幀中繼網

幀中繼是在用戶--網路接口之間提供用戶信息流的雙向傳送, 並保持信息順序不變的一種承載業務。幀中繼網路的由幀中繼節點機和傳輸鏈路構成的。網路提供兩個或多個用戶終端之間的連線,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目前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路是非常重要的。

  • 中文名稱
    幀中繼網
  • 保    證
    網路的服務質量
  • 包    含
    網路建設的經濟性
  • 因    素
    易於網路的擴展和升級

組網技術

在進行幀中繼的網路組織時,應考慮以下一些因素:

.用戶的業務要求,以業務的流量和流向為依據;

.易於網路的擴展和升級;

.兼顧現有網路的資源和互通;

.網路建設的經濟性;

.網路的可靠性和安全性;

.保證網路的服務質量。

組網幀中繼網路,應特別注意網路可擴展性、互聯性和靈活性。所謂可擴展性是指網路的容量(包括節點數量、中繼線數量的擴展能力)和用戶連線埠的增加(包括各種速率的連線埠配置能力)。靈活性是指幀中繼網路對各種數據型套用的支持能力,用戶速率的可變化性和用戶的接入能力。而互連性是指幀中繼網路應該能夠與其它網路互通,包括設備和業務的互通。在互連能力方面應要求不同廠家的設備應在統一標準的情況下能夠互連工作。

拓撲結構

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

幀中繼網幀中繼網

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,增加幀中繼功能軟體或硬體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,但是隨著幀中繼業務的發展,當網路規模擴大時將有幾點不利因素。例如由於分組節點與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、保證網路性能及網路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路,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。

提供幀中繼業務

通過在ISDN網上的數字交叉設備增加幀中繼的軟硬體功能,可以向用戶提供幀中繼業務。

DDN上TDM專線的傳輸質量高、誤比特率低,線路質量和交換設備都具有支持幀中繼業務的能力。如果利用DDN的一部分數據頻寬開放幀中繼業務,可以使網路運營部門根據不同層次用戶對傳輸可靠訊息、實時性及費用的要求,靈活地調整幀中繼業務和TDM專線業務之間的頻寬分配,充分利用網路資源以滿足用戶的不同需求。通過DDN提供幀中繼業務的功能示意圖。

X.25設備

通過X.25分組節點機設備也可以為用戶提供幀中繼業務。以我國分組網使用的交換設備DPN100為例,無需增加特殊設備,只需在交換機上重新配置,將交換機軟體包中以有的幀中繼軟體載入到相應的硬體上,就可以提供幀中繼業務。需要說明的是,在通過X.25節點設備提供幀中繼業務的情況下,X.25網與幀中繼網在邏輯上是獨立的。其相互關連的僅是物理實現方面使用了同一個設備。

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,需要進行相應的協定轉換。互通示意圖。

需要說明的是交換機在實施這些協定變換時,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路配置。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。

幀中繼組網設備

節點設備

1.節點設備序列劃分

根據幀中繼網路結構層次,可將幀中繼節點設備分為三個檔次,如下表所示。在全國骨幹網和省內幹線網節點上,應配置吞吐量大、連線埠接入速率高並有匯結能力的節點機,以保證快速、有效、經濟地傳遞各種信息。用戶節點機可根據本地具體業務發展情況,選擇吞吐量大小適宜的節點機。實際組網時,可根據具體要求選擇配置多種型號的節點機。

在幀中繼技術採用上,根據國際上發展幀中繼的經驗,初期可先發展技術已基本成熟的永久虛電路連線(PVC),以降低投資,減少風險和技術難度;等條件和技術成熟時,再考慮發展可交換的虛電路連線(SVC)。在骨幹網節點設備、特別是樞紐節點設備選型時,應考慮節點設備目前或今後有無與ATM互連的能力。

2.幀中繼節點機性能指標要求

在節點設備選型時,一般要求節點機具有以下性能:

