(三) ISDN设备

　　ISDN设备指ISDN网为用户提供ISDN业务所需要的各类设备，包括ISDN交换机、ISDN用户交换机、网络终端、接入单元和各类ISDN终端及终端适配器。

一、ISDN交换机
　　ISDN交换机是综合业务数字网中的交换设备。ISDN的业务特性主要由ISDN交换机来体现。通常的ISDN交换机是在原有数字程控交换机的基础上改进而成的。
1、ISDN交换机的主要功能
(1)传递和交换用户信息
(2)信令功能
由于ISDN在用户接入系统采用DSS1协议，在局间采用公共信道信令方式，所以ISDN交换机必须具备处理D通路协议和处理公共信道信令的功能。
(3)定时和同步功能
(4)互通功能
(5)维护管理功能
2、ISDN交换机的结构
　　ISDN交换机是在程控数字电话交换机的基础上演变而成的。它的结构和普通程控数字电话交换机十分相似，但是为了适应ISDN端到端数字连接的特点，提供各种ISDN基本业务和补充业务，ISDN交换机的软件和硬件结构都比一般程控数字电话交换机复杂。下图为ISDN交换机结构的示意图。

(1)用户和中继线接口(L/T)

　　用户和中继线接口包括用户接口交换机的接口和其它交换机通过中继线接入交换机的接口。ISDN交换机的用户接口保留了程控数字电话交换机的用户电话，并在用户电路中将模拟话音信号转变为数字信号。ISDN交换机与普通数字程控交换机在用户接口的不同点在于数字用户接口，它可以提供ISDN基本速率2B+D的用户接入，也可以提供ISDN一次群速率30B+D的用户接入。前者是二线接口，与模拟电话使用的用户线相同；后者是四线接口，采用PCM传输线。此外，国际电联定义的扩展ISDN业务的标准化用户接入网络接口称为V5接口。它为模拟用户、租用专线用户和ISDN用户提供了标准化的统一接口，速率从一个2048kbit/s扩展为16个2048kbit/s。

　　数字用户线路终端LT和交换机终端ET两个功能块，见下图。其中LT负责用户线的传输；ET负责数字用户的接入控制，一方面将B通路(64kbit/s)中的用户信息通过PCM接口复用到PCM总线上，以和其它L/T设备同样的方式接入交换网络；另一方面对D通路中的控制信令进行处理，将用户的请求和响应经过翻译之后送到交换机的控制部分，并将控制部分的命令转换成D通路信令送往用户。

　　中继线接口包括与其它ISDN交换机的接口和与现有电话交换机的接口。ISDN交换机中继线接口的物理特性与程控数字交换机的中继线接口相同。

(2)信令设备(S)
　　 信令设备负责用户线和中继线上所有信令的接收、发送和处理。根据ISDN全网采用公共信道信令的特点，信令部分主要的任务是处理公共信道信令，包括D通路信令和7号信令。

　　数字程控交换机一般都具有7号信令的处理功能，包括消息转移部分(MTP)、电话用户部分(TUP)、和操作维护部分(OMAP)。为了传送ISDN中的局间信号、ISDN交换机必须增加ISDN用户部分(ISUP)来传送ISDN业务的各种参数和数据，控制ISDN呼叫的建立、保持和释放。ISDN交换机还需要增加信令连接控制部分(SCCP)，用于两个ISDN交换机之间建立信令传送的虚电路连接，以利于传送数据和维护管理等信息。

3、交换网络(N)
　　 交换网络又称为交换矩阵，由时间接线器T和空间接线器S组成，完成信息在时间和空间上的交换。

4、控制部分(C)
　　程控部分由计算机及相应的控制程序组成，负责交换机各部分的控制。与现代程控数字交换机一样，ISDN交换机一般采用分散控制的结构，即将控制功能分散到交换机的各个部分中去，使L/T、S、N、PH和O&M都有各自的处理机，中央仅保留资源管理，操作维护等有限功能。

5、分组处理器(PH)
　　 分组处理器提供分组交换的处理功能，使ISDN用户的分组终端能够相互通信，并和公用分组交换网互通。PH实施的协议是X.25建议，与公用分组网的协议一致。

　　PH并不是ISDN交换机必不可少的部分，当ISDN交换机不装备PH时，ISDN以电路连接方式(即X.31建议方式A)和公用分组网互通，ISDN内部的X.25终端相互通信也需要由公用分组网来交换。

