Communication 版 (精华区)
发信人: dormouse (恐明 V 祁山口), 信区: Communication
标 题: 《数字电视与有线电视综合网》-9
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年06月29日08:42:52 星期五), 站内信件
第九章 ISDN和B－ISDN
1 ISDN的基本概念
1.1 ISDN的定义
电话网在实现了数字传输和数字交换后，就形成了电话的综合数字网IDN
(Integrated Digi tal Network)。然后，在用户线上实现二级双向数字传输，以
及将各种话音和非话音业务综 合起来处理和传输。实现不同业务终端之间的互通
。也就是说，把数字技术的综合和电信业 务的综合结合起来，这就是综合业务数
字网ISDN的概念。
CCITT于1972年第一次给出了IDN和ISDN的定义。指出ISDN是一种网络结构，通
常是以IDN为 基础发展演变而成。这种网络能够提供端到端的数字连接，用来承载
包括话音和非话音在内的多种电信业务，用户能够通过有限的一组标准的多用途的
用户／网络接口接入这个网络。 经过20余年的研究和试验，ISDN的定义正在逐步
修改、补充和完善。
1.2 ISDN的主要内容
ISDN提供一种对局内呼叫或局间呼叫的端对端的透明数字网，其所需要的局间
传输中继线设备是已广泛使用的数字多路传输系统。
ISDN只使用两种基本类型的信道：承载用于传输数字话音和数据业务的64kbps
的B信道以及用于传输呼叫用的数字信令或数据的16kbps的D信道。
ISDN与现有的电信网及其他通信网的业务是完全兼容的。后者现有的外部设备
大约有94%仍可用 于ISDN中，交换机配上能处理ISDN业务接口的硬件板和专门的软
件后，大多数现代的数字 程控交换机系统本质上都可以用来交换ISDN的呼叫。
对ISDN的呼叫控制是在D信道中采用共路信令来完成用户终端和中心局之间的信令
任务的。
ISDN的用户设备CPE(Customer Premises Equipment)和网络之间信息传输和物
理连接是用 户／网络接口来实现的。
ISDN的用户／网络接口在众多的接口方案中，采用两种接口方式：基本速率接
口BRI(Basic Rate Interface)即2B＋D，B为64kbps速率的数字信道，D为16kbps的
数字信道；以及基群速 率接口PRI(Primary Rate Interface)即30B＋D或23B＋D，
B和D均为64kbps的数字信道。用户／网络接口用于CPE和网络之间的信号形成和物
理连接。
用户终端设备、接口和网络的连接关系参见图9－1。
1.3 ISDN的组成部分
ISDN的主要组成部分是用户／网络接口、原有的电话用户环路和交换终端
ET(Exchange Term ination)。 ISDN可以提供对现在和将来的所有网络业务的接
入。图9－2所示的是从用户接口到中心局设备ET的接入。图中有两个ISDN的接入部
分位于两边的ET和CPE之间。在两个ET之间的是所有现存的或一些潜在的局间网络
。包括：
(1)传统电话的电路交换网；
(2)分组交换网，用于数字化的数据通信；
(3)信道交换网，包括能够进行组交换的、保持长时期的数字载波信道；
(4)宽带网，用于需要额外带宽的场合；
(5)ISDN的局间信令网，一个带外的共路信令系统。目前选用7号信令系统(CC－
SS7)。它不仅能传输传统的局间信令，还能同时传递中心局之间的D信道中的智能
信息。
ISDN与以上所有的网络兼容，均可接入。
2 ISDN的网络接口标准
实际上，ISDN是一种接入的结构形式，各组成部件按一定的规约、协议、标准
相连接。图9 －3是ISDN用户／网络间参考配置模型。
2.1 ISDN传输标准接口
ISDN采用标准的基本速率接口BRI或基群速率接口PRI，使用户能接入多种业务
。电话局采用一种国际标准格式，通过数字信号单元的形式，向ISDN用户提供所有
的业务
TE1－ISDN标准终端 NT1－端接U环路的网络接口 LT－线路终端 TE2－非
ISDN标准终端
NT2－多路ISDN接口 ET－ISDN交换终端 TA－终端适配器
基本速率接口BRI结构如下：
BRI含有两个64kbps的B信道和一个用作控制的16kbps的D信道。因此，BRI接口
的容量可以为：两个话路＋16kbps的数据包；或者两路高速数据＋16kpbs的数据包
；或者一个话路＋一路高速数据＋16kbps的数据包。
基群速率接口PRI结构如下：
PRI支持23个(或30个)B信道和一个64kbps的D信道作为信令用，也可支持
