ATM交換技術(shù)與B-ISDN原理(第4講)課件

1、三、窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)N-ISDN: Narrowband-Integrated Services Digital Network1.產(chǎn)生背景(1)80年代中期，國外發(fā)達(dá)國家數(shù)字程控電話交換機(jī)廣泛采用，電話普及率達(dá)到較高的程度。結(jié)論是：電話業(yè)務(wù)趨于飽和，發(fā)展曲線相對平穩(wěn)。(2)對非電話業(yè)務(wù)的要求逐步提高，如用戶電報、數(shù)據(jù)通信、傳真、圖像等，相對來講更調(diào)整的業(yè)務(wù)還有：可視電話，會議電視等。(3) 當(dāng)時(80年代初、中期)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀是：電話網(wǎng)與各專業(yè)網(wǎng)并存 電話網(wǎng) 用戶網(wǎng) 數(shù)據(jù)網(wǎng) 傳真網(wǎng) 電纜電視(CATV)網(wǎng) 這些網(wǎng)絡(luò)在物理上可能是重疊的，但在邏輯上是分離的。1精選課件三、窄帶綜合

2、業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)N-ISDN: Nar1.N-ISDN產(chǎn)生背景/2.基本概念(4) 人們要求對已有的業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合(5)未來通信業(yè)務(wù)的多樣化以及人們對新業(yè)務(wù)的需求是不可預(yù)見的。結(jié)論：導(dǎo)致了ISDN思的產(chǎn)生2.ISDN的基本概念I(lǐng)SDN是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(IDN)演變而成，提供端到端的數(shù)字連接，以支持一系列廣泛的業(yè)務(wù)(包括話音和非話業(yè)務(wù))，它為用戶進(jìn)網(wǎng)提供一組有限的標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口。2精選課件1.N-ISDN產(chǎn)生背景/2.基本概念(4) 人們要求對3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)/基本特征三個基本特征： 端到端的數(shù)字連接 綜合的業(yè)務(wù) 標(biāo)準(zhǔn)的入網(wǎng)接口3精選課件3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)/基本特征三

3、個基本特征：3精選課件4. N-ISDN 用戶網(wǎng)絡(luò)接口（1）基本速率接口BRA（Basic Rate Interface）2B+D16 : 2*64kb/s+16kb/s=144kb/s 實際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/sE1例：30BD6430*64kb/s+64kb/s 2.048Mb/s（包括64kb/s線路同步）4精選課件4. N-ISDN 用戶網(wǎng)絡(luò)接口（1）基本速率接口BRAN-ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口(Cont.)UNIUser Network In

4、terfaceBRIPRI5精選課件N-ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口(Cont.)UNIUser NN-ISDN-用戶網(wǎng)絡(luò)接口(ISDNGrowth)6精選課件N-ISDN-用戶網(wǎng)絡(luò)接口(ISDNGrowth)6精選課N-ISDN-用戶網(wǎng)絡(luò)接口配置7精選課件N-ISDN-用戶網(wǎng)絡(luò)接口配置7精選課件S-T-and U-interface reference points and functional groups8精選課件S-T-and U-interface reference Function Group and Reference Point功能群： 定義了ISDNUNT接口上一些獨立(邏輯)的功

5、能實體。 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 between the customers premises and the carriers network; it may offer provisions for channel swi

6、tching 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.9精選課件Function Group and Reference P功能群和參考點(Cont.) TA(Terminal Adapter): TA is any device that allows terminals and tele

7、phones 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 10精選課件功能群和參考點(Cont.) TA(Terminal A參考點(Cont.) 參考點：功能群之間的相對邏輯/物理接口點 R、S、T、U R：

8、ISDN非標(biāo)準(zhǔn)終端（TE2）與終端適配器（TA）之間的接口 S/T： U：NT1的工線側(cè)接口：國際標(biāo)準(zhǔn)接口11精選課件參考點(Cont.) 參考點：功能群之間的相對邏輯/物理接口Definition of ReferenceU: 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 compre

