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1、计算机网络第计算机网络第5章章5.1 综合业务数字网5.1.15.1.1 综综 合合 业业 务务 数数 字字 网网（ISDNISDN）及其演化及其演化早期使用的通信系统大多是模拟通信系统，系统中都是通过模拟信号表示声音和数据。后来在传输线路上出现数字传输系统并逐步取代模拟传输系统。把数字传输和模拟传输系统结合起来并集成相关的要素就形成了模/数混合通信网。5.1.25.1.2ISDNISDN的特点的特点ISDN在一定的时期内，成为通信网发展的热点，是因为ISDN在通信业务、通信质量、通信功能及使用等各方面有独到的优势，主要体现在：1通信业务的综合化通过一条用户线就可以提供电话、传真、可视图文及数
2、据通信等多种业务，是ISDN的特性。2通信质量和可靠性高在ISDN中，由于终端到终端已完全数字化，噪声、串音、信号衰落等受距离和链路数增加的影响非常小，信道容量大，误码率极低，使通信质量大为提高。3用户使用方便在ISDN中，信息信道和控制信道分离，信号能在终端与网或终端与终端间自由传输，为提供各种新的业务创造了条件。4通信网中的功能分散在ISDN中，为了确保网的运行可靠及未来扩充方便，将整个通信网划分为数字信息传输网、通信处理中心和信息处理中心几个部分，使网络功能分散。5费用低廉ISDN从总体上入手，使通信网数字化，把各种不同的通信业务纳入到一个统一的数字网中，从而达到网络的最优化，提高了网上
3、设备的利用率，发挥了网络的最大效益。5.1.35.1.3ISDNISDN的目标的目标1标准化统一的ISDN标准可以使全世界范围内的用户采用一种接入方式进入ISDN，获得ISDN综合业务服务。2透明性传输透明性可使用户在不受ISDN限制的情况下扩展自己的通信业务。3租用与交换业务ISDN既可以为用户提供信息交换业务服务，也可以提供点对点的专用业务服务，以提高用户选择的灵活性。4逐步向ISDN过渡过渡阶段允许原有通信网及服务业务存在以及从现有接口向ISDN接口转换。5复用支持ISDN应能提供多种复用技术支持，以便容纳用户交换机和局域网设备。5.1.45.1.4建立建立ISDNISDN的原则的原则建
4、立一个真正的ISDN，并完成人们赋予它的任务，必须要统筹规划，严格遵循下列原则：1合理利用接口2正确提供综合业务和传输媒介3满足数字交换连接4智能处理与管理5通用的协议标准6具有可发展性5.1.55.1.5ISDNISDN可实现的主要传输功能可实现的主要传输功能ISDN是科技发展的产物，其先进性不言而喻。为体现其先进性，规定ISDN应实现如下的主要传输功能：（1）中高速专用线功能。（2）中、高速电路交换功能。（3）64kbit/s的专线功能。（4）64kbit/s的电路交换功能。（5）分组交换功能。（6）实现传送用户到用户的公共信道信令功能，一般是采用7号信令。（7）用户线交换功能。5.1.6
5、5.1.6ISDNISDN的基本结构的基本结构5.1.75.1.7ISDNISDN的发展趋势的发展趋势1ISDN的现状目前，ISDN技术已基本成熟。自1988年各国ISDN相继投入商用以来，在ISDN的发展过程中由于出现过诸如ISDN的覆盖范围、互通能力、设备价格以及用户对ISDN特性不够了解等问题，一度使ISDN在某些国家的发展没有顺利进行。2从窄带ISDN（N-ISDN）向B-ISDN发展已成为必然趋势在我国的ISDN技术的发展过程中，及时地汲取了国外先进的技术和经验，引进了部分技术先进的设备，在消化和吸收的同时，结合我国的人文和地理环境特点，自主研制和开发了具有自己特色的宽带ISDN网络
6、设备、接口及附属设施，为我国宽带传输和处理信息奠定了可靠的基础。5.2 ISDN的用户-网络接口与ISDN交换机5.2.15.2.1 对对ISDNISDN用用户户- -网网络络接接口口的的要要求求1通用性ISDN用户-网络接口应能综合语音、文字、传真、数据、可视电话、可视图文等各种用户终端提供的业务，能够在接口传输容量范围内提供电路交换与分组交换业务，以便使不同类型的终端使用同一接口。2并行性在ISDN中，为了有效地利用因数字化而扩大了传输容量的用户线，多个终端可接在同一用户-网络接口上。3可移动性为了使用户方便机动灵活地利用ISDN通信，要求ISDN用户-网络接口具有可移动性。即终端可以从一