64kbps的B信道的联合使用。比如6个B信道联合组成384kbps的H0信道，或者组成一
个单独的1.536Mpbs的H 11信道，或者组成一个单独的1.920Mbps的H12信道。D信道
总是需要的，D信道被用来传递 信令以及控制多重接口。
ISDN的PRI可以有多种安排，使用最广泛的是23(或30)个分别工作的64kbps的B
信道和一个作控制的64kbps的D信道。PRI允许接到一个数字专用分支交换机上。
PRI的终端用户通常是一个有ISDN功能的数字专用分支交换机或者一个主计算机
。一个终端用户并不一定需要使用全部24(或30)个信道，只要安排好D信道，其他
信道则可用可不用， 多余的信道可以划分给专用线使用，也可闲置起来。
2.2 ISDN用户／网络接口
ISDN使用一组兼容的用户／网络接口，它可以在很广的范围内支持用户的应用
、装备和各种配置。接口包括NT1、NT2、TE1、TA和TE2。这些接口为应用之间、位
置之间和业务之间提供了极大的灵活性。
图9－3中R、S、T、U、V是国际电信联盟ITU定义的ISDN的用户／网络模型中的
参考点。参考点是用来划分不同功能群的分界点，也可以是设备单元之间的物理接
口。功能群是接口中具有某些功能的组合，这是一个抽象的概念，不一定与实际设
施相符。
我们先来看看NT1和U参考点，这是NT1去中心局向的线路侧。U参考点去中心局
的两线环路称为U环路，NT1的U侧完成的功能有：端接恒定的电流；端接传输线路
；线路的过压过流保护( 雷电、线路交叉及火灾等)；线路信号的编码、译码；线
路特性的自动补偿(不同的电缆长度 、线径、抽头引起的失配等)；支持同步；收
发数据码流的加扰和解扰；清除B1、B2，D信道 的发送和接收，以及插入操作和维
护等。
表9－1 ISDN用户／网络接口种类 用户网络
接口类型 物理接口
速 率 接口结构 结构名称
结构名称 信道结构
基本接口 192kbit/s 基本接口
(基本接入) 2B＋D16B＝64kbit/s；D＝16kbit/s
基群速率
接 口 1544kbit/s
或
2048kbit/s B信道接口
( 多信道接 入)
H0信道进口(高速接入) 23B＋Ｄ６４（Ｄ＝６４kbit/s)
30B＋D64(D＝64kbi t/s)
4H或3H0＋D64(1544kbit/s)
5H0＋D64(2048kbit/s)
H1信道接口
(高速接入)
B／H0混合信道接口 H11( 1544kbit/s)
H12＋D64(2048kbit/s)
nB＋mH0＋D64
基本接入
复用接口 1544kbit/s
或
2048kbit/s 基本接入
复用接口 1544kbit/s正在研究
12×(2B＋D16)(2048kbit/s)
再来看NT1和T或S／T参考点(仅有一路ISDN接口时S参考点即T参考点)，这是
NT1的终端侧。N T1是用四线与用户终端CPE相联的，一个线对发，一个线对收。在
T或S／T参考点，ISDN的基本速率是192kbps。NT1的S／T侧完成的功能有：提供两
组终端阻抗，分别用于发送和接收线 对；对布线的过压过流保护；线路信号的编
码、译码；解决与S／T总线相连的终端设备对D 信道的争用(把D信道比特从接收帧
中插入发送帧的回波比特中)；提供NT1和终端适配器TA之 间的四线连接；信号重
建以适应NT1内部接口需要(从S／T总线到U总线)；提供自环测试及维护等。
NT1的S／T侧也是无源总线的一部分。无源总线由用户布线、ISDN接口和ISDN终
端组成。无源总线的最大长度取决于电缆的型号和长度、多终端无源总线的配置、
信号衰减(96kHz时不 大于6dB)、终端设备的相位延迟等。
我们继续来看NT2，NT2用于多个终端和一条ISDN用户线之间的连接，比如PBX或
终端控制器 。若只有一个ISDN终端，就不需要NT2了。NT2的功能有规约(协议)的
处理、多路复接、交换 、集线、维护及接口等功能。
TE1是符合CCITT I410ISDN用户／网络接口建议标准的终端设备，可直接与
NT1接口。如一部ISDN的电话机不同于普通模拟话机，它还应具有协议处理、连接
其他设备、维护及接口等功能。
TE2是不符合标准的终端设备，需经过一个终端适配器TA才能接入NT1。
R是非标准的ISDN终端TE2与TA之间的参考点。
2.3 数字用户线
数字用户线是用户与中心局之间的二线环路的连接，无载回路可长达18.7km，
包括电缆对 、跳接线接口、中心局内的布线和用户驻地的布线。
数字用户线上传递ISDN的所有信息，其线路码采用2BIQ方式。这种编码方式把
两个相邻的比 特结合在一起组成一个四进制符号，第一位比特为符号位，第二位
比特为振幅位，见图9－4 。
