幀中繼和電路仿真培訓(xùn)教材

1、幀中繼、電路仿真和相關(guān)業(yè)務(wù)的工作原理及在ZXB10中的應(yīng)用教 材1幀中繼部分1.1幀中繼技術(shù)由來(lái)幀中繼是一種高速分組交換技術(shù)，它是從X.25技術(shù)中發(fā)展起來(lái)的，由于X.25技術(shù)是建立在物理鏈路有較高的誤碼的基礎(chǔ)上 （誤碼率約10 6），所以它將鏈路協(xié)議設(shè)計(jì)得比較復(fù)雜 并且為保證端到端的傳輸質(zhì)量， 還提供了網(wǎng)絡(luò)層控制。 隨著微電子技術(shù)及傳輸介質(zhì)制造水平 的大幅提高，線路誤碼率也大幅降低 （誤碼率約10 12），同時(shí)用戶對(duì)速度的需求也日益迫切。正是在這種背景下，幀中繼技術(shù)面世了，它主要是進(jìn)行了協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，舍去了X.25的分組層，通過(guò)幀的具體地址能力在數(shù)據(jù)鏈路層加進(jìn)了統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，并刪除了鏈路

2、 層的錯(cuò)誤糾正和重傳能力。由于省去幀編號(hào)、流控、應(yīng)答和監(jiān)視等功能，大大節(jié)省了交換機(jī)的開(kāi)銷，達(dá)到了縮短時(shí)延、提高吞吐量的目的，所以幀中繼融合了線路交換時(shí)延短的特點(diǎn)。幀的錯(cuò)誤檢測(cè)功能仍被保留，只不過(guò)簡(jiǎn)單地拋棄錯(cuò)誤的幀，數(shù)據(jù)的重傳糾錯(cuò)和流控等功能由 端點(diǎn)設(shè)備完成。1.2幀中繼協(xié)議幀中繼采用可變長(zhǎng)幀方式傳送，幀格式如下:8比特16比特一32比特N X 8比特16比特8比特標(biāo)志地址段用戶信息FCS標(biāo)志其中地址段采用如下格式，分16比特長(zhǎng)、24比特長(zhǎng)和32比特長(zhǎng)。DLCI（高序）C/READLCI（低序）FECNBECNDEEADLCI（高序）C/READLCIFECNBECNDEEADLCI（低序）D/

3、CEADLCI（高序）C/READLCIFECNBECNDEEADLCIEADLCI（低序）D/CEA標(biāo)志段：用來(lái)指示幀的開(kāi)始或結(jié)束，采用一特定的標(biāo)志序列來(lái)表示，01111110,當(dāng)該標(biāo)志位于地址字段前，稱為開(kāi)啟標(biāo)志，位于FCS后面，稱為結(jié)束標(biāo)志，如果幀是類型發(fā)送的，也可用一個(gè)標(biāo)志，既作上一幀的結(jié)束標(biāo)志，又作下一幀的開(kāi)啟標(biāo)志。另外，標(biāo)志序列還可用作幀間通道填充。DLCI :數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符，用來(lái)標(biāo)識(shí)一條虛連接，對(duì)于10比特的DLCI來(lái)講，它可提供 1024 個(gè)虛鏈路號(hào)， 16 911 可用來(lái)標(biāo)識(shí)用戶的虛連接，其他值有特定用途，如DLCI=0用來(lái)承載呼叫控制信令。C/R:用來(lái)指示本幀屬命令幀還

4、是響應(yīng)幀，在幀中繼中不使用，由端用戶解釋。EA :用于地址擴(kuò)展，當(dāng)該比特為1時(shí)，表示地址段至此結(jié)束，為 0表示后續(xù)內(nèi)容仍為地址段。DE :用于指定數(shù)據(jù)幀的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)該比特為1時(shí)，表示該幀較該位未置 1的幀優(yōu)先級(jí)低，在網(wǎng)絡(luò)遭遇擁擠時(shí)可優(yōu)先丟棄。FECN :用來(lái)指示前進(jìn)方向的擁塞情況，如果該位被置1，表示該幀行進(jìn)的通道是一擁塞的通道。BECN :用來(lái)指示前進(jìn)的反方向的擁塞情況，如果該位被置 1，表示該幀行進(jìn)的通道反 方向是一擁塞的通道。FCS：是地址段加用戶信息的 16比特CRC序列，用來(lái)檢測(cè)信息的完整性。 用戶信息:長(zhǎng)度可變，但是 8 比特的倍數(shù)，最大支持 1600 字節(jié)，用來(lái)承載用戶需傳遞 的

