5.1综合业务数字网（ISDN）及应用
综合业务数字网（ISDN）是20世纪80年代世界上电信技术发达国家开发的一种数字网络，目前已形成较完善的国际标准。我国90年代开展综合业务数字网（ISDN）业务，已形成蓬勃发展之势，越来越多的用户正挤身于ISDN业务的行列。下面就综合业务数字网（ISDN）的基本概念、业务类型及一些关键技术作一介绍。
5.1.1综合业务数字网的定义
综合业务数字网（ISDN-Integrated Services Digital Network）是在综合数字网（IDN-Integrated Digital Network）的基础上发展而成为一种能提供数据连接的网络，它能提供包括话音和非话音在内的多种电信业务服务，用户能够通过有限的、标准的、多用途的用户-网络接口端联入该网络。
综合数字网IDN是由数字传输、数字交换和共路信令组成的电话传输网，综合业务数字网ISDN是在IDN基础上改进形成的，它把电话、电报、传真、数据、图象、计算机等不同源的电信业务合并在一个网内传送和处理。实现了交换局之间的数字化，同时实现用户二级双向数据传输，它是综合的数字技术和综合的电信业务互相结合的电信网络。综合业务数字网（ISDN）具有以下主要特点：
（1）ISDN是以64Kb/s速率口的PCM时隙交换和传输为基础，即各个用户之间是以64Kb/s速率实现端-端透明传输。
（2）ISDN 从功能上看是一个开放式网络结构，采用开放系统互连（OSI）的分层原则，从而达到逐步扩充发展网络的新功能，实现新业务和新用户的增多。
（3）ISDN除具有电路交换外，还具有分组交换和非交换的专线业务。
（4）ISDN能提供端-端数字连接，用来进行包括语音和非语音在内的多种业务。
（5）ISDN为用户提供的单用户线有多种业务功能，最多能接8台终端，3台终端可同时工作。
（6）ISDN网络具有数字信号的突出优点，可靠性高、差错可以控制、流量可以控制、容易加密、可迂回路由选择、协议变换、故障诊断等。
（7）在一条用户线上提供各种通信业务，例如电话、数据、可视图文、可视段化电话、传真机、电子信箱、会议电视和语音服务和语音信箱等。ISDN具有信息处理能力在内的综合网络功能，对各种业务而言，根据所承担业务的需要来选择网络功能。
5.1.2ISDN的网络组成及功能
ISDN网络通常由三部分组成：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，在ISDN环境下，用户的的进线方式比电话网用户要复杂得多，一般用户网有三种结构：
（1）总线结构
当同一用户拥有多种终端时，可采用总线结构。此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。此方式在一条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，由于是无源总线方式，所以用户终端可以根据需要来配置，不需要网络控制，这种方式具有连接电缆最短、能够实现多种通信功能的特点。
（2）星行结构
星行结构是通过用户交换机，ISDN终端直接通过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，实时透明的网络扩展容易的特点。
（3）网状结构
网状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的特点，即使过负载，其系统也能比较稳定地工作。但当接点出现故障时，将影响到整个系统的正常运行。该方式只限于在局域网(LAN)和大城市网(MAN)的运用。
本地ISDN的建设是以ISDN端局为基础，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的用户信令。在ISDN端局之间或端局到汇接局之间采用共路信令。
5.1.3ISDN相关技术标准
CCITT协议是国际通信必须遵循的的法规性文件，它具体规定了各种通信、设备、系统、网络和业务的各种技术规范和标准。世界各国要实现全球通信都必须向此靠拢。
