綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)在艦船通信系統(tǒng)中的應用
引言
綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(簡稱ISDN)是實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和圖像在同一網(wǎng)絡中傳輸與交換的重要技術之一。通過ISDN可以實現(xiàn)端到端的數(shù)字化,同時,采用標準的用戶/網(wǎng)絡接口,還可以使用戶終端方便地使用多種業(yè)務。
1 ISDN簡介
ISDN可分為窄帶和寬帶兩種,窄帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)向用戶提供有基本速率(2B+D,144kB/s)和一次群速率(30B+D,2Mbs/s)兩種接口。基本速率接口包括兩個能獨立工作的B信道(64kB/s)和一個D信道(16kB/s)。其中B信道一般用來傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖像,D信道用來傳輸信令或分組信息。ISDN的寬帶可以向用戶提供155Mb/s以上的通信能力。ISDN的數(shù)字傳輸常用脈沖編碼調制技術,編碼采用國內通用的A律編碼;數(shù)字交換則釆用存儲程序控制(SPC)交換方式,也稱為分組交換或數(shù)字程控交換。
ISDN的公共信道信令包括用戶-網(wǎng)絡信令(D信道信令)和交換機之間的公共信道信令。為滿足綜合業(yè)務的需要,國際電聯(lián)定義了一個公共信道用戶信令系統(tǒng),稱之為D信道協(xié)議,D信道是專為ISDN用戶一網(wǎng)絡間設計的公共信道,該信道獨立于用戶信息信道,可以在任何時候傳送指令;交換機之間的公共信道信令(NO.7信令系統(tǒng))采用較常用的NO.7信令,該信道信令適用于電話網(wǎng)、電路交換數(shù)據(jù)網(wǎng)和ISDN。
ISDN采用的是開放系統(tǒng)互連(OSI)技術。雖然ISDN是由電話網(wǎng)發(fā)展而來,但其呼叫控制依賴于控制計算機間的通信,且支持各種數(shù)據(jù)終端,因此,ISDN兼?zhèn)淞擞嬎銠C通信網(wǎng)的功能和特性。ISDN的用戶/網(wǎng)絡接口協(xié)議分為三層:其中物理層定義了終端設備和網(wǎng)絡終端之間的物理連接;數(shù)據(jù)鏈路層可在物理層的基礎上提供數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和釋放,并可完成鏈路復用、差錯檢測及恢復流量控制和信息傳遞的功能;網(wǎng)絡層則主要根據(jù)第二層提供的服務完成呼叫控制功能,包括電路交換呼叫和分組交換的控制。
ISDN的同步網(wǎng)功能在于可使網(wǎng)內全部數(shù)字交換設備的時鐘頻率工作在共同的頻率上,同步數(shù)字網(wǎng)是實現(xiàn)ISDN的必要條件。事實上,ISDN的優(yōu)點在于綜合業(yè)務和數(shù)字交換技術,而同步網(wǎng)則是底層網(wǎng)絡的傳輸體制,它如同現(xiàn)在的同步數(shù)字序列(SDH)傳輸體制。只有兩者的結合才能有效實現(xiàn)數(shù)字寬帶系統(tǒng)。
2 ISDN在艦船通信系統(tǒng)中的應用
目前,國內外艦船通信系統(tǒng)正朝著具有接入、控制、交換、傳輸和管理等多項功能的綜合業(yè)務平臺發(fā)展。這一平臺普遍利用光纖作為傳輸介質,具有寬帶化、分布化、數(shù)字化、模塊化、綜合化等特點,可用于實現(xiàn)各種用戶設備的接入、控制、交換、傳輸和監(jiān)控管理,其系統(tǒng)框圖如圖1所示。
圖1中,UU為數(shù)字用戶終端,TEL為普通電話,其他如廣播系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、指控系統(tǒng)等都可就近接入工作站,各工作站的配置數(shù)量可根據(jù)工作站容量確定。
系統(tǒng)各工作站之間可通過光纜互連,拓撲結構采用具有較高抗損毀性和自愈性的環(huán)網(wǎng)結構。工作站與外部設備互連都是通過ISDN用戶接口。由于外部設備種類繁多,接口形式也各有不同,本系統(tǒng)存在兩種接入方式,一種是外部設備直接接入工作站,在工作站內通過轉換接口板卡實現(xiàn)外設與系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換;另一種方式是外部設備本身集成有接口轉換功能,然后直接通過ISDN雙線與工作站相連以實現(xiàn)信息交互。工作站的容量根據(jù)接口板的數(shù)量而定,其配置示意圖如圖2所示。
數(shù)字用戶板是ISDN交換機的一類重要外圍接口電路,其地位相當于電話交換機中的模擬用戶電路,它一般包括LT和ET兩大部分功能,其中LT完成U接口的功能,ET完成B、D信道的分離和復合,其中包括B信道至交換機內部的時隙交換、D信道信令數(shù)據(jù)和分組數(shù)據(jù)的分離、D信道信令協(xié)議處理等功能。數(shù)字用戶板的原理框圖如圖3所示。
數(shù)字用戶板與數(shù)字終端通過U接口相連,圖4所示為其數(shù)字終端的原理框圖。圖4中的FLASH存儲器主要用于存儲終端運行時的程序和數(shù)據(jù);CPU處理器負責終端運行時的各項功能模塊的協(xié)調與控制;復位電路用來在系統(tǒng)上電或斷電時復位;PCM編解碼濾波器負責對2B+D信道信號的解碼;U接口芯片主要實現(xiàn)U接口數(shù)據(jù)到并行總線數(shù)據(jù)的轉換,U接口數(shù)據(jù)最后通過接口變壓器輸出至總線。同樣,工作站一端通過接口變壓器由U接口芯片接收后,再交于CPLD和微處理器進行解碼處理。圖5為U接口電路的設計原理圖。
3 結語
利用綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)可以有效地解決艦艇內部通信的多樣化、數(shù)字化、小型化等問題,且工作穩(wěn)定可靠,適合在同類環(huán)境中做進一步的推廣和應用。