V5接口技术综述

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V5接口技术综述




摘要:V5接口是数字用户传输系统和本地交换机(LE)之间的新型数字接口。在接入
网建设中,V5接口是一个很重要的组成部分。本文详细介绍了V5接口
的技术特点和基本功能、V5接口的优点及选用原则、与V5接口相关的网管
功能以及国内外的研究、开发和使用情况。


Abstract: V5 interface is used between digital subscriber
transmission
system and local exchange, and is very important component in access network
construction. This paper details technical characteristics and basic
functions ,
advantages and application principles of V5 interface, as well as network
management function related to V5 interface. The research developmen t and
application situation is also described in this paper.    



主题词:接口 接入网 本地交换机 公众交换电话网
综合业务数字网


Subject terms: Interface Access network Local exchange PSTN
ISDN 



   
连接本地交换机(LE)和用户终端设备(TE)的用户环路无论从实现业务接入方面,还是从占
用通信投资比重方面,都是通信网的一个很重要的组成部分。
随着通信网的数字化,光纤和数字用户传输系统大量引入,这些都要求本地交换机提供数字用户接
入的能力。目前ITU已经定义的V1到V4接口都不够标准化,
其中V1、V3和V4仅用于ISDN,V2接口虽然可以连接本地或远端的数字通信业务,但在
具体的使用中其通路类型、通路分配方式和信令规范也难以达到标准化程度,影响了应用的经济
性。V5接口正是为了适应接入网(AN)范围内多种传输媒介、多种接入配置和业务而提出的。
根据速率的不同,V5接口分为V5
.1和V5.2接口。鉴于这一新接口规范的重要性和迫切性,ITU-T第13组于1994年
以加速程序分别通过了V5.1接口的G.964建议和V5.2
接口的G.965建议。这些标准的制定,使业务提供者可以从多方获得产品来源,用户网络接口
传输设备仅由交换机制造商提供的局面将会结束。
   



V5接口的技术特点及基本功能: 



     1.V5接口的技术特点 



  V5作为一种标准化的、完全开放的接口,用于交换设备和接入网设备之间的配合。
 



  V5.1接口由单个2048Kbit/s链路构成,用于支持下列接入类型: 



  模拟电话接入,基于64Kbit/s的综合业务数字网(ISDN)基本接入和用于半永久连接
的、不加带外信令信息的其它模拟接入或数字接入。这些接入类型都具有指配的承载通路分配,即
用户端口与V5.1接口内承载通路有固定的对应关系,在AN内无集线能力。 



  V5.2接口按需要可以由1~16个2048Kbit/s链路构成,除了支持V
5.1接口提供的接入类型外,还可支持ISDN一次群速率接入。这些接入类型都具有灵活的、
基于呼叫的承载通路分配,并且在AN内和V5.2接口上具有集线能力。对于模拟电话接入,既
支持单个用户接入,也支持PABX的接入,其中用户线信令可以是DTMF或是线路状态信令,
并且对用户的补充(附加)业务没有任何影响。在PABX接入的情况下,也可以支持PABX的
直接拨入(DDI)功能。对于ISDN接入,B通路上的承载业务、用户综合(终端)业务以及
补充
业务均不受限制,同时也支持D通路和B通路中的分组数据业务。 



  2.V5接口基本功能协议结构 



  V5接口功能特性如图1所示。它表示了通过V5接口需要传递的信息以及所实现的功能。图
2显示了V5接口的协议结构。 



(1)V5接口的物理层 



  V5接口链路的电气和物理特性均符合G.703建议的规定,即采用HDB3码。接口实现
可以采用同轴75Ω接口方式和平衡120Ω接口方式。允许在L
E和AN之间介入附加的透明数字链路来增加接口的应用范围。接口输入抖动应符合建议G.82
3对低Q时钟恢复的要求,输出抖动则应符合G.823对高Q时
V5接口可以提供比特传输、字节识别和帧同步必要的定时信息。这种定时信息用于LE和AN之
间的同步。另外,V5接口还具有循环冗余检验(CRC)功能,在CRC复帧中将E比特用作C
RC差错报告,并符合ITU-T建议G.704
和G.706中规定的规程。每个2048kbit/s链路由32个时隙组成,其中时隙TS0
用作帧定位和CRC-4规程,时隙TS15、TS16和TS3
1可以用作通信通路(C通路),运载PSTN信令信息、控制协议信息、链路控制协议信息、B
CC协议信息、保护协议信息以及ISDN
D通路信息,并通过指配来分配。其余时隙,可用作承载通路,即用来为ISDN用户端口分配的
B通路或为PSTN用户端口的PCM
64kbit/s通路提供双向的传输能力。 