5.1.4ISDN的网络功能
为了在ISDN用户-网络接口上提供ISDN业务，网络应该是具备各种接口，以实现各种电信业务。
1.电路交换功能
在ISDN中，电路交换功能的基准传输速率是64Kb/s及2×64Kb/s和384Kb/s，中速电路交换功能或更高速率电话交换的功能。
2.分组交换功能
分组交换与电路交换不同，它是将用户发来的一整份报文分割成若干定长的数据块（即分组），使这些数据宽（分组）以“存储转发”方式在网内传输。分组信息都载有接收地址和发送地址的标识，在传送数据分组之前，必须首先选择路由建立电路，然后依序传送，也就是在终端之间不需建立固定的物理通路。ISDN网络可以实现数据分组交换的分组交换功能。
3.专线功能
专线功能是指不利用ISDN网内的交换功能，在终端建立永久或半永久连接功能。ISDN的专线是为企业和机关团体服务。它们通过租用专线把分散在各地的分支中的小交换机相互连接起来，形成本单位的专用网。
4.共路信令功能
共路信令是完成ISDN呼叫控制功能的信令系统，它将信息通路与信令通路相分离，在信令通路上完成ISDN基本业务和补充业务的控制。
5.1.5ISDN用户/网络接口
ISDN用户/网络接口指网络用户与网络本身之间的联络通道，通过它实现在一个网络中使用端到端的数字连接提供话音和非话音的多种综合业务。ISDN用户/网络接口是ISDN的关键技术，在ISDN技术发展中起着举足轻重的作用。
1.接口具有通用性
ISDN用户/网络接口能够在接口的传输容量范围内提供任意速率的多种业务功能。
2.可扩展多个终端
一个ISDN用户/网络接口可连接多个终端，而且不同的终端能同时使用。
3.终端具有可移动性
终端设备能通过系列插头、插座连接到终端接口。
5.1.6参考点配置
参考点配置就是规定ISDN内各组成部分之间连接关系的系统模型，国际电报电话咨询委员会已经对它进行了标准化，提出了I.400建议。
1.终端设备 ISDN可允许两类终端接入网络，TE1：ISDN标准终端设备，即符合ISDN接口标准（也就是S/T参考点上的标准）的用户设备，例如数字电话机和4类传真机。
TE2：非ISDN标准设备。它包含了现有通信网中的终端设备（如模拟话机），例如具有 RS-232物理接口终端和具有X.25接口的终端，也可以是其他终端设备。
2.网络终端设备 NT1完成用户线传输电路终端和用户网络接口第一层终端的功能，具有维护、检测、时钟同步、供电、多路复用及接口等功能。NT2终端具有交换、集成，第二、三层协议处理，终端接口，维护等功能。
3.终端适配器TA 它将非ISDN终端设备转接到网络中来（如模拟电话机），并能进行速率适配和规程变换。
4.线路终端设备LT是用户环路和交换局之间的端接接口设备，具有交换设备和线路传输端接的接口功能。
5.1.7信道类型及接口速率
ISDN规定了三种信道类型来满足各种通信业务。
1.B信道：速率64Kb/s，用于传递各种窄带用户信号（模拟信号）。
2.D信道：速率有两种，分别为64Kb/s、16Kb/s。主要用于传送综合业务数据网中的电路交换所需的信令（数字信号）。
3.H信道：速率较高，均伴有定时信号。它用于传递速率较高的信号。H信道又分四种通路：H0通路速率为384Kb/s；H11通路速率为384Kb/s；H12通路速率为384Kb/s；H2通路速率为30～34Mb/s；H3通路速率为60～68Mb/s；H4通路速率为120～140Mb/s。
5.1.8用户和ISDN的接入方式
ISDN规定了四种接入方式：
1.基本接入方式：2B+D方式，也就是由两条B通路和一条D通路组成，物理信道总速率为144kb/s。使用这种方式，用户可以一条B通路通话，利用第二条B通路传送数据、传真或静态图象。D通路用于传送信令。
2.多路接入方式：nB+D方式，它是通过nB通路接入，能进行多路通信。适用于办公大楼等具有用户交换机和局部网的部门。总速率为1554Kb/s和2048Kb/s。