考虑到经济性，数字用户线不象中继线路，一般是二线制的。因此，实现二线
双向数字传输是关键所在。双向复用的方法可以有：频分法、乒乓法和回波抵消法
。
频分法是对接收和发送采用不同频率的传输频带，用高、低通滤波器分割而实
现。但对滤波器要求严格，一般不用。
乒乓法又称时间压缩法。它是采用对数字比特流进行处理，变成高速窄脉冲流
，再利用开关 周期性地在二线环路上交替发送、接收数字信号流。在接收端再将
高速窄脉冲恢复成原先的 数字比特流。由于存在线路迟延，为了适应不同的环路
长度，应在每一交替周期中安排一个保护时间。由于提高了传输速度，会增大线路
损耗，缩短传输距离，在0.5mm线径上的传输距离约4～5km，但技术难度小，成本
较低。
回波抵消法是对收、发差接电路产生的近端回波，采用自适应滤皮器根据输入
端的信号估算 出回波的大小，然后在输出端减去此估算值，达到抵消回波的目的
。见图9－5，回波抵消 法传输距离长，传输距离可达6～7km，但实现的技术较为
复杂。随着大规模集成电路技术水平的提高，回波抵消法可能在U接口中被越来被
多地采用。
回波抵消法的原理为：在二线传输的两个方向上同时间、同频谱地占用线路，
在线路上两个方向传输的信号完全混在一起，本端发信号的回波即成为本端收信号
的干扰信号，利用自适应滤波器可抵消回波以达到较好的接收信号质量。
3 ISDN用户／网络接口的分层功能
根据开放系统互连参考模型，ISDN用户／网络接口协议分为三层：第一层是物
理层，它包括基本接入接口和一次群速率接口。第二层是数据链路层。第三层是网
络层。
物理层提供建立、维持和释放物理连接的手段，保证物理电路上的信息传输。
物理层规范是指对接口的电气特性、物理特性，包括接插件机械特性等的规范。
链路层在物理层的基础上提供数据链路的建立、维持和释放手段。数据链路层
完成链路复用 、差错检测及恢复流量控制和信息传递的功能。
表9－2 ISDN用户／网络接口协议概要 OSI层号 主要功能 业务特性
第一层 电气／物理规范，包括布线配置等，D通 路冲突检测，激活／去激活功能
，供电功能 提供多个传输通路，连接多个终端，标准插 座 〖BHDG4〗第二层 建
立传递消息的链路，差错检测及控制，流量控制 多个逻辑链路 的复用；提供广播
链路和点—点链路，具有地址和业务标识能力
第三层 呼叫控制包括呼叫建立、保持和释放，补充业务的控制 提供多个通路 的
选择和使用；呼叫暂停和恢复，多个终端接入的协议控制；多种业务的请求及控制
网络层根据第二层提供的服务完成呼叫控制的功能，包括电路交换呼叫和分组
交换呼叫的控制。在ISDN用户／网络接口上的第二层和第三层协议称为1号数字用
户信令(DSS1)。
ISDN用户／网络接口物理层、链路层和网络层的功能概要见表9－2，分层示意
图见图9－6。
4 ISDN发展概况
ISDN的优点和合理性是显著的，尤其是可以在现有的用户线路上实现，这是最
诱人之处。世界各国都在制定各自的ISDN的发展规划。
但是引入ISDN还需解决不少问题，关键是标准化和经费方面的问题。其中标准
的制定已有协议，因此实施和试验是走向实用化的极为重要和不可缺少的一步。美
国电信部门已作了部署 ，从1996年12月31日23点59分(世界时)起，所有的ISDN局
必须满足CCITTE.164建议的要求 。日本、法国、德国、韩国都已制定了计划，积
极推进ISDN的应用。
5 ISDN的应用热点
ISDN已在民用、商用等领域内获得很广的市场。下面介绍几种应用情况。
(1)在家办公(Work-At-Home)：ISDN使一些用户能够在家工作，从而节约了办公
空间和上下班时间，提高了工作效率，增加了灵活性，减少了空气污染。
(2)远程通信(Telecomuting)：通过Internet，ISDN可以访问象公告牌、当天新
闻信息资源，也能容易地通过访问数据库预订机票、查询图书馆。
(3)电子函件(E－mail)：信息扩展后的E－mail可向用户提供传真、话音和图象
信息，而且传输速度很快，平均少于8s。
(4)在线接续：借助于ISDN，无论在家中还是卫星局，用户都可以使用计算机进
行在线交互访问，比如数据库和屏幕编辑。
(5)远程医疗诊断：对于一些边远地区或象监狱中的罪犯病人，可以在世界各地
的医院通过I SDN实时交换有关患者的数据进行诊断，见图7－19。
(6)远程教育：远距离的学习使学生免去旅行时间，可以大量地传播知识，多媒
体程序使学 生获得更多的信息，见图7－20。
(7)可视电话会议和桌面会议：电视会议使远离的人们能够全方位地出席会议相
互交流，桌面会议则适于两个或多人之间的一对一的会晤。
(8)远距离的传播声音：在专业广播领域需要高质量的音频连接，使用ISDN技术
