綜合業務數字網交換機

綜合業務數字網（ISDN）中的交換設備。根據工作速率的不同，ISDN交換機分為窄帶和寬頻兩大類，它們分別在窄帶和寬頻ISDN網路節點上完成綜合業務交換功能。

基本介紹

• 中文名：綜合業務數字網交換機
• 外文名：ISDN exchange
• 套用學科：有線通信

功能

ISDN交換機的功能有：

①運載和交換用戶信息，即將交換機輸入時分復用線（來自用戶或來自網路中其它交換機）上的數字信息轉送到所需的輸出時分復用線（連至用戶或其它交換機）的特定信道上，以滿足用戶的通信需求。這些數字信息可能來自不同的原始信號（如話音、文字、圖像、數據等），但都以統一的數字形式在數字復用線上傳輸。ISDN交換機根據用戶的要求將它們進行投遞和分發。

②和用戶及其它ISDN交換機進行通信聯絡，即按照一定的協定傳送控制信令，使網中的不同設備協調工作，共同完成通信的控制。由於ISDN採用公共信道信令方式，故ISDN交換機必須具備接收、傳送和處理公共信道信令的功能。

③提供和現有不同通信網互通的接口，使ISDN用戶能夠和現有電話網、分組數據網等不同網路中的同類用戶進行通信。

④提供必要的維護管理手段以及人機通信接口，使交換機能夠自動地或由操作人員進行維護管理，以保證系統的可靠性，並對用戶及網路資源進行有效的管理。

窄帶ISDN交換機結構

窄帶ISDN交換機是在程控數字電話交換機的基礎上演變而成的。它的結構和程控數字電話交換機十分相似，但是為了適應ISDN端到端數字連線的特點，以及提供各種基本和附加的綜合業務，ISDN交換機的軟體和硬體結構都比程控數字電話交換機複雜。其結構框圖如圖1所示。

圖1 窄帶ISDN交換機的結構

用戶和中繼線接口（L/T） 包括用戶接入交換機的接口和其它交換機通過中繼線接入交換機的接口。在一般情況下，ISDN交換機的用戶並非全都是綜合業務用戶，總是包含一部分模擬電話用戶。因此ISDN交換機的用戶接口保留了程控數字電話交換機的用戶電路，並在用戶電路中將模擬話音信號轉變為數位訊號。用戶接口中更重要的部分是數字用戶接口，ISDN用戶通過兩類數字用戶接口接入交換機：一類是基本接口，包括“2B+D”信道；另一類是一次群速率接口，包括“30B+D”或“23B+D”信道。前者是二線接口，和模擬電話使用的用戶線相同，後者是4線接口，採用PCM傳輸線，按照CCITT建議的ISDN用戶一網路接口參考配置，數字用戶接口應包含線路終端LT和交換機終端ET兩個功能塊，見圖2。其中LT負責用戶線的傳輸，完成線路編碼、定時、同步、供電等功能，還要採取措施來改善用戶線的傳輸特性，例如用回波抵消或時間壓縮的辦法來保證基本接口上144 kbit/s雙向數位訊號的傳輸；ET負責數字用戶的接入控制，一方面將B信道（64 kbit/s）中的用戶信息經PCM接口復用到PCM匯流排上，以和其它L/T設備同樣的方式接入交換網N；另一方面對D信道中的控制信令進行處理，將用戶的請求和回響經過翻譯之後送到交換機的控制部分C，並將控制部分C的命令轉換成D信道信令送往用戶。

圖2 數字用戶接口

很多類型的ISDN交換機可以將數字用戶接口和模擬用戶接口混裝在同一個用戶單元中，二者的比例可以根據需要來改變。

中繼線接口包括接往其它ISDN交換機的接口以及接往現有電話交換機的接口，其中有一些是模擬傳輸接口。ISDN交換機中繼線接口的物理特性與程控數字交換機的中繼線接口相同。

信令設備（S） 負責用戶線和中繼線上所有信令的接收、傳送和處理。根據ISDN全網採用公共信道信令的特點，S部分主要的任務是處理公共信道信令，包括D信道信令和7號信令。為了和現有電話網互通，S部分也應保留處理隨路信令（例如中國1號信令）的能力，D信道信令應該遵守CCITT建議的Q.921和Q.931協定。7號信令的訊息傳送部分（MTP）和電話用戶部分（TUP）在電話網中已廣為採用，ISDN交換機應保留這些功能。除此之外，為了支援ISDN業務，必須在7號信令系統中增加ISDN用戶部分（ISUP）和信令連線控制部分（SCCP）。前者用於控制ISDN呼叫的建立、拆線以及傳遞與ISDN業務有關的信令訊息；後者用於在兩個ISDN交換機之間建立信令傳送用的虛電路連線，以利於成批信令訊息（例如維護、管理訊息）的傳送。

交換網（N） 又稱交換矩陣，是提供電路連線和傳遞用戶信息的設備。交換網N由時間接線器T和空間接線器s組成，完成信息在時間和空間上的交換。ISDN交換機的交換網和程控數字交換機的交換網相同，都是以提供64 kbit/s電路連線為目標。當需要提供n×64 kbit/s或H1信道（1 536或1 920 kbit/s）連線時，在控制軟體上想辦法。

控制部分（C） 由計算機及相應的控制程式組成，負責交換機各部分的控制。和現代程控數字交換機一樣，ISDN交換機一般採用分散控制的結構。即將控制功能分散到交換機的各個部分中去，使L/T、S、N、PH和O&M都有各自的處理機，中央僅保留資源管理、操作維護等有限功能。不同類型的ISDN交換機有不同的控制功能分布方法。

操作維護部分（O&M） 包括計算機外部設備和告警板、測量台等人機通信設備，供維護管理人員使用。

分組處理器（PH） 提供分組處理功能，使ISDN用戶的分組終端能夠相互通信，並和公用分組交換網（PSPDN）互通。PH執行的協定是X.25，和PSPDN的協定一致。PH並不是ISDN交換機必不可少的部分，很多國家決定不採用PH，原因是那些國家的PSPDN十分發達，不必再由ISDN提供分組交換能力。當ISDN交換機不裝備PH時，ISDN以電路連線方式（即X.31 CASE A方式）和PSPDN互通，ISDN內部的X.25終端相互通信也要由PSPDN來交換。

20世紀80年代末，國際上幾種主要的程控數字交換機（如S12、EWSD、AXE—10、5ESS、E10、NEAX61、DMS—100、D—60/70等）都已擴展成窄帶ISDN交換機，這些交換機在很多國家的通信網中運行，提供綜合業務。

窄帶ISDN的發展並沒有達到預想的效果，一方面是因為它的速率不適應圖像業務的需求；另一方面是因為寬頻ISDN研究的成果已向人們展現了更新更好的通信網。

寬頻ISDN交換機基本原理

寬頻ISDN交換機採用異步轉移模式（見異步轉移方式交換）來傳送信息。所有的信息都組裝成信元，以異步時分復用的方式進行傳輸。信元長53位元組，包括48位元組信息段和5位元組信頭，信頭中包含了該信元的路由信息。寬頻ISDN交換機的主要任務就是根據信頭中的路由信息將信元快速地送往目的地。寬頻ISDN交換機不再採用分開的電路交換和分組交換實體，而改用統一的ATM交換結構，為所有的寬頻ISDN業務交換信息。很多國家已研製成功了寬頻ISDN交換機的模型，並開展了寬頻ISDN試驗。