9、ssed 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-1 a

10、nd NT-2 are implemented in the same device, on T1-interface is required.12精選課件Definition of ReferenceU: Th5.N-ISDN LayersISDN的C、U、M平面結(jié)構(gòu)主體的分離平面模型OSIC、U、M單平面模型帶外信令帶內(nèi)信令(out-band signaling)(in-band signaling)B信道：U平面D信道：平面/signalingD信道：分組平面(packet)M平面：負(fù)責(zé)管理和溝通C、U兩平面13精選課件5.N-ISDN LayersISDN的C、U、M平面結(jié)ISDN協(xié)議

11、的相互關(guān)聯(lián)14精選課件ISDN協(xié)議的相互關(guān)聯(lián)14精選課件ISDN協(xié)議參考模型(B信道的電路連接)15精選課件ISDN協(xié)議參考模型(B信道的電路連接)15精選課件ISDN協(xié)議參考模型(D信道的電路連接)16精選課件ISDN協(xié)議參考模型(D信道的電路連接)16精選課件用戶網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議結(jié)構(gòu)17精選課件用戶網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議結(jié)構(gòu)17精選課件6.N-ISDN協(xié)議單元18精選課件6.N-ISDN協(xié)議單元18精選課件ISDNPDU(LAPD 幀格式)19精選課件ISDNPDU(LAPD 幀格式)19精選課件Why TE1?20精選課件Why TE1?20精選課件Why TEI? Using TEI identif

12、y terminals21精選課件Why TEI? Using TEI identify teWhy SAPI?22精選課件Why SAPI?22精選課件SAPI Value23精選課件SAPI Value23精選課件7.N-ISDN Layer 3, Location of ISDN layer 324精選課件7.N-ISDN Layer 3, Location of Modeling of Basic and Supplementary Services25精選課件Modeling of Basic and SupplemeThe Q.931 Message format/structur

13、e 26精選課件The Q.931 Message format/struc三個重要參數(shù) 1)協(xié)議鑒別語(Protocol Discriminator) 用于區(qū)分是ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)呼叫控制消息呢？還是其它類型的消息(如 X.25呼叫)。對Q.931 ISDN000010002)呼叫參考(Call Reference) 用于標(biāo)記Local ISDN的某一個特定的ISDN呼叫。 亦即：在一個UNI接口上每個呼叫僅存在唯一的一個標(biāo)識符(identifier)3)消息類型(Message Type) 該參數(shù)用于標(biāo)記消息的功能類型，如：Setup,disconnect,. etc.27精選課件三個重要

14、參數(shù) 1)協(xié)議鑒別語(Protocol DiscriISDN Layer3 Message28精選課件ISDN Layer3 Message28精選課件例1.正常的ISDN呼叫過程29精選課件例1.正常的ISDN呼叫過程29精選課件例2. ISDN的keypad 協(xié)議過程30精選課件例2. ISDN的keypad 協(xié)議過程30精選課件N-ISDN參考閱讀1.William Stallings, ISDN and Broadband ISDN, Ind Ed, MacMillan Publishing Company, 199231精選課件N-ISDN參考閱讀1.William Stalling

15、s,N-ISDN的優(yōu)點(1) 提供電路交換與分組交換兩種通信模式(2)通過一組有限的標(biāo)準(zhǔn)多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)提供 各種通信業(yè)務(wù)(3)提供智能化的通信業(yè)務(wù)32精選課件N-ISDN的優(yōu)點(1) 提供電路交換與分組交換兩種通信模式N-ISDN的局限性1. 傳輸速率低，1.5Mb/s2Mb/s。然而，最吸引人們的業(yè) 務(wù)2Mb/s，包括視頻通信和高速LAN互連2.中繼網(wǎng)絡(luò)種類繁多 僅僅實現(xiàn)了用戶網(wǎng)絡(luò)接口上的綜合，而在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部仍 由許多分離的網(wǎng)絡(luò)實體來為各種對應(yīng)的業(yè)務(wù)提供服務(wù)。 網(wǎng)絡(luò)綜合不徹底。3.靈活性差 只能以64Kb/s為單位(n*64Kb/s)提供恒定比特率(CBR)的 業(yè)務(wù)，很難適應(yīng)未來

