現(xiàn)代交換原理課件

ATM交換技術(shù)**1）B-ISDN的提出——通信網(wǎng)的發(fā)展N-ISDN的局限性：

傳輸速率和交換模式限制了具有更高速率和可變速率業(yè)務(wù)的提供，已不能適應(yīng)未來通信網(wǎng)發(fā)展的需要。

B-ISDN的提出：

能夠提供具有更高傳輸速率的傳輸信道；更先進(jìn)的傳送模式。

1、ATM與B-ISDN的產(chǎn)生與發(fā)展*2）B-ISDN網(wǎng)對傳送模式的要求

對信息的損傷要小具有時間透明性(信息傳送的時延和時延抖動要小)具有語義透明性(由傳送引起的信息丟失和差錯要小)能靈活地支持各種業(yè)務(wù)具有高速傳送信息的能力1、ATM與B-ISDN的產(chǎn)生與發(fā)展*3）ATM與B-ISDN的產(chǎn)生和發(fā)展1983年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的TurnerJ.等人提出了快速分組交換（FPS－FastPacketSwitching）原理，研制了原型機(jī)。同年，法國CoudreuseJ.P.提出了ATD交換概念，并在法國電信研究中心（CNET）研制了演示模型。

FPS和ATD概念提出以后，很多設(shè)備制造公司、郵電管理部門和標(biāo)準(zhǔn)化組織表示了強(qiáng)烈的興趣，進(jìn)行了深入的研究。80年代中期，CCITT也開始了這種新的傳送模式的研究。1988年，CCITT18研究組決定采用固定長度的信元，定名為ATM，并認(rèn)定B-ISDN將基于ATM技術(shù)。1990年，CCITT18研究組制定了關(guān)于ATM的一系列建議，并在以后的研究中不斷地深入和完善。1、ATM與B-ISDN的產(chǎn)生與發(fā)展*1994年投入運(yùn)營的美國北卡羅來納信息高速公路，是美國第一個在州的范圍內(nèi)的公用ATM寬帶網(wǎng)。在歐洲由法國、德國、英國、意大利和西班牙等國發(fā)起的泛歐ATM寬帶試驗(yàn)網(wǎng)，于1994年11月開始運(yùn)行，后來擴(kuò)大到歐洲的十多個國家，是覆蓋面較廣的ATM試驗(yàn)網(wǎng)在亞洲的日本NTT與郵政省、香港電訊、新加坡電信、韓國電信、泰國的亞洲電信以及中國的廣東、北京和上海電信管理局也進(jìn)行過以ATM為基礎(chǔ)的寬帶網(wǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)的業(yè)務(wù)平臺有基于TCP／IP的寬帶數(shù)據(jù)、VOD、會議電視。試驗(yàn)的應(yīng)用系統(tǒng)大致有家庭購物、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教學(xué)等。1、ATM與B-ISDN的產(chǎn)生與發(fā)展*

4）公用網(wǎng)的ATM交換系統(tǒng)公用網(wǎng)ATM骨干交換系統(tǒng)必須具有高吞吐量和可擴(kuò)展性，吞吐量通常為40~160G。應(yīng)能支持各種接口、業(yè)務(wù)和連接類型，并具有保證服務(wù)質(zhì)量（Qos）的業(yè)務(wù)流控制功能。

富士通FETEX-150、愛立信的AXD301、西門子的MainStreetXpress、AT&T的GlobeView2000、阿爾卡特的1000AX、北電的MagellanConcorde等。1、ATM與B-ISDN的產(chǎn)生與發(fā)展*

5）研究熱點(diǎn)

ATM交換結(jié)構(gòu)ATM網(wǎng)的業(yè)務(wù)流控制話音通過ATM（VOA）IP與ATM的融合ATM與智能網(wǎng)（IN）的結(jié)合光ATM交換

1、ATM與B-ISDN的產(chǎn)生與發(fā)展*2、ATM基本原理ATM信元及其結(jié)構(gòu)異步時分復(fù)用技術(shù)面向連接的工作方式ATM標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議*2.1ATM信元及其結(jié)構(gòu)1）信元結(jié)構(gòu)：

信元由5字節(jié)信頭和48字節(jié)信息段（凈荷）組成。發(fā)送次序87654321比特1…56……………….53發(fā)送次序信頭（5字節(jié)）信息段（48字節(jié)）*2）UNI的信頭結(jié)構(gòu)：GFC（GenericFlowControl）：

一般流量控制字段（4個比特）及相應(yīng)的GFC功能用于接入的流量控制。由于B-ISDN的UNI接入的終端數(shù)量可以很多，需要控制流向網(wǎng)絡(luò)的流量，以避免網(wǎng)絡(luò)的短期過載。GFC比特87654321VPIVPIVCIVCIVCIPTHECCLP123452.1ATM信元及其結(jié)構(gòu)*VPI/VCI（VirtualPathIdentifier/VirtualChannelIdentifier）：

選路信息。PT（PayloadType）：

有3個比特，表示凈荷類型。CLP（CellLossPriority）：

表示信元丟失優(yōu)先級，只有一個比特，CLP=0，表示高優(yōu)先級；CLP=1,表示低優(yōu)先級，若遇到擁塞要丟棄信元時，CLP=1的信元將首先丟棄。HEC（HeadErrorControl）：

為1個字節(jié)，用于信頭差錯控制。2.1ATM信元及其結(jié)構(gòu)*3）NNI的信頭結(jié)構(gòu)：

NNI信頭不需要GFC字段，從而使VPI擴(kuò)展為12比特。比特87654321VPIVPIVCIVCIVCIPTHECCLP123452.1ATM信元及其結(jié)構(gòu)*2.2異步時分復(fù)用技術(shù)STD（SynchronousTimeDivision）：通過時間位置來區(qū)別每一個邏輯信道ATD（AsynchronousTimeDivision）：通過標(biāo)記來區(qū)別每一個邏輯信道*1）虛通道與虛信道：

ATM傳輸通道可分割成若干個邏輯子信道，為便于應(yīng)用和管理，邏輯子信道可按兩個等級來劃分：虛通道（VP--VirtualPath）虛信道（VC--VirtualChannel）2.3面向連接的工作方式*2.3面向連接的工作方式向北京方向（用VPI=1標(biāo)識）的3個通信，兩個是數(shù)據(jù)通信，一個是電話通信（分別用VCI=4、5、6標(biāo)識）向廣州方向（用VPI=2標(biāo)識）的2個通信，一個是視頻通信，一個是電話通信（分別用VCI=5、6標(biāo)識）*2）VPC（虛通道連接）和VCC（虛信道連接）

VCC（VirtualChannelConnection）是VCC端點(diǎn)之間的VC級端到端的連接，由多條VC鏈路串接而成，VCI（虛信道標(biāo)識）用來識別一條VC。

VPC（VirtualPathConnection）是VPC端點(diǎn)之間的VP級端到端的連接，由多條VP鏈路串接而成，VPI（虛通道標(biāo)識）用來識別一條VP。

VCC端點(diǎn)（VCCEndpoint）是VCC的起點(diǎn)和終點(diǎn)，是ATM層及其上層交換信元凈荷的地方，也就是信息產(chǎn)生的源點(diǎn)和被傳送的目的點(diǎn)。VPC端點(diǎn)（VPCendpoint）是VPC的起點(diǎn)和終點(diǎn)，是VCI產(chǎn)生，變換或終止的地方。2.3面向連接的工作方式*虛信道連接（VCC）虛通道連接（VPC）VC鏈路VC鏈路VC鏈路VCIXVCIyVCIZVP鏈路VP鏈路VP鏈路VPIXVPIyVPIZ2.3面向連接的工作方式*3）VP交換和VC交換

