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标  题: V5接口技术综述                         champaign 
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标  题: V5接口技术综述
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标  题: V5接口技术综述
发信站: BBS 水木清华站 (Thu Dec  9 22:24:17 1999)


V5 Interface Technology Overview
　　
　　
摘要：
Ｖ５接口是数字用户传输系统和本地交换机（ＬＥ）之间的新型数字接口。在
接入网建设中，Ｖ５接口是一个很重要的组成部分。本文详细介绍了Ｖ５接口
的技术特点和基本功能、Ｖ５接口的优点及选用原则、与Ｖ５接口相关的网管
功能以及国内外的研究、开发和使用情况。
Abstract:
V5 interface is used between digital subscriber transmission system and
local exchange, and is very important component in access network constr
uction. This paper details technical characteristics and basic functions
, advantages and application principles of V5 interface, as well as netw
ork management function related to V5 interface. The research developmen
t and application situation is also described in this paper.
　　
主题词：接口 接入网 本地交换机 公众交换电话网 综合业务数字网
Subject terms: Interface Access network Local exchange PSTN ISDN
　　
　　连接本地交换机（ＬＥ）和用户终端设备（ＴＥ）的用户环路无论从实现业务
接入方面，还是从占用通信投资比重方面，都是通信网的一个很重要的组成部分。
随着通信网的数字化，光纤和数字用户传输系统大量引入，这些都要求本地交换机
提供数字用户接入的能力。目前ＩＴＵ已经定义的Ｖ１到Ｖ４接口都不够标准化，
其中Ｖ１、Ｖ３和Ｖ４仅用于ＩＳＤＮ，Ｖ２接口虽然可以连接本地或远端的数字
通信业务，但在具体的使用中其通路类型、通路分配方式和信令规范也难以达到标
准化程度，影响了应用的经济性。Ｖ５接口正是为了适应接入网（ＡＮ）范围内多
种传输媒介、多种接入配置和业务而提出的。根据速率的不同，Ｖ５接口分为Ｖ５
．１和Ｖ５．２接口。鉴于这一新接口规范的重要性和迫切性，ＩＴＵ－Ｔ第１３
组于１９９４年以加速程序分别通过了Ｖ５．１接口的Ｇ．９６４建议和Ｖ５．２
接口的Ｇ．９６５建议。这些标准的制定，使业务提供者可以从多方获得产品来源，
用户网络接口传输设备仅由交换机制造商提供的局面将会结束。
　　
Ｖ５接口的技术特点及基本功能：  　
　　
　　１．Ｖ５接口的技术特点
