什么是ISDN？——超越传统电话线
ISDN，全称是Integrated Services Digital Network，即综合业务数字网。顾名思义，它是一个能够同时传输语音、数据、视频等多种业务的数字网络。你可以将其理解为一种对传统模拟电话网络的升级，旨在提供更高质量、更高速度且更灵活的通信服务。
在ISDN出现之前，传统的电话线主要用于传输模拟语音信号。如果想要传输数据（比如拨号上网），需要使用调制解调器（Modem）将数字信号转换为模拟信号，传输到对方后再由调制解调器转换回来，这个过程速度慢且效率低下。ISDN的核心突破在于它从电话交换局到用户终端全程采用数字信号传输，消除了模拟-数字转换的损耗和限制。
为何出现：模拟通信的局限性
ISDN的出现是为了解决传统模拟电话网络的几个主要问题：
- 速度慢：模拟调制解调器的最高理论速度受限于电话线的模拟特性，难以满足日益增长的数据传输需求。
- 业务单一：同一时间只能进行一项业务，比如上网时不能打电话，打电话时不能上网。
- 通话质量一般：模拟信号在传输过程中容易受到干扰和衰减，影响语音质量。
ISDN通过全程数字化，显著提升了速度、可靠性，并实现了多种业务的同步传输。
ISDN是如何工作的？——数字化的秘密
ISDN的工作原理建立在数字信道划分和信号传输的基础上。它将传输带宽划分为不同的信道，用于承载不同类型的业务。
核心机制：B信道与D信道
ISDN线路主要包含两种类型的信道：
- B信道 (Bearer Channel)：承载信道。这是主要用于传输用户数据、语音、视频等业务信息的信道。每个B信道的标准速率是64kbps（每秒千比特）。这是ISDN进行实际通信的“货车道”。
- D信道 (Delta Channel 或 Data Channel)：控制信道。这个信道速率较低，主要用于传输控制信令（如呼叫建立、拆除、线路管理、用户设备注册等信息）。它不直接用于传输用户业务数据，而是用于管理和控制B信道的使用。BRI线路的D信道速率通常是16kbps，而PRI线路的D信道速率通常是64kbps。这是ISDN的“指挥信道”或“信令信道”。
网络结构：用户端与交换局
ISDN的连接涉及用户端设备和电话交换局。
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用户端设备 (Customer Premises Equipment – CPE)：
- 终端设备 (Terminal Equipment – TE)：指连接到ISDN网络的终端设备，如ISDN电话、ISDN数据终端、带有ISDN接口的计算机等。这些是直接使用ISDN服务的设备。
- 终端适配器 (Terminal Adapter – TA)：如果你的设备（如普通电脑、普通电话）没有直接的ISDN接口，你需要一个TA来连接它们与ISDN线路。TA的功能类似于传统调制解调器，但它将设备的数据/语音适配到ISDN的数字接口和协议上，而不是进行数字-模拟转换。TA可以是独立设备，也可以内置于某些终端中。
- 网络终端 (Network Termination – NT)：这是ISDN线路接入用户端的设备。在用户侧，ISDN线路首先接到NT1（Network Termination Type 1）。NT1负责物理层和数据链路层的一些功能，如线路同步、维护、故障隔离等。它是用户设备连接到公用ISDN网络的接口点。有时还会有NT2（Network Termination Type 2），用于更复杂的内部网络，但对于普通用户通常只有NT1。
- 电话交换局 (Central Office – CO)：提供ISDN服务的电话局端设备。用户通过数字化的本地环路（Local Loop）连接到交换局，交换局处理信令并通过数字干线与其他交换局或网络连接。
整个工作流程大致是：用户设备通过TA连接到NT1，NT1连接到电话交换局的ISDN线路上。当用户拨打电话或发起数据连接时，通过D信道发送控制信令给交换局。交换局处理信令，建立B信道连接，然后用户就可以通过已建立的B信道传输语音或数据了。
ISDN有哪些类型？——不同的接入能力
ISDN定义了两种主要的接入接口类型，以满足不同用户的需求：
基本速率接口 (BRI)
BRI (Basic Rate Interface)是最常见的ISDN用户接口，主要面向普通家庭和小型办公室用户。
- 构成：通常由两个B信道和一个D信道组成，表示为2B+D。
- 速率：总用户可用速率为 2 * 64kbps (B信道) + 16kbps (D信道) = 144kbps。但16kbps的D信道主要用于信令，用户实际可用于数据或语音的带宽是两个B信道，即最高128kbps。