7、个场所搬到另一个场所，包括国内或海外，只要将终端插到ISDN用户-网络接口的插座上，便可立即进行通信。4隔离性隔离性是指终端和网可以独立地进行开发，而不互相限制，不管任何一方的内部结构如何发生变化，都不会影响另一方，这样有利于由电话IDN逐步向ISDN过渡，有利于ISDN的发展完善。5.2.25.2.2ISDNISDN用户用户- -网络接口的网络接口的参考配置参考配置1类终端设备TE1TE1（Terminal Equipment Type 1）用于ISDN中的声音、数据或其他业务的输入或输出。2类终端设备TE2TE2（Terminal Equipment Type2）是不符合ISDN接口标准的
8、终端设备，也叫非ISDN终端，如X.21或X.25数据终端、模拟话机等。3终端适配器TATA（Terminal Adaptor）完成适配功能（包括速率适配及协议转换），使TE2能接入ISDN的标准接口，TA具有用户-网络接口处第1层的功能以及高层功能。4网络终端NT1完成用户-网络接口功能的主要部件是网络终端NT1（Network Termination 1）。它的功能是把用户终端设备连接到用户线，为用户信息和信令信息提供透明的传输信道。5网络终端NT2NT2（Network Termination 2）完成用户-网络接口处的13层全部功能。6线路终端LTLT（Line Terminal）是用
9、户环路和交换局的端接接口设备，实现交换设备和线路传输端连接的接口功能。有关ISDN的用户-网络接口参考配置还有两个问题需要说明：（1）功能群和参考点都是抽象的概念，它们可能映射实际的物理结构，但又不同于物理设备和接口。（2）图5.2中R，S，T，U，V均为参考点，原CCITT规定T为用户与网络的分界点。某些情况（比如用户比较分散时）可以不用PBX等装置，也就是说没有NT2，此时S和T参考点合并成一个点，称之为S/T点。图5.2 ISDN用户网络接口参考配置5.2.35.2.3信道类型与接口速率信道类型与接口速率5.2.45.2.4用户接口协议用户接口协议由于通过ISDN的用户接口进入ISDN的
10、业务种类繁多，所以，必须有一系列协议用于支持各种业务。5.2.55.2.5ISDNISDN交换机交换机ISDN的目的是把多种业务综合在一个网中，ISDN交换机是能满足多种业务综合需求的交换机。一、一、ISDN交换机的功能交换机的功能图5.4是ISDN交换机的功能结构图，ISDN交换机一般包括以下功能：图5.4 ISDN交换机功能结构示意图1）一层功能，能对数字用户进行连接。2）二层功能，能进行D信道二层协议处理。3）64kbit/s电路交换功能，能进行64kbit/s电路交换。4）D信道信令（Signaling）信息处理与交换控制功能，能以D信道协议为基础进行交换。5）分组交换互通时，能进行互
11、通信令处理、能进行呼叫的路由选择、兼容性检查和内部分组呼叫的连接。6）D信道上分组信息处理功能，对D信道中的分组信息（三层上）进行处理，进行分组信息的多路复用及分路。二、二、ISDN交换机的结构交换机的结构为了完成以上功能，一个实用的ISDN交换机应包括：（1）基本接入（2B+D）、基群接入（23B+D/30B+D）和高速接入（H0，H1）的用户-网络接口电路。（2）D信道处理器，ISDN的用户-网络信令采用D信道信令。（3）时分交换网。（4）数字中继线。（5）分组处理器。（6）与其它专用网互通的接口。（7）运行、管理和维护设备。（8）七号共路信令处理设备。三、综合交换三、综合交换语音通信是一
12、种实时、非突发、低速率、高容错通信。传统上采用电路交换实现，其信道速率固定，按信源峰值比特率来设计实现。1快速分组交换（Fast Packeted Switching，FPS）2伺机通过交换（Cut Through Switching，CTS）5.3 ISDN与其他通信网的互通当ISDN和其他通信网互通时，要求在ISDN一侧或其他网络一侧，或在两侧都装置具有互通功能IWF（Inter Working Function） 的 互 通 单 元IWU（Inter Working Unit），确保不同协议及不同用户规程的转换互通。5.3.15.3.1ISDNISDN与电话通信网的互通与电话通信网的互通