　　Ｖ５作为一种标准化的、完全开放的接口，用于交换设备和接入网设备之间的
配合。
　　Ｖ５．１接口由单个２０４８Kbit/s链路构成，用于支持下列接入类型：
　　模拟电话接入，基于６４Kbit/s的综合业务数字网（ＩＳＤＮ）基本接入和用
于半永久连接的、不加带外信令信息的其它模拟接入或数字接入。这些接入类型都
具有指配的承载通路分配，即用户端口与Ｖ５．１接口内承载通路有固定的对应关
系，在ＡＮ内无集线能力。
　　Ｖ５．２接口按需要可以由１～１６个２０４８Kbit/s链路构成，除了支持Ｖ
５．１接口提供的接入类型外，还可支持ＩＳＤＮ一次群速率接入。这些接入类型
都具有灵活的、基于呼叫的承载通路分配，并且在ＡＮ内和Ｖ５．２接口上具有集
线能力。对于模拟电话接入，既支持单个用户接入，也支持ＰＡＢＸ的接入，其中
用户线信令可以是ＤＴＭＦ或是线路状态信令，并且对用户的补充（附加）业务没
有任何影响。在ＰＡＢＸ接入的情况下，也可以支持ＰＡＢＸ的直接拨入（ＤＤＩ）
功能。对于ＩＳＤＮ接入，Ｂ通路上的承载业务、用户综合（终端）业务以及补充
业务均不受限制，同时也支持Ｄ通路和Ｂ通路中的分组数据业务。
　　２．Ｖ５接口基本功能协议结构
　　Ｖ５接口功能特性如图１所示。它表示了通过Ｖ５接口需要传递的信息以及所
实现的功能。图２显示了Ｖ５接口的协议结构。
（１）Ｖ５接口的物理层
　　Ｖ５接口链路的电气和物理特性均符合Ｇ．７０３建议的规定，即采用ＨＤＢ
３码。接口实现可以采用同轴７５Ω接口方式和平衡１２０Ω接口方式。允许在Ｌ
Ｅ和ＡＮ之间介入附加的透明数字链路来增加接口的应用范围。接口输入抖动应符
合建议Ｇ．８２３对低Ｑ时钟恢复的要求，输出抖动则应符合Ｇ．８２３对高Ｑ时
Ｖ５接口可以提供比特传输、字节识别和帧同步必要的定时信息。这种定时信息用
于ＬＥ和ＡＮ之间的同步。另外，Ｖ５接口还具有循环冗余检验（ＣＲＣ）功能，
在ＣＲＣ复帧中将Ｅ比特用作ＣＲＣ差错报告，并符合ＩＴＵ－Ｔ建议Ｇ．７０４
和Ｇ．７０６中规定的规程。每个２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路由３２个时隙组成，
其中时隙ＴＳ０用作帧定位和ＣＲＣ－４规程，时隙ＴＳ１５、ＴＳ１６和ＴＳ３
１可以用作通信通路（Ｃ通路），运载ＰＳＴＮ信令信息、控制协议信息、链路控
制协议信息、ＢＣＣ协议信息、保护协议信息以及ＩＳＤＮ Ｄ通路信息，并通过
指配来分配。其余时隙，可用作承载通路，即用来为ＩＳＤＮ用户端口分配的Ｂ通
路或为ＰＳＴＮ用户端口的ＰＣＭ ６４ｋｂｉｔ／ｓ通路提供双向的传输能力。
（２）Ｖ５接口的第二层
　　Ｖ５接口的第二层仅对Ｃ通路而言（见图２），使用的规程称为ＬＡＰＶ５，
其目的是为了允许灵活地将不同的信息流复用到Ｃ通路上去。ＬＡＰＶ５基于ＩＳ
ＤＮ的ＬＡＰＤ规程，分为两个子层，即封装功能子层（ＬＡＰＶ５－ＥＦ）和数
据链路子层（ＬＡＰＶ５－ＤＬ）。此外，ＡＮ的第二层功能中还应包括帧中继子
层（ＡＮ－ＦＲ）），它用于支持ＩＳＤＮ Ｄ通路信息。
（３）Ｖ５接口的第三层协议
　　Ｖ５接口内，支持不同的、面向消息的第三层协议有：ＰＳＴＮ协议、控制协
议（公共控制和用户端口控制）、链路控制协议、ＢＣＣ协议和保护协议，后三个
协议仅用于Ｖ５．２接口。下面将分别说明这几种协议的功能。
　　①ＰＳＴＮ协议
　　ＰＳＴＮ协议基本上是一个激励协议，它不控制ＡＮ中的呼叫规程，而是通过
