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幀中繼網

鎖定
幀中繼是在用户--網絡接口之間提供用户信息流的雙向傳送, 並保持信息順序不變的一種承載業務。幀中繼網絡的由幀中繼節點機和傳輸鏈路構成的。網絡提供兩個或多個用户終端之間的連接,以便進行通信。在幀中繼網中,無論從經濟上還是建設方面考慮難以使每個幀中繼節點機兩兩相連,所以如何合理地組建網絡是非常重要的。
中文名
幀中繼網
外文名
frame relay network
因    素
易於網絡的擴展和升級
包    含
網絡建設的經濟性
保    證
網絡的服務質量

幀中繼網特點

幀中繼網具有以下特點:
(1)採用公共信道信令。承載呼叫控制信令的邏輯連接和用户數據是分開的。例如,Ansi T1.603和ITU—T附件A都以DLCI=0作為信令信道。邏輯連接的複用和交換髮生在第二層,從而減少了處理的層次。
(2)簡化機制。幀中繼精簡了x.25協議,取消第二層的流量控制和差錯控制,僅由端到端的高層協議實現。對用户一網絡接口以及網絡內部處理的功能大大簡化,從而得到了低延遲和高吞吐率的性能。幀中繼對幀進行簡單處理,然後轉發,處理功能包括:檢驗幀頭中DLCI是否有效,有效則傳幀,無效則刪除;檢驗幀是否正確,正確則傳幀,錯誤則刪除。因此它是一種檢而不糾的傳丟機制。
(3)採用高速虛電路幀中繼取消了第三層,將複用移交到第二層,在一條物理連接上建立多條二層邏輯信道,實現了帶寬的統計複用和動態分配,從而提高了效率和吞吐量,降低了時延
(4)大幀傳送,適應突發。FR的幀長度遠比x.25分組長度大,使用大幀傳送、幀長可變,交換單元(幀)的信息長度比分組交換長,達1024~4096字節,預約幀長度至少達到1600字節,適合於封裝局域網的數據單元,適合傳送突發業務(如壓縮視頻業務、www業務等)。
(5)硬件轉發,超速傳送。DLCI是一種標籤,短小定長,便於硬件高速轉發。 [1] 

幀中繼網幀中繼網的幀格式

幀中繼網採用Q.922核心層協議作為數據鏈路層協議。
1.標誌字段
標誌字段的長度為1個字節,格式是01111110,用於幀定界。所有幀以標誌字段開始和結束,一個幀的結束標誌也可作為下一幀的起始標誌。為了保證數據的透明傳輸,其他字段中不允許出現F(0111110)字段,在兩個標誌字段之間的比特串中,如果碰巧出現了和標誌字段一樣的組合,就會被誤認為是幀邊界。為了避免這種錯誤,幀中繼Q.922核心協議採用“0”比特填充法使一個幀中兩個標誌字段之間不會出現6個連續的1。具體做法是:在發送端,加標誌字段之前先對比特串掃描,若發現5個連續的1,立即在其後加一個0。在接收端收到幀後,去掉頭尾的標誌字段,對比特串進行掃描,當發現5個連續的1時,立即刪除其後的0,這樣就還原成原來的比特流了。
2.地址字段
地址字段用於區分同一鏈路上的多個數據鏈路連接,以便實現幀的複用分用。地址字段的長度為2個字節,根據需要也可以擴充到3或4個字節。
1)DLCI數據鏈路連接標識符,長度為10比特,用於區分不同的邏輯連接,實現幀複用。
2)EA:地址擴展比特,地址字段的每個字節的第一位都是EA比特。EA=1表示下一字節依然是地址字段,EA1表示本字節是地址字段的最終字節。 [2] 

幀中繼網拓撲結構

幀中繼網 幀中繼網
星形拓撲環形拓撲、等級(樹型)拓撲、網狀拓撲。國外幀中繼的組網從國外電信運營公司提供幀中繼業務的組網經驗來看主要有兩種方式。
第一種是在原有的公共分組數據網上對分組交換節點進行版本升級,利用原有設備及傳輸系統,增加幀中繼功能軟件或硬件配置的能力來提供幀中繼業務。採用這種方式的例子是法國電信的Transpac網、德國原郵電部的Framelink及美國的Telenet。法國電信是在TRANSPAC網上原有的阿爾卡特分組節點機上增加幀中繼功能,提供幀中繼業務的。
採用這種方式雖然具有便於實施且費用節省的優點,但是隨着幀中繼業務的發展,當網絡規模擴大時將有幾點不利因素。例如由於分組節點幀中繼節點設備在一起,而提供的業務又是不同的,會在業務的提供、傳輸電路的調度、保證網絡性能及網絡管理等方面難以取得令人滿意的結果。
第二種方式是獨立組建幀中繼網絡,建立專用於幀中繼業務的幀中繼節點。採用這種方式的例子是歐洲的芬蘭,美國的AT&T、Sprint和Wiltel等公司。芬蘭的全國幀中繼公用骨幹網由7個幀中繼節點機構成,兩兩相連,採用新橋公司的36120節點機設備。

幀中繼網體系結構

幀中繼網的用户網絡接口協議體系結構分為控制平面和用户平面。
控制平面負責信令的處理和傳送,該信令用於邏輯連接的建立和拆除;用户平面負責端到端的用户數據傳送。
1.控制平面
用於幀方式承載業務的控制平面類似於電路交換中的共路信令,其中控制信息使用的是獨立的邏輯通道。在數據鏈路層使用具有差錯控制和流量控制的LAPD協議,通過D信道提供用户和網絡之間的可靠數據鏈路控制服務。這種數據鏈路業務用於Q.933控制信令信息的交換。
2.用户平面
用於端用户之間信息傳輸的用户平面協議是LAPF,其中,幀中繼只使用了它的核心功能,在用户之間提供了單純的數據鏈路層幀傳輸服務(沒有流量控制和差錯控制)。 [2] 

幀中繼網組建幀中繼網

採用這種基於ATM技術提供幀中繼的方式,實際上是在始發和終接兩側的交換機上完成幀中繼與ATM和ATM與幀中繼的互通功能。在互通時,需要進行相應的協議轉換。互通示意圖。
需要説明的是交換機在實施這些協議變換時,應按照相應的國際標準來實現,否則難以保證業務的連通。FR--SSCS應符合I.365.1建議,CPCS和SAR應符合I.362建議中的AAL5的規範,ATM應符合I.361建議。
由於我國各地區經濟技術發展不平衡,建設專門幀中繼骨幹網時,還應針對各地的業務需求採取不同的網絡配置。在經濟發達、業務量大的地區配置吞吐量大、處理能力強的交換設備;其他地區配置吞吐量、處理能力較低但價格相對便宜的小型交換設備;近期尚無業務需求的邊遠地區的省會城市,可暫不配置專門的幀中繼設備,作到分層次地開展骨幹網建設。
參考資料
  • 1.    李廣林主編.現代通信網技術:西安電子科技大學出版社,2014.01
  • 2.    胡釗源主編.初級通信工程師考試考點精講與全真模擬題:機械出版社,2014.05