VP交換是指僅變換VPI值而不改變VCI值的交換，即只進(jìn)行虛通道的交換，虛通道里面的虛信道并不進(jìn)行交換。2.3面向連接的工作方式*VC交換是指VPI值與VCI值都要進(jìn)行改變的交換。因?yàn)樘撔诺朗前凑仗撏ǖ纴韯澐值?，?dāng)虛信道交換時，其所屬的虛通道也要進(jìn)行交換，即虛通道和虛信道都要進(jìn)行交換。2.3面向連接的工作方式*2.3面向連接的工作方式ATM連接的建立過程。在源ATM端點(diǎn)與目的ATM端點(diǎn)進(jìn)行通信前的連接建立過程，實(shí)際上就是在這兩個端點(diǎn)間的各段傳輸通道上，找尋空閑VC鏈路和VP鏈路，分配VCI與VPI，建立相應(yīng)VCC與VPC的過程，*ATM虛連接建立的方式有兩種方式：永久虛連接（PVC：PermanentVirtualConnection）交換虛連接（SVC：SwitchingVirtualConnection）PVC是由管理面控制建立的永久和半永久連接，用戶在傳送信息前不需要建立過程。SVC是由信令控制建立的連接，用戶在傳送信息前要建立連接，信息傳送完畢則拆除虛連接。VPC和VCC都可有PVC和SVC的虛連接。2.3面向連接的工作方式*2.4ATM協(xié)議參考模型物理層ATM層ATM適配層高層高層控制面用戶面管理面面管理層管理*B-ISDN協(xié)議參考模型由3個平面組成：用戶面、控制面、管理面用戶面（UserPlane）：負(fù)責(zé)用戶信息的傳送，采用分層結(jié)構(gòu)。控制面（ControlPlane）：提供呼叫和連接的控制功能，主要涉及信令功能，也采用分層結(jié)構(gòu)。管理面（ManagementPlane）：提供面管理與層管理兩種管理功能。面管理實(shí)現(xiàn)與整個系統(tǒng)有關(guān)的管理功能，并完成各個面之間的協(xié)調(diào)功能；層管理實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源與協(xié)議參數(shù)的管理，并處理各層中的操作與維護(hù)（OAM）信息流，面管理不分層，層管理是分層的。B-ISDN協(xié)議參考模型的分層結(jié)構(gòu)含有4層，從下到上為：物理層、ATM層、ATM適配層（AAL：ATMAdaptationLayer）和高層。2.4ATM協(xié)議參考模型*一般流量控制、信頭產(chǎn)生/提取信元VPI/VCI翻譯、信元復(fù)用和分路信元速率解耦、HEC產(chǎn)生/驗(yàn)證信元定界、傳輸幀適配傳輸幀產(chǎn)生/恢復(fù)AALCSSARATM層TCPMD比特定時、物理媒體匯聚分段與重組物理層2.4ATM協(xié)議參考模型*物理層：負(fù)責(zé)通過物理媒體正確、有效地傳送信元。它可劃分為２個子層：物理媒體相關(guān)子層（PMD：PhysicalMediumDependentSublayer）傳輸匯聚子層（TC：TransmissionConvergenceSublayer）物理媒體相關(guān)子層（PMD）的功能：提供與傳輸媒體有關(guān)的機(jī)械和電氣接口，正確地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)比特，負(fù)責(zé)線路編碼、比特定時等功能。傳輸匯聚子層（TC）的功能：①傳輸幀的產(chǎn)生/恢復(fù)與適配

在發(fā)送端要將信元流封裝成適合傳輸系統(tǒng)要求的幀結(jié)構(gòu)送到PMD子層，在接收端則將PMD子層送來的比特流（傳輸幀）恢復(fù)成信元流；并在信元流與傳輸幀轉(zhuǎn)換時完成格式的適配。2.4ATM協(xié)議參考模型*②信頭差錯控制（HEC:HeaderErrorControl）信元的信頭中含有控制選路及其他的重要信息，必須對信頭信息進(jìn)行差錯控制。為此，對信頭前４個字節(jié)作循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）。在發(fā)送端是按CRC算法生成１字節(jié)的HEC碼，在接收端按同樣算法進(jìn)行檢驗(yàn)。③信元定界和擾碼

信元定界（Celldelineation）是用一定的方法來識別信元的邊界。為防止信元的信息段出現(xiàn)偽HEC碼而影響正確的定界，可對信息段進(jìn)行擾碼(scrambling)操作，在接收端再以相反的操作進(jìn)行解擾（descrambling）。④信元速率去耦

為了使ATM層傳送信元的速率不受傳輸媒體速率的影響，可以在發(fā)送端物理層插入空閑信元（idlecell），以將ATM層信元流的速率適配成傳輸媒體的速率。在接收端，通過特定的預(yù)分配信頭值，可以識別出空閑信元予以丟棄，并不送往ATM層。2.4ATM協(xié)議參考模型*ATM層：

ATM層的主要功能是負(fù)責(zé)信元的交換、選路和復(fù)用。具體為：信元的復(fù)用與交換服務(wù)質(zhì)量保證實(shí)現(xiàn)凈荷類型有關(guān)的功能一般流量控制2.4ATM協(xié)議參考模型*AAL：1）AAL的功能：

主要功能是將高層業(yè)務(wù)信息或信令信息適配成ATM信元流。它是ATM層與高層應(yīng)用（包括用戶面、控制面和管理面）之間的適配層，并支持高層與ATM層之間的適配：將高層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）映射到ATM信元的信息段或反之。AAL實(shí)體與對等層的AAL實(shí)體之間要交換信息，以實(shí)現(xiàn)AAL的功能。2）AAL的業(yè)務(wù)分類：AAL的功能和規(guī)程與業(yè)務(wù)有關(guān)，不同的業(yè)務(wù)需要不同的AAL規(guī)程。為了減少AAL規(guī)程的數(shù)量，將業(yè)務(wù)按照以下３個特性進(jìn)行分類：①源與終點(diǎn)之間的定時關(guān)系：需要或不需要；②比特率：固定或可變；③連接方式：面向連接或無連接。2.4ATM協(xié)議參考模型*業(yè)務(wù)特性源與終點(diǎn)之間的定時關(guān)系比特率類別A類B類C類D類連接方式需要不需要固定可變面向連接無連接ATM適配層AAL1AAL2AAL5AAL3/4AAL3/42.4ATM協(xié)議參考模型*3）AAL的基本結(jié)構(gòu)：AAL的功能可以分為兩個邏輯子層：匯聚子層（CS：ConvergenceSublayer）匯聚子層的主要功能是在AAL業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（SAP）對高層提供AAL的服務(wù)，其具體功能與業(yè)務(wù)類型有關(guān)。分段和重組子層（SAR：SegmentationAndReassembly）

分段和重組子層可簡稱為拆裝子層，其主要功能是將高層信息進(jìn)行分割，以適合于裝入ATM信元的信息段，或者反之。不同的CS和SAR的組合，可得到不同的業(yè)務(wù)適配功能。按照不同業(yè)務(wù)類型的需要，CS還可以進(jìn)一步劃分為子層。2.4ATM協(xié)議參考模型*４）AAL類型：為了適應(yīng)不同業(yè)務(wù)類型的需要，ITU-T定義了４類AAL：AAL1、AAL2、AAL3/4、AAL5。AAL1規(guī)程用于支持Ａ類業(yè)務(wù)。AAL2規(guī)程用于支持Ｂ類業(yè)務(wù)，適用于時延敏感的低速、可變長度的短分組的傳送。AAL3與AAL4原來是分開的，后來合并為一類：AAL3/4，用來支持C/D兩類業(yè)務(wù)，即包括面向連接與無連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。AAL5可以看成是簡化的AAL3/4，用來支持面向連接的C類業(yè)務(wù)（如幀中繼），傳送大的數(shù)據(jù)分組時效率較高，ATM網(wǎng)絡(luò)信令也采用AAL5。高層：則相當(dāng)于各種業(yè)務(wù)的應(yīng)用層或信令的高層處理。2.4ATM協(xié)議參考模型*3、ATM交換技術(shù)ATM交換的基本原理ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)ATM交換結(jié)構(gòu)*3.1ATM交換的基本原理

ATM交換是指ATM信元從輸入端的邏輯信道到輸出端的邏輯信道的消息傳遞。輸出信道的確定是根據(jù)連接建立信令的要求在眾多的輸出信道中進(jìn)行選擇來完成的。ATM邏輯信道具有兩個特征：物理端口（線路）編號VP與VC標(biāo)識符為了提供交換功能，輸入物理端口必須與輸出物理端口相關(guān)聯(lián)；輸入VPI/VCI與輸出的VPI/VCI相關(guān)。ATM交換系統(tǒng)執(zhí)行三種基本功能：信頭翻譯、路由選擇和排隊(duì)*信頭變換：

信頭變換主要是指VPI/VCI值的變換，即入VPI/VCI變換為出VPI/VCI。VPI/VCI的變換體現(xiàn)了信元交換的重要概念，意味著入線上某邏輯信道中的信息被傳送到出線上的另一邏輯信道中去。為了實(shí)現(xiàn)信頭變換，應(yīng)建立翻譯表。選路：