Ｖ５接口在ＡＮ用户端口和ＬＥ中的国内协议实体之间传送有关模拟线路状态的信
息。然而，ＰＳＴＮ协议有一个相对小的功能部分，它与Ｖ５接口中路径的建立与
释放、Ｖ５接口上的呼叫冲突解决有关，同时也与ＬＥ在过载条件下对新呼叫的处
理有关。由于各国在ＬＥ中的国内协议实体功能上的差异，因此每个国家在制定本
国Ｖ５接口规范时，都将提供适用于本国的ＰＳＴＮ信令信息单元全集以及适用于
本国的国内ＰＳＴＮ协议映射规范技术要求。
　　②控制协议
　　控制协议的主要作用是：用于ＰＳＴＮ和ＩＳＤＮ用户端口阻塞／解除阻塞，
实现维护目的；用于系统启动和重新启动处理的变量及接口ＩＤ核实、重新启动及
重新启动的确认程序。
　　③链路控制协议
　　链路控制协议的主要作用是：用于维护目的接口链路的阻塞和协调解除阻塞；
通过链路身份标识来核实一特定链路的一致性。
　　
　　 图1 Ｖ５接口的功能描述
　　
　　 图2 Ｖ５接口协议结构
　　
　　④ＢＣＣ协议
　　ＢＣＣ协议用来把一特定２０４８Kbit/s链路上的承载通路基于呼叫分配给用
户端口。ＢＣＣ协议也提供审计功能，用来检查ＡＮ内Ｖ５．２承载通路的分配和
连接。另外，ＢＣＣ协议还可提供ＡＮ内部故障报告功能，用来通知ＬＥ有关ＡＮ
内部影响承载通路连接的故障。
　　⑤保护协议
　　保护协议只应用在Ｖ５．２接口存在多个２０４８Kbit/s链路的情况下。它的
主要作用是：在一个２０４８Kbit/s链路发生故障时或应系统操作者（ＯＳ）的请
求，实现Ｃ通路的切换。
　　
Ｖ５接口的优点及选用原则  　
　　
　　１．Ｖ５接口的优点
　　Ｖ５接口的优点主要表现在以下几个方面：
（１）Ｖ５接口是个开放的接口
　　网络运营者可以选择最好的系统设备组合，可以选择多个交换设备供应商，可
以自由选择接入设备供应商，同时可使各设备厂家在硬件、软件及功能各方面展开
竞争，通过竞争，网络运营者可以得到最佳的网络功能。
（２）支持不同的接入方式
　　通过开放接口，本地交换机可以接纳各种接入网设备，从而使网络向有线／无
线结合的方向发展。
（３）提供综合业务
　　例如提供语声、数据、租用线等多种业务。
（４）降低成本
　　通过ＡＮ的大批量生产，可以降低产品每线的成本；将ＰＣＭ链路延伸到用户
附近，从而可以降低用户线的成本；同时，还可以减少维护操作（Ｏ＆Ｍ）费用。
（５）增加安全、可靠性
　　可以加快业务提供和增加网络的安全性和可靠性，提高服务质量（ＱＯＳ）。
　　２．Ｖ５接口选用原则
　　如上所述，Ｖ５．１接口具有复用功能的特性，Ｖ５．２接口具有集线功能的
特性。Ｖ５接口的选用原则主要取决于电信运营部门提供给用户的业务类型，以及
享用各业务的比例。在选用Ｖ５接口类型时，从技术方面出发，还应考虑以下一些
原则：
（１）对于全部是模拟电话业务（ＰＯＴＳ）的情形不必采用Ｖ５接口，可以
使用现有的远端模块；但当引入ＩＳＤＮ业务时，需要增加复用器把ＰＯＴＳ／Ｉ
ＳＤＮ业务分开，或者设置ＩＳＤＮ模块来提供ＩＳＤＮ业务，这些都将增加投资，
从长远考虑，应该使用Ｖ５接口。
（２）对于数据租用线业务比例较高的用户地区，由于Ｖ５．１接口具有复用功
能的技术特点，采用Ｖ５．１接口较为合理。
（３）Ｖ５．１／Ｖ５．２选用原则也应考虑网络的拓扑结构。对于用户业务密
度比较高的区域，倾向于采用Ｖ５．２接口，发挥其集线功能；对于用户业务密度
低的区域，则倾向于采用Ｖ５．１接口。
（４）Ｖ５．１／Ｖ５．２接口选用原则也应考虑接入网设备的技术因素。 对