(2)V5接口的第二层 



  V5接口的第二层仅对C通路而言(见图2),使用的规程称为LAPV5,其目的是为了允
许灵活地将不同的信息流复用到C通路上去。LAPV5基于IS
DN的LAPD规程,分为两个子层,即封装功能子层(LAPV5-EF)和数据链路子层(L
APV5-DL)。此外,AN的第二层功能中还应包括帧中继子层(AN-FR)),它用于支
持ISDN
D通路信息。 



(3)V5接口的第三层协议 



  V5接口内,支持不同的、面向消息的第三层协议有:PSTN协议、控制协议(公共控制和
用户端口控制)、链路控制协议、BCC协议和保护协议,后三个协议仅用于V5.2接口。下面
将分别说明这几种协议的功能。



  ①PSTN协议 



  PSTN协议基本上是一个激励协议,它不控制AN中的呼叫规程,而是通过V5接口在AN
用户端口和LE中的国内协议实体之间传送有关模拟线路状态的信息。然而,PSTN协议有一个
相对小的功能部分,它与V5接口中路径的建立与释放、V5接口上的呼叫冲突解决有关,同时也
与LE在过载条件下对新呼叫的处理有关。由于各国在LE中的国内协议实体功能上的差异,因此
每个国家在制定本国V5接口规范时,都将提供适用于本国的PSTN信令信息单元全集以及适用
于本国的国内PSTN协议映射规范技术要求。



  ②控制协议 



  控制协议的主要作用是:用于PSTN和ISDN用户端口阻塞/解除阻塞,
实现维护目的;用于系统启动和重新启动处理的变量及接口ID核实、重新启动及重新启动的确认
程序。 



  ③链路控制协议 



  链路控制协议的主要作用是:用于维护目的接口链路的阻塞和协调解除阻塞;
通过链路身份标识来核实一特定链路的一致性。 



       ④BCC协议 



  BCC协议用来把一特定2048Kbit/s链路上的承载通路基于呼叫分配给用户端口。BC
C协议也提供审计功能,用来检查AN内V5.2承载通路的分配和连接。另外,BCC协议还可
提供AN内部故障报告功能,用来通知LE有关AN
内部影响承载通路连接的故障。 



  ⑤保护协议 



  保护协议只应用在V5.2接口存在多个2048Kbit/s链路的情况下。它的主要作用是:
在一个2048Kbit/s链路发生故障时或应系统操作者(OS)的请求,实现C通路的切换。
 



   V5接口的优点及选用原则 



     1.V5接口的优点 



  V5接口的优点主要表现在以下几个方面: 



(1)V5接口是个开放的接口
  网络运营者可以选择最好的系统设备组合,可以选择多个交换设备供应商,可以自由选择接入
设备供应商,同时可使各设备厂家在硬件、软件及功能各方面展开竞争,通过竞争,网络运营者可
以得到最佳的网络功能。 



(2)支持不同的接入方式 



  通过开放接口,本地交换机可以接纳各种接入网设备,从而使网络向有线/无线结合的方向发
展。 



(3)提供综合业务 



  例如提供语声、数据、租用线等多种业务。 



(4)降低成本 



  通过AN的大批量生产,可以降低产品每线的成本;将PCM链路延伸到用户附近,从而可以
降低用户线的成本;同时,还可以减少维护操作(O&M)费用。 



(5)增加安全、可靠性 



  可以加快业务提供和增加网络的安全性和可靠性,提高服务质量(QOS)。 



  2.V5接口选用原则 



  如上所述,V5.1接口具有复用功能的特性,V5.2接口具有集线功能的特性。V5接口
的选用原则主要取决于电信运营部门提供给用户的业务类型,以及享用各业务的比例。在选用V5
接口类型时,从技术方面出发,还应考虑以下一些原则: 



