走进综合业务数字网
用户网络接口是提供用户进入网络的手段,综合业务数字网提供的用户网络接口是一组标准的多用途接口。这个接口是综合业务数字网的基本要素,用户要懂得如何才能进入综合业务数字网,必须先了解其用户网络接口。
目前的电信网存在多种不同的用户网络接口,如: 1.模拟电话接口。这是目前通信网上使用最广泛的一个接口,我们
平时所用的电话就是通过这个接口才得以进入电话网的。
2.825 接口。这是分组网的用户网络接口,也是根据分层通信协议所制订的第一个标准接口。如果我们要通过分组网传送数据,则用户的数据终端必须要经过 825 接口才能进入分组数据网。
3.V24 接口。这是目前使用最广泛的一类数据传输接口,它用于数据终端,通过调制解调器在公用电话交换网中传输数据。由于调制解调器的限制,这种数据传输所允许的最高速率是 19.2 千比特/秒,几乎所有的微型计算机上已配备了这种接口,只不过这种接口在微机中的称呼为 RS232 接口。
以上谈到的几种通信接口以及其他的通信接口都是为某种特定的业务所设计的。比如模拟电话接口用于公用电话交换网,825 接口用于分组网,V24 接口用于调制解调器等,而综合业务数字网的用户网络接口必须能使各种各样的业务,无论是话音、数据还是图象,接入网络中,所以综合业务数字网的用户网络接口必然要有一些不同于这些专用接口的特殊要求。
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通用性:不同类型的终端和应用能使用同一接口;
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可移动性:在一个国家内,终端可以从一个场所搬到另一场所,
甚至可以从一个国家搬到另一国家,只要插到综合业务数字网的插座上,立即就能通信,不需要接入时临时注册登记;
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隔离性:终端和网络可以独立地进行开发,而不受对方的限制。也就是说这个用户网络接口必须是标准的,只要符合这个标准,终端和网络的设备可以独立地进行革新或升级,而不会影响双方的互通。
只有实现以上三点之后,综合业务数字网的用户网络接口才能提供给用户终端的标准化以及终端的可携带性。
国际上的标准化组织提出了综合业务数字网的用户网络接口的参考配置,如图 62 所示。
根据这个参考配置,综合业务数字网的用户网络接口可分成如下几个功能群,这几个功能群以参考点隔开。
1.网络终端 1(NT1:NetworkTermination1),NT1 主要完成用户网络接口上物理层的功能。例如,在 NT1 的左侧,即 T 接口上,信号是用四根导线传输的,而在 NT1 的右侧,即 u 接口上,信号是在二根导线
上传输的,所以 NT1 要完成 2/4 线转换的工作;又例如,在 T 接口上信号传输的格式是 I430 格式(I430 格式是国际上规定的 T 接口上的一种信号传输格式),而在 u 接口上,信号传输的格式是 2B1Q 格式(2B1Q 信号格式是回波抵消法格式的一种)。所以,NT1 要完成 I430 格式与 2B1Q 信号格式之间的转换。另外,由于在一个 NT1 下可以连接多个终端,即可能有多个 TE1 或 TE2 共同连到一个 NT1 上,这多个终端在与外界进行通信时可能会发生冲突。所以,NT1 要负责解决这种由于多个 TE 连在一个 NT1 上所造成的传输过程中的冲突。
除上面所提到的功能外,NT1 还有负责维护用户线路的功能。2.网络终端 2(NT2:NetworkTermination2),NT2 又叫做智能的
网络终端,它可以完成通信协议的 1~3 层功能,即物理层、数据链路层、网络层的功能。我们可以认为 NT2 就是一个具有综合业务数字网功能的数字小交换机。这个数字小交换机可以将一定数量的终端设备连成局部地区的专有网络,在这片局部地区内提供所连终端之间的交换功能,并经过 T 参考点经过 NT1 与综合业务数字网互连;我们也可以认为 NT2 是一个用户集中器,它将一群本地终端的通信业务量集中起来,再和综合业务数字网相连。这样可以提高用户网络接口上的信道利用率。当然, 这时不能提供本地交换的能力。
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终端设备 1(TE1TerminalEquipment1),TE1 又叫综合业务数字网的标准终端设备,TE1 有一个不同于以往任何终端通信接口的“S”接口。通过“S”接口,TE1 可以直接接入综合业务数字网,而无需做任何形式的变换。TE1 完成通信协议的 1~7 层,即从物理层直到应用层的全部功能。用户可以通过 TE1 向综合业务数字网申请服务并接受综合业务数字网的服务。不同的应用层软件可以使 TE1 用于不同的场合,例如应用层软件是酒店管理软件则此 TE1 可应用于酒店管理。