于ＨＦＣ接入设备和无线本地环路（ＷＬＬ））设备，倾向于采用Ｖ５．２接口。
与Ｖ５接口相关的网管功能与Ｖ５接口相关的网管功能涉及ＡＮ和ＬＥ两侧。为了
协调操作，ＡＮ和ＬＥ必须具有相同的用户端口配置信息、承载通路及通信通路信
息、２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路数目及身份标识。除此之外，由于ＡＮ和ＬＥ职责
的分离，ＡＮ和ＬＥ还应具有其它不同的网管功能。
　　１．对ＬＥ侧的网管功能要求
　　ＬＥ侧的网管还应包括以下一些功能要求：
（１）管理业务的指配
　　可以插入、删除、修改或读出经过Ｖ５接口的单个或多个用户接入，对于不同
类型的Ｖ５接口，业务指配的内容也不同。
（２）业务设施和补充业务的管理
　　记录用户申请的业务要求，并作为与一用户数据相关的用户数据。
（３）用户线路的管理
　　管理用户线路的特性，例如线路状态、话务量方向等。
（４）配置或重新配置Ｖ５接口
　　插入、删除、修改或读出一Ｖ５接口信息。对于不同类型的Ｖ５接口，配置或
重新配置Ｖ５接口要求的内容也不同。例如，插入一个Ｖ５接口信息时，对于Ｖ５
．１接口，应提供以下相关的数据：Ｖ５接口身份标识；该接口上用于通信通路和
承载通路的时隙；协议版本及当前指配的变量。对于Ｖ５．２接口，应提供以下相
关的数据；Ｖ５接口身份标识；相关联接口的２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路数目；该
接口上用于通信通路的时隙；协议版本及当前指配的变量。另外，对于Ｖ５．２接
口，还需增加以下功能要求：添加或移去部分２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路的控制管
理功能；Ｖ５．１接口升级为Ｖ５．２接口的控制管理功能。
（５）检测、定位、报告和改正ＡＮ用户端口和Ｖ５接口故障。
（６）监视和报告用户端口和Ｖ５接口的性能。
　　２．对ＡＮ侧的网管功能要求
　　ＡＮ侧的网管还应包括以下一些功能要求：
（１）负责与Ｖ５接口及用户端口都相关的配置要求
　　①负责用户端口与Ｖ５接口的关联；
　　②负责指配的所有数据；
　　③负责ＡＮ与ＬＥ配置的兼容性；
　　④在Ｖ５．１接口情况下，负责承载通路的配置。
（２）负责与Ｖ５接口相关的配置要求
　　①规定Ｖ５接口身份标识和链路身份标识；
　　②规定当前指配的变量；
　　③完成该接口上通信通路的配置，并作为指配数据的一部分；
　　④负责Ｖ５接口与ＬＥ之间的关联；
　　⑤设置用于差错检测的持续检查规程的参数，如定时器值等；
　　⑥支持ＰＳＴＮ协议参数的指配，负责处理诸如模拟信号识别时间、时长、计
费脉冲的电压和频率、铃流或一个信令序列的特定细节（国内协议实体的ＡＮ部分）
等与协议相关的接入特定参数。
（３）负责与用户端口相关的配置要求
　　①负责规定用户端口处于非工作状态的一些参数门限；
　　②规定某些用户端口是否可以用于紧急或非紧急维护的阻塞；
　　③分配用户端口地址；
　　④分配用户端口类型；
　　⑤对于ＩＳＤＮ接入，规定ＮＴ１是否综合在ＡＮ内；
　　⑥支持端口一些特定参数的指配等。
（４）激活／解除激活线路测试和测量。
（５）检测、定位、报告和改正用户端口和ＡＮ接口故障。
（６）监视和报告用户端口及ＡＮ接口的性能。
　　
国内外Ｖ５接口研究和使用情况  　
　　
　　１．国内外Ｖ５接口规范研究情况
　　美国Ｂｅｌｌｃｏｒｅ在８０年代后期提出了Ｖ５接口的概念，并于９０年代
