公用帧中继

   

   中国公用帧中继带宽业务骨干网(ChinaFRN)是我国第一个将向公众提供服务的宽带数据
通信网络,其建成投产必将对我国的国民经济信息化产生积极的推动作用,将成为我国信息高
速公路的重要组成部分。
中国公用帧中继宽带业务骨干网安全可靠、技术先进、功能完善、业务齐全、接入灵活
。它采用ATM作为网络核心技术,主要提供帧中继和信元中继等业务。目前一期工程已完成全
网的联调测试工作。

帧中继技术
帧中继(Frame Relay)技术是在分组交换技术的基础上发展起来的,是一种快速分组交换
技术。它采用统计复用的方式,提供面向连接的业务。
帧中继以不定长度的数据包——帧(Frame)作为交换和传输的单位。帧由标志字段、地
址字段、信息字段及帧校验字段组成。其中地址字段的长度为2～4字节,默认值为2字节。
帧中继提供的主要业务功能包括:
·帧的定界、同步与透明传输,并保证帧顺序的完整性;
·利用地址字段中的数据链路连接标识(DLCI)实现统计复用功能,不同的DLCI对应不同
的虚电路(VC-Virtual Circuit);
·检验帧的正确性与完整性,丢弃差错帧与无效帧,但不对其进行恢复,也不通知源端或
目的端,帧的恢复可由端到端的高层应用根据需要来实现;
·利用地址字段中的FECN、BECN和DE位进行拥塞控制,其中BECN和FECN分别用来通知帧
的源端和目的端网络发生拥塞,DE用来标识在网络发生拥塞的情况下首先被丢弃的帧。
帧中继同时提供永久式虚电路(PVC)和交换式虚电路(SVC)业务。

ATM技术
ATM(Asynchronous Transfer Mode)是宽带综合业务数字网(B-ISDN)的核心技术。与帧
中继技术相似,ATM技术同样是一种面向分组的技术。为了能够适应实时性、突发性等各种业
务的要求,ATM对网络功能进行了进一步的简化。在ATM中,被交换和传输的"分组"是具有53字
节固定长度的信元(cell),其中包括5字节的信头和48字节的信息字段。信头所实现的功能也
较简单,主要完成统计复用功能和对信头的差错控制功能以及信元的定界;网络对信息字段将
不进行任何的差错控制,这一部分被透明地交换与传输。信元的这种短小且长度固定的结构
及其简单的功能使得交换功能实现起来比较简单,可以由硬件来完成,交换时延很短,效率很
高,能够满足各种业务的要求。
ATM同样是一种面向连接的技术,其虚连接分为两个层次:VPC(Virtual Path Connectin
)和VCC(Virtual Channel Connection),它们分别由信头中VPI和VCI字段标识,一个VPC中可
能包含多个VCC。ATM同样支持PVC和SVC。
ATM的协议参考模型也是一种层次结构,从下至上依次为物理层、ATM层、ATM适配层(AL
)和高层,其中ATM层主要完成交换和复用功能,ATM适配层(AAL)主要完成各种类型数据流到A
TM信元的适配功能,根据业务类型的不同,AAL也分为不同的类型,如AAL1用来适配恒定比特率
业务,AAL5用来进行数据的传送等。
根据实际应用中业务流量的不同特点,ATM对各种业务进行了分类,并保证各类业务的服
务质量(QoS)。

ChinaFRN组成与结构
中国公用帧中继宽带业务骨干网主要包括两种设备:B-STDX 9000和CBX 500。其中B-SD
X 9000是可提供帧中继、SMDS及ATM业务的多业务交换机;CBX 500是ATM交换机。中国公用帧
中继宽带业务骨干网一期工程覆盖全国21个直辖市和省会城市,其拓扑结构如图1所示。其中
每个节点均由B-STDX 9000和CBX 500两种设备组成。B-STDX 9000主要提供帧中继业务的接
入以及PPP、HDLC、SDLC等协议的接入;CBX 500主要提供ATM业务的接入以及全网的中继连接
。各节点中B-STDX9000通过ATM中继线路与本地的CBX 500相连。
@@47E29000.GIF;图1 ChinaFRN一期工程网络结构@@

