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1、帧中继、电路仿真和相关业务的工作原理及在ZXB10中的应用教 材1 帧中继部分1.1 帧中继技术由来帧中继是一种高速分组交换技术，它是从X.25技术中发展起来的，由于X.25技术是建立在物理链路有较高的误码的基础上(误码率约)，所以它将链路协议设计得比较复杂,并且为保证端到端的传输质量，还提供了网络层控制。随着微电子技术及传输介质制造水平的大幅提高，线路误码率也大幅降低(误码率约)，同时用户对速度的需求也日益迫切。正是在这种背景下，帧中继技术面世了，它主要是进行了协议体系结构的简化，舍去了X.25的分组层，通过帧的具体地址能力在数据链路层加进了统计复用功能，并删除了链路层的错误纠正和重传能力。
2、由于省去帧编号、流控、应答和监视等功能，大大节省了交换机的开销，达到了缩短时延、提高吞吐量的目的，所以帧中继融合了线路交换时延短的特点。帧的错误检测功能仍被保留，只不过简单地抛弃错误的帧，数据的重传纠错和流控等功能由端点设备完成。1.2 帧中继协议帧中继采用可变长帧方式传送，帧格式如下：8比特16比特32比特N8比特16比特8比特标志地址段用户信息FCS标志其中地址段采用如下格式，分16比特长、24比特长和32比特长。DLCI(高序)C/READLCI(低序)FECNBECNDEEADLCI(高序)C/READLCIFECNBECNDEEADLCI(低序)D/CEADLCI(高序)C/READ
3、LCIFECNBECNDEEADLCIEADLCI(低序)D/CEA标志段：用来指示帧的开始或结束，采用一特定的标志序列来表示，01111110，当该标志位于地址字段前，称为开启标志，位于FCS后面，称为结束标志，如果帧是类型发送的，也可用一个标志，既作上一帧的结束标志，又作下一帧的开启标志。另外，标志序列还可用作帧间通道填充。DLCI：数据链路连接标识符，用来标识一条虚连接，对于10比特的DLCI来讲，它可提供1024个虚链路号，16911可用来标识用户的虚连接，其他值有特定用途，如DLCI0用来承载呼叫控制信令。C/R：用来指示本帧属命令帧还是响应帧，在帧中继中不使用，由端用户解释。EA：
4、用于地址扩展，当该比特为1时，表示地址段至此结束，为0表示后续内容仍为地址段。DE：用于指定数据帧的优先级，当该比特为1时，表示该帧较该位未置1的帧优先级低，在网络遭遇拥挤时可优先丢弃。FECN：用来指示前进方向的拥塞情况，如果该位被置1，表示该帧行进的通道是一拥塞的通道。BECN：用来指示前进的反方向的拥塞情况，如果该位被置1，表示该帧行进的通道反方向是一拥塞的通道。FCS：是地址段加用户信息的16比特CRC序列，用来检测信息的完整性。用户信息：长度可变，但是8比特的倍数，最大支持1600字节，用来承载用户需传递的数据。D/C：用来指示最后6个比特的DLCI是否用作DLCI用，当该位为0，表
5、示作DLCI用，否则作核心控制功能用。1.3 帧中继业务的服务质量帧中继业务采用以下三个参数来描述服务质量：承诺的信息速率CIR，承诺的突发大小Bc，过量的突发大小Be，Bc和Be均以比特为单位，它们是建立在一个平均周期Tc基础上，Tc与运载设备相关。它们的关系如下：Tc = Bc / CIR1.4 帧中继链路管理协议帧中继链路管理采用周期性发送状态轮询报文方式来实现，目前存在多种链路管理协议标准，最常用的有两类，一是国际电联的标准Q.933A，另一种是美国标准ANSI T617D，两种标准，两个标准不兼容，如需成功对接，应保证标准一致。这两个标准均定义了两套协议过程，一套用于用户侧，另一套用
6、于网络侧，用户侧周期发送状态轮询请求，网络侧否则对用户请求作响应。当然，这两套协议也可以同时运行，此时相当于网间接口，即两端均为网络设备。1.5 帧中继与ATM网络互通由于帧中继自身协议的限制，帧中继的传输速率跨越45M以上，存在很大问题，而ATM技术则很轻易运行在155M以上，更高的速率对ATM而言也不构成挑战。为保存现有帧中继网络的投资，并实现帧中继网络的平滑提速，就需要在帧中继网络上采用ATM技术，因此也就自然而然提出了网络互通的要求。为解决帧中继数据在ATM网络的透明传输，国际电联发布了I.555建议，帧中继论坛发布了FRF.5建议，两个标准基本上是一致的，即在ATM网络上应采用帧中继