選路表示任一入線的信息可被交換到任一出線，具有空間交換的特征。信頭變換加上選路功能，才能實(shí)現(xiàn)ATM交換結(jié)構(gòu)的交換功能。這也就是說，在翻譯表中從入線的VPI/VCI應(yīng)能查到出線號碼以及新的VPI/VCI值。這些是在連接建立階段寫入的。排隊(duì)：

由于是統(tǒng)計(jì)復(fù)用的異步時分交換，在連接建立后的傳送信息階段，經(jīng)常會發(fā)生在同一時刻有多個信元爭搶公用資源的情況，例如爭搶出線或交換結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部鏈路。因此，ATM交換系統(tǒng)需要有排隊(duì)功能，以免在發(fā)生資源爭搶時丟失信元。3.1ATM交換的基本原理*XYZSXXYSKKNGMGILI1I2INO1O2Oq信頭/鏈路翻譯表…..輸出信頭…..…..ATM交換的基本原理輸入鏈路輸入鏈路時隙時隙XYZO1OqO2I1KMLNIGXYSO1O2OqIn…..輸入信頭3.1ATM交換的基本原理*ATM交換結(jié)構(gòu)接口單元接口單元接口單元接口單元………………處理機(jī)控制部分ATM交換系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)控制子系統(tǒng)信元傳送子系統(tǒng)3.2ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)*信元傳送子系統(tǒng)——接口設(shè)備：一般由接口電路和信元集中級或信元復(fù)用器組成。1）輸入側(cè)：

接收輸入信元，輸入側(cè)接口設(shè)備的主要功能為：物理層功能：光電信號的轉(zhuǎn)換與同步（若采用SDH/SONET物理接口）數(shù)字比特流的恢復(fù)信元定界和差錯控制信元速率解耦（丟棄空閑信元）凈荷的解擾3.2ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)*ATM層主要功能：

VPI/VCI值的有效性檢查及翻譯信頭差錯檢查

輸出端口的確定區(qū)分信令信元、用戶信元和OAM信元并作相應(yīng)的處理3.2ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)*2）輸出側(cè)：執(zhí)行與輸入側(cè)相反的功能，輸出側(cè)比輸入側(cè)較為簡單，主要功能是為ATM信元流的物理傳輸作準(zhǔn)備。其主要功能包括：

HEC域的產(chǎn)生并裝入信頭信令信元、OAM信元和用戶信元流的混和輸出信元速率匹配（加入空閑信元）傳輸幀的形成光電信號轉(zhuǎn)換3.2ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)*3.2ATM交換系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)信元傳送子系統(tǒng)——ATM交換結(jié)構(gòu)：

交換結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)交換連接功能，具體說來就是信頭變換、選路和排隊(duì)的功能，用戶信息、信令消息和處理機(jī)之間的的控制信息都可通過交換結(jié)構(gòu)來交換?？刂谱酉到y(tǒng)：

主要是由處理機(jī)系統(tǒng)及各種控制軟件組成，其中主要包括呼叫控制軟件與操作管理維護(hù)（OAM）軟件。呼叫控制軟件主要完成呼叫連接的建立和拆除，包括尋址、選路、交換網(wǎng)絡(luò)的控制等功能，含UNI和NNI接口的信令處理。OAM軟件主要完成對交換系統(tǒng)的操作維護(hù)，具體包括配置管理、計(jì)費(fèi)管理、性能統(tǒng)計(jì)、故障處理等功能。*ATM交換結(jié)構(gòu)時分空分共享存儲器共享媒體單通路多通路總線型環(huán)型基于crossbar基于banyan擴(kuò)展banyan復(fù)份banyanBenesClos緩沖型無緩沖型矩陣型全互連型1）ATM交換結(jié)構(gòu)類型3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*共享存儲器：

存儲器為所有輸入端口和輸出端口共用，從各個輸入到達(dá)的信元通過復(fù)用器被復(fù)用成單一的輸入信元流而寫入共享存儲器，在存儲器內(nèi)部劃分為若干個隊(duì)列，每個隊(duì)列對應(yīng)于一個輸出端口，在寫入時，應(yīng)按照各個信元的目的端口寫入相應(yīng)的隊(duì)列，在寫入的同時，按順序從各個輸出隊(duì)列讀出隊(duì)首的信元而形成輸出的信元流，經(jīng)分路后傳送到各個輸出端口。存儲器復(fù)用分路12…N12…N共享存儲器結(jié)構(gòu)3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*共享媒體：

與共享存儲器結(jié)構(gòu)相似，共享媒體結(jié)構(gòu)也是將所有輸入線上到達(dá)的信元同步地復(fù)用到公共的傳送媒體上（總線或環(huán)）。FIFOFIFOFIFOAFAFAF12N12N……TD-BUSTD-BUS：時分總線AF：地址過濾器FIFO：先進(jìn)先出存儲器共享總線結(jié)構(gòu)3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*基于crossbar的交換結(jié)構(gòu)（見第二章交換網(wǎng)絡(luò)相關(guān)內(nèi)容）基于banyan的交換結(jié)構(gòu)（見第二章交換網(wǎng)絡(luò)相關(guān)內(nèi)容）

多通路交換結(jié)構(gòu)（見第二章交換網(wǎng)絡(luò)相關(guān)內(nèi)容）3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*2）ATM交換結(jié)構(gòu)的緩沖策略：緩沖策略或稱為排隊(duì)策略，是ATM交換結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要問題，它分為外部緩沖方式和內(nèi)部緩沖方式：外部緩沖：外部緩沖是指緩沖器不是設(shè)置在交換結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，而是設(shè)置在交換結(jié)構(gòu)的外部。外部緩沖主要有輸入緩沖、輸出緩沖、輸入與輸出緩沖、環(huán)回緩沖等四種方式。1）輸入緩沖：輸入緩沖是在交換結(jié)構(gòu)的每條入線上設(shè)置緩沖器，通常遵循FIFO排隊(duì)規(guī)則。3.3ATM交換結(jié)構(gòu)交換結(jié)構(gòu)……1N1N輸入緩沖*①排頭阻塞現(xiàn)象輸入緩沖方式存在排頭阻塞現(xiàn)象，從而使得吞吐率降低。所謂排頭阻塞現(xiàn)象，是指在發(fā)生出線競爭時，排列在競爭中失敗的信元（處于排頭位置）之后的去向空閑出線的信元也不能傳送的現(xiàn)象。②減少FIFO阻塞現(xiàn)象，提高吞吐率的方法輸入緩沖器采用FIRO規(guī)則：排頭阻塞現(xiàn)象阻塞是由于FIFO規(guī)則引起，為此可采用按序進(jìn)入隨機(jī)取出（FIRO:FirstInRandomOut）的服務(wù)規(guī)則。當(dāng)某個輸入隊(duì)列的排頭信元在出線競爭中失敗，可以依次再取出排列在其后的信元參與對其他輸出端口的競爭。多重輸入緩沖方式：多重輸入緩沖方式是在每條入線設(shè)置多個FIFO隊(duì)列，每個隊(duì)列對應(yīng)于1個輸出端口。

3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*交換結(jié)構(gòu)…1N…1N1N多重輸入緩沖方式3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*2）輸出緩沖：輸出緩沖是在每條出線上設(shè)置緩沖器。為了解決出線競爭，一個理想的采用輸出緩沖的無阻塞交換結(jié)構(gòu)最好使得每個出端能夠同時接收所有入端發(fā)來的信元。這就是說，當(dāng)入線數(shù)為N，考慮到最不利情況，每個出端在一個時隙中最多應(yīng)可接收N個信元。要做到這一點(diǎn)，就要提高處理速度和存儲器的訪問速度，于是引入了加速因子的概念。加速因子等于N時，完全消除了出線競爭，但對速率的要求較高。輸出緩沖方式不存在排頭阻塞現(xiàn)象，在合適的加速因子取值下，可以得到高吞吐率和良好的性能。3.3ATM交換結(jié)構(gòu)交換結(jié)構(gòu)……1N1N輸出緩沖*交換結(jié)構(gòu)…1N輸入與輸出緩沖…1N3.3ATM交換結(jié)構(gòu)2）輸入與輸出緩沖：

