帧中继是在用户--网络
接口之间提供用户信息流的双向传送, 并保持信息顺序不变的一种承载业务。帧中继网络的由帧中继
节点机和传输链路构成的。网络提供两个或多个用户终端之间的连接,以便进行通信。在帧中继网中,无论从经济上还是建设方面考虑难以使每个帧中继节点机两两相连,所以如何合理地组建网络是非常重要的。
特点
帧中继网具有以下特点:
(1)采用公共信道信令。承载呼叫控制信令的逻辑连接和用户数据是分开的。例如,Ansi T1.603和ITU—T附件A都以DLCI=0作为信令信道。逻辑连接的复用和交换发生在第二层,从而减少了处理的层次。
(2)简化机制。帧中继精简了
x.25协议,取消第二层的流量控制和差错控制,仅由
端到端的高层协议实现。对用户一网络接口以及网络内部处理的功能大大简化,从而得到了低延迟和高吞吐率的性能。帧中继对帧进行简单处理,然后转发,处理功能包括:检验帧头中
DLCI是否有效,有效则传帧,无效则删除;检验帧是否正确,正确则传帧,错误则删除。因此它是一种检而不纠的传丢机制。
(3)采用高速
虚电路。
帧中继取消了第三层,将
复用移交到第二层,在一条物理连接上建立多条二层
逻辑信道,实现了
带宽的统计复用和动态分配,从而提高了效率和吞吐量,降低了
时延。
(4)大帧传送,适应突发。FR的帧长度远比x.25分组长度大,使用大帧传送、帧长可变,交换单元(帧)的信息长度比分组交换长,达1024~4096字节,预约帧长度至少达到1600字节,适合于封装
局域网的数据单元,适合传送突发业务(如压缩视频业务、www业务等)。
(5)硬件转发,超速传送。DLCI是一种标签,短小定长,便于硬件高速转发。
帧中继网的帧格式
帧中继网采用Q.922核心层协议作为数据链路层协议。
1.标志字段
标志字段的长度为1个字节,格式是01111110,用于
帧定界。所有帧以标志字段开始和结束,一个帧的结束标志也可作为下一帧的起始标志。为了保证数据的透明传输,其他字段中不允许出现F(0111110)字段,在两个标志字段之间的比特串中,如果碰巧出现了和标志字段一样的组合,就会被误认为是帧边界。为了避免这种错误,帧中继Q.922核心协议采用“0”
比特填充法使一个帧中两个标志字段之间不会出现6个连续的1。具体做法是:在发送端,加标志字段之前先对比特串扫描,若发现5个连续的1,立即在其后加一个0。在接收端收到帧后,去掉头尾的标志字段,对比特串进行扫描,当发现5个连续的1时,立即删除其后的0,这样就还原成原来的
比特流了。
2.地址字段
地址字段用于区分同一链路上的多个
数据链路连接,以便实现帧的
复用和
分用。地址字段的长度为2个字节,根据需要也可以扩充到3或4个字节。
1)
DLCI:
数据链路连接标识符,长度为10比特,用于区分不同的逻辑连接,实现帧复用。
2)EA:地址扩展比特,地址字段的每个字节的第一位都是EA比特。EA=1表示下一字节依然是地址字段,EA1表示本字节是地址字段的最终字节。
拓扑结构
星形
拓扑、
环形拓扑、等级(树型)拓扑、网状拓扑。国外
帧中继的组网从国外电信运营公司提供
帧中继业务的组网经验来看主要有两种方式。
第一种是在原有的公共
分组数据网上对
分组交换节点进行版本升级,利用原有设备及传输系统,增加帧中继功能软件或
硬件配置的能力来提供
帧中继业务。采用这种方式的例子是
法国电信的Transpac网、德国原邮电部的Framelink及美国的
Telenet。法国电信是在TRANSPAC网上原有的阿尔卡特分组节点机上增加帧中继功能,提供帧中继业务的。
采用这种方式虽然具有便于实施且费用节省的优点,但是随着帧中继业务的发展,当网络规模扩大时将有几点不利因素。例如由于分组
节点与
帧中继节点设备在一起,而提供的业务又是不同的,会在业务的提供、传输电路的调度、保证网络性能及网络管理等方面难以取得令人满意的结果。
第二种方式是独立组建帧中继网络,建立专用于帧
中继业务的帧中继节点。采用这种方式的例子是欧洲的芬兰,美国的AT&T、
Sprint和Wiltel等公司。芬兰的全国帧中继公用
骨干网由7个帧中继节点机构成,两两相连,采用新桥公司的36120节点机设备。
体系结构
帧中继网的用户网络接口协议体系结构分为控制平面和用户平面。
控制平面负责信令的处理和传送,该信令用于逻辑连接的建立和拆除;用户平面负责端到端的用户数据传送。
1.控制平面
用于帧方式承载业务的控制平面类似于电路交换中的共路信令,其中控制信息使用的是独立的逻辑通道。在
数据链路层使用具有差错控制和流量控制的LAPD协议,通过D信道提供用户和网络之间的可靠
数据链路控制服务。这种数据链路业务用于Q.933控制信令信息的交换。
2.用户平面
用于端用户之间信息传输的用户平面协议是LAPF,其中,帧中继只使用了它的核心功能,在用户之间提供了单纯的数据链路层帧传输服务(没有流量控制和差错控制)。
组建帧中继网
采用这种基于ATM技术提供
帧中继的方式,实际上是在始发和终接两侧的
交换机上完成帧中继与ATM和ATM与帧中继的互通功能。在互通时,需要进行相应的协议转换。互通示意图。
需要说明的是交换机在实施这些协议变换时,应按照相应的国际标准来实现,否则难以保证业务的连通。FR--SSCS应符合I.365.1建议,CPCS和SAR应符合I.362建议中的
AAL5的规范,ATM应符合I.361建议。
由于我国各地区经济技术发展不平衡,建设专门帧中继
骨干网时,还应针对各地的业务需求采取不同的网络配置。在经济发达、业务量大的地区配置吞吐量大、处理能力强的交换设备;其他地区配置吞吐量、处理能力较低但价格相对便宜的小型交换设备;近期尚无业务需求的边远地区的省会城市,可暂不配置专门的
帧中继设备,作到分层次地开展骨干网建设。