ChinaFRN的主要技术特点
中国公用帧中继宽带业务骨干网的一个主要特点就是采用ATM技术平台,同时提供帧中继
和信元中继等业务。
作为B-ISDN的核心技术, ATM在数据通信领域的应用已基本成熟,因此,公用帧中继宽带
业务骨干网选用ATM技术作为基本网络技术。这样一方面可以提高整个网络的性能,使整个网
络达到较高的技术水平;另一方面可以向用户提供基于分组交换、帧中继及TCP/IP技术的网
络所难以提供的宽带、实时性的业务;同时也便于今后向B-ISDN过渡。
中国公用帧中继宽带业务骨干网的主要技术特点包括:
(1)设备单机性能优良,网络整体性能好
CBX 500采用5Gbps无阻塞输出缓冲交换结构,平均交换处理时延为0.05ms。其呼叫处理
能力为3000呼叫/秒/节点,每块接口卡可支持16K个虚连接。它采用多级QoS队列,并具有较完
善的CAC、UPC及拥塞控制机制,在保证服务质量的同时,使得中继利用率得以提高。
B-STDX 9000采用1.2Gbps时分总线,数据以64Byte为单位在总线上进行交换,平均交换时
延为0.8ms。其每块接口卡可支持938个帧中继虚连接。
这两种设备的硬件结构采用冗余设计,电源、风扇、系统处理器及接口板都可配置为11
部分。
网络内骨干枢纽节点间采用完全网状连接,全网采用部分网状连接。网络内部使用OSP动
态路由算法,当网络出现故障时,受影响的虚电路将进行路由的自动迂回,保证业务不受影响
;同时提供端口和中继的备份功能。网络的可靠性高。
(2)网络业务种类齐全
目前该网可以向用户提供帧中继PVC、ATM PVC和SVC等基本业务。帧中继SVC业务将在年
内开放。该网可以支持CBR、VBR-rt、VBR-nrt、ABR及UBR等业务类型,并支持单向、双向对
称、双向不对称以及点到多点等业务方式。
(3)端口种类齐全,速率范围广
对于帧中继业务,网络所提供的接口类型包括V.35、X.21、E1、信道化E1、ISDN PRI、
E3等,其中V.35和X.21接口速率为9.6Kbps～8Mbps。对于ATM业务,网络所提供的接口类型有
E1、E3、STM-1等。
(4)用户接入方式灵活
网络所提供的各种端口都可以用软件设置为UNI DTE/DCE、NNI及内部中继类型。帧中继
UNI处的链路管理规程可设置为ITU-T Q.933 Annex A、ANSI T1.167 Annex D或LMI,也可由
端口自动监测。对于帧中继类型的端口还可设置FRAD功能,完成HDLC、SDLC、PPP协议到帧中
继协议的包封及转换,便于各种协议终端直接接入。同时网络还配备了基带调制解调器和HS
L调制解调器,为用户提供灵活的接入方式。
(5)支持帧中继-ATM互通功能
网络同时支持帧中继-ATM网络互通和业务互通功能,既可使帧中继用户通过ATM网络进行
通信,同时可以使得帧中继用户与ATM用户间进行通信。
(6)网络中继将采用ATM反向复用(AIMUX)技术,中继带宽利用率高
AIMUX技术是将多条2Mbps线路复用为一条n×2Mbps线路,使得中继利用率得以提高,特别
适合我国目前数据通信中继线路以2Mbps为主的情况。随着技术的不断发展,将来也可在用户
端采用这种技术,为用户提供更加灵活、高效、经济的接入方式。
(7)支持ITU-T、ATM Forum及帧中继 Forum等有关组织的多项国际标准。

ChinaFRN的主要应用
中国公用帧中继宽带业务骨干网安全可靠、技术先进、业务齐全、收费合理,应用范围
非常广阔。该网主要用来提供64Kbps以上的中高速数据通信服务。业务类型既可以是突发性
的,也可以是实时性的,主要应用于高速数据传输和宽带多媒体通信等领域。
随着信息化进程在我国的不断推进,各行各业纷纷建立起了各自的计算机应用系统,包括
办公自动化、信息查询、清算结算、桌面会议电视等。其中很多应用系统覆盖全国各地,需
要进行互联;同时很多部门正在组建全国范围的Intranet系统,也需要广域网传输。帧中继技
术是实现高速数据传输的理想技术,能够适应业务突发性的要求,可满足用户进行高速局域网
互联的需要。
目前,宽带多媒体通信在我国已开始应用。远程医疗、远程教学、远程设计、视像点播
、高清晰度会议电视等应用将极大地提高工作效率,节省大量的人力、物力、财力和时间,并
逐渐改变我们的生活方式。中国公用帧中继宽带业务骨干网能够满足宽带多媒体通信的要求
,提供实时性业务,保证端到端的服务质量。
此外,中国公用帧中继宽带业务骨干网还可为其它数据通信网络及各部门组建的专网提
供高速中继传输,使得各网络的性能得以增强,同时提高线路的使用效率。
用户接入公用帧中继网的方式也是灵活多样的:支持帧中继或ATM协议的终端设备可直接
接入;局域网、企业网用户可通过路由器、局域网交换机进行接入;其它协议终端可通过FRD
设备进行接入。此外,由于网络端口本身支持内置FRAD功能,支持HDLC、SDLC和PPP协议的终
端也可直接接入。
中国公用帧中继宽带业务骨干网的应用示意图如图2。
@@47E29001.GIF;图2 ChinaFRN干网应用示意图@@
中国公用帧中继宽带业务骨干网正处在不断地建设和发展中,覆盖范围将会进一步扩大
,能力将会不断地增强,功能将更加完善,业务也将更加丰富,其必将对我国的信息化进程产生