16、業(yè)務(wù)的變化，如編碼變化，PCM 64Kb/sADPCM 32Kb/s 16Kb/s 8Kb/s(移動通信編碼 信道13Kb/s)結(jié)論：需要有新的傳輸、交換體制誕生33精選課件N-ISDN的局限性1. 傳輸速率低，1.5Mb/s2MbB-ISDN的基本概念1.寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的思想 四大方面的原因產(chǎn)生B-ISDN： 各專業(yè)網(wǎng)單一服務(wù)有優(yōu)勢，但是提供綜合服務(wù)有缺陷 N-ISDN有局限性 不能采取單純的層次式信道速率分配帶寬的方法 對未來的寬帶網(wǎng)有新的要求34精選課件B-ISDN的基本概念1.寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的思想34精選課各專業(yè)網(wǎng)并存多套技術(shù)多套管理維護(hù)體制資源不能共享35精選課件各專業(yè)網(wǎng)并存

17、多套技術(shù)35精選課件N-ISDN有局限性(1) 支持的業(yè)務(wù)帶寬有限(2.048Mb/s)，有限的帶寬不能傳送 電視信號，因此需要專門的電視網(wǎng)，包括CATV網(wǎng)和衛(wèi) 星廣播。各網(wǎng)之間不能互通、共享資源。(2) N-ISDN僅僅實現(xiàn)了用戶網(wǎng)絡(luò)接口處的綜合，而在網(wǎng)絡(luò) 內(nèi)部仍由多個分離的物理網(wǎng)絡(luò)為用戶提供性質(zhì)不同的服務(wù)。(3) N*64Kb/s交換能力仍不夠靈活。 革命尚未成功，同志仍需努力。36精選課件N-ISDN有局限性(1) 支持的業(yè)務(wù)帶寬有限(2.048MSDH不能作為交換技術(shù)，現(xiàn)有局域網(wǎng)需要延伸1. SDH的層次式帶寬分配方法不靈活，適合作為底層網(wǎng)絡(luò)傳 輸體制，如果把SDH作為交換技術(shù)將會造成

18、網(wǎng)絡(luò)交換資源 的低效率，網(wǎng)絡(luò)交換要求：無級變倍式的為用戶應(yīng)用提供 服務(wù)。2. 原有/現(xiàn)有局域網(wǎng)(LAN)雖然大于2Mbit/s，但有問題： 不能延伸到廣域范圍內(nèi)。 不能把業(yè)務(wù)“Integrated”。37精選課件SDH不能作為交換技術(shù)，現(xiàn)有局域網(wǎng)需要延伸1. SDH的層技術(shù)進(jìn)步對B-ISDN網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生重大影響 壓縮技術(shù) 編碼算法 芯片制造技術(shù)38精選課件技術(shù)進(jìn)步對B-ISDN網(wǎng)絡(luò)會產(chǎn)生重大影響 壓縮技術(shù)38精未來寬帶網(wǎng)的開放性人們要求未來的寬帶網(wǎng)絡(luò)要做到與業(yè)務(wù)獨立 靈活與未來安全 有效的利用資源 收費低廉B-ISDN應(yīng)能體現(xiàn)出三大特征 寬帶(bandwidth) Broad band 交換式(

19、switched) 智能(Intelligent)39精選課件未來寬帶網(wǎng)的開放性人們要求未來的寬帶網(wǎng)絡(luò)要做到與業(yè)務(wù)獨立3B-ISDN是一元化網(wǎng)絡(luò)于是人們尋求一種集業(yè)務(wù)表示、網(wǎng)絡(luò)傳輸、利用和交換于一體的一元化網(wǎng)絡(luò)，這個網(wǎng)絡(luò)不僅能滿足現(xiàn)在通信業(yè)務(wù)的要求，而且能在未來相對較長的時間內(nèi)滿足新(出現(xiàn))的業(yè)務(wù)通信的要求，這樣一個理想的網(wǎng)絡(luò)稱之為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)，即B-ISDN。40精選課件B-ISDN是一元化網(wǎng)絡(luò)于是人們尋求一種集業(yè)務(wù)表示、網(wǎng)絡(luò)B-ISDN業(yè)務(wù)的分類 居民(Residential Subscriber)：如電視、可視 電話、多媒體(視頻點播VOD)、其它視頻業(yè) 務(wù)etc.寬帶業(yè)務(wù) 商業(yè)