则可以远距离传播清晰的数字化的声音。
(9)商业信用卡：在销售点POS(Point-of-Sale)，由于数据库的响应能快速
传输，因此对ISDN信用卡的核对仅需3～5s，而传统的模拟呼叫的建立平均需要
15s。
(10)ISDN增强了专用线的过载和事故恢复能力，一旦线路不工作，不论是由于
出错还是过载 ，ISDN会将业务量自动按需增加带宽，故障解决或通信量下降时又
会返回，恢复工作。
表9－3 B－ISDN的主要宽带业务和窄带业务
业务种类 持续时间(分钟) 突发性 速率(Mbit/s)
ISDN业务 电话 2～3 2～3 4×10e-3～64×10e-3
传真 0.1～2 1 ＜64×10e-3
遥测 0.01～02 ＞10 ＜10e-3
对话型 高速数据 0.1～60 1～100 ＞1
高速文件 0.1～60 1～10 ＞1
可视电话 2～3 1～2 1～135
会议电话 60 1～2 1～135
检索型 文件检索 3 2～20 1～33
宽带可视图文 10 1～20 1～135
分配型 电视 60 1 33～135
高清晰度电视 60 1 135
高保真立体声 60 1 768×10e-3
6 宽带ISDN(B－ISDN)
前面我们介绍的ISDN还是一个数字的、时分复用的电路交换网，ISDN采用同步
时分复用的方法使用户信道分割成2B＋D，传输速率为160kbsp。在一帧125μs内传
送(125×0.000001)× (160×1000)＝20bit。
但是，数字化的电视信号的速率达140Mbps，压缩后也有34Mbps。高清晰度电视
经压缩后的信息量约为140Mbps。上述ISDN可以同时传输电话、传真、数据等多种
不同的信息，却不能传送图象信号。因此，还只是窄带ISDN。事实上，用户线是通
信网中最后一个还没有数字化的设备，是数字传输的一个瓶颈”。假如采用光纤作
为用户线的介质，在光纤上传送的信息量可达2×10e10以上。因此，在80年代后期
，当窄带ISDN在北美、欧洲和日本趋于成熟和实用，还没有来得及推广，就开始提
出宽带ISDN了。在宽带ISDN中，用户线上的信息 传输速率可达155.52Mbps，是窄
带ISDN的800倍以上，所以，“宽带”的意思就是“高速”。
宽带ISDN使得Multi－Media(多媒体)微机可以成为通信终端。人们期望ISDN能
成为一种全能的、可以包括现在和将来全部电信业务的网络。
图9－7是发展初期的B－ISDN的网结构。在发展的初期阶段在于进一步实现话音
、数据和图像等业务的综合。由图9－7可以看出，初期的B－ISDN是由三个网组合
而成，第一个网是以电话的交换接续为主体，并把静止图像和数据综合为一体的电
路交换网。当前以电话业务为主，即是以传输速率64kbit/s作为此网的基础，称为
64kbit/s网。第二个网是以存储交换 型的数据通信为主体的分组交换网。所谓分
组交换，是把信息分割为称作分组(或称信息包) 的小单元，进行传输交换的方式
，它具有灵活的多元业务量处理的特性。当前各国广泛地开展高速分组交换方式的
研究，它可能是宽带ISDN的主要交换方式之一。第三个网是以异步转移方式(ATM)
构成的宽带交换网，它是电路交换与分组交换的组合，它能实施话音、高速数据和
活动图像的综合传输。
图9－8是发展后期阶段的B－ISDN结构。后期B－ISDN中引入了智能管理网， 由
智能网路控制中心管理的是三个基本网：第一个网是由电路交换与分组交换组成的
全数字化综合传输的64 kbit网；第二个网是由异步转移方式(ATM)组成的全数字化
综合传输的宽带网；第三个网是采用光交换技术组成的多频道广播电视网。这三个
网将由智能网络控制中心管理，它可能被 称为智能宽带ISDN。在智能宽带ISDN中
，有智能交换机和用于工程设计或故障检测与诊断的各种智能专家系统。
从B－ISDN的发展及B－ISDN的网路结构可以看出，实现B－ISDN的关键在于宽带
交换技术。从目前的研究成果和研究方向来看，光交换技术和ATM技术是实现B－
ISDN的主要技术。
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I am dormouse. 我是睡鼠
too lazy.
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: dormouse.hit.edu.cn]
※ 修改:·dormouse 於 06月29日09:02:52 修改本文·[FROM: dormouse.hit.edu.cn]
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