5、數(shù)據(jù)。D/C:用來(lái)指示最后 6個(gè)比特的DLCI是否用作DLCI用，當(dāng)該位為 0,表示作DLCI 用，否則作核心控制功能用。1.3 幀中繼業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量幀中繼業(yè)務(wù)采用以下三個(gè)參數(shù)來(lái)描述服務(wù)質(zhì)量： 承諾的信息速率 CIR，承諾的突發(fā)大小 Be,過(guò)量的突發(fā)大小 Be, Be和Be均以比特為單位，它們是建立在一個(gè)平均周期 Tc基礎(chǔ)上， Tc 與運(yùn)載設(shè)備相關(guān)。它們的關(guān)系如下:Te = Be / CIR1.4 幀中繼鏈路管理協(xié)議幀中繼鏈路管理采用周期性發(fā)送狀態(tài)輪詢報(bào)文方式來(lái)實(shí)現(xiàn), 目前存在多種鏈路管理協(xié)議 標(biāo)準(zhǔn)，最常用的有兩類，一是國(guó)際電聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)Q.933A，另一種是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn) ANSI T617D，兩種標(biāo)

6、準(zhǔn), 兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不兼容,如需成功對(duì)接, 應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)一致。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均定義了兩套協(xié) 議過(guò)程,一套用于用戶側(cè),另一套用于網(wǎng)絡(luò)側(cè),用戶側(cè)周期發(fā)送狀態(tài)輪詢請(qǐng)求,網(wǎng)絡(luò)側(cè)否則 對(duì)用戶請(qǐng)求作響應(yīng)。 當(dāng)然,這兩套協(xié)議也可以同時(shí)運(yùn)行, 此時(shí)相當(dāng)于網(wǎng)間接口,即兩端均為 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。1.5幀中繼與ATM網(wǎng)絡(luò)互通由于幀中繼自身協(xié)議的限制, 幀中繼的傳輸速率跨越 45M 以上,存在很大問(wèn)題, 而 ATM 技術(shù)則很輕易運(yùn)行在 155M 以上,更高的速率對(duì) ATM 而言也不構(gòu)成挑戰(zhàn)。為保存現(xiàn)有幀中 繼網(wǎng)絡(luò)的投資,并實(shí)現(xiàn)幀中繼網(wǎng)絡(luò)的平滑提速,就需要在幀中繼網(wǎng)絡(luò)上采用ATM 技術(shù),因此也就自然而然提出了網(wǎng)絡(luò)互通的要求。為解決幀中繼

7、數(shù)據(jù)在 ATM 網(wǎng)絡(luò)的透明傳輸,國(guó)際電聯(lián)發(fā)布了 I.555 建議,幀中繼論壇 發(fā)布了 FRF.5建議，兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基本上是一致的，即在ATM網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)采用幀中繼業(yè)務(wù)接入的互通功能單元, 它邏輯上可分為兩部分, 一部分運(yùn)行幀中繼協(xié)議, 另一部分運(yùn)行 ATM 協(xié)議, 典型組網(wǎng)及協(xié)議棧如下:圖1網(wǎng) 絡(luò)互通一幀中繼設(shè)備到幀中繼設(shè) 備網(wǎng)絡(luò)互通方式除支持 DE與CLP間、FECN、BECN與CNG間的映射外，還支持多條 DLCI鏈路復(fù)用到同一條 ATM鏈路的功能。1.6幀中繼與ATM業(yè)務(wù)互通隨著ATM技術(shù)的成熟發(fā)展，幀中繼網(wǎng)絡(luò)與ATM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)級(jí)信息交互的需求也被提到日程上來(lái)，畢竟兩者屬不同類型的網(wǎng)絡(luò)，特性也

8、存在明顯的差異， 為保證信息的有效交互，就必須遵守一定的規(guī)范，基于此，國(guó)際電聯(lián)發(fā)布了 I.555建議，幀中繼論壇發(fā)布了 FRF.8建議。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)基本上是一致的，即在ATM網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)采用幀中繼業(yè)務(wù)接入的互通功能單元，它邏輯上可分為兩部分，一部分運(yùn)行幀中繼協(xié)議，另一部分運(yùn)行ATM協(xié)議，與網(wǎng)絡(luò)互通所不同的是，ATM協(xié)議只上不再包含幀中繼信息，典型組網(wǎng)及協(xié)議棧如下：由于是業(yè)務(wù)級(jí)互通，所以除了實(shí)現(xiàn)DE與CLP間、FECN、BECN與CNG間的映射外，還需提供協(xié)議層的轉(zhuǎn)換處理，很自然，因?yàn)樵贏TM虛鏈路上不再包含幀中繼虛鏈路信息，所以只能實(shí)現(xiàn)鏈路的 對(duì)應(yīng)。圖2業(yè) 務(wù)互通幀中繼設(shè)備與ATM設(shè)備1.7承載方式考