13、前已指出，ISDN是以电话通信IDN为基础发展而形成的，所以ISDN和电话通信网的互通，与其看作不同通信网间的互通，不如按同一通信网中具有不同功能的两个部分对待。5.3.25.3.2 ISDNISDN与与分分组组交交换换公公众众数数据网的互通据网的互通ISDN的宗旨是通过一个网络可向用户提供包括语音和非语音业务在内的多种业务，其分组数据业务是非话业务中的主要一项。1ISDN具有分组处理功能的情况2ISDN用于电路交换的情况（1）呼叫控制转换方式（2）端口接入方式5.3.35.3.3ISDNISDN的应用的应用1构成多媒体信息网利用ISDN可构成多媒体信息网。ISDN的应用为用户提供了一种接入I
14、nternet和多媒体信息网的全新方式。2局域网互连利用ISDN可进行局域网的互连，图5.8所示的是两个公司的局域网各通过一台路由器接入ISDN。图5.8.8 局域网互连示意图5.4 宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网“宽带”一词已经沿用多年，且有好几个定义。宽带综合业务数字网是在综合业务数字网（ISDN）基础上发展起来，可支持任意速率的，从语音、数据到视频业务的ISDN，简称B-ISDN。5.4.1 宽带综合业务数字网发展动因宽带综合业务数字网发展动因宽带综合业务数字网（B-ISDN）是在一定的业务需求和技术进步的驱动下发展起来的，包括以下几个因素：（1）对宽带业务的需求。（2）将电路和分
15、组两种交换方式综合成一个相通的宽带网这样的需求。（3）将交互型业务和分配型业务分配到一起的需求。（4）要求对用户和网络经营者同时提供灵活性的需求。（5）高速传输、交换和信号处理可用性发展的需求。（6）数据处理和图像处理，多媒体终端技术的发展的需求。5.4.25.4.2B-ISDNB-ISDN与与ISDNISDN的差别的差别B-ISDN与ISDN相比有一定的差别，主要有：（1）传输带宽ISDN仅能向用户提供2Mbit/s以下的业务，因此ISDN又称窄带综合业务数字网，简称N-ISDN。（2）信道应用N-ISDN以目前使用电话通信网为基础，其用户线采用双绞线，而B-ISDN中，用户线和干线均采用光
16、缆。（3）速率配置N-ISDN各种通路的比特率需预先确定好，而B-ISDN使用虚通路，其比特率不必预先确定。（4）业务处理ISDN传送语音为主，B-ISDN可传送各种数字服务数据（包括数据、语音、图像等）。（5）交换模式ISDN使用电路交换，而B-ISDN则使用建立在电路交换和分组交换基础上的一种新的交换技术异步转移模式（ATM）。5.4.35.4.3B-ISDNB-ISDN结构结构初期的B-ISDN是由三个网结合而成。第一个网是以电话交换与接续为主体，并把静止图像和低速数据综合一体的电路交换网，当前以电话通信业务为主，即是以传输速率64kbit/s作为此网的基础，称为 64kbit/s网。第
17、二个网是以存储交换型的数据通信为主体的分组交换网。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，它能实现语音、高速数据和活动图像的综合传输。从B-ISDN的发展及B-ISDN的网络结构可以看出，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的关键。5.4.45.4.4 B-ISDNB-ISDN的的规规程程参参考考模模型型异步转移模式（ATM）是特殊的面向分组交换的转移模式，它使用异步时分复用技术，复用后的信息流被称为信元固定长度的分组（块）。业务信息流变为信元再形成比特流的过程，主要是在B-I
