綜合業務數字網

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綜合業務數字網（Integrated Services Digital Network，ISDN）是一個數字電話網絡國際標準，是一種典型的電路交換網路系統（circuit-switching network）。它通過普通的銅纜以更高的速率和質量傳輸語音和數據。ISDN是歐洲普及的電話網絡形式。GSM行動電話標準也可以基於ISDN傳輸數據。

因為ISDN是全部數位化的電路（只有0和1這兩種狀態），所以它能夠提供穩定的數據服務和連接速度，不像模擬線路那樣對干擾比較明顯。在數字線路上更容易開展更多的模擬線路無法或者比較困難保證質量的數字資訊業務。

除了基本的打電話功能之外，ISDN還能提供影片、視像會議、圖像、傳真、遠距教學、個人電腦通訊與數據服務。ISDN需要一條全數位化的網路用來承載數位訊號，故又稱作「一線通」。

另外，ISDN也特指使用這項技術建立保持和斷開電路交換的協議組。

## 使用者和產業預測

對於ISDN主要有2種觀點。最普遍的觀點是使用者希望有一個從家庭連接到電話和數據網路的線路優於普通模擬數據機性能的數字連接。典型的最終使用者的網際網路連接就是基於這種觀點的，而對各種數據機的比較以及運營商的產品以及價目（性能、價格）等等都是從這點出發的。大部分這方面的討論都是基於這種觀點，但是實際上作為數據連接服務，ISDN事實上已經被DSL技術淘汰。

然而還有另外一種觀點：對於電信產業，ISDN還沒有完全被判死刑。一個電話網可以被看作一個不同交換系統之間的有線連接集合。它也作為智能網技術通過端到端的電路交換數字服務為公共交換電話網提供更多得新服務。

ISDN自始至終沒有在美國的電話網絡上得到廣泛應用，現在已經是一種過時的技術。不過在錄音工作室它還有一些用處，特別在配音演員和導演製片不在一個地方的時候，ISDN就成為了低延遲、高品質的遠程語音通訊的解決方案。

## 結構

ISDN有2種信道B和D：

- B信道用於數據和語音資訊
- D信道用於信號和控制（也能用於數據）。

B代表Bearer，D代表Delta.

ISDN有2種訪問方式：

- 基本速率接口(BRI)由每個帶寬64kbps的2個B信道和一個帶寬16kbps的D信道組成。三個信道設計成2B+D0。
- 主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一個帶寬64Kbps的D信道組成，B信道的數量取決於不同的國家：
- 北美和日本：23B+1D2，總位速率1.544 Mbit/s(T1)
- 歐洲，澳大利亞：30B+D2，總位速率2.048 Mbit/s(E1)

語音呼叫通過數據通道(B)傳送，控制信號通道(D)用來設置和管理連接。呼叫建立的時候，一個64K的同步信道被建立和占用，直到呼叫結束。每一個B通道都可以建立一個獨立的語音連接。多個B通道可以通過復用合併成一個高帶寬的單一數據信道。

D信道也可以用於發送和接受X.25數據包，接入X.25報文網路。（實際上，很少廣泛使用）。

## 參考點

一系列參考點在ISDN 國際標準中被定義用來在電話交換局和使用者終端設備之間提供特定結點。

- R接口 - 定義非ISDN設備和終端適配器(TA)之間的傳輸轉換
- S接口 - 定義ISDN設備和網路終端類型2(NT 2)設備之間的接口
- T接口 - 定義NT-2和NT-1設備1
- U接口 - 定義NT-1和電話交換機之間的節點2

1大多數NT-1設備都包含NT-2設備的功能，參考點S和T一般合併為S/T參考點2在北美，NT-1設備屬於使用者自備設備，使用者必須自己來維護，因此電話公司提供給使用者U接口。在其他國家，NT-1設備由電信公司維護，他們提供給客戶S/T接口。

## 物理特性

### 供電

#### 正常供電

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#### 緊急供電

為了保證在市電事故（停電）時也能撥通例如報警或者火警電話，ISDN電話還有一個獨立的位於本地交換中心的供電系統（緊急電力供應）。在發生電力故障時能夠提供最大400mW的功率。

## 邏輯特性

### 脈衝

德國的ISDN起源於1TR6，從1991年開始形成了一個統一的歐洲公用標準（E-DSS-1）。在歐洲以外也存在著其他的實現方式。

美國的ISDN叫NI-1（美國國家ISDN階段1）和 NI-2。相對應於DSS1標準，該標準不存在自己的信號通道（D-通道），取而代之的是信號數據通過使用者通道（B-通道）進行傳輸，相應的容量也下降為56kbit/s。

日本和香港的ISDN系統名字是INS-Net 64，澳大利亞叫TPH 1962。

### 語音轉換

語音數據被ISDN系統的8K赫茲數位化（PCM）編碼器調製，利用對數特性曲線（ITU-T-標準G.711，µ-law/a-Law）信號由12壓縮為8，以考慮到人類特定的行為特徵。占用的帶寬是300到3400赫茲。