(1)節點機對外接口。

.中繼線接口

根據節點機在網路上的位置,節點機中繼線應有不同速率的接口要求。接口可以是E1、E3、STM-1或其它高速接口。物理接口:E1和E3接口電氣特性應符合ITU-T建議G.703的規定;STM-1應符合ITU-T相關規定。

.用戶線接口

接口速率由9.6Kbps可達E1,大型節點機酌情考慮實現E3接口。接口標準:用戶速率≤20Kbps時,使用ITU-T建議V.24(與RS-232C兼容)的接口規定;用戶速率≤10Mbps時,使用ITU-T建議X.21接口、ITU-T建議G.703接口、ITU-T有關ISDN的接口,可選用ITU-T建議V.11或V.35接口規定的電氣特性。

(2)節點機的時鐘源和定時。

.節點機內部應設時鐘源,長期頻率偏差應≤25~50ppm。

.節點機應選擇主/從兩種定時工作方式。

.節點機應具有兩個以上連線埠,可接入參考基準信號,並能檢測連線埠故障,自動切換。

(3)支持永久虛電路連線,具有自動節點間路由和連線管理功能。

(4)網管控制信息通信功能。網路節點應能與上級NMC之間傳送、接收網管控制信息。

(5)節點機的管理控制功能。應具有以下功能:

.操作、維護和管理功能,如用戶線管理、中繼線管理、路由管理、PVC狀態管理等;

.業務等級管理功能和靈活的頻寬管理功能;

.擁塞管理和控制功能;

.告警記錄、告警報告等功能;

.故障診斷和控制等功能。

(6)節點機的互連功能。

.幀中繼節點機應具有與同制式、不同制式幀中繼節點機的互連能力,並符合ITU-T的相關規定。

.幀中繼節點機根據具體要求,應具有跟其它網的互通或互連能力,並符合ITU-T的相關規定。

(7)節點機的可靠性和可用性要求。

.節點機的控制板、電源板等主要部件1+1備份,其它部件N+1備份。

.對出故障的中繼線進行動態重選路由,快速恢復網路業務,使服務故障減到最小,增加 網路可用性。

.要求節點機平均無故障時間(MTBF)大,平均故障恢復時間(MTTR)小。

.節點機應具有故障檢測、故障定位等功能,以及冗餘部件切換功能。

.節點機應能便於操作和維護。

(8)節點機在加負載時應具有較低的中轉時延(transit delay)。

(9)大型節點機應具有與ATM互連或互通的能力。

(10)作為國際出入口節點的幀中繼節點機,應具有與國際上現有幀中繼網路互連的能力 。

網管控制設備

網管控制設備包括全國網NMC、省區域網路NMC和相應節點NMT,主要性能要求如下:

.各NMC應能負責本節點的配置、運行狀態和業務情況的監視和控制,為維護人員提供手段。

.各NMT應能完成授權範圍的網管控制,並能實現以下五個範圍內的網管控制功能:設備和業務配置、網路和業務性能、故障或維護、計費和安全防護功能。

.網管控制中心應有足夠的存儲容量,用於存儲網路當前結構、路由表和配置參數、以及相關的歷史數據。

.各網管控制中心應考慮與電話網的接口,以便網管人員能遠程接入中心,同時也可作為中心之間的備用信息傳輸通路。

.要求網管控制中心設備應能穩定工作,可靠性高,便於維護。

.網管控制中心應具有良好的人/機接口,操作方便,顯示、輸出直觀。

.網管控制中心可考慮設定主備用設備。

用戶入網設備

幀中繼網上的用戶入網設備應有多種不同類型。除接入符合幀中繼UNI接口協定的幀中繼用戶終端外,也可使用幀中繼裝/拆設備(FRAD),使任何基於HDLC和SDLC的設備接入幀中繼網路。