初制订出北美企业技术标准，称为ＴＲ３０３。它类似Ｖ５．２接口规范，最多可
以提供２８个Ｔ１（１５４４ｋｂｉｔ／ｓ）链路，而且ＬＥ可以通过接口中的一
个专用的嵌入操作通路（ＥＯＣ）来管理接入网设备。ＥＴＳＩ于１９９３年颁布
了Ｖ５．１和Ｖ５．２的技术标准，目前还在不断地完善和补充。与Ｖ５接口相关
的标准涉及Ｖ５．１和Ｖ５．２接口的测试规范、具有Ｖ５接口的ＡＮ／ＬＥ设备
的配置管理、故障管理和性能管理等方面。１９９４年ＩＴＵ－Ｔ通过了Ｇ．９６
４建议和Ｇ．９６５建议后，有关Ｖ５接口的标准也在不断地补充，与Ｖ５接口相
关的标准涉及具有Ｖ５接口的设备的配置管理、故障管理和性能管理等方面。到目
前为止，Ｖ５接口的国际标准已基本成熟，并可以提供商业开发应用。我国自１９
９４年就已开始跟踪研究Ｖ５接口技术规范，目前正在制定Ｖ５．１和Ｖ５．２接
口技术规范，当在１９９６年第３季度内完成。我国的Ｖ５接口技术规范是在ＩＴ
Ｕ－Ｔ的Ｖ５接口技术规范基础上制订的，同时根据我国电信网络的现状，进一步
明确了部分可选参数，指明了适用于我国的ＰＳＴＮ协议消息和协议信息单元，并
提供适合我国网情的Ｖ５接口国内ＰＳＴＮ协议映射规范技术要求，从而可以保证
不同设备提供者提供的接入网设备和交换机设备在使用Ｖ５接口时的兼容性和互操
作性。
　　２．Ｖ５接口的开发和使用
　　在Ｖ５接口问世之初，一些交换机厂家持不积极或观望态度。随着电信运营部
门对采用Ｖ５接口呼声的增高，以及各种可应用于接入网的传输技术的成熟，目前
国外一些主要交换机厂家如西门子、LUCENT、北电、爱立信、富士通、ＮＥＣ和阿
尔卡特等在开发接入网设备的同时，也在开发Ｖ５接口，可望在１９９６年年内提
供Ｖ５．２接口，并陆续提供商用。国内一些主要交换机厂家如华为、大唐、中兴
和巨龙集团等都在积极开发Ｖ５接口，进展迅速，可望在１９９６年年内提供Ｖ５
接口。德国是Ｖ５接口的主要倡导者，在１９９４年就已开展Ｖ５接口技术的试验
工作，目前已开始商业性使用。在德国，使用Ｖ５接口的交换机主要有西门子的Ｅ
ＷＳＤ和阿尔卡特的Ｅ－１０，接入网设备厂家有Ｌｕｃｅｎｔ、爱立信等，使用
德国的Ｖ５接口技术规范进行互连，网管独立，合同订数已超过１００万线，主要
应用在原东德地区。澳大利亚、新加坡等国亦已开始用Ｖ５接口向用户提供业务。
此外，还有许多国家，如芬兰、俄罗斯、英国、瑞典、西班牙和南非等，都看到接
入网对发展电信业务的推动作用，同时也意识到还缺少接入网的运行经验，已在或
正在准备进行接入网技术的试验工作。目前我国Ｖ５接口方面的工作基本与其它国
家同步，处于研究试验阶段。接入网试验在中国电信的统一指导下，正在有条不紊
地开展之中，其中Ｖ５接口是试验网的一个重点。参加试验的地区有北京、天津、
上海、江苏、广东等十几个省市，参加试验的交换机和接入网产品由国内外多家厂
商提供。接入方式包括有线和无线接入。通过试验，可以有利于我国Ｖ５测试规范
的制订和其它相关标准的制订，也可以探索总结我国发展接入网的经验。
　　Ｖ５接口是一个适应范围很广、标准化程度相当高的新型数字接口。ＡＮＶ５
接口的开发，将对今后本地交换机（ＬＥ）和数字用户传输系统朝标准化方向发展
起着重要的作用。随着Ｖ５接口技术规范的完善和产品的不断成熟，Ｖ５的应用将
对接入网规范化带来深远的影响。

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