### 數據轉換

B信道用於控制和同步，達到運用不同傳輸協議的目的。為了達到傳輸率加倍的效果，連接基本接口的這兩條B-通道也gebündelt。如果最終能夠實現終端設備同步，那麼該系統就可以稱為成功。（例如影片會議系統）。

利用特殊的路由器可以把全部30個可用信道合併成一個邏輯接口，這個接口可以提供2048 kbps的帶寬。這項技術主要應用於企業眾多的電腦接入網際網路。

### ISDN尋址

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ISDN-地址是由ITU-T-策略E.164確定的。該ISDN地址由ISDN-呼號和子地址組成。例如，ISDN呼號是由一個參與者連接一個基礎接口。子地址最大32個字符長度，提供例如到區域網中的主機地址（必須通過網關與ISDN網路連接）。該子地址對於ISDN網路而言是透明的，只有使用中的參與者能夠識別。

### ISDN呼叫舉例

下面的例子是一個窄帶(PRI)ISDN呼叫Q.921/LAPD和Q.931/混合網路消息（例如詳細顯示D信道的變化）。這個呼叫顯示被跟蹤的交換機呼叫另一個交換機的過程，最終的LEC中止通話。

第一行的格式是。如果消息是ISDN層消息，解碼操作就會試著顯示信元內容。所有ISDN消息都用交換機看來發起呼叫的一方試用的ID標記（本機／遠端）。Following this optional decoding is a dump of the bytes of the message in ... ... format.

```
'''RR'''表示开始通话前保持链路活动，然后看到的'''SETUP'''表示呼叫开始每一个消息对方都要应答一个'''RR'''。
```

```
10:49:47.33  21/1/24  R  RR
0000  02 01 01 a5                                          ....

10:49:47.34  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 b9                                          ....

10:50:17.57  21/1/24  R  RR
0000  02 01 01 a5                                          ....

10:50:17.58  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 b9                                          ....

10:50:24.37  21/1/24  T  SETUP
    Call Reference       : 000062-local
    Bearer Capability    : CCITT, Speech, Circuit mode, 64 kbit/s 
    Channel ID           : Implicit Interface ID implies current span, 21/1/5, Exclusive
    Calling Party Number : 8018023000 National number  User-provided, not screened  Presentation allowed
    Called Party Number  : 3739120 Type: SUBSCRB
0000  00 01 a4 b8  08 02 00 3e  05 04 03 80  90 a2 18 03   .......>........
0010  a9 83 85 6c  0c 21 80 38  30 31 38 30  32 33 30 30   ...l.!.801802300
0020  30 70 08 c1  33 37 33 39  31 32 30                   0p..3739120

10:50:24.37  21/1/24  R  RR
0000  00 01 01 a6                                          ....

10:50:24.77  21/1/24  R  CALL PROCEEDING
    Call Reference       : 000062-local
    Channel ID           : Implicit Interface ID implies current span, 21/1/5, Exclusive
0000  02 01 b8 a6  08 02 80 3e  02 18 03 a9  83 85         .......>......

10:50:24.77  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 ba                                          ....

10:50:25.02  21/1/24  R  ALERTING
    Call Reference       : 000062-local
    Progress Indicator   : CCITT, Public network serving local user, In-band information or an appropriate pattern is now available
0000  02 01 ba a6  08 02 80 3e  01 1e 02 82  88            .......>.....

10:50:25.02  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 bc                                          ....

10:50:28.43  21/1/24  R  CONNECT
    Call Reference       : 000062-local
0000  02 01 bc a6  08 02 80 3e  07                         .......>.

10:50:28.43  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 be                                          ....

10:50:28.43  21/1/24  T  CONNECT_ACK
    Call Reference       : 000062-local
0000  00 01 a6 be  08 02 00 3e  0f                         .......>.

10:50:28.44  21/1/24  R  RR
0000  00 01 01 a8                                          ....

10:50:35.69  21/1/24  T  DISCONNECT
    Call Reference       : 000062-local
    Cause                : 16, Normal call clearing.
0000  00 01 a8 be  08 02 00 3e  45 08 02 8a  90            .......>E....

10:50:35.70  21/1/24  R  RR
0000  00 01 01 aa                                          ....

10:50:36.98  21/1/24  R  RELEASE
    Call Reference       : 000062-local
0000  02 01 be aa  08 02 80 3e  4d                         .......>M

10:50:36.98  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 c0                                          ....

10:50:36.99  21/1/24  T  RELEASE COMPLETE
    Call Reference       : 000062-local
0000  00 01 aa c0  08 02 00 3e  5a                         .......>Z

10:50:36.00  21/1/24  R  RR
0000  00 01 01 ac                                          ....

10:51:06.10  21/1/24  R  RR
0000  02 01 01 ad                                          ....

10:51:06.10  21/1/24  T  RR
0000  02 01 01 c1                                          ....

10:51:36.37  21/
```

## 發展歷程

### 世界

1970年代產生了電話網的數位技術取代機械交換。這項技術給使用者提供了更好的功能和更佳的通話質量。標準化組織國際電報電話諮詢委員會（CCITT，今國際電信聯盟（ITU））1980年為數字電話網制定了以「ISDN」命名的技術規範。

### 歐洲

1980年代中期，befürchteten zahlreiche Strategen in der europäischen Elektroindustrie und der EG-Kommission, dass Europa auf dem Gebiet der Telekommunikation gegenüber USA und Japan deutlich ins Hintertreffen geraten würde, wenn es nicht gelingen würde, die staatsmonopolistischen Anachronismen abzuschaffen und den Wettbewerb nationaler Eitelkeiten zu beenden.