　　PH的实现可以放在ISDN交换机内部，也可以放在外部，当PH放在交换机外部时，使用分组处理接入的标准接口PHI。

6、操作维护管理部分(O&M)

二、ISDN用户交换机
　　ISDN用户交换机(ISPBX)是服务于一个特定机构，例如机关、企业、厂矿、学校和公司等并与公用交换机相连接的专用交换机，同时能够为用户提供各种ISDN业务。ISPBX在专用网中使用较多，它不仅用于话音通信，而且多用于数据、传真、电文和图像等非话业务。

1、ISPBX的接口
ISDN用户交换机在ISDN用户-网络接口中属于NT2的范畴，应该具有的接口如下。
(1)ISDN用户基本接口
(2)ISDN一次群接口
(3)与现有用户终端和网络设备相连接的其它接口

2、ISPBX的基本功能
　　ISDN用户交换机一般是在原有电话用户交换机的基础上增加了ISDN的功能，所以ISPBX的基本功能包括原有电话用户交换机的功能和ISDN功能，主要包括以下内容：
(1)完成64kbit/s的电路交换功能
(2)提供ISDN的接口
(3)业务功能
(4)信令转换功能
(5)维护和操作

三、一类网络终端

一类网络终端(NT1)是用户传输线路的终端装置，分为基本速率的NT1和一次群速率的NT1两种类型。
1、基本功能
对于基本速率的NT1，主要完成以下功能：
传输功能、定时功能、D通路接入控制、激活与去激活功能、维护功能和供电功能。
对于一次群速率的NT1，主要需要提供30B+D的四线双向传输能力，完成定时和维护功能。

四、接入单元

　　接入单元(AU)用于ISDN与分组数据交换网之间的互连，是能够使在ISDN中的分组型终端与分组数据交换网中的终端相互通信的设备，又称为网间连接器。在ISDN中的X.25终端通过ISDN适配器接入ISDN，然后通过AU接入分组网。ISDN接受来自TA或AU的呼叫，在TA与AU之间建立电路交换方式的B通路，ISDN透明处理分组呼叫。这种以电路交换方式接入分组网使ISDN提供分组业务的方式是X.31建议中的方式A。

　　ISDN接入单元是使两网互通，实现分组业务的核心设备。它在逻辑上属于分组数据网，AU在连接分组数据网的一侧实现X.25或X.75建议，在连接ISDN的一侧实现S接口的开放系统互连(OSI)三层协议，即I.430/I.431、Q.921和Q.931建议。　

五、ISDN的终端设备

　　ISDN终端是指具有S接口，能够直接接入ISDN网络进行通信的各种终端设备。其中，包括ISDN标准终端TE1、非ISDN终端TE2、适配器TA和用户交换机等。根据其业务性能大致可以一分为话音终端、图像终端、数据终端和集多种功能为一体的多功能终端或多媒体终端等几类。ISDN终端根据用户的应用需求，还可以进行多种业务的组合。此外，ISDN适配器或适配卡可以把现有电话网和数据网上的各类设备适配到ISDN上工作。

通常，ISDN终端应该具备以下基本功能：
(1)D通路协议的处理功能；
(2)S接口物理层功能（详见CCITT I.430/431建议）
(3)终端选择功能
(4)友好的人机界面
(5)用户终端高层协议处理

我们知道，TA是为现有非ISDN终端(TE2)接入ISDN所加的接口设备或接口卡。
　　TA的特性基本上由它两侧的接口性能所决定。TA在ISDN的一端是S接口，应该具有S接口技术规范所要求的一切功能，包括物理层、信令的二层和三层等。TA在非ISDN的一端是R接口。R接口并不是指某一种具体的接口，而是泛指所有接入ISDN进行通信的现有终端的接口。这种接口种类很多，例如，异步数据终端、个人计算机、传真机和模拟电话等。按照ISDN非标准终端的类型，TA可以分为以下几类：
(1)适合X系列和V系列终端的TA
(2)适合微机用的ISDN适配卡
(3)适合于OSI终端用的TA

　　虽然ISDN的D通路协议是以OSI协议为基础的，但是遵从OSI协议的计算机不能直接与ISDN相接，因为DSS1的信令与OSI协议不是完全相同的。所以OSI终端仍需经过适配器接入ISON网络。

