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承载业务。用户信息以帧为单位进行传输，并对用户信息流进行统计复用。帧中继是综合业务数字网I-SDN标准化过程中产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐步替代原有的模拟线路，用户终端日益智能化的情况下，由X.25分组交换技术发展起来的一种传输技术。
帧中继的主要技术特点是:用户信息以帧为单位进行传送,网络在传送过程中对帧结构、传送差错等情况进行检查,对出错帧直接予以丢弃;同时,通过对帧中地址字段DLCI的识别,实现用户信息流的统计复用。
帧中继业务及应用
一、帧中继业务
1.帧中继业务
帧中继网络提供的业务有两种:永久虚电路和交换虚电路。永久虚电路是指在帧中继终端用户之间建立固定的虚电路连接,并在其上提供数据传送业务。交换虚电路是指在两个帧中继终端用户之间通过虚呼叫建立虚电路连接,网络在建好的虚电路上提供数据信息的传送服务,终端用户通过呼叫清除操作终止虚电路。目前已建成的帧中继网络大多只提供永久虚电路业务,而交换虚电路及有关用户可选业务正在研究中。
由于帧中继业务不提供错帧通知、错帧恢复及出错帧的重传服务,因此业务的开展必须具有两个基本条件:
．必须采用智能化的用户终端,在其上运行高层通信协议,以完成纠错、流量控制等功能。
．中继线必须具有较好的传输性能,以避免因传输差错造成过多的帧丢失,影响网络服务质量。
2.与现有业务的比较
帧中继业务兼有X.25分组交换业务和电路交换业务的长处,在实现技术上比ATM简单成熟。下面分别对这几种业务加以比较。
(1)与X.25分组交换业务的比较
帧中继和X.25分组交换业务都采用虚电路的复用技术,以充分利用网络带宽资源,降低用户通信费用。但在业务质量上,由于帧中继网络对出错帧不进行纠错处理,简化了通信协议,因此帧中继网络节点机处理每帧所需时间大大缩短,端到端用户信息传送时延低于分组网,整个网络的业务吞吐量高于分组网。帧中继还具有一套完备的带宽管理和阻塞管理措施,在带宽的动态分配技术上比分组网更具优势。
(2)与电路交换业务的比较
帧中继业务和电路交换业务都可为用户提供高速率、低时延的数据传送业务,但用户使用电路交换业务时独占带宽资源,因此通信费用昂贵。帧中继采用动态分配带宽技术,允许用户占用其他用户的空闲带宽来传送大量突发数据,实现了带宽资源的共享,使用户的通信费用低于专线。
(3)与ATM业务的比较
ATM业务也可为用户提供高速率、低时延的数据传送业务,但需要大量网络硬件的更新,所需费用昂贵。而采用帧中继技术可直接利用现有网络硬件资源,只对网络软件加以改造更新,费用较低,因此对网络运营部门很有吸引力。
目前,有些帧中继网络就是对分组网软件升级改造而形成的。我国的帧中继网是以DDN为物理传输基础的。同ATM相比,帧中继业务可以充分利用现有的物理网络资源,具有实现技术简单的优势。从将来的发展看,ATM适合承担高速宽带网的骨干部分。对普通用户来说,使用帧中继网作为宽带业务的接入网是经济有效的。
二、帧中继业务应用
帧中继业务的应用十分广泛,下面举例说明永久虚电路业务在实际中的几种应用。
1.局域网互连
利用帧中继网络进行局域网互连是帧中继最典型的一种应用。在已建成的帧中继网络中,其用户数量占90%以上,这主要是因为帧中继很适合为局域网用户传送大量突发数据。
许多大企业、银行、政府部门在其总部和各地分支机构中建立的局域网(LAN)需要进行互连。LAN上往往会产生大量突发数据,争用网络的带宽资源。而采用帧中继技术,既可节省费用又可充分利用网络资源。
帧中继网络在业务量少时,通过带宽的动态分配技术,允许某些用户利用其他用户的空闲带宽传送自己的突发数据,实现带宽资源共享,降低了用户的通信费用;在网络业务量大甚至发生拥塞的情况下,由于已为每个用户分配了CIR,网络按照用户信息的优先级及公平性原则,将某些超过CIR的帧丢弃,并尽量保证未超过CIR的帧的可靠传送,因此用户不会因拥塞造成数据的不合理丢失。上述特点使帧中继网络很适合为LAN用户提供服务。
2.图像传送
帧中继可以为医疗、金融机构提供图像、图表的传送业务。这些用户信息的传送往往要占用很大的数据带宽。以医疗机构经常传送的X光片为例,一张普通X光胸透照片往往要占用8Mbps的带宽,如用分组网传送,端到端传送时延过长,用户难以接受;用电路交换网传送,费用太高;而帧中继网高速率、低时延、带宽动态分配的特点,很适合传输这类图像信息。帧中继的图像传送迅速便利。