- 用途：可以同时进行两路64kbps的通信，例如：
- 一个电话通话和一个64kbps的数据连接。
- 两个独立的电话通话。
- 两个独立的64kbps数据连接。
- 通过信道捆绑(Channel Bonding)技术将两个B信道合并，提供一个128kbps的数据连接，用于更快的上网或视频会议。
基群速率接口 (PRI)
PRI (Primary Rate Interface)是面向中大型企业用户的ISDN接口，提供更高的带宽和更多的信道。
- 构成：在不同地区有不同的标准：
- 北美和日本 (T1标准)：通常由23个B信道和一个D信道组成，表示为23B+D。总速率为 23 * 64kbps + 64kbps = 1.544Mbps（即T1速率）。D信道速率为64kbps。
- 欧洲和其他大部分地区 (E1标准)：通常由30个B信道和一个D信道组成，表示为30B+D。总速率为 30 * 64kbps + 64kbps = 2.048Mbps（即E1速率）。D信道速率为64kbps。
- 用途：通常用于连接企业的PBX（程控交换机）到公共电话网络，提供大量的并发通话线路或高速数据连接，常用于大型呼叫中心、企业总部与分支机构互联等。
如何提高速度？：信道捆绑
对于BRI用户，如果需要比64kbps更高的数据速率，可以通过配置终端适配器或路由器，将两个B信道捆绑在一起，形成一个逻辑上的128kbps信道。这是ISDN BRI相比单条模拟线拨号上网的主要速度优势之一。
ISDN在哪里使用？——特定的应用场景
尽管现在宽带网络已普及，但在特定时期和特定需求下，ISDN曾是重要的通信手段。它的应用场景包括：
- 高速拨号上网：在ADSL等宽带技术普及之前，128kbps的ISDN上网速度远超传统的56kbps模拟调制解调器，成为当时对网速有一定要求的用户的首选。并且，ISDN的连接建立速度通常比模拟拨号快得多。
- 视频会议与远程办公：由于ISDN提供稳定的、可预期的数字带宽（如128kbps或更高的PRI速率），它非常适合进行视频会议。带宽稳定是保证视频流畅性的关键。许多早期的视频会议终端都是直接连接ISDN线路的。远程办公者也常常使用ISDN进行高速的数据传输。
- 专用数据连接与远程访问：企业会使用ISDN建立分支机构与总部的连接，或者作为重要的备份线路。其按需连接和数字化的特性使其在需要特定带宽或备份通信的场合非常有用。
- 数字语音通信：ISDN提供的数字语音质量通常优于模拟线路，且D信道用于信令，使得B信道在通话期间是专用的，不受拨号过程的影响。
在一些传统行业或特定设备中，至今仍可能使用ISDN接口进行数据传输或远程维护。
如何连接和使用ISDN设备？——用户端的接口
连接和使用ISDN需要专门的设备。
- 安装线路：首先需要向电信运营商申请并开通ISDN线路服务。运营商会负责将数字ISDN线路接到用户侧的NT1设备上。
- 连接设备：用户需要将ISDN终端设备（如ISDN电话、ISDN路由器）或通过终端适配器(TA)连接的普通设备（如电脑、普通电话）连接到NT1。NT1通常有标准的ISDN接口，如S/T接口或U接口（不同的NT1型号可能有所不同）。
- 配置：ISDN设备需要进行配置，包括线路标识符（SPID，用于识别用户在ISDN交换机上的身份）、电话号码、终端类型等设置，以便与交换局正确通信。终端适配器也需要配置拨号规则、绑定B信道的方式（如单B信道64kbps或双B信道128kbps捆绑）等。
- 使用：配置完成后，就可以像使用普通电话一样拨号（ISDN电话），或者通过ISDN路由器/终端适配器进行数据连接。连接建立后，B信道开始传输数据或语音。
ISDN线路的“多少”问题？——成本与通道数
ISDN的“多少”可以指其包含的通道数和过去的成本。
- 通道数量：如前所述，BRI通常提供2个B信道和1个D信道（2B+D），总计3个逻辑通道。PRI则提供更多B信道和1个D信道（如23B+D或30B+D）。这是ISDN最显著的“数量”特征。更多的B信道意味着更高的潜在带宽或更多的并发连接能力。
- 过去的成本考量：在模拟拨号时代，ISDN服务通常比普通模拟电话月租费要高。除了月租，可能还会根据连接时长或传输数据量收取通信费用。虽然比租用更高速的数字专线（如DDN）便宜，但ISDN通常比模拟拨号的总体费用要高，尤其是频繁使用的情况下。其成本结构反映了它介于普通模拟通信和高速数字专线之间的定位。
总结来说，ISDN是一种里程碑式的通信技术，它首次将数字传输带入普通用户的接入环路，实现了语音和数据等业务的集成。虽然如今已被更高速的宽带技术（如ADSL、光纤）广泛取代，但了解ISDN有助于理解通信网络如何从模拟走向数字，以及其在特定历史时期和应用场景中的重要作用。