同時,通過多協定路由器或網橋支持乙太網(IEEE 802.3)、令牌環(IEEE 802.5)或光纖分布數據接口(FDDI)區域網路連線埠的連線,使區域網路的接入和路由選擇經濟、高效。

1.幀中繼終端

符合幀中繼UNI協定接口的用戶終端,稱為幀中繼終端。它應符合以下要求:

(1)在U平面第二層,應實現Q.922規定的數據鏈路層核心功能。在具體套用中,可根據需要實現Q.922控制子層功能。

(2)在U平面第三層及以上,應具有以下功能:

.分段/重裝;

.復位;

.協定標識符;

.加急數據;

.限定數據;

.差錯恢復和流量控制功能。

(3)在SVC情況下,在C平面應實現Q.933、Q.922或Q.921協定。

(4)應具有擁塞管理和控制功能。

(5)提供維護、測試功能。

(6)物理接口應與節點機支持的用戶線接口相一致。

(7)穩定、可靠、操作方便。

2.幀中繼裝/拆設備

具有非幀中繼UNI協定接口的用戶終端,經過幀中繼裝/拆設備才能與幀中繼節點機相連線。FRAD既可設定在幀中繼節點機內,也可單獨設定。FRAD應具有以下功能:

.協定轉換功能;

.擁塞管理功能;

.維護、測試功能;

.對不同的用戶入網接口使用方便,接口速率為9.6Kbps至E1;

.集中功能;

.穩定可靠,操作方便。

3.網橋或路由器

LAN經過幀中繼的互連/互通採用路由器和網橋。由網橋或路由器傳送的數據包應採用無連線的網路層協定來傳送,因此數據包應有特定的格式和標識,以便在遠端識別。傳送標 識應利用ISO9577中定義的網路層協定標識符(NLPID)。上述數據包應再用Q.922封裝後,才能在幀中繼網路中傳送。

(1)路由器

FR和LAN之間在網路層的互連/互通採用路由器。為完成LAN經由FR網互連,路由器應具有以下功能:

.用Q.922幀封裝任何LAN標識的數據包。Q.922幀應包含用來識別協定的必需信息,以保證遠程正確處理接收的數據包。

.當數據包尺寸大於FR網路能提供的最大尺寸時,LAN中使用無連線協定的網路層應支持數據包的分段和重裝。路由器應封裝分段的數據包。分段數據的格式除包含封裝頭外,應與其它封裝數據包一樣。接收的路由器應重裝分段的數據包並保持它們的順序。如接收的數據包差錯或丟失,則較高層協定負責重發。

.路由器應具有動態分辨網路業務接入點(NSAP)協定地址的能力。

.根據具體情況,可提供乙太網接口(IEEE 802.3,匯流排1~10Mbps)、FDDI接口(100Mbps)或令牌環接口(IEEE802.5,4/16Mbps)。在幀中繼用戶---網路處,可提供以下接口:E1/G.703、X.21、V.35、V.24/RS-232C。

.擁塞管理和控制功能。

.診斷和統計功能。

.環回測試功能。

.告警監視。

.使LAN的接入和路由選擇經濟、高效。

.穩定可靠。

路由器既可內置於節點機內,也可單獨設定。

(2)網橋

FR和LAN之間在數據鏈路層的互連/互通採用網橋。為完成LAN經由FR網互連,網橋應具有以下功能:

.橋接的數據包應具有特定的格式和指示(NLPID),以便在遠端識別。

.網橋應支持多協定封裝方法,而且應知道哪一條虛連線將運載這個封裝。同時,橋接的數據包用NLPID值為0X80封裝,表示IEEE次網路層接入協定(SNAP)。SNAP頭按幀的格式識別橋,如IEEE802.3、IEEE 802.5、IEEE802.1(d)和FDDI等。

.擁塞管理和控制功能。

.診斷和統計功能。

.環回測試功能。

.告警監視。

.使LAN的接口和路由選擇經濟、高效。

.穩定可靠。

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