(1)对于全部是模拟电话业务(POTS)的情形不必采用V5接口,可以使用现有的远端模
块;但当引入ISDN业务时,需要增加复用器把POTS/I
SDN业务分开,或者设置ISDN模块来提供ISDN业务,这些都将增加投资,从长远考虑,
应该使用V5接口。 



(2)对于数据租用线业务比例较高的用户地区,由于V5.1接口具有复用功能的技术特点,采
用V5.1接口较为合理。



(3)V5.1/V5.2选用原则也应考虑网络的拓扑结构。对于用户业务密度比较高的区域,
倾向于采用V5.2接口,发挥其集线功能;对于用户业务密度低的区域,则倾向于采用V5.1
接口。 



(4)V5.1/V5.2接口选用原则也应考虑接入网设备的技术因素。

于HFC接入设备和无线本地环路(WLL))设备,倾向于采用V5.2接口。
与V5接口相关的网管功能与V5接口相关的网管功能涉及AN和LE两侧。为了
协调操作,AN和LE必须具有相同的用户端口配置信息、承载通路及通信通路信息、2048k
bit/s链路数目及身份标识。除此之外,由于AN和LE职责的分离,AN和LE还应具有其
它不同的网管功能。 



  1.对LE侧的网管功能要求 



  LE侧的网管还应包括以下一些功能要求: 



(1)管理业务的指配
  可以插入、删除、修改或读出经过V5接口的单个或多个用户接入,对于不同类型的V5接
口,业务指配的内容也不同。 



(2)业务设施和补充业务的管理
  记录用户申请的业务要求,并作为与一用户数据相关的用户数据。 



(3)用户线路的管理
  管理用户线路的特性,例如线路状态、话务量方向等。 



(4)配置或重新配置V5接口
  插入、删除、修改或读出一V5接口信息。对于不同类型的V5接口,配置或重新配置V5接
口要求的内容也不同。例如,插入一个V5接口信息时,对于V5
.1接口,应提供以下相关的数据:V5接口身份标识;该接口上用于通信通路和承载通路的时
隙;协议版本及当前指配的变量。对于V5.2接口,应提供以下相关的数据;V5接口身份标
识;相关联接口的2048kbit/s链路数目;该接口上用于通信通路的时隙;协议版本及当
前指配的变量。另外,对于V5.2接
口,还需增加以下功能要求:添加或移去部分2048kbit/s链路的控制管理功能;V5.
1接口升级为V5.2接口的控制管理功能。



(5)检测、定位、报告和改正AN用户端口和V5接口故障。



(6)监视和报告用户端口和V5接口的性能。



  2.对AN侧的网管功能要求 



  AN侧的网管还应包括以下一些功能要求: 



(1)负责与V5接口及用户端口都相关的配置要求 



  ①负责用户端口与V5接口的关联; 



  ②负责指配的所有数据; 



  ③负责AN与LE配置的兼容性;



  ④在V5.1接口情况下,负责承载通路的配置。 



(2)负责与V5接口相关的配置要求 



  ①规定V5接口身份标识和链路身份标识; 



  ②规定当前指配的变量; 



  ③完成该接口上通信通路的配置,并作为指配数据的一部分; 



  ④负责V5接口与LE之间的关联;



  ⑤设置用于差错检测的持续检查规程的参数,如定时器值等; 



  ⑥支持PSTN协议参数的指配,负责处理诸如模拟信号识别时间、时长、计
费脉冲的电压和频率、铃流或一个信令序列的特定细节(国内协议实体的AN部分)等与协议相关
的接入特定参数。 



(3)负责与用户端口相关的配置要求 



  ①负责规定用户端口处于非工作状态的一些参数门限;



  ②规定某些用户端口是否可以用于紧急或非紧急维护的阻塞; 



  ③分配用户端口地址; 