Um dieses "Horrorszenario" zu verhindern, sollten einheitliche Normen und gemeinsame Märkte geschaffen werden. 1988年歐洲電信標準組織（ETSI）EG-Kommission起草一個標準，這個標準用於建立一個通用的數字電話網絡。1989年4月6日來自20個歐洲國家的26個電信運營商接收了Euro-ISDN標準，這一標準統一作為各國的國家ISDN系統，並對相關技術進行優化。1993年12月產生了Euro-ISDN摘要，這就是《歐洲ISDN Implementation諒解備忘錄》基礎。

#### 德國

德國郵政於1979決定將德國所有本地電話數位化。當時對這一技術的風險也有人提出警告。綠黨的一些數據保護專家評論說，ISDN為完全捕獲數據產生了「質的飛躍」，因為這一技術為捕獲和保存所有連接數據提供了可能

到1994年5月份，所有必要的局端軟體升級都已經完成，德國具備放線能力了。從1995年開始全部電話網完成數位化，ISDN線路遍布大街小巷。到1996年年仲，德國電信積極推廣ISDN技術。新裝的線路費用最多至300德國馬克，另加電話的話大約到700德國馬克。2003初有106萬3千使用者使用窄帶ISDN（大約占總裝機的1/3）另外還有12萬2500線寬頻ISDN使用者。

#### 奧地利

奧地利電話系統由郵政和電報部主持於1978年開始數碼化。Ab 1986 wurde die OES-Technik flächendeckend umgesetzt. 1992年2月維也納本地網話務區"Dreihufeisengasse"開始ISDN試用，到當年年底已經安裝200多線。1999年，奧地利完成數碼化之後總共有24萬七千（247,000）線。2002年這一數字達到43萬8千。

#### 瑞士，日本和法國

1988年瑞士建立第一個以「瑞士網路1號」命名的數字ISDN網路。1996年總計超過25萬使用者，到2004年電話終端超過90萬線。

在日本1999年到2001年間存在很多用戶，但是現在大部分已經在ADSL引入後，大量減少。NTT作為主要的日本電話公司，現在還提供名為INS64和INS1500的ISDN業務。

在法國，法蘭西電信的ISDN業務名稱位Numeris（基本速率）。被稱為RNIS的ISDN業務在法國還有一定市場。ADSL業務搶占了ISDN的數據和網際網路訪問業務，但是在郊區和鄉下還有一定量的使用者存在。

### 美國

美國1992年開始部署名字為NI-1的ISDN系統，這個系統與DSS1有很大不同。後來又部署了改進的版本NI-2。AT&T現在還有稱為5ESS的ISDN系統。但是因為市場推廣不力，價格上也沒有多少優勢，ISDN在美國基本上已經稱為雞肋。.

### 中華人民共和國

中國電信產業發展很快，但是在ISDN大面積部署的時候，中國還沒有引入此項技術。因此當在歐美國家ISDN很普遍的時候，中國才開始安裝局端設備。而此時，ADSL技術已經成熟而且向市場推廣了。

這樣九十年代中期只有在北京、上海、廣州等少數幾個試點城市ISDN安裝的比較多，其他城市只是小面積的使用。推就根本原因在於運營商需要投入巨額資金用於設備改造。當時中國電信提供的2B＋D方案是窄帶ISDN標準，只能提供128Kbps的速率。使用者需要承擔接近1.5倍普通電話的費用。而網上業務沒有真正展開，使用者需要的服務和內容都得不到支持。

ISDN不像ADSL那樣語音與數據容易分離，因此使用者必須使用全部數位化的設備，這就造成運營商和使用者都要投資的狀況。一方面運營商要不斷滿足飛速增長的網路連接需求，另一方面還有發展固定電話業務。而DSL高帶寬，大容量和低廉的改造費用讓運營商很快投入到DSL網路建設。

## 參見

- DSS1（ETSI "歐洲-ISDN"，其他非歐洲國家也使用）
- NI-1（美國國家ISDN第一階段）
- NI-2（美國國家ISDN第二階段）
- INS-NET 64/1500（日本國家/NTT載波特性協議）
- DACS適用英國（不列顛電信只使用標準D信道信號為Pair gain
- FTZ 1 TR 6（前德國協議）
- TS.013/TS.014（前奧地利協議）
- VN2/VN3/VN4（前法國協議）

規範定義的ISDN物理層和部分鏈路層協議：

- ISDN BRI：ITU-T I.430.
- ISDN PRI：ITU-T I.431.