*4）環(huán)回緩沖：

環(huán)回緩沖是使競爭中失敗的信元能通過環(huán)回緩沖器回送到入端，再與新到來的信元一起進(jìn)行下一輪的競爭。環(huán)回緩沖的交換結(jié)構(gòu)可以具有較高的吞吐率和較低的信元丟失率，但交換結(jié)構(gòu)要增加用于環(huán)回的端口，環(huán)回還會使得屬于同一虛連接的信元失序，時延也較大。3.3ATM交換結(jié)構(gòu)交換結(jié)構(gòu)……1N環(huán)回緩沖…1N*內(nèi)部緩沖：內(nèi)部緩沖是將緩沖器設(shè)置在交換結(jié)構(gòu)的內(nèi)部。采用內(nèi)部緩沖的多級有阻塞網(wǎng)絡(luò)可以減少信元丟失，但是也有兩個主要缺點(diǎn)：一個是增加了信元的時延和時延抖動；另一個是對于多通路網(wǎng)絡(luò)，如果屬于同一虛連接的信元在交換結(jié)構(gòu)選用不同的通路（內(nèi)部無連接選路），則會發(fā)生信元失序現(xiàn)象。多級有阻塞結(jié)構(gòu)中交換單元的緩沖方式有：輸入緩沖、輸出緩沖、交叉點(diǎn)緩沖和共享緩沖等方式。輸入緩沖輸出緩沖3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*交叉點(diǎn)緩沖共享緩沖3）ATM交換結(jié)構(gòu)的選路方法在每個信元到來時，如何引導(dǎo)信元通過交換結(jié)構(gòu)而正確地傳送到所需的出端，屬于選路控制功能。在有內(nèi)部阻塞的多級互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，選路控制有兩種方法：自選路由和表格控制選路。3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*自選路由（selfrouting）是在每個到來的信元在進(jìn)入交換網(wǎng)絡(luò)之前加上選路標(biāo)簽，然后交換網(wǎng)絡(luò)會自動根據(jù)這些選路標(biāo)簽的信息來選擇路由，自選路由選路方法的路由信息（翻譯表）一般放在交換網(wǎng)絡(luò)每個輸入端口處。3.3ATM交換結(jié)構(gòu)*3.3ATM交換結(jié)構(gòu)表格控制選路（table-controlrouting）的路由信息一般放在各個交換單元（SE）內(nèi)部，各個SE按照自己的翻譯表中的信息來完成選路。*4、B-ISDN*作業(yè)（1）有一個N*Q的ATM交換結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生出線競爭時，可采用FIFO的緩沖機(jī)制，試根據(jù)ATM交換原理，參照下圖的信元流和翻譯表，畫出輸出的信元流。*XYZZSYZSI1I2INO1O2Oq信頭/鏈路翻譯表…..輸出信頭…..…..輸入鏈路輸入鏈路時隙時隙XYZSO1OqO2O2I1KMLRNIGTXYSZO1O2OqO2In輸入信頭作業(yè)（2）IP交換技術(shù)**IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：特點(diǎn)：技術(shù)簡單，可擴(kuò)展性好，靈活性高存在問題：傳輸效率低，無法保證服務(wù)質(zhì)量ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：

特點(diǎn)：可滿足多業(yè)務(wù)需求，傳輸效率高，保證服務(wù)質(zhì)量，有流量控制存在問題：技術(shù)復(fù)雜，可擴(kuò)展性不好1、IP技術(shù)與ATM技術(shù)的融合*

重疊模式IP層運(yùn)行在ATM層之上2個地址空間（IP地址與ATM地址）2種選路協(xié)議（IP選路協(xié)議與ATM選路協(xié)議）需要地址解析功能CIP、LANE、MPOA是重疊模式IP與ATM融合的兩種模式（1）*CIP——ClassicalIPoverATM*集成模式單一的IP地址空間單一的IP選路協(xié)議需要控制協(xié)議（將3層的選路信息映射到2層直通交換機(jī)制）Ipsilon的IP交換、Tag交換、MPLS是集成模式IP與ATM融合的兩種模式（2）*2、Ipsilon公司的IP交換技術(shù)IP交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)IP交換的基本原理*IP交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)（1）*

IP交換機(jī)由IP交換控制器和ATM交換器構(gòu)成。

IP交換控制器：駐存了控制軟件的高性能處理機(jī)

控制軟件：選路軟件+擴(kuò)充軟件（流的判別、Ipsilon流管理協(xié)議、通用交換機(jī)管理協(xié)議）

流的判別：用來判別通過ATM連接傳送的數(shù)據(jù)流。

Ipsilon流管理協(xié)議（IFMP）：IP交換節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)議，用于2層標(biāo)記（VCI）的分配，一個節(jié)點(diǎn)通過該協(xié)議通知相鄰節(jié)點(diǎn)將某一標(biāo)記與特定的IP流相關(guān)聯(lián)。

通用交換機(jī)管理協(xié)議（GSMP）：是IP交換機(jī)內(nèi)部IP交換控制器與ATM交換器之間的通信協(xié)議，用于IP交換控制器控制ATM交換器的工作。

ATM交換器：ATM交換結(jié)構(gòu)+輸入/輸出端口IP交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)（2）*IP交換的基本原理（1）

1）從默認(rèn)信道上傳來數(shù)據(jù)包2）要求上游節(jié)點(diǎn)在所分配的VC上傳送分組

3）從下游節(jié)點(diǎn)收到改向消息

4）在ATM直通連接上傳送分組*IP交換的基本原理（2）*IP交換的兩種路由*3、Tag交換技術(shù)Tag交換的組件Tag交換的基本原理*Tag交換組件

Tag交換節(jié)點(diǎn)由轉(zhuǎn)發(fā)組件和控制組件構(gòu)成。

（對應(yīng)于IP交換中的ATM交換器和IP交換控制器）

轉(zhuǎn)發(fā)組件是可以進(jìn)行標(biāo)簽交換的Tag交換器。

Tag交換器中具有標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)信息庫。其信息是在控制驅(qū)動時將路由映射到標(biāo)簽而形成的。轉(zhuǎn)發(fā)組件的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制是基于對固定長度的短標(biāo)簽的精確匹配算法，而不是在網(wǎng)絡(luò)層采用傳統(tǒng)的最長匹配算法，并且轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。

控制組件：選路功能、生成標(biāo)簽和網(wǎng)絡(luò)層路由的捆合信息、在Tag交換器之間傳送標(biāo)簽捆合信息。*Tag交換的基本原理

1）傳統(tǒng)路由協(xié)議hop-by-hop方式基于目的地址的選路

2）標(biāo)簽分配和標(biāo)簽的捆合，形成標(biāo)簽信息庫TIB3）基于標(biāo)簽的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

4）通信結(jié)束，標(biāo)簽清除Tag交換具有面向連接的特性。*標(biāo)簽分配與選路功能標(biāo)簽分配方法：

1）下游分配

2）下游按需分配3）上游分配Tag可支持的選路功能：1）基于目的地的選路2）分級選路3）靈活選路*上游標(biāo)簽分配*下游標(biāo)簽分配*什么是MPLSMPLS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)基本概念MPLS基本交換原理交換節(jié)點(diǎn)LSR體系結(jié)構(gòu)及工作原理4、多協(xié)議標(biāo)記交換——MPLS*MPLS是利用標(biāo)記進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的。當(dāng)分組進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時，要為其分配固定長度的短的標(biāo)記并將標(biāo)記與分組封裝在一起，在整個轉(zhuǎn)發(fā)過程中，交換節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

MPLS具有“多協(xié)議”特性，對上兼容IPv4、IPv6等多種主流網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，將各種傳輸技術(shù)統(tǒng)一在一個平臺之上；對下支持ATM、FR、PPP等鏈路層多種協(xié)議，從而使得多種網(wǎng)絡(luò)的互連互通成為可能。什么是MPLS*MPLS體系結(jié)構(gòu)*MPLS相關(guān)基本概念（1）

標(biāo)記交換路由器LSR（LabelSwitchingRouter）邊緣路由器LER（LabelEdgeRouter）核心路由器LSR

標(biāo)記交換路徑LSP（LabelSwitchingPath）MPLS網(wǎng)絡(luò)為具有一些共同特性的分組通過網(wǎng)絡(luò)而選定的一條通路，由入口的邊緣交換路由器，一系列核心路由器和出口的邊緣交換路由器以及它們之間由標(biāo)記所標(biāo)識的邏輯信道組成。