3.高速接入方式：H11、H12+D，它用来接入综合业务数字网，主要用于传输可视电话、超高速传真等中等带宽信号的场合。总速率为1554Kb/s和2048Kb/s。
4.混合接入方式：nB+m H0+D，它是通过n条B信道和m条通道以及D通道混合接入，用于传送可视电话以外的各种业务信息。总速率为1554Kb/s和2048Kb/s。
ISDN用户终端设备主要有NT、NT1、NT2、NT1+、TA、TE，现分别简述如下：
（1）NT（Network Termination：网络终端）、TA（Terminal Adapter：终端适配器）、TE（terminal Equipment：终端设备）、ISDN代理服务器和ISDN路由器等。
网络终端NT：即用户与网络连接的第一个接口设备，NT由包括NT1、NT2、NT1+。通过NT1用户可以同时在互不影响的情况下拨打电话和上网。NT1是由电信局免费提供并放在用户处，但设备所属和维护权都由电信局负责。
（2）NT1
NT1有两个接口，即“U接口”和“S/T接口”。U接口与电信局电话线相接，S/T则与用户端接口，用来接入数字电话或数字传真机、终端适配器TA和PC卡等多个ISDN终端设备。
（3）NT1+
它将NT1功能与ISDN终端适配器TA集成在一起，组成新的ISDN终端设备，它综合了NT1和TA的功能，完成了U接口S/T接口之间的转换工作，提供两个模拟电话接口（POTS）、两个数字电话接口（S/T）。NT1+的U接口直接与ISDN交换机相连，两个S/T接口提供128Kbps的数据传输速率，可接入各种ISDN标准设备，用于接入数字电话、Internet上网。两个POTS口可直接接入模拟电话机、G3传真机、MODEM等各种模拟设备。
（4）NT2
它具有OSI结构第二层和第三层协议处理和多路复用功能，相当于PABX、LAN等的终端设备，NT2还具有用户室内线路交换和集线功能，原则上包括ISDN路由器、拨号服务器、反向复用器NT2设备。因此，NT1设备是家庭用户应用的网络设备，而NT2是中小单位应用的网络设备。
（5）TA
它是终端适配器的简称，又叫ISDNModem，是将现有模拟设备的信号转换成ISDN帧格式进行传递的模/数转换设备。由于从电信局到用户的电话线路上传输的信号是数字信号，而原来普遍应用的大部分通信设备，如模拟电话机、G3传真机以及MODEM等都是模拟设备，这些设备如果需要继续在ISDN中使用，用户就必须购置终端适配器TA。TA实际上是位于网络终端NT1用户自己的模拟转换接口设备。
（6）TE
它是终端设备的简称，TE1（第一类终端设备））和TE2（第二类终端设备）。其中，TE1一般指ISDN的标准终端设备，如ISDN数字电话、G4传真机等。ISDN用户与网络接口协议，用户使用这些设备可以不需要终端适配器TA，直接连入网络终端NT。TE2则是指非ISDN终端设备，也就是人们普遍使用的模拟电话机、G3传真机、PC机、调制解调器等。
（7）ISDN路由器
它属于第二类网络终端NT2。ISDN路由器可以使局域用户更快捷地在Internet上漫游或快速完成局域网间的互连。ISDN路由器的功能类似于一个标准路由器所处位置和不同应用的组合，路由器的端口情况有所不同。采用ISDN路由器可以使LAN上的多台计算机共享一条ISDN BRI连接。
5.1.9利用通信卫星的ISDN
1.概述
ISDN要进一步发展，提高与其他通信手段的竞争能力，就应利用通信卫星的优点，实现ISDN的最佳化和全球化，卫星通讯的特点是覆盖地域广，通信距离远，点对多点的互连及广播能力，建设时间短设备成本低等等。特别是对贫穷和不发达地区，卫星是直接跨入ISDN的最合适的工具。据分析，卫星在未来的ISDN中主要起到以下两个基本作用：
1）SDN网内提供两点或多点信息运载；
2）能提供必要的用户/网络和网络/网络接口时，则卫星系统也可以构成ISDN。
另外，卫星通信也存在本身的一些弱点，主要是传播时延过长和回声干扰，必须进行适当处理才能满足ISDN的要求，其中有：
①建立适合于卫星线路传输的标准与规约。
②采用适当的多址与交换方式。