(四) ISDN网络体系

　　ISDN设备指ISDN网为用户提供ISDN业务所需要的各类设备，包括ISDN交换机、ISDN用户交换机、网络终端、接入单元和各类ISDN终端及终端适配器。

一、ISDN的网络构成
　　 通常，ISDN网络由三个部分构成，即：用户网、本地网和长途网。
　　用户网指用户所在地的用户设备和配线。指由用户终端至T参考点所包含的机线设备。在ISDN环境下，用户的进网方式比电话网用户要复杂的多，一般用户网可以采用下列三种结构：

(1)总线结构

　　当同一用户拥有多种终端时，可以采用总线结构，这时多个终端被连接在一条无源总线上，享有相同的用户号码。该方式在一条2B+D基本速率用户线上可以同时开通电话、数据、传真等多种业务，可以并接多打八个终端。因为无源总线方式的用户终端可以根据需要来配置，无需网络控制，所以这种方式具有连接电缆最短，能够实现多种功能等特点。

(2)星形结构
　　星形结构是通过用户交换机，即NT2，将多个ISDN终端直接通过S参考点接入网络的一种方式。这种方式适合于话音与数据业务的综合，具有各种用户终端独立运用，集中控制、维护与管理、实时透明和网络扩展容易等特点。适用于机关、公司等有ISDN要求的集团用户的进网。

(3)网状结构
　　 网状环形结构由一组环路数字节点和环路链路组成，具有网络接口简单，分散控制和容量均等分配，即使过负荷其系统功能也较稳定等特点。但是，在某节点故障时，将影响到整个系统的正常运行，而且即使系统负荷较轻，其平均时延也较长。所以目前这方式仅限于LAN和MAN的运用。

　　本地ISDN网的建设以ISDN端局为基础。ISDN端局是为用户提供ISDN业务的最主要部分，实现ISDN功能需要在用户到端局之间使用ISDN用户信令，即DSS1，在ISDN端局之间或端局与汇接局间采用共路信令。

　　长途网是用于互连所有本地网的一组设备。因此长途网的数字化，即：引入数字长途传输设备及数字长途交换设备，以及在长途网上开通7号信令成为实现ISDN长途传输与服务的基础。

二、ISDN的局间信令

　　7号信令系统是国际标准化的公共信道信令系统。系统的设计能够满足电信业务中所有呼叫控制信令的要求，是一种灵活性高、多功能的信号方式。
1、7号信令的结构及功能
　　7号信令的功能结构如下图。其结构以OSI参考模型为基础，实现呼叫的建立、维持和释放等功能。 (1)消息传递部分(MTP)完成在信令网中提供可靠的信令传送功能。它包括信令数据链路、信令链路功能和信令网功能三个功能级。对应于OSI参考模型的下三层。
　　MTP的第一级是信令数据链路，用于传递信令的双向传输通路，由采用同一种数据速率在相反方向工作的两个数据通路组成，符合OSI物理层的定义要求。在数字数据链路中为64kbit/s，在模拟数据链路中是4.8kbit/s。
　　MTP的第二级是信令链路功能，完成为两个直接连接的信令点之间传递信令消息提供可靠信令链路所需的功能。
　　MTP的第三级是信令网功能。该功能为信令网的信令节点间消息传递提供所需要的功能和程序。在信令链路和信令转接点故障的情况下，可以保证可靠地传递信号消息。信令网功能包括信令消息处理和信令网管理功能两部分。

　　信令消息处理由消息选路、消息识别和消息分配三部分功能组成。信令网管理是指在信令链路或信令转接点故障的情况下重新组织网络结构，并在拥塞情况下控制业务量的功能。包括信令业务管理、信令路由管理和信令链路管理三种功能和程序。

(2)电话用户部分(TUP)规定了国际和国内电话呼叫必需的电话信号的功能和程序。

　TUP可以满足数字电话网的电话业务功能的要求，但不能完全满足ISDN的业务要求，因此，当开展ISDN业务时，应当用ISDN用户部分(ISUP)替代TUP。

(3)ISDN用户部分规定了电话或各类非话交换业务所需要的信令功能和程序。它不但可以提供用户基本业务和补充业务，而且支持64kbit/s和n×64kbit/s等多种承载业务。ISUP可以用于国际和国内的各种通信业务的接续要求。
(4)信令连接控制部分(SCCP)扩展了MTP的业务功能，可以在交换局和专用中心之间传递电路相关与非电路相关的信号信息及其它类型的信息，建立无连接和面向连接的网络业务。与MTP相比，增加了利用全址地址(GT)和子系统号码(SSN)的寻址功能。
(5)交互能力(TC)是7号信令方式的一种通信应用协议。它仅规定了OSI的第七层(应用层)的协议(TCAP)。TCAP主要包括移动应用部分(MAP)和运营、维护和管理部分(OMAP)。MAP规定移动业务中漫游和频道越局转接等程序，OMAP仅提供MTP路由正式测试和SCCP路由正式测试程序。
三、ISDN的网间互通