  ④分配用户端口类型; 



  ⑤对于ISDN接入,规定NT1是否综合在AN内;



  ⑥支持端口一些特定参数的指配等。 



(4)激活/解除激活线路测试和测量。 



(5)检测、定位、报告和改正用户端口和AN接口故障。 



(6)监视和报告用户端口及AN接口的性能。 



   国内外V5接口研究和使用情况 



     1.国内外V5接口规范研究情况 



  美国Bellcore在80年代后期提出了V5接口的概念,并于90年代初制订出北美企
业技术标准,称为TR303。它类似V5.2接口规范,最多可
以提供28个T1(1544kbit/s)链路,而且LE可以通过接口中的一个专用的嵌入操
作通路(EOC)来管理接入网设备。ETSI于1993年颁布
了V5.1和V5.2的技术标准,目前还在不断地完善和补充。与V5接口相关的标准涉及V
5.1和V5.2接口的测试规范、具有V5接口的AN/LE设备的配置管理、故障管理和性能
管理等方面。1994年ITU-T通过了G.96
4建议和G.965建议后,有关V5接口的标准也在不断地补充,与V5接口相关的标准涉及具
有V5接口的设备的配置管理、故障管理和性能管理等方面。到目前为止,V5接口的国际标准已
基本成熟,并可以提供商业开发应用。我国自1994年就已开始跟踪研究V5接口技术规范,目
前正在制定V5.1和V5.2接口技术规范,当在1996年第3季度内完成。我国的V5接口
技术规范是在ITU-T的V5接口技术规范基础上制订的,同时根据我国电信网络的现状,进一
步明确了部分可选参数,指明了适用于我国的PSTN协议消息和协议信息单元,并
提供适合我国网情的V5接口国内PSTN协议映射规范技术要求,从而可以保证不同设备提供者
提供的接入网设备和交换机设备在使用V5接口时的兼容性和互操作性。 



  2.V5接口的开发和使用 



  在V5接口问世之初,一些交换机厂家持不积极或观望态度。随着电信运营部门对采用V5接
口呼声的增高,以及各种可应用于接入网的传输技术的成熟,目前国外一些主要交换机厂家如西门
子、LUCENT、北电、爱立信、富士通、NEC和阿
尔卡特等在开发接入网设备的同时,也在开发V5接口,可望在1996年年内提
供V5.2接口,并陆续提供商用。国内一些主要交换机厂家如华为、大唐、中兴和巨龙集团等都
在积极开发V5接口,进展迅速,可望在1996年年内提供V5接口。德国是V5接口的主要倡
导者,在1994年就已开展V5接口技术的试验工作,目前已开始商业性使用。在德国,使用V
5接口的交换机主要有西门子的E
WSD和阿尔卡特的E-10,接入网设备厂家有Lucent、爱立信等,使用德国的V5接口
技术规范进行互连,网管独立,合同订数已超过100万线,主要应用在原东德地区。澳大利亚、
新加坡等国亦已开始用V5接口向用户提供业务。
此外,还有许多国家,如芬兰、俄罗斯、英国、瑞典、西班牙和南非等,都看到接入网对发展电信
业务的推动作用,同时也意识到还缺少接入网的运行经验,已在或正在准备进行接入网技术的试验
工作。目前我国V5接口方面的工作基本与其它国家同步,处于研究试验阶段。接入网试验在中国
电信的统一指导下,正在有条不紊
地开展之中,其中V5接口是试验网的一个重点。参加试验的地区有北京、天津、上海、江苏、广
东等十几个省市,参加试验的交换机和接入网产品由国内外多家厂商提供。接入方式包括有线和无
线接入。通过试验,可以有利于我国V5测试规范的制订和其它相关标准的制订,也可以探索总结
我国发展接入网的经验。

   

V5接口是一个适应范围很广、标准化程度相当高的新型数字接口。ANV5
接口的开发,将对今后本地交换机(LE)和数字用户传输系统朝标准化方向发展起着重要的作
用。随着V5接口技术规范的完善和产品的不断成熟,V5的应用将对接入网规范化带来深远的影
响。


   
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