7、业务接入的互通功能单元，它逻辑上可分为两部分，一部分运行帧中继协议，另一部分运行ATM协议，典型组网及协议栈如下：网络互通方式除支持DE与CLP间、FECN、BECN与CNG间的映射外，还支持多条DLCI链路复用到同一条ATM链路的功能。1.6 帧中继与ATM业务互通随着ATM技术的成熟发展，帧中继网络与ATM网络进行业务级信息交互的需求也被提到日程上来，毕竟两者属不同类型的网络，特性也存在明显的差异，为保证信息的有效交互，就必须遵守一定的规范，基于此，国际电联发布了I.555建议，帧中继论坛发布了FRF.8建议。两个标准基本上是一致的，即在ATM网络上应采用帧中继业务接入的互通功能单元，它逻
8、辑上可分为两部分，一部分运行帧中继协议，另一部分运行ATM协议，与网络互通所不同的是，ATM协议只上不再包含帧中继信息，典型组网及协议栈如下：由于是业务级互通，所以除了实现DE与CLP间、FECN、BECN与CNG间的映射外，还需提供协议层的转换处理，很自然，因为在ATM虚链路上不再包含帧中继虚链路信息，所以只能实现链路的一一对应。1.7 承载方式考虑到互联网的快速成长，城域网的飞速发展，基于IP的业务成长势不可挡，将我们的ATM设备转用成多功能路由器也就顺理成章了，因此，我们在帧中继业务接入的基础上进一步实现了多协议的封装及解析，从而，可将帧中继业务接入端口变成路由器的帧中继端口。1.8 帧
9、中继与ATM的流量换算AR：帧中继端口访问速率T：帧中继度量周期，T = Bc / CIREIR：过量的平均速率，EIR = Be / TN：帧中继用户信息字节数Y：承载一帧用户信息所需的信元个数， Y = (N + 8) / 48M：帧的总字节数， M = N + 5PCR0+1：ATM的峰值信元速率SCR0+1：ATM的平均信元速率MBS0+1：连续信元的最大个数。根据帧中继流量计算ATM流量的公式如下：根据ATM流量计算帧中继流量的公式如下：Be = 02 电路仿真部分2.1 电路仿真业务的由来由于ATM技术采用的是分组交换的方式来实现数据转发，它与基于电路交换的技术有本质的不同，然而，
10、基于电路交换的技术发展已久，技术相当成熟，且网络覆盖面大，因此作为三网合一的ATM网络技术就必然要解决这种电路接续业务。因为ATM网络是一种高速网络，理论上，在它的基础上虚构电路业务是没有问题的，需要的仅是提供定时特性。ATM论坛安照这种要求给出了多种电路接口的电路仿真规范，国际电联也定义了支持这类业务的适配层标准AAL1。2.2 电路仿真业务的典型组网ATM论坛描述了多种类型的恒定位速率CBR接口的服务，如E1/T1接口的非信道化业务，N64K业务，E3/T3的非信道化业务。典型组网如下：电路仿真规范中给出了三种时钟方法，同步时钟，SRTS及自适应时钟，在信元适配时也同时考虑了时延及抖动问题
11、，另外还针对不同的数据特性，给出了不同纠错编码方法。目前电路业务主要可分为四大类，电路传输、视频信号传输、语音传输、高质量音频传输等。电路仿真的基本原理就是将ATM的一条虚电路虚构成带电路交换特性的电路，不实现任何协议处理，即不分析数据内容。3 透传及HDLC3.1 透传的工作原理及应用由于具备HDLC的处理能力的芯片均具有透明工作模式，即类似电路交换特性的数据处理方式，这种方式可将我们的接口描述成一条电路，它具备定时收发数据的特性，如果不知道对接设备采用何种协议工作，或者对方不希望知道，可采用此方式与其对接，与电路仿真业务所不同的是，透传仅在接口侧实现了定时关系，但在ATM侧没有采用定时方式，还是采用AAL5方式。3.2 HDLC的工作原理及应用如果已知对接设备采用的是HDLC协议，但其上层协议未知，可采用HDLC方式与其对接，同透传所不同的是，此方式对时钟要求比透传松，同时，如果没有有效数据，在网络上也不会有数据流量。适配方式也采用AAL5方式。