20、(Business Subscriber)：如LAN互連、分 布協(xié)同工作.etc.ITU-T I.113建議中明確規(guī)定：寬帶(Broad band)為要求傳輸信道的速率起過一次群速率 的或系統(tǒng)41精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的分類 B-ISDN業(yè)務(wù)分類I.211建議把寬帶業(yè)務(wù)交互型業(yè)務(wù)(interactive)分配型業(yè)務(wù)(distributive)42精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)分類I.211建議把寬帶業(yè)務(wù)交互型業(yè)B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/業(yè)務(wù)比特率(Bit Rate)寬帶業(yè)務(wù)的速率跨度大，突發(fā)性強(qiáng)，實時性要求嚴(yán)格。43精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/業(yè)務(wù)比特率(Bit Rate)寬帶B-ISDN業(yè)務(wù)的

21、特征/業(yè)務(wù)比特率(Bit Rate)44精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/業(yè)務(wù)比特率(Bit Rate)44B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/突發(fā)特性(Burstiness)45精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/突發(fā)特性(Burstiness)4B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/多媒體業(yè)務(wù)成份(Multimedia Components)寬帶業(yè)務(wù)由多種媒體成份組成，如會議電視(寬帶)由聲音(Voice)、圖像(Image)、文本(Text)和視頻(Video)等組成；個呼叫對應(yīng)多個連接、并且多個連接之間需要保持交叉同步。46精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/多媒體業(yè)務(wù)成份(MultimediB-ISDN業(yè)務(wù)的特征/多媒

22、體業(yè)務(wù)成份(Cont.)47精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/多媒體業(yè)務(wù)成份(Cont.)47精B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/應(yīng)用要求寬帶業(yè)務(wù)差別懸殊大，分門別類劃成四類：恒定比特率(CBR)業(yè)務(wù)可變比特率(VBR)業(yè)務(wù)，rt-VBR, nrt-VBR可得到比特率(ABR)業(yè)務(wù)非特定比特率(UBR)業(yè)務(wù)48精選課件B-ISDN業(yè)務(wù)的特征/應(yīng)用要求寬帶業(yè)務(wù)差別懸殊大，分門別ATM異步傳遞方式/(Spectrum of Switching Technologies)1. 為什么需要ATM(Asynchronous Transfer Mode)49精選課件ATM異步傳遞方式/(Spectrum of Swi

23、tch傳遞方式的變更電路交換(Circuit Switching)STMSynchronous Transfer Mode, 采用時隙(Time Slot)交換的概念50精選課件傳遞方式的變更電路交換(Circuit Switchin電路交換用固定資源分配方式對速率變化大的寬帶業(yè)務(wù)是不合適的電路交換很不靈活簡單的電路交換方式對通用寬帶網(wǎng)是完全不合適的51精選課件電路交換用固定資源分配方式對速率變化大的寬帶業(yè)務(wù)電路交換傳遞方式的變更多速率電路交換(Multirate Circuit Switching)MRCS兩種方式： 完全多速率電路交換，nx基本信道速率，如N-ISDN (突出特征是一個基本

24、速率) 改進(jìn)型MRCS，H1，H2Hn多個信道等級 (特征是多個基本速率)52精選課件傳遞方式的變更多速率電路交換(Multirate CircMRCS多速率并行交換器53精選課件MRCS多速率并行交換器53精選課件MRCS多速率并行交換器54精選課件MRCS多速率并行交換器54精選課件傳遞方式的變更快速電路交換(Fast Circuit Switching)FCS 有信息接通資源無信息斷開資源要求交換機(jī)處理信令的能力非常強(qiáng)大 信令開銷大 +多速率快速電路交換(MRFCS)55精選課件傳遞方式的變更快速電路交換(Fast Circuit S傳遞方式的變更分組交換(Packet Switching)非實時存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制不能滿足實時業(yè)務(wù)的要求 不能工作于調(diào)整鏈路中變長分組復(fù)雜的緩沖器管理(過去)軟件方法，X.25 2Mb/s 將來用軟件方法不行56精選課件傳遞方式的變更分組交換(Packet