终端A和B均可将X光片扫描为数据图像信息送往对方,还可在与帧中继网相连的某个主机上建立一个数据库,各图像处理终端可把需要保存的信息送往该数据库,使用时再从库中提取。对于大型医疗机构,这样的互连结构有助于实现远程医疗诊断。
3.虚拟专用网
帧中继网络可以将其上的几个节点划分为一个分区,并设置相对独立的网络管理机构,对分区内数据流量及各种资源进行管理。分区内各节点共享分区内网络资源,相互间的数据处理和传送相对独立,对帧中继网络中其他用户不造成影响。这种分区结构就是虚拟专用网。采用虚拟专用网所需费用比组建一个实际的专用网经济合算,因此对大企业用户十分有利。
网络管理设备A对整个网络进行监控,负责全网的设备维护、故障诊断和处理、带宽管理等网络管理任务。网络管理设备B、C、D只对各自所在的虚拟专用网进行网络管理。
综上所述,帧中继业务同分组交换和电路交换相比,占有明显优势;同ATM相比,其实现技术简单且比较成熟,已经吸引了大量LAN用户,近年内具有良好的发展前景。
帧中继接入
随着终端设备智能化发展和通信线路传输质量提高,帧中继技术得到了广泛的应用。在我国,广大数据用户对帧中继技术的兴趣不断提高。如何较好地应用这一新的广域网技术,成为用户关注的焦点。
一、帧中继用户─网络接口
帧中继业务是通过用户设备和网络之间的标准接口来提供的,该接口称为用户─网络接口。
在用户─网络接口用户一侧是帧中继接入设备,用于将本地用户设备接入帧中继网。帧中继接入设备可以是LAN设备(例如网桥、路由器或网关)、前端处理机、集中器及传统的PAD等。在用户─网络接口网络一侧是帧中继网络设备,用于帧中继接口与骨干网之间的连接。帧中继网络设备可以是电路交换的,也可以是帧交换或信元交换的。
二、用户接入规程
CCITT(ITU-T)、ANSI和帧中继论坛各自制订了其有关用户─网络接口的标准,如下表所示。用户接入帧中继网时,应符合其中一种标准。目前大多数生产厂商对这三种标准都支持。
ITU-T将其各个标准中有关帧中继UNI接口的部分综合在一起,并加以适当增补,形成建议X.36───"通过专用电路提供帧中继数据传输业务的公用帧中继网使用的数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接口(UNI)"。
目前该建议为草案,正式文件将于近期发布。X.36建议(草案)的主要内容包括:
(1)DTE/DCE的物理层描述
该部分规定了DTE/DCE之间的物理接口,包括X.21接口、X.21bis接口、V-系列接口、G-系列接口和I-系列接口。用户接入时,可根据需要选用相应的接口。
(2)帧中继数据传送业务(FRDTS)描述
该部分描述了FRDTS的一般概念、复用及所提供的业务。
(3)业务参数和业务质量
该部分内容取自I.370的1.2和Q.933的A.5.1,主要描述了为保证业务质量要求和进行拥塞控制所需的参数。
(4)数据链路传输控制
该部分内容与Q.922的附件A中的相关部分基本相同,包括帧结构、寻址方式以及传输方面的规定。
(5)PVC管理规程
该部分内容取自Q.933的附件A,规定了在DTE和DCE之间进行链路完整性证实、增加和删除PVC通知、PVC状态通知的功能。
(6)拥塞控制
该部分内容取自I.370和Q.922的附件A。
(7)多协议包封
该部分取自Q.933的附件F,提供了多种协议(如IP、802.3、802.4、802.5、FDDI等)使用帧中继时进行包封的帧结构。该部分是选用的。
三、用户接入电路
目前,大部分用户采用直通用户电路接入帧中继网,如图2所示。也有些用户通过电话交换电路或ISDN交换电路接入。
方式1是二线(或四线)话带调制解调传输方式,支持的用户速率由线路长度、调制解调器型号决定。适用于速率较低(如9600bps、14.4Kbps、19.2Kbps),帧中继网络设备较近的用户。
方式2是基带传输方式,用户速率通常为16Kbps、32Kbps或64Kbps。这种基带传输设备中还可具有TDM复用功能,为多个用户入网提供连接,复用时需留出部分容量供网络管理控制使用。
为节约用户接入线路,可采用方式3,即基带传输加TDM复用传输方式。这是在基带传输的基础上(如64Kbps基带),加上TDM复用为多个用户入网的传输方式。
方式4是2B+D速率线路终接(LT)单元传输方式,可为多个用户提供入网。
