多图:ISDN原理及实例分析

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ISDN 历史

  ISDN (集成服务数字网络)是一种旨在利用标准模拟电话系统中使用的普通铜线取代模拟连接的数字电话标准。这个标准最初是作为国际电信联盟(ITU)1984年红皮书中的一个建议。不过,在1992年之前,国际电信联盟称作国际电报电话咨询委员会(CCITT)。ITU负责开发这个行业内国际标准的建议。

  开发ISDN是为了提供语音和数据的数字传输,提供比公共交换电话网络(PSTN)上的语音和数据通讯更好的质量和更快的速度。

了解数字协议

  有两种类型的ISDN信道:

  B-信道 – B信道也称作承载信道(Bearer Channel),是一种用于语音、视频、数据或者多媒体传输的每秒64KB的信道。这些信道能够聚合在一起提供更高的带宽使用。

  D-信道 – D信道也称作Delta信道,传输速度为每秒16KB或者64KB,主要用于传输交换设备之间的信令。有人说,这增加了ISDN的安全性,因为控制和数据信道是分开的。

  注意:数字信号l 0 (DS0) 的数据信令速率为哦64KB,可以用于解释一个单个的承载信道。

BRI (基本速率接口)

  BRI也可以称作BA (基本接入)。它使用一个每秒16KB的D信道和两个每秒64KB的B信道。虽然没有明确指出来,但是,BRI的整个速度为是每秒192KB,因为你对于D信道的成帧和同步还有额外的每秒48KB的开销,即(64 x 2)+(16 + 48)=(128 + 64)= 每秒192KB。

BRI

PRI (主速率接口)

  PRI也可以称作PA (主要接入)。它根据地理位置的不同使用两种不同的模式。对于欧洲地区,PRI由30个每秒64KB的B信道和一个单个的每秒64KB的D信道组成,总的速度可达每秒2.048MB。它也可以称作E1线路(或者DS1)。在美国和日本地区,PRI由23个每秒64KB的B信道和一个单个的每秒64KB的D信道组成,总的速度可达每秒1.544MB。它也可以称作T1线路(或者DS1)。成帧和同步对于T1线路来说速度为每秒8KB,对于E1线路来说是每秒64KB。T1 PRI通常叫做“23B+D”,E1 PRI通常叫做“30B+D”。

PRI

  注. E1 PRI实际上有32个信道,包括30个B信道、1个D信道和1个同步信道。

数字信号水平(DSx)

  数字信号X用于解释标准数字传输速率或者基于DSO的水平,。它定义的传输速率为每秒64KB。这是一个电话语音信道的速率。这是以ANSI T1.107 指南为基础的。ITU指南稍微有些区别。下面的表格显示DS水平和相应的速度和T/E分类。

  T 载波

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  E 载波

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  正如你从上面表格中看到那样,这个指南稍微有点区别。事实上,根据你看到的来源不同,这些表格可能会稍微有些区别。

PPP

  ISDN一般将使用点对点(PPP)隧道协议作为在ISDN线路上传输数据包的基础。IP数据包在发送之前要压缩成PPP数据包。

  PPP通过链路配置和链路质量测试与地址磋商等链路控制协议(LCP)提供具体链路的控制功能。LCP提供更高级的功能,如多链路、报头压缩、回电、脚本、按需拨号、过滤、隧道和服务器路由等。还有帮助保证ISDN连接是在可信赖来源的基础上建立起来的身份识别机制。身份识别是可以选择的,它可以使用PAP、CHAP或者EAP来实施。(虽然它在ISDN实施中没有使用,但是,EAP是PPP的一种合法的身份识别方式)

  PAP – 口令身份识别协议(PAP)不强大,因为这种口令是用明文发送的。PAP出现在PPP连接的LCP阶段。

  CHAP –挑战握手认证协议(CHAP)比PAP强大一些,应用范围更广。它使用一种挑战/应答安全机制。这种机制采用单向散列功能确保口令不在链路上发送。这个口令将被散列并且在链路上发送。这个链路的另一端然后对他们设置的口令采用同样的散列功能。接下来,这个链路进行检查以保证这两个散列值是相同的。这种功能还能够防止重新发送口令。