標(biāo)記分發(fā)協(xié)議LDP（LabelDistributionProtocol）MPLS的控制協(xié)議，用于LSR之間交換信息，完成LSP的建立、維護(hù)和拆除等功能。*轉(zhuǎn)發(fā)等價類FEC（ForwardingEquivalenceClass）在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過相同的LSP，完成相同的轉(zhuǎn)發(fā)處理的一些數(shù)據(jù)分組，這些數(shù)據(jù)分組具有某些相同的特性。FEC的劃分通常依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的目的地址前綴或是主機(jī)地址。

標(biāo)記（Label）它是一個短的、具有固定長度、僅在相鄰LSR之間有意義、用來標(biāo)識和區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)等價類FEC的標(biāo)志。

標(biāo)記映射將標(biāo)記分配給FEC。MPLS相關(guān)基本概念（1）*MPLS基本交換原理

MPLS交換采用面向連接的工作方式，信息傳送要經(jīng)過以下三個階段：建立連接對于MPLS來說，建立連接就是形成標(biāo)記交換路徑LSP的過程數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸就是數(shù)據(jù)分組沿LSP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的過程拆除連接拆除連接就是通信結(jié)束或發(fā)生故障異常時釋放LSP的過程*MPLS的連接建立連接建立的驅(qū)動方式拓?fù)潋?qū)動、請求驅(qū)動、數(shù)據(jù)驅(qū)動（不同方式對分組轉(zhuǎn)發(fā)的影響）標(biāo)記分配與分發(fā)標(biāo)記分發(fā)：上游標(biāo)記分發(fā)和下游標(biāo)記分發(fā)下游標(biāo)記分發(fā)：下游自主標(biāo)記分發(fā)、下游按需標(biāo)記分發(fā)連接建立過程*MPLS的數(shù)據(jù)傳輸入口路由器的處理過程數(shù)據(jù)分組到LSP的映射、將數(shù)據(jù)分組封裝成標(biāo)記分組、將標(biāo)記分組從相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去核心路由器的處理過程依據(jù)標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)出口路由器的處理過程彈出標(biāo)記、用網(wǎng)絡(luò)層地址查找路由表確定下一跳*LSP上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)*MPLS的連接拆除

連接的拆除也就是標(biāo)記的取消。標(biāo)記取消的方式主要有兩種。

采用計(jì)時器方式通過LDP消息取消標(biāo)記*MPLS交換節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)及工作原理*思考題：重疊模式和集成模式的技術(shù)特點(diǎn)是什么？IP交換機(jī)是如何構(gòu)成的？IFMP協(xié)議和GSMP協(xié)議在IP交換中完成的主要功能是什么？Tag交換所必需的組件是什么？各完成什么功能？試簡要敘述采用下游分配標(biāo)簽的Tag交換的過程。MPLS交換的特點(diǎn)是什么？LER和LSR所完成的功能有何不同？ISDN交換技術(shù)**ISDN的基本特征ISDN的業(yè)務(wù)ISDN的用戶——網(wǎng)絡(luò)接口1、ISDN的基本概念*1.1ISDN的基本特征——ISDN的由來最早的電信業(yè)務(wù)只有：電話和電報(bào)通信新型的業(yè)務(wù)出現(xiàn)（即對數(shù)據(jù)、話音、圖像、文字等各種信息的處理和傳遞）對應(yīng)不同的業(yè)務(wù)有不同的通信網(wǎng)絡(luò)，故電信網(wǎng)絡(luò)所處的狀況是：各種不同的公用網(wǎng)同時并存，分別用來提供不同的業(yè)務(wù)。缺點(diǎn)：從用戶角度：經(jīng)濟(jì)性差、效率低、使用不便、和管理部門的關(guān)系復(fù)雜從運(yùn)行管理的角度：網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用大、新業(yè)務(wù)不能及時引入*

ISDN是這樣一種網(wǎng)絡(luò)，它由電話綜合數(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)多用途的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口。1.1ISDN的基本特征——ISDN的定義ISDN的三個基本特征：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*ISDN交換機(jī)ISDN交換機(jī)TE數(shù)字傳輸數(shù)字傳輸用戶線中繼線TE用戶線數(shù)字傳輸PSTN交換機(jī)PSTN交換機(jī)TE數(shù)字傳輸模擬傳輸用戶線中繼線TE用戶線模擬傳輸端到端的數(shù)字連接**

“標(biāo)準(zhǔn)”：是通用性要求，規(guī)定了接口的信道速率、信道組成、插頭插座的形狀、控制信號的格式及通信過程。它促成了終端的可攜性。

“多用途”：入網(wǎng)接口對各種各樣的業(yè)務(wù)都是通用的，也就是說不同的業(yè)務(wù)和不同的終端可以經(jīng)同一個接口接入網(wǎng)絡(luò)。標(biāo)準(zhǔn)的、多用途的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口*數(shù)字通信技術(shù)公共信道信令技術(shù)開放系統(tǒng)互連技術(shù)1.1ISDN的基本特征——ISDN的技術(shù)基礎(chǔ)*承載業(yè)務(wù)（bearerservice）用戶終端業(yè)務(wù)（teleservice）補(bǔ)充業(yè)務(wù)（supplementaryservice）CCITT將ISDN業(yè)務(wù)劃分為三大類：1.2ISDN的業(yè)務(wù)*

承載業(yè)務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)提供的信息傳送服務(wù)，其任務(wù)是將信息從一個用戶網(wǎng)絡(luò)接口透明地傳送到另一個用戶網(wǎng)絡(luò)接口，對信息本身不作任何處理。這類業(yè)務(wù)僅包含OSI1-3層的功能。

CCITT采用特征方法對每項(xiàng)承載業(yè)務(wù)作出精確的定義。所謂特征就是業(yè)務(wù)的特征描述。對于承載業(yè)務(wù)，CCITT定義了13個特征，每個特征規(guī)定有若干個特征值，給定所有特征的特征值組合就可以無歧義地定義一項(xiàng)業(yè)務(wù)。1.2ISDN的業(yè)務(wù)——承載業(yè)務(wù)*在13個特征中，前4個最為重要，稱作主要特征，它們是：信息傳送方式：有電路傳送和分組傳送兩種方式。信息傳送速率：對于電路方式，有64、2X64、384、1536和1920kbit/s5種特征值。對于分組方式，用吞吐量表示，屬性值尚無定義。信息傳送能力：有不受限制的數(shù)字信息、話音、3.1kHz音頻、7kHz音頻、15kHz音頻和視頻5種屬性值。結(jié)構(gòu)：該特征是指傳遞信息時保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性的能力，即指在信息傳送時網(wǎng)絡(luò)應(yīng)加入什么樣的同步元素，使信息保持指定的完整結(jié)構(gòu)。它有8kHz完整性、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元（SDU）完整性和無結(jié)構(gòu)3種屬性值。承載業(yè)務(wù)的特征：*CCITT建議提供的承載業(yè)務(wù)（11種）：電路方式承載業(yè)務(wù)：1）64kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，不受限制的數(shù)字信息2）64kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，話音3）64kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，3.1kHz音頻4）64kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，交替用于話音/不受限制的數(shù)字信息5）2X64kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，不受限制的數(shù)字信息6）384kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，不受限制的數(shù)字信息7）1536kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，話音8）1920kbit/s，8kHz結(jié)構(gòu)，3.1kHz音頻承載業(yè)務(wù)的種類：*分組方式承載業(yè)務(wù)：1）虛呼叫和永久虛電路2）D信道上的非連接型3）用戶信令承載業(yè)務(wù)的種類：*

用戶終端（teleservice）業(yè)務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備共同向用戶提供的通信業(yè)務(wù)，這類業(yè)務(wù)是在相應(yīng)的承載業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上增加了高層功能而形成的，它包含了OSI1－7層的全部功能。

