJ）中只含有N（R），其含义与I帧同。 -U帧不包含任何序号。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,21,5.3.2 LAPD帧结构,I字段（信息段）为LAPD的上层实体与其对等层通信的内容，如Q.931消息或第二层层管理消息。信息段只出现在I帧和少数U帧（如UI帧）中，S帧不含信息段。 FCS字段（帧校验序列）的作用是对A、C、I字段进行保护（作用同七号信令的CK）,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,22,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,23,5.3.2 LAPD信息传送方式,LAPD支持两种用户信息传送方式：非证实方式和证实方式。 非证实方式是指信息传送前无

14、需建立数据链路，携带信息的帧亦无编号，接收方如发现出错就简单地予以丢弃，发送方不予重发纠错，相当于无连接传送方式。这种方式不保证信息的可靠传送。 非证实方式用UI帧来承载信息。 非证实方式主要用于广播消息的发送和快速数据传送。前者为点到多点消息，无法反向逐一证实；后者主要是管理实体间的消息。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,24,5.3.2 LAPD信息传送方式,证实方式对携带信息的帧顺序编号，如同七号信令一样，采用肯定/否定证实、重发纠错方式确保可靠传送。证实方式相当于面向连接传送，只用于点到点消息发送。在信息发送之前，首先要建立数据链路，信息发送完毕，该数据链路即行拆除。 证实

15、方式用I帧来承载信息。这种方式的肯定证实由对方发来的I帧捎带完成或者由RR帧完成，否定证实由REJ帧完成。 证实方式用于发送分组数据和绝大部分的信令消息。在同一D信道上，证实方式和非证实方式可以同时存在。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,25,5.3.2 LAPD差错控制,差错控制的目的是为了在传输出错的情况下，进行纠错重发。差错控制机制只在证实方式有，非证实方式不保证可靠传送，因而无差错控制机制。 发现传输出错有两种途径：一是通过所接收到的I帧序号不连续而发现，此时接收端回发一个REJ帧，要求其从编号为N（R）的帧开始全部重发；另一种情况是发送方发出的最后一帧出错，此时对方无从觉

16、察消息丢失，需由发送方在超时未收到对方证实后，主动向对方发送RR帧，请求对方回送证实，待对方回送RR帧后，既可重发最后一帧。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,26,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,27,5.3.2 LAPD流量控制,流量控制的目的是为了防止数据链路上LAPD帧的过多发送而引起阻塞，流量控制机制只在证实方式有，非证实方式无流量控制机制。 证实方式下的流量控制机制有两种方式，一是通过向发送方发送RNR，另一种就是滑动窗口协议。 RNR方式下，直接发送特定的S帧（RNR），强制对方停止发送I帧，直到拥塞消除后才允许对方恢复I帧的传送（通过发送RR帧完成）。,2

17、020年8月7日星期五,NUPT-PYF,28,5.3.2 LAPD流量控制,滑动窗口协议规定发送端在未收到对方证实的情况下最多可以连续发送K个I帧 ，在任何时候，如果发送方已发出而未被对方证实的帧达到K个，发送方必须暂停发送，等待对方证实。 如果这时收到对方的证实，则可以恢复发送，但未收到对方证实的帧的总数仍为K，只不过序号的上、下沿均向前移动了，因而叫做滑动窗口。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,29,5.3.2 LAPD TEI管理,包括TEI分配、TEI取消、TEI检测等 。 TEI用来识别同一UNI接口上可能连接的多个终端，其取值范围为：063用于非自动分配TEI的终端设

18、备；64126用于自动分配TEI的终端设备；127为广播地址，用于向某接口所有终端发送信息。 终端设备标识TEI用来区分同一UNI接口上的多个终端设备。一般情况下，一个终端只分配一个TEI，有时也可以根据需要分配多个TEI（如该终端为一个集线器时），但同一个接口上的设备不能使用相同的TEI。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,30,5.3.2 LAPD TEI管理,TEI非自动分配指的是由终端自行分配，网络对非自动分配的TEI只承担有限的管理责任。所谓自动分配是指由网络（交换机）集中对各终端进行分配，网络保证分配的TEI不重复，且在终端停止使用后自动回收分配的TEI。 TEI的自动分

19、配发生在两种情况下：该设备上电后第一次请求建立数据链路；该设备上电后第一次请求发送UI帧。此时，终端侧层管理实体向网络侧层管理实体发送“ID请求”消息（SAPI=63，UI帧，TEI=127），网络将分配的TEI值经“ID分配”消息回送该终端。 除此之外，网络还可以发起TEI检测过程等。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,31,5.3.3 Q.931消息类型,Setup Setup Acknowledge Call Proceeding Alerting Connect Connect Acknowledge Disconnect Release Release Complete I

20、nformation,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,32,5.3.3 Q.931消息结构,除固定的消息头部（其中呼叫引用用于区分每次不同的呼叫）以外，每个消息由若干个信息单元(IE，某些为必备IE，某些为任选IE)组成。 典型的Setup消息包含如下几个主要的IE： -被叫号码（还可能包括被叫子地址） -主叫号码（还可能包括主叫子地址） -发送完全：指示被叫号码已发送完毕 -通路识别：B1或B2。 -承载能力(BC) -低层兼容性(LLC) -高层兼容性(HLC),2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,33,5.3.3 Q.931信令过程示例,ISDN的用户终端设备有两种类

21、型：功能型终端和激励型终端。前者指一些智能的终端设备，它们将全部呼叫请求信令信息组合成一个消息向网络发送，这种方式称为“整体发码”；后者指一些信令功能低下的终端设备，它们向网络发送信令信息的方式是基于用户的各个动作（摘机、按键等）每次送一个数字或一个事件，这种方式称为“重合发码”。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,34,5.3.3 Q.931信令过程示例,基本呼叫信令过程 ：,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,35,5.3.3 Q.931信令过程示例,多终端来话呼叫建立过程,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,36,5.3.4 ISUP,ISUP是ISDN中NNI

22、信令的应用层协议，由SCCP和MTP-3共同支持。 它是在TUP基础上发展的，其地位和TUP相当，许多消息名也和TUP相同，但其功能要复杂得多。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,37,5.4 ISDN交换机结构,ISDN交换机是从数字程控电话交换机演进而成的，因此其总体结构和电话交换机类似，只是增加了一些接口和功能。 新增接口包括数字用户接口（BRI、PRI的U接口）、数字中继接口。 新增功能包括ISUP、SCCP、DSS1处理以及DSS1-ISUP和ISUP-TUP互通处理。,2020年8月7日星期五,NUPT-PYF,38,5.4 ISDN交换机结构,此外，其呼叫选路功能也应有所升级。ISDN交换机选路沿袭电话交换机的方法，还有一种特殊的“降质”(fallback)选路情况，专门用于7KHZ高音质话音的传送。,See You Next Time!,南京邮电大学,