　　ISDN是与现有各类电信网共存的，因此必须考虑ISDN与其它业务网的互通问题。所谓网络之间的互通是指ISDN与ISDN之间的互通，也包括不同ISDN网络之间的互通。与ISDN互通的非ISDN包括现行正在提供业务的各种网络，例如，现有电话网、分组数据网、专用网，其它ISDN和ISDN以外的业务提供者。

1、ISDN与电话网的互通

由于ISDN是以数字电话网为基础发展形成的，所以应该将ISDN与电话网看作是一个整体，只不过是完成不同的功能罢了。电话网在用户端只具有传输音频信号的功能，而ISDN可以处理的业务和能力远远超过了这一范围。所以当有电话呼叫时，可以在ISDN及电话网中自由地进行路由选择，即在ISDN中的终端和现有电话网中的终端之间能够自由地进行话音通信。

为了完成ISDN用户与现有电话网用户的通信，主要需要解决以下技术问题：

(1)信令系统间的互通

电话网的局间信号可能使用中国1号信令或7号信令电话用户部分(TUP)，而ISDN的局间信号将使用7号信令ISDN用户部分(ISUP)，所以需要完成局间信号的配合。

ISDN的用户信令是DSS1，所以也需要完成ISDN用户信令和电话网用户接入信号的互通。

(2)互通指示

当电话网的用户与ISDN的用户通话时，要求ISDN本地交换局能够向ISDN用户指示互通的情况，便于用户通信。而且要求无论是电话网还是ISDN都能够向用户提供各种带内信号音。

2、ISDN与分组网的互通

当一个分组方式的终端需要经过ISDN与PSPDN中的另一个分组终端通信时，有两种方式可以采用：方式A--电路交换接入公共分组数据网(PSPDN)业务；方式B--分组交换接入ISDN虚电路业务。

方式A是通过ISDN与PSPDN之间的接入单元(AU)建立一个透明的电路交换接入连接。AU具有互通功能，等效于IWF(Interworking function)。这一连接可以由用户来建立，也可以由AU来建立。使用D通路电路交换呼叫控制程序。采用这种方式，仅使用B通路传递用户通信的消息。方式B是通过ISDN的分组处理器(PH)来建立分组方式的接入连接。与方式B相比，方式A的实施比较容易。

分组处理器接入点接口(PHI)是欧洲电信标准委员会ETSI定义的PH与交换机之间的标准接口。该接口以CCITT X.31建议为基础，详细规定了接口的技术规范，支持X.31建议所描述的各类业务，接口信令基于ISDN DSS1协议，采用30B+D的结构。

3、公用/专用ISDN的互通

ISDN以先进的网络技术为用户提供综合业务，随着ISDN在公用网上的应用范围逐渐扩大，一些ISDN专用网也在发展。特别是在某些部门和地区，ISDN专用网的发展有可能超过公用ISDN。目前，CCITT有关ISDN的建议可以用于公用网，也可以用于专用网，所以需要有一些原则来保证公用网和专用网在互通时提供兼容功能，以便为用户提供端到端的连接能力，即公用网和专用网的终端能够通信和互换，保证全程的传输质量，最终为用户提供透明的业务。

CCITT的I.411建议描述了用户-网络接口的功能划分和参考配置，I.412建议规定了用户-网络接口的接口结构和参考点。下图所示为通过ISDN为全程通信功能划分。

　　图中用户网络是指从用户侧接入公用ISDN的网络，如果没有用户网络接入，则S和T合为一个参考点。有时用户网络是一个ISDN用户交换机的专用系统，它提供与公用ISDN相同的连接类型，这时图中的用户网络则应该由ISPBX/专用ISDN替代。

　　公用ISDN与专用ISDN以参考点T作为互连接口，所以在T参考点相关的协议均参见Q.920系列和Q.930系列规范。公用/专用ISDN互通时，公用ISDN作为网络侧，专用ISDN作为用户侧。需要说明的是，ISDN公用网与专用网的互通在具体的实施中，由于各专用网的物理结构、信号方式和业务特性不同，互通的方法依据具体情况而协商。