CCITT定義的用戶終端業(yè)務(wù)有：電話、2／3類傳真、4類傳真、智能用戶電報(bào)、可視圖文、用戶電報(bào)、可視電話、會議電視等。

1.2ISDN的業(yè)務(wù)——用戶終端業(yè)務(wù)*ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化的補(bǔ)充業(yè)務(wù)（supplementaryservice）有7大類，共26種。（l）號碼識別類業(yè)務(wù)直接撥入（DDI）、多用戶號碼（MSU）、子地址尋址（SUB）、主叫線標(biāo)識提供（CLIP）、主叫線標(biāo)識提供限制（CLIR)、被接線標(biāo)識提供（COLP）、被接線標(biāo)識提供限制（COLR）和惡意呼叫識別（MCI）。（2）呼叫提供類業(yè)務(wù)有呼叫轉(zhuǎn)移（CT）、無條件呼叫前轉(zhuǎn)（CFU）、遇忙呼叫前轉(zhuǎn)（CFB）、無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)（CFNR）等。1.2ISDN的業(yè)務(wù)——補(bǔ)充業(yè)務(wù)*（3）呼叫完成類業(yè)務(wù)呼叫等待（CW）、呼叫保持（HOLD）、遇忙呼叫完成（CCBS）、終端移動性（TP）和多級優(yōu)先和預(yù)占（MLPP）。（4）多方通信類業(yè)務(wù)有會議呼叫（CONF）和三方業(yè)務(wù)（3PTY）。（5）社團(tuán)性業(yè)務(wù)有閉合用戶群（CUG）和專用編號計(jì)劃（PNP）。（6）計(jì)費(fèi)類業(yè)務(wù)有計(jì)費(fèi)通知（AOC）和反向計(jì)費(fèi)（REV）（7）附加信息傳送類業(yè)務(wù)有用戶—用戶信令業(yè)務(wù)（UUS）。1.2ISDN的業(yè)務(wù)——補(bǔ)充業(yè)務(wù)*1.3ISDN的用戶——網(wǎng)絡(luò)接口ISDN的基本結(jié)構(gòu)ISDN的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口ISDN的接口結(jié)構(gòu)ISDN的信道結(jié)構(gòu)*TETEISDN交換機(jī)ISDN交換機(jī)分組交換能力電路交換能力無交換連接能力公共信道信令能力用戶信息用戶信息ISDN網(wǎng)絡(luò)用戶—用戶信令用戶—網(wǎng)絡(luò)信令用戶—網(wǎng)絡(luò)信令1、ISDN的基本結(jié)構(gòu)*ISDN具有三種不同的信令：

用戶-網(wǎng)絡(luò)信令(I.430/I.431、Q.921、Q.931)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信令（7號信令I(lǐng)SUP）用戶-用戶信令I(lǐng)SDN網(wǎng)絡(luò)具有多種能力：電路交換能力分組交換能力無交換連接能力公共信道信令能力1、ISDN的基本結(jié)構(gòu)*目前用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的現(xiàn)狀：不同的通信網(wǎng)中存在著不同的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口：（1）模擬電話接口（2）用戶電報(bào)接口（3）X.25接口本地通信網(wǎng)的常用接口：（1）V.24接口（2）局域網(wǎng)（LAN）接對用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的要求：

通用性、可移動性、隔離性2、ISDN的用戶-網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)*NT1NT2TE2TE1TATSSRU54152ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的參考配置*功能群（FunctionGroup）：

用戶接入ISDN所需的一組功能，這些功能可以由一個或多個設(shè)備來完成。參考點(diǎn)（ReferencePoint）：

用來分割功能群的概念上的點(diǎn)。在不同的實(shí)現(xiàn)方案中，一個參考點(diǎn)可以對應(yīng)也可以不對應(yīng)于一個物理接口。ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的參考點(diǎn)和功能群*網(wǎng)絡(luò)終端1（NT1：NetworkTermination1）

NT1是ISDN網(wǎng)在用戶處的物理和電氣終端裝置。它只有OSI第1層的功能，即用戶線傳輸終端的有關(guān)功能。它是網(wǎng)絡(luò)的邊界，使交換機(jī)的用戶設(shè)備不受用戶線上傳輸方式的影響，具有線路維護(hù)功能，支持多個信道的傳輸，具有解決D信道競爭能力，支持多個終端設(shè)備同時接入。網(wǎng)絡(luò)終端2（NT2：NetworkTermination2）

NT2又叫做智能的網(wǎng)絡(luò)終端，它可以包含OSI1～3層的功能?？赏瓿山粨Q和集中的功能，NT2可以是數(shù)字PBX、集中器和局域網(wǎng)。ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的功能群定義：*1類終端設(shè)備（TE1：TerminalEquipmentType1）

TE1又叫做ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備，它是符合ISDN接口標(biāo)準(zhǔn)（即S參考點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)）的用戶設(shè)備，例如數(shù)字電話機(jī)和4類傳真機(jī)。它完成用戶側(cè)1～3層的功能以及面向某種應(yīng)用的高層功能。2類終端設(shè)備（TE2：TerminalEquipmentType2）

TE2又叫非ISDN標(biāo)準(zhǔn)終端設(shè)備，是不符合ISDN接口標(biāo)準(zhǔn)的用戶設(shè)備，需要經(jīng)過終端適配器TA的轉(zhuǎn)換，才能接入ISDN的標(biāo)準(zhǔn)接口（S參考點(diǎn)）。終端適配器（TA：TerminalAdaptor）

TA完成適配功能（包括速率適配及協(xié)議轉(zhuǎn)換），使TE2能接入ISDN的標(biāo)準(zhǔn)接口。TA具有OSI第1層的功能以及高層功能。

ISDN用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的功能群定義：UNI接入配置（1）*NT1NT2STUTE1（1）物理設(shè)備與邏輯功能群一一對應(yīng)NT1NT2STUTATE2RSNT2＋NT1UTE1（2）NT2與NT1合并，T參考點(diǎn)消失NT2＋NT1SUTATE2RUNI接入配置（2）*NT1TE1＋NT2TU（3）NT2與TE1或TA合并，S參考點(diǎn)消失NT1TA＋NT2TUTE2RNT1S/TUTE1（4）NT2不存在，S、T參考點(diǎn)重合NT1S/TUTATE2R多個終端接入同一個UNI（1）*（1）總線方式（無NT2）NT1SUTE1TTE1...TE1SS多個終端接入同一個UNI（2）*（2）星形連接（無NT2）－NT1提供多個S/T接口，每個接口接一個終端UNT1STE1TTE1...TE1多個終端接入同一個UNI（3）*（3）星形連接（含NT2）NT1SUTE1TTE1...TE1NT2多個終端接入同一個UNI（4）*（4）總線方式（含NT2）NT1SUTE1TTE1...TE1NT2SS多個終端接入同一個UNI（5）

*（5）多NT1，單NT2NT1SUTE1TTE1...TE1NT2NT1NT1...SSTTUU多個終端接入同一個UNI（6）*（6）NT1提供第1層復(fù)用NT1SUTE1TTE1...TE1NT2...SSTT*I.412建議為ISDN用戶和交換局之間建議了幾種不同速率的信道：

B信道：64kbit/s

D信道：16或64kbit/s

H信道：H0信道：384kbit/sH11信道：1536

kbit/s

（適用于PCM24路系統(tǒng)）

H12信道：1920

kbit/s

（適用于PCM30／32路系統(tǒng)）3、ISDN的信道結(jié)構(gòu)：*基本入口（BRI-BasicRateInterface）:

它包括兩條64kbit/s雙工B信道和一條16kbit／s雙工的D信道（2B＋D），總的速率是144kbit／s。再加上幀定位，同步以及其它控制比特，基本入口S參考點(diǎn)上的速率達(dá)到192kbit／s。一次群速率入口（PRI-PrimaryRateInterface）:在歐洲和中國：一次群速率入口的比特率為：2048kbit／s接口結(jié)構(gòu)為：30B＋D在美國、加拿大和日本：一次群速率入口的比特率為：1544kbit／s接口結(jié)構(gòu)為：23B＋D4、ISDN的接口結(jié)構(gòu)：*接口類型信道類型信道結(jié)構(gòu)接口速率(kbit/s)D信道速率(kbit/s)BRIB2B+D19216B23B+D30B+D15442048PRIH04H03H0+D5H0+D154415442048H1H11H12+D15442048B/H0nB+mH0+D192644、ISDN的接口結(jié)構(gòu)：*2、ISDN的交換技術(shù)數(shù)字用戶接口ISDN協(xié)議分組呼叫處理多速率交換*1、數(shù)字用戶線技術(shù)：在現(xiàn)有的二線模擬用戶線上雙向傳送BRI速率的高速數(shù)字信號是ISDN實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。有三種技術(shù)可用來解決這一問題：頻分發(fā)（FDM）

時間壓縮法(亦稱乒乓法)（TCM）

回波抵消法（EC）2.1數(shù)字用戶接口*2、U接口標(biāo)準(zhǔn)：

U接口沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)有ANSI和ETSI兩大標(biāo)準(zhǔn)，這兩個標(biāo)準(zhǔn)都包含有以下主要部分：

