第一课 综合业务数字网ISDN基本概念

课程目的

1. 介绍ISDN基本概念、术语及ISDN相对传统网络的优点

2 理解ISDN协议分层模型

3 理解ISDN接口：

3.1 ISDN的T1和E1接口帧结构
3.2 LAPD帧格式和消息
3.3 Q.931消息类型和信息单元

4. ISDN数据链路连结DLC的建立过程描述

5 ISDN网络层的呼叫建立和拆链

　　综合业务数字网ISDN是综合数字网的延伸，该标准的提出打破了传统的电信网和数据网之间的界线，并使得各种用户的各种业务需求能得以实现；另一个突出特点是它不是从业务网络本身去寻求统一，二是抓住了所有这些业务的本质：服务于用户，即改变了以往按业务组网的方式，从用户的观点去设计标准，设计整个网络，避免了网路资源和号码资源的大量浪费。为了进一步适应人们对各种宽带和可变速率业务需要（包括话音、数据、多媒体、宽带视频广播等各种业务），又提出了B-ISDN（宽带综合业务数字网），并称原来的综合业务数字网为N-ISDN（窄带综合业务数字网）。为了克服N-ISDN的固有局限性，B-ISDN不再维护原有的电话网和数据网体系，提出了全新的传输和交换技术，快速分组交换的ATM技术作为核心技术。但是由于市场和技术原因， ATM技术不仅仅为B-ISDN服务而与现有N-ISDN系统共同成为用户话音、数据及多媒体等业务的承载技术。所以，我们将陆续地分别介绍ISDN和ATM的基本概念，并就其相互关系进行探讨。

1. ISDN概念模型

1.1 ISDN的提出

　　ISDN的提出最早为了综合电信网的多种业务网络。由于传统通信网是业务需求推动的，所以各个业务网络如电话网、电报网和数据通信网等各自独立且业务的运营机制各异，这样对网络运营商而言运营、管理、维护复杂，资源浪费；对用户而言，业务申请手续复杂、使用不便、成本高；同时对整个通信的发展来说，这种异构体系对未来发展适应性极差。于是将话音、数据、图像等各种业务综合在统一的网络内成为一种必然，这就是综合业务数字网(Integrated Services Digital Network)的提出。

1.2 ISDN的概念模型

1.2.1 ISDN的定义

按照原CCITT的定义，ISDN是以提供了端到端的数字连接的综合数字电话网IDN为基础发展起来的通信网，用以支持电话及非话的多种业务；用户通过一组有限的标准用户网络接口接入ISDN网内。即ISDN：

(1) 是通信网；
(2) 以电话网、IDN为基础发展而成；
(3) 支持端到端(End-to-End)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-网络接口(UNI)；
(7) 使得用户能通过一组有限个多用途的UNI接入ISDN。

1.2.2 概念模型

1.2.2.1 业务综合

　　ISDN概念中的业务综合的核心是从用户端出发，建立了一套标准的用户和网络接口协议体系(UNI：User-Network Interface)。同时给出了各ISDN网络间互联的NNI接口。这样，非常简单的统一了开发标准，提供了一个厂商间开放的竞争环境。见下图。

1.2.2.2 ISDN的承载业务类型

在ISDN概念模型中，各种业务类型按照业务的数据率分为两级(见下图)：

◆基本速率接口(BRI：Basic Rate Interface)，该速率由两个承载信道和一个数据控制信道构成，称为2B+D，其中B(Bearer)为标准PCM速率64kbps，D(Data)为16kbps。该速率适用于家用或小型企业需要。

◆基群速率接口(PRI：Primary Rate Interface)，该速率支持T1(23B+D：1.544Mbps)和E1(30B+D：2.048Mbps)，适用于大容量用户或集团用户。(D：64kbps) 其中T1主要适用于日本和北美地区，E1适用于欧洲和中国等地区。

1.2.2.3 ISDN协议模型

●ISDN协议分层
参照OSI参考模型，ISDN分为四层，如下图所示:

第一层：物理层，规定了ISDN各种设备的电气机械特性，及物理电气信号标准；
第二层：数据链路层，完成物理连接间的数据成帧/解帧及相应的纠错等功能，向上层提供一条无差错的通信链路；
第三层：网络层，进行路由选择、数据交换等，负责把端到端的消息正确地传递到对端。
而其中的第四层描述进程间通信、与应用无关的用户服务及其相关接口和各种应用，这部分协议不在ISDN规定之内，由相关应用决定。

●层间信息交换 层间通信在各层提供的业务接入点(SAP)依靠消息原语（Message Primitives）进行。见下图。

　　《N》层的信息交换在各开放系统《N》层的信息交换实体(Entity，称《N》实体)间进行。《N》实体按照《N》协议和其他《N》实体共同完成《N》功能。《N+1》实体利用《N》实体提供的功能完成相互间的通信。《N》层向《N＋1》提供的通信功能称作《N》业务。《N》实体向《N＋1》实体提供《N》业务的逻辑接口称为《N》业务接入点，记为《N》-SAP（Service Access Point），位于各层的边界上。相邻层的通信实体间通过原语(Primitive)及其相关参数进行。原语包括：来自上层的请求(Request)和响应(Response)，来自下层的指示(Indication)和证实(Confirmation)四种。在这种相对独立的层间及层内逻辑结构下，开放系统的对等实体可以无需关心其上下层功能的实现方式，于是它们之间的信息交互进一步抽象为一种逻辑连接，称为《N》连接。

●ISDN功能设备定义及参考点

ISDN提供如下各类的标准设备：
TE1：ISDN标准终端设备；
TE2：非标准ISDN终端设备；
NT1：网络终端1，标志本地环路的物理终结，具有用户传输线终端和用

户网络接口(UNI)功能；

NT2：网络终端2，可以是PABX或局域网LAN；
LE：本地交换设备，完成用户本地环路内的设备间信息交换；
TA：终端适配器，完成非标准设备到ISDN速率的匹配及协议转换(它可以在TE2中内嵌实现)；

以上各类设备间的连接接口称为参考点(见下图)：

R参考点：位于非标准ISDN设备（TE2）和TA间；
S参考点：位于标准用户终端和NT2间；
T参考点：位于NT1和NT2间；
U参考点：只适用于北美地区，位于NT1和线路终端设备间；

 

1.3 ISDN的特点

ISDN相对传统电信网有很多的优点：

• 业务的综合：不同的业务可以通过相同的物理电路进行连接，增加新业务方便。
• 由于采用了公共信道信令(CCS：Common Channel Signal)，不同业务的呼叫建立互相独立，且快速方便，更有效的利用了链路资源；支持话音和各种非话增值业务，如主叫识别、呼叫转移、可视电话、会议电话等。
• 采用了统一的标准用户网络接口UNI。