9、慮到互聯(lián)網(wǎng)的快速成長(zhǎng)，城域網(wǎng)的飛速發(fā)展，基于ip的業(yè)務(wù)成長(zhǎng)勢(shì)不可擋，將我們的ATM設(shè)備轉(zhuǎn)用成多功能路由器也就順理成章了，因此，我們?cè)趲欣^業(yè)務(wù)接入的基礎(chǔ)上 進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了多協(xié)議的封裝及解析，從而，可將幀中繼業(yè)務(wù)接入端口變成路由器的幀中繼端口。1.8幀中繼與ATM勺流量換算AR :幀中繼端口訪問(wèn)速率T:幀中繼度量周期，T = Be / CIREIR :過(guò)量的平均速率，EIR = Be / TN :幀中繼用戶信息字節(jié)數(shù)Y :承載一幀用戶信息所需的信元個(gè)數(shù)，Y = (N + 8) / 48M :幀的總字節(jié)數(shù)，M = N + 5PCR0+1 : ATM的峰值信元速率SCR0+1 : ATM的平均信元速率

10、MBS0+1 :連續(xù)信元的最大個(gè)數(shù)。根據(jù)幀中繼流量計(jì)算 ATM流量的公式如下：PCRo 1AR* Y8* MSCR)(CIR EIR)*Y8* NMBS0 1(Be Be)*Y8*NCIRSCR。i *8* NY根據(jù)ATM流量計(jì)算幀中繼流量的公式如下:廠 MBSo i * 8* NBeYBe = 02電路仿真部分2.1電路仿真業(yè)務(wù)的由來(lái)由于ATM技術(shù)采用的是分組交換的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，它與基于電路交換的技術(shù)有 本質(zhì)的不同，然而，基于電路交換的技術(shù)發(fā)展已久，技術(shù)相當(dāng)成熟，且網(wǎng)絡(luò)覆蓋面大，因此 作為三網(wǎng)合一的 ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就必然要解決這種電路接續(xù)業(yè)務(wù)。因?yàn)锳TM網(wǎng)絡(luò)是一種高速網(wǎng)絡(luò)，理論上，在它

11、的基礎(chǔ)上虛構(gòu)電路業(yè)務(wù)是沒(méi)有問(wèn)題的，需要的僅是提供定時(shí)特性。ATM論壇安照這種要求給出了多種電路接口的電路仿真規(guī)范，國(guó)際電聯(lián)也定義了支持這類 業(yè)務(wù)的適配層標(biāo)準(zhǔn) AAL1 。2.2電路仿真業(yè)務(wù)的典型組網(wǎng)如E1/T1接口的非信道化業(yè)ATM論壇描述了多種類型的恒定位速率CBR接口的服務(wù),務(wù)，N X 64K業(yè)務(wù)，E3/T3的非信道化業(yè)務(wù)。典型組網(wǎng)如下：電路仿真規(guī)范中給出了三種時(shí)鐘方法，同步時(shí)鐘，SRTS及自適應(yīng)時(shí)鐘，在信元適配時(shí)也同時(shí)考慮了時(shí)延及抖動(dòng)問(wèn)題，另外還針對(duì)不同的數(shù)據(jù)特性，給出了不同糾錯(cuò)編碼方法。目前電路業(yè)務(wù)主要可分為四大類，電路傳輸、視頻信號(hào)傳輸、語(yǔ)音傳輸、高質(zhì)量音頻傳輸?shù)?。電?仿真的基本原理就是將 ATM的一條虛電路虛構(gòu)成帶電路交換特性的電路，不實(shí)現(xiàn)任何協(xié)議 處理，即不分析數(shù)據(jù)內(nèi)容。3 透?jìng)骷癏DLC3.1 透?jìng)鞯墓ぷ髟砑皯?yīng)用由于具備 HDLC 的處理能力的芯片均具有透明工作模式，即類似電路交換特性的數(shù)據(jù) 處理方式， 這種方式可將我們的接口描述成一條電路， 它具備定時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)的特性， 如果不 知道對(duì)接設(shè)備采用何種協(xié)議工作， 或者對(duì)方不希望知道， 可采用此方式與其對(duì)接， 與電路