  EAP – 扩展认证协议(EAP)提供使用多种身份识别协议的能力,如使用静态口令、CHAP、 标记卡、生物特征识别技术等。正如你能够想象的那样,由于CHAP是本身提供的以及ISDN实际上不能与标记卡和生物特征识别技术一起使用,EAP不用于ISDN实施中。

ISDN不同的层和协议

  ISDN使用电路交换建立一个从信号源到目的地之间的物理的、永久的点对点连接。ISDN有一个国际电信联盟(ITU)定义的标准。这个标准包括OSI、底部的三层,即物理层、数据链路层和网络层(见下面的表1)。在物理层, ITU定义的用户网络接口标准包括1.430基本速率接入接口和I.431主速率接入接口(请参见ITU网站上的ITU-T I.414“关于ISDN和B-ISDN用户接入一层的建议概览”的文件)。ANSI已经定义用户网络接口标准为T1.601。如上所述,这个物理层使用与其物理布线结构相同的正常电话布线。

  ISDN B信道一般市场点对点的协议,如HDLC(高级数据链路控制)或者在2层的PPP(点对点)帧协议。然而,你有时候还能看到其它的封装,如帧中继。正如你预料的那样,在3层通常能够看到IP数据包。ISDN以全双工方式工作。全双工就是能够同时发送和接收通讯。

  ISDN D信道将在OSI模型的3层和2层使用不同的信令协议。一般来说,在2层,LADP-D(链路接入规程-D信道)是使用的Q.921信令,DSS1(1号数字用户信令系统)是在3层使用的Q.931信令。简单地记住中间的数字对应它工作的层就很容易记住哪一个信令在哪一层工作。

  表 1

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ISDN组件的区别

  作为ISDN标准的一部分,有许多种用于连接ISDN网络的设备。这种设备称作终端设备(TE)或者网络终端设备(NT)。你还有许多参考点用于定义ISDN网络中的设备的各个部分之间的连接。

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终端设备和网络终端的定义

  终端设备类型1 (TE1) 是能够直接接入ISDN网络和理解ISDN标准的设备。

  终端设备类型2 (TE2)是正式ISDN标准发布之前的设备,需要使用一个终端适配器才能接入ISDN网路。这类设备可以是只有一个串行接口的路由器,而不是一个ISDN广域网接口卡(WIC)。 这个终端适配器能够插入这个串行接口,允许使用路由器连接这个ISDN网络。另一个例子是一台电脑。

  网络终端1 (NT1)一般是一台客户的设备,用于在ISDN网络(或者NT2设备)上实施物理层。这是连接到电信公司的U参考点。它在OSI模型的1层工作。

  网络终端2 (NT2) 一般是电信公司的设备(在客户网站很少看到这种设备),用于在通讯到达ISDN网络之前终止用户的NT1设备。这种设备在OSI模型中的2层和3层工作,是一种进行这种转换的智能设备。

  终端适配器 (TA) 是一种把TE2设备信令转换为ISDN交换机使用的信令的设备。.

ISDN不同的参考点

  R – 这个参考点用于指定TE2设备和TA设备之间的参考点。

  S – 这个参考点用于指定用户路由器与NT2设备之间的参考点。

  T – 这个参考点用来指定NT1和NT2设备之间的参考点。S和T参考点有同样的功能,因此这有时候也指S/T参考点。当我们接入S/T参考点的位置时,NT2功能就是多余的了,因为它是内置的功能。

  U – 这个参考点用于指定在ISDN承载网络上NT1设备和电信公司的终端设备之间的参考点。这不包括北美,因为北美的承载网络不提供NT1功能。

思科路由器选择

  模块化思科路由器配置了你可以插入任何卡的插槽,如不同种类的广域网接口卡。思科提供两种类型支持ISDN的广域网接口卡,一种是能够插入NT1设备的配置S/T参考点的ISDN广域网接口卡,另一种是内置NT1功能的配置一个U参考点的ISDN广域网接口卡。

  需要哪一种广域网接口卡取决于你的位置和提供这个ISDN线路的电信公司。例如,在北美,他们使用双线连接,也就是使用一个配置U参考点和内置NT1功能的广域网接口卡。

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