線路碼型：目前普遍采用的碼型有2B1Q和4B3T

幀結(jié)構(gòu)：1復(fù)幀=8幀，1幀=240bit，U口速率=160kbit/s，1幀傳送時間=1.5ms1~1819~234235~240同步字2B+D數(shù)據(jù)操作維護(hù)信息供電：激活：2.1數(shù)字用戶接口*3、數(shù)字用戶電路：數(shù)字用戶電路是ISDN交換機(jī)的一類重要的外圍接口電路，其地位相當(dāng)于電話交換機(jī)中的模擬用戶電路。它一般包括LT和ET兩大部分功能：LT：完成U接口的功能。ET：B、D信道分離和復(fù)合

B信道至交換機(jī)內(nèi)部的時隙交換

D信道信令數(shù)據(jù)和分組數(shù)據(jù)的分離

D信道信令協(xié)議處理電路板和交換機(jī)主處理機(jī)間的通信2.1數(shù)字用戶接口*通用ISDN協(xié)議模型2.2ISDN協(xié)議控制平面C：是關(guān)于控制信令的協(xié)議，共分七層，它覆蓋了所有對呼叫和對網(wǎng)絡(luò)性能的控制。用戶平面U：是關(guān)于用戶信息的協(xié)議，也分七層，它覆蓋了在用戶信息傳送的信道上實(shí)行數(shù)據(jù)交換的全部規(guī)則。管理平面M：不分層，是關(guān)于終端ISDN節(jié)點(diǎn)內(nèi)部操作功能的規(guī)則。*ISDN協(xié)議的相互關(guān)聯(lián)*UNI協(xié)議ISDNUNI信令指的是S/T接口上的信令協(xié)議，由D信道傳送，它由3層協(xié)議組成：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和呼叫控制層，統(tǒng)稱為1號數(shù)字用戶信令（DSS1：DigitalSubscriberSignalingNo.1）。321TE1321NT2321ET11NT1LTSTU內(nèi)部DSS1的分層協(xié)議分布*物理層協(xié)議（I.430）/I.431S/T接口的參考配置線路編碼幀結(jié)構(gòu)比特同步、幀同步、復(fù)幀同步D信道接入競爭激活和去激活S/T接口物理特性供電*數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議LAP-D(I.440/I.441)LAP-D的主要功能：幀的分割、同步和透明傳送同一D信道上多個數(shù)據(jù)鏈路的復(fù)用保持接收的幀順序和發(fā)送的幀順序一致檢測數(shù)據(jù)鏈路上的傳輸錯誤、格式錯誤和操作錯誤用重發(fā)的方法來糾正傳輸錯誤當(dāng)發(fā)生了不可糾正的錯誤時通知管理實(shí)體進(jìn)行流量控制*數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議LAP-D(I.440/I.441)FFACIFCS01C/RSAPITEI11617LAPD幀結(jié)構(gòu)SAPI——服務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識，ITU-T已定義的SAPI值有：SAPI=0呼叫控制過程（即Q.931信令實(shí)體）；SAPI=16X.25分組級協(xié)議實(shí)體；SAPI=63第2層管理實(shí)體；*TEI（終端設(shè)備標(biāo)識）：用來識別同一UNI接口上可能連接的多個終端。ITU-T定義的TEI值范圍為:

TEI=0-63非自動分配TEI的終端設(shè)備；

TEI=64-126自動分配TEI的終端設(shè)備；

TEI=127廣播地址。TEI+SAPI：合稱為DLCI，它標(biāo)識一條邏輯數(shù)據(jù)鏈路。一個D信道上可復(fù)用多條數(shù)據(jù)鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議LAP-D(I.440/I.441)*D信道數(shù)據(jù)鏈路的復(fù)用數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議LAP-D(I.440/I.441)*呼叫控制協(xié)議（I.450/I.451）DSS1的第3層為呼叫控制層，標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為I.450/I.451，也就是Q.930/Q.931，其作用為建立和釋放B信道連接，采用基于消息的信令控制過程。用于基本呼叫控制的Q.931消息有4大類，分別為呼叫建立消息（7個）、呼叫信息傳遞消息（6個）、呼叫清除消息（5個）和其它消息（4個），共22個消息。*基本呼叫信令過程*

ISDN的NNI信令指的就是ISUP（7號信令的ISDN用戶部分），其地位和TUP（7號信令的電話用戶部分）相當(dāng)，許多消息名也和TUP相同，但其功能要復(fù)雜得多，消息內(nèi)容也更為豐富。NNI協(xié)議*2.3分組呼叫處理ISDN可以以兩種方式來支持分組型終端設(shè)備的通信：一種是以電路交換的方式將分組型終端接入分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（PSPDN），這種方式叫做CASEA；另一種方式是在ISDN內(nèi)部增加分組處理器PH（PacketＨandler），提供虛電路業(yè)務(wù)，分組終端以分組交換方式接到PH，這種方式叫做CASEB。*1、電路交換方式接入PSPDN（CASEA）PSPDN中有一個入口單元AU（accessunit）來提供網(wǎng)間互通功能，ISDN利用B信道將分組終端以電路方式連到PSPDN，由PSPDN來提供終端之間的通信。用戶分兩個階段來建立呼叫：1）建立和AU之間的連接，使終端通過B信道連到AU。2）按照X.25建議在B信道中建立虛電路。ISDNTETE分組網(wǎng)AUB信道電路交換通路*2、ISDN虛電路承載業(yè)務(wù)（CASEB）ISDN的虛電路業(yè)務(wù)可以在B信道上或D信道上提供，但不同信道的虛電路建立過程是不同的。B信道上的虛電路業(yè)務(wù)：如果分組終端希望利用B信道來傳送分組數(shù)據(jù)，它首先必須利用D信道送信令來控制B信道的連接，等接到ISDN網(wǎng)內(nèi)的分組處理器PH后，再向PH送X.25分組請求建立虛電路，終端可在B信道上建立多條虛電路。D信道上的虛電路業(yè)務(wù)：如果兩個ISDN分組終端之間傳送的數(shù)據(jù)量不是很大時，則可以利用D信道來建立虛電路。*ISDNTETE分組網(wǎng)PHB信道分組交換通路B信道上的虛電路業(yè)務(wù)*SABMEUASETUPCALLPROCEEDINGCONNECTSABMUAX.25呼叫請求SABMESETUPUACONNECTCONNECTACKSABMEUAX.25呼叫到來X.25呼叫接收X.25呼叫證實(shí)TETEEXPHPHEX數(shù)據(jù)傳送D信道信令D信道信令B信道X.25過程B信道X.25過程B信道上的虛電路業(yè)務(wù)*D信道上的虛電路業(yè)務(wù)ISDNTETE分組網(wǎng)D信道分組交換通路D信道端口PH*SABMEUAX.25呼叫請求SABMESETUPUASETUPACKRELEASESABMEUAX.25呼叫到來X.25呼叫接收X.25呼叫證實(shí)TETEEXPHPHEX數(shù)據(jù)傳送D信道上的虛電路業(yè)務(wù)RELEASECOMPLETED信道信令D信道X.25過程D信道X.25過程*3、ISDN交換機(jī)DTBRIDTTUP中繼DTISUP中繼PHIPHI中繼PH中繼接口分組接口ETLTETLTETLTASLCSTN7MFC中繼PRI模擬用戶線信令接口BRI用戶接口V1V6V3交換網(wǎng)絡(luò)控制終端*小結(jié)（ISDN交換技術(shù)）ISDN的三個基本特性最基本的四種承載業(yè)務(wù)及其含義用戶-網(wǎng)絡(luò)接口的參考模型接口種類及D信道協(xié)議數(shù)字用戶電路技術(shù)分組交換功能CASEA、CASEB的提供ISDN交換機(jī)的一般結(jié)構(gòu)