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终端设备 2(TE2TerminalEquiPment2)TE2 又叫综合业务数字网的非标准终端。它没有符合综合业务数字网标准的“S”接口,现在通信网中的任何通信终端都认为是 TE2,例如一台具有 RS232 接口的微机就可以认为是一个 TE2。由于 TE2 的通信接口多种多样,比如 825 接口、V24 接口等,所以 TE2 要接入综合业务数字网都必须经过 TA,将这多种多样的通信接口统一转换到综合业务数字网的“S”接口上。TE2 同样也完成通信协议 1~7 层的功能,不同的应用层软件可使 TE2 适用于不同的场合。
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终端适端器(TA:TerminalAdaptor)TA 完成适配功能(包括速率适配及协议转换),如将 RS232 或 825 的物理接口转换成综合业务数字网的 S 接口,将 RS232 或 825 的通信协议转换为综合业务数字网的通信协议。这些工作将使 TE2 能接入综合业务数字网,TA 是为了使现行的许多通信终端能接入综合业务数字网而设计的。TA 具有通信协议 1~7 层的功能。
图中还标出了用户网络接口上的参考点:NT1 与 NT2 之间的参考点 T 是用户与网络的分界点,T 点右侧的设备归网络主管部门所有,左侧的设备归用户所有;参考点 S 是对应于单个综合业务数字网终端入网的接口, 它将用户终端设备和与网络有关的通信功能分开;参考点 R 提供非标准终端的入网接口,位于 TE2 与 TA 之间;参考点 u 对应于交换机的用户线,
位于 NT1 与交换机之间。
一个典型的综合业务数字网用户侧配置如图 63 所示。
除了上图的用户网络接口配置以外,国际上还定义了各种可能的配置。这些配置不同于前图所示的标准配置:在用户处可能同时存在 S 和 T 接口;也可能只有 S 没有 T;或者只有 T 没有 S;还可能是 S 和 T 接口重合在一起。如下图所示。
用户网络接口有“S”和“T”接口的配置
用户网络接口“S”和“T”接口重合的配置
第一种配置(图(a),(b)容易理解:一个或多个设备对应于一个功能群,每一参考点对应于一个实际的物理接口。
第二种配置(图(c),(d)),只有 S 接口而没有 T 接口,原因是 NT1 的功能与 NT2 的功能合并了。这是因为,在一些国家中,电信业务由一家垄断,没有竞争,网络的主管部门既提供 NT1 的功能又提供数字小交换机等设备,这就使将 NT1 和 NT2 综合起来成为可能。还有一些国家, NT1 的功能不由网络主管部门提供,而是由众多的生产厂家来竞争,这样,一些生产 NT2 如数字小交换机的厂家就可能将 NT2 的功能综合到其生产的数字小交换机即 NT2 中,从而使 NT1 与 NT2 合而为一,T 接口消失。
第三种配置是只有 T 接口,没有 S 接口,在两种情况下可能出现这种配置,一是图(e)的情况,NT2 与 TE 的功能合并了。例如一个多用户
的计算机系统,主机在支持多个终端操作的同时还通过 T 接口连到综合业务数字网,使每个终端都能对外通信;另一种情况是图(f)的情况, NT2 与 TA 的功能结合在一起,例如一个数字小交换机或计算机局域网, 一方面与某种非综合业务数字网标准的接口(如 RS232 口)支持各种终端设备的接入,另一方面还通过 T 接口与综合业务数字网相连。
第四种配置是 S 和 T 接口重合在一起(图(g),(h)),这时不存在 NT2 的功能,TE1 或 TE2+TA 直接连到 NT1。这种配置的存在说明 S 接口上和 T 接口上,接口标准是完全一样,只有这样才能保证 S 接口与 T 接口的兼容性。这种配置适用于少数 TE1 或 TE2+TA,无须经过 NT2,而直接进入综合业务数字网,如只有一间办公室的办事处等单位,它们不需要一个数字小交换机完成电话交换功能,则它们可以通过这种配置进入综合业务数字网。
上述四种配置已说明了一个问题,这就是一个给定的综合业务数字网的功能可以用不同的技术来实现,而不同的综合业务数字网功能可以综合到同一个设备中实现。仅以 NT1 和 NT2 为例,在第一种配置中,这两个功能分别由不同的设备实现;在第二种配置中,这两个功能由同一设备实现;在第三种配置下,NT2 功能和 TE 或 TA 功能合并到同一设备中。除了以上四种配置以外,国际上针对多个终端接入同一用户—网络
接口的情况提出了一套配置方案。这套配置的一大特点就是在一个参考点上可能有多个物理接口。
在上图(a)、(b)中,NT2 的功能被省略了,S 和 T 接口重合,多个终端 TE1 直接连到 NT1,(a)采用的是点对多点的连接,(b)采用的是分别连接的方式。在这两种情况下,S 接口和 T 接口的所有特性必须一致。
图(c)、(d)中,多个终端连到 NT2,连接的方式可以有很多种,