18、SDN协议参考模型中（三层）实现的。这三层从高到低依次为ATM自适应层（AAL）、ATM层和物理层。5.4.55.4.5B-ISDNB-ISDN的应用的应用一、基于一、基于PSTN的可视电话系统的可视电话系统公共电话通信网是多媒体通信的个重要应用领域，除了传真图像以外，可视电话是电话通信网上开展非话业务历史最长的一种应用，可视电话是计算机技术、数字压缩、解压缩技术以及通信技术结合的高科技产品，它符合国际电信联盟ITU-T H.324标准，适用于普通电话通信网。二、基于网络的视频会议系统二、基于网络的视频会议系统1视频会议含义视频会议是指通过多媒体终端和宽带综合业务数字网，使身处异地的与会者可以
19、就同一议题参与讨论，互相之间不仅可以听到发言者的声音，而且还可以看到发言者的图像及背景，同时还可以交流有关该议题的数据、文字、图表等信息。2视频会议分类目前，视频会议系统可分为2类。（1）一类是会议室型，用于跨地区的大、中型会议，可以连接多达几十个会议点，通常人们所指的视频会议多指这一类系统。（2）另一类是桌面型视频会议系统（Desktop Video Conferencing System），它主要用于领导、专家以及企业家（开会人数较少）之间的交流。三、基于网络的远程监控系统三、基于网络的远程监控系统1远程监控系统含义随着计算机网络技术的发展，基于网络（PSTN，ISDN，LAN，WAN等）
20、的视频应用愈来愈引起人们的重视，视频传输技术的应用系统方兴未艾，已经对社会、企业信息化产生了巨大的影响。2远程监控系统组成远程监控可以分为远程监视和远程控制两部分内容，远程监控运用各种先进的网络、多媒体和电子技术，使过去只可能在本地监视的活动现在可在遥远的异地实现。3监控系统与视频会议的区别监控系统与视频会议系统的最大区别在于：视频会议系统是双向的，而大多数监控系统是单向的，且不需要传递声音。4基于PSTN监控系统结构基于PSTN的监控系统结构如图5.13所示。5PSTN监控系统特点PSTN监控系统的一个很重要的优点是它不需要铺设特殊的线路，而是充分利用现有公共电话通信网。图5.13 PSTN
21、监控系统结构图四、远程医疗系统四、远程医疗系统1远程医疗系统含义远程医疗系统也是视频会议系统的一个应用，它基于计算机和通信技术，借助电脑，通过传输信道如局域网、ISDN、DDN、Internet、Intranet、无线网或者卫星信道，在两点或者多点间建立可视通信，实现图像、语音及数据交流的远程电子医疗系统。2远程医疗系统存在的技术问题现有远程医疗系统所采用的通信网多种多样，各有利弊。直接线路（甚至光缆）显然是最快速的方案，但只适用于医院内部的网，省际间的高速线路还得等待中国信息高速公路的建成。卫星通信也能提供较高速的连接和较理想的会诊效果，但其成本及运营费用非一般医院所能承担。3远程医疗发展方
22、向为了提高远程会诊的效果，采用一些新的诊疗手段势在必行。目前的主攻方向是远程心电图、心音图，即被服务方将病人的实时心电、心音数据直接通过远程会诊系统实时传到服务方，使会诊专家可以看到实时病人病理切片、心电图、心音图；病人也可身临其境地接收医生的询问和诊断。从而充分发挥名医专家的作用，节省各项费用开支。五、远程教学系统五、远程教学系统1远程教学系统含义远程教学就是在师生间因时空距离限制而分开时，学生参加一个地理上处于异地的教育机构的学习，或参加提供时间上不同步学习的教育机构学习过程。随着技术的快速发展和市场条件的变化，各级教育系统都在寻求一种“不增加教育经费投资而能有效提供更多的教育机会”的途径
23、，而远程教学正可充分发挥现有教育机构的人力和物力的优势。2远程教学系统的关键技术现代远程教学过程中传输技术起着关键作用，通过它教学内容才能传输到学生端。现代信息技术的发展可以很容易地使身处异地的师生之间和同学之间进行多种形式的实时交互。在现代远程教学的交互过程中采用的多媒体通信技术主要有四类。（1）语音传输技术（2）视频传输技术（3）数据传输技术（4）印刷品传输技术3远程教学系统与视频会议的关系 从远程教学系统所涉及的多媒体通信技术来看，我们可以把远程教学视为视频会议系统的一个应用。因此，一般都是采用建立远程教学点的办法来实现集中式异地教学，在这些教学点上建立一些多媒体教室，使用视频会议系统进行实时交互。借助视频会议系统，身处异地的老师可以观察到每一个学生的表情和反应，从而可以根据学生的反馈，更好地调整教学进度，改善教学方法，实现远距离面对面教学。