程控交換軟件系統(tǒng)*7.1交換軟件的特點(diǎn)和組成

交換軟件的特點(diǎn)程控交換機(jī)的運(yùn)行軟件=操作系統(tǒng)+應(yīng)用軟件運(yùn)行軟件的基本任務(wù)就是控制交換機(jī)的運(yùn)行，也就是完成呼叫處理。程控交換機(jī)的特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量大，實(shí)時性和可靠性要求高，因此對運(yùn)行軟件也要求有較高的實(shí)時效率，能處理大量的呼叫，而且必須保證通信業(yè)務(wù)的不間斷性。即運(yùn)行軟件的特點(diǎn)為：實(shí)時性、多道程序運(yùn)行、業(yè)務(wù)的不間斷性交換軟件的組成交換軟件運(yùn)行軟件支援軟件操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用軟件呼叫處理OAM軟件開發(fā)支援系統(tǒng)軟件加工系統(tǒng)應(yīng)用工程支援系統(tǒng)交換局管理支援系統(tǒng)程控交換機(jī)的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的類型：批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、實(shí)時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)程控交換系統(tǒng)是一個實(shí)時控制系統(tǒng)，因此它的操作系統(tǒng)具有實(shí)時操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。此外，由于在程控交換系統(tǒng)中常常采用多處理機(jī)系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)有計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的特點(diǎn)，因此其操作系統(tǒng)還具有網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的功能。對于全分散控制的交換系統(tǒng)來說，其操作系統(tǒng)也具有分布式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)。程控交換機(jī)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)：

實(shí)時性：對一組“激勵”（輸入）在滿足一定的時間要求的條件下系統(tǒng)應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的“響應(yīng)”（輸出），這就是實(shí)時操作。多任務(wù)與并發(fā)性：多任務(wù)的并發(fā)性引起任務(wù)間的同步、互斥、通信以及資源共享。程控交換機(jī)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)

環(huán)境行為的隨機(jī)性：要求系統(tǒng)各部分的處理能力必須按忙時負(fù)荷來計(jì)算。網(wǎng)絡(luò)資源共享和網(wǎng)絡(luò)通信：分布性：使得系統(tǒng)在資源管理、進(jìn)程通信和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上具有其自身特點(diǎn)。任務(wù)的分級

程控交換系統(tǒng)中任務(wù)按緊急性和實(shí)時性的要求不同可分為：故障級：負(fù)責(zé)故障識別和緊急處理等功能，具有最高優(yōu)先級。周期級：由時鐘中斷按周期性啟動的任務(wù)?；炯墸河申?duì)列啟動的、實(shí)時性要求較低的任務(wù)。故障級周期級基本級暫停時鐘中斷時鐘中斷時鐘中斷時鐘中斷8ms任務(wù)的分級任務(wù)的調(diào)度方法一：時間表調(diào)度法方法二：多級鏈表調(diào)度法表0指針表1指針表n指針時鐘……程序1程序2程序k……

周期10ms

計(jì)數(shù)器（20）程序1程序2程序k……

周期200ms

計(jì)數(shù)器（5）程序1程序2程序k……

周期1s

計(jì)數(shù)器（15）程序1程序2程序k……

周期15s

號碼預(yù)譯就是對號首（一般為頭3位）的分析，以確定呼叫類型、號長以及下一步要做的工作。地址翻譯就是將被叫的電話號碼翻譯成交換機(jī)內(nèi)部所使用的可唯一標(biāo)識被叫的地址（通常稱為用戶設(shè)備號），以確定本次通話的被叫。系統(tǒng)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、局?jǐn)?shù)據(jù)多級表格——號碼預(yù)譯和地址翻譯7.2呼叫處理有關(guān)的數(shù)據(jù)和表格第一位號碼第二位號碼第三位號碼結(jié)論表索引呼叫類別局向路由…(號首)組號匹配組內(nèi)號碼匹配翻譯結(jié)果用戶設(shè)備號被叫號碼62282656號碼預(yù)譯地址翻譯7.2呼叫處理有關(guān)的數(shù)據(jù)和表格事件隊(duì)列——周期級與基本級程序的接口隊(duì)列進(jìn)程基本級周期級掃描到事件（順序、鏈表）7.2呼叫處理有關(guān)的數(shù)據(jù)和表格7.3程控交換軟件設(shè)計(jì)語言程控交換機(jī)的軟件設(shè)計(jì)常用兩類語言：匯編語言高級語言選用哪類語言通常要考慮以下幾點(diǎn)：1）程序的效率2）編程的效率3）適于程序結(jié)構(gòu)化和軟件模塊化的設(shè)計(jì)4）便于程序的調(diào)試5）可維護(hù)性和可移植性6）數(shù)據(jù)修改的可能性和方便性系統(tǒng)功能說明系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)程序編制軟件檢驗(yàn)運(yùn)行和維護(hù)軟件維護(hù)SDLCHILLSDL、CHILLMML軟件生存周期SDL語言CCITT建議的SDL語言（SpecificationandDescriptionLanguage功能規(guī)格和描述語言）主要用于規(guī)定電信交換系統(tǒng)的行為，已成為國際上通用的標(biāo)準(zhǔn)。SDL特點(diǎn)：SDL是為描述復(fù)雜的實(shí)時系統(tǒng)而特別設(shè)計(jì)的，只要系統(tǒng)的行為能用擴(kuò)展的有限狀態(tài)機(jī)來描述，并且其重點(diǎn)在于交互方面，SDL就能夠適用。SDL語言具有兩種不同的形式，即正文短語表示法（PR）和圖形表示法（GR）。PR基于類似程序的語句，比較適合計(jì)算機(jī)使用。GR基于一套標(biāo)準(zhǔn)化了的圖形符號，能夠清晰地表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制流程。SDL是形式化定義的，可以對其進(jìn)行分析、模擬和確認(rèn)。SDT開發(fā)工具SDT是基于SDL語言的支持工具，是基于SDL系統(tǒng)開發(fā)的集成環(huán)境。它包括MSC圖編輯器，SDL圖形編輯器，SDT分析儀、SDT模擬器、SDT確認(rèn)器和C代碼生成器。采用SDT開發(fā)工具的開發(fā)流程GR編輯器轉(zhuǎn)化為SDLPR形式語法檢查模擬確認(rèn)C生成器C編輯器C鏈接庫MSC圖編輯器*8、呼叫處理的基本原理8.1一個呼叫的處理過程1）主叫用戶摘機(jī)呼叫2）送撥號音，準(zhǔn)備收號3）收號4）號碼分析5）接至被叫用戶6）向被叫用戶振鈴7）被叫應(yīng)答和通話8）主叫先掛機(jī)，通話結(jié)束9）被叫先掛機(jī)，通話結(jié)束8.2用SDL圖表示的呼叫處理過程用SDL圖表示的一個呼叫處理過程呼叫處理的SDL圖的特點(diǎn)呼叫處理的過程可分為三個部分：輸入處理分析處理內(nèi)部任務(wù)的執(zhí)行和輸出處理用戶模塊1#0127…用戶模塊4#0127……數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中繼模塊1#中繼模塊4#………063063CPU數(shù)字交換系統(tǒng)中一個呼叫（局內(nèi)呼叫）2MPCM2MPCMCACBCall_HKOFSendDialToneNumberRingingSetupCalled_HKOF通話用MSC圖表示的一個呼叫處理過程StopDialToneNumberNumberSendAlertToneSetupAckCalled_HKOFCACBCalled_HKONReleaseCall_HKONReleaseAck通話用MSC圖表示的一個呼叫處理過程SendBusyToneCalled_HKONReleaseCall_HKONReleaseAckSendBusyTone被叫先掛主叫先掛8.3輸入處理輸入處理程序的主要任務(wù)是對用戶線、中繼線等進(jìn)行監(jiān)視、檢測和識別，及時報(bào)告事件的產(chǎn)生。輸入處理主要可分為：用戶線掃描監(jiān)視中繼線線路信號掃描接收Pulse、DTMF和MFC信號接收公共信道信號用戶線掃描監(jiān)視程序主要負(fù)責(zé)檢測用戶線的狀態(tài)和識別用戶線狀態(tài)的變化。用戶線的各種不同變化：用戶話機(jī)的摘/掛機(jī)狀態(tài)號盤話機(jī)的撥號脈沖用戶通話時的環(huán)路狀態(tài)投幣話機(jī)的輸入信號用戶線上各種不同的狀態(tài)具有的共同的特點(diǎn)：形成直流回路（續(xù)）、斷開直流回路（斷）摘機(jī)一“續(xù)”，掛機(jī)一“斷”送脈沖一“斷”，脈沖間隔一“續(xù)”周期性監(jiān)視用戶摘掛機(jī)掃描周期——100~200ms

撥號脈沖識別周期——8~10ms用戶線掃描監(jiān)視程序用戶摘掛機(jī)識別原理設(shè)：用戶在掛機(jī)狀態(tài)時掃描輸出為“1”，用戶在摘機(jī)狀態(tài)時掃描輸出為“0”，摘掛機(jī)掃描程序的執(zhí)行周期為