如星形、总线方式等,图(c)采用的是星形连接;图(d)采用的是总线方式。
图(e)和(f)是 NT1 和 NT2 之间有多重连接的配置。其中图(e) 表示存在多个 NT1 设备的情况;图(f)表示 NT1 提供物理层的多路复用的情况。
图(g)是 NT1 与 NT2 功能合并的情况,图(h)是 NT2 与 TA 功能合并
的情况,这两种合并在以上的配置中也可以出现。在用户室内,用户网络接口有多种布线方式。
图(a)是短的无源总线方式(shortPassivebus),在这种方式下, 终端 TE1 可以连接在 NT 周围 100~200 米范围内的任何地方,这种方式适用于终端所处地点比较分散的场合。
图(b)是扩展的无源总线方式(extendedpassivebus),在这种方式下,终端 TE1 可以连接 NT 周围 500 米的范围内的某一段区域中,这一段区域的最大长度为 50 米。这种方式意味着,如果终端所处的地点比较
集中,在 50 米的范围内,则这些终端与 NT 之间的最大距离可以达到 500 米。
图(c)是点对点的方式(point-to-point),在这种方式下,只有一个终端 TE1 与 NT 相连,这时 TE1 与 NT 之间的最大距离可以达到 1000 米。
从上述可以看出,短无源总线方式适用于一般家庭或小型办公机构;扩展无源总线及点对点的布线方式则适用于大楼及大公司,由数字
小交换机延伸到各部、处的布线。
前面我们曾提到过用户网络接口实质上是在综合业务数字网的用户和网络之间提供一条能传递数字信号的管道,通过这条管道,用户和网络之间可以进行信息交换。那么,这是一条什么样的管道,管道的结构又是什么样的呢?
关于这条管道,国际上通行的标准是这样的:
作为连到一般用户的这样一个基本速率接口是由二部分组成的,一是两条传输速率为 64 千比特/秒的数字管道,称之为 2 条 B 信道;一是一条传输速率为 16 千比特/秒的数字管道,称之为 D 信道。这样一个 2B
+D 的信道就构成了综合业务数字网的基本速率用户网络接口。为什么要在用户网络接口上分成 B 信道和 D 信道呢?
B 信道是用户信道,用来传用户发出的话音、数据等信息,传输速率为 64 千比特/秒,一个 B 信道可以包含多个低速的用户信息,但是这所有的信息都必须是前往同一目的地。B 信道上可以建立三种类型的连接。
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电路交换连接:这相当于目前电话网中的数字交换连接。即当用户产生呼叫请求时,建立一条电路,使其和网络的另一用户接通。接通后双方可进行双向的 64 千比特/秒的数据传输。值得注意的是,接通此 B 信道的通信协议控制过程是在 D 信道上而不是在 B 信道上完成的。这与日常的概念略有不同,一般我们打电话时,听拨号音、拨对方号码这些通信协议控制过程都是通过 AB 线(即电话线)传到交换局去的,电话接通以后,双方通话的信息仍是在此 AB 线上传输,也就是说通信协议的传输和信息传输使用的是同一对 AB 线。这种做法给系统的可靠性和可维护性都带来了一些问题。所以,在综合业务数字网的用户网络接口中采用了将通信协议也即信令传输信道与信息传送信息分开的做法。
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分组交换连接:B 信道可以用来将用户连接到分组交换节点,用户通过向 B 信道上发送 825 分组信息来和另一个用户通信。
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半固定连接:事先建立两个用户间的连接,而不需要在每次呼叫时再使用呼叫建立规程,等效于租用电路。
在一个用户网络接口上拥有两条 B 信道意味着在一个用户网络接口上可以同时有两台终端以 64 千比特/秒的速率工作。这对于应用来说就是用户虽然只申请了一条综合业务网的用户线,但是可以同时既打电话又进行数据传输或传真,这一点在普通的电话交换网上是做不到的,在电话交换网上申请一条用户线后,在同一时刻可以打电话或发传真或用调制解调器传输数据,但是绝对不可能同时做其中任何两件事。而综合业务数字网的这个特性使我们虽然只申请一条综合业务数字网用户线, 但却可以同时干两件事。
D 信道如前所述是传送信令的一个信道,但是除了传送信令以外,在没有信令信息传输时,D 信道可以用来传送分组数据或是低速遥测信息。D 信道的速率是 16 千比特/秒。
这样 2B+D 的信道容量,你实际上可以传输 64 千比特/秒×2+16 千比特/秒=144 千比特/秒的数据,也即是每秒钟可以传送 9000 个汉字。综合业务数字网的这张嘴是不是够利落?
好了,对于综合业务数字网的用户网络接口我们已了解得够多了, 下一步我们要去哪呢?下一步我们要去了解综合业务数字网中直接与用户打交道的那一部分,即终端。通过对终端的了解,你可以知道综合业务数字网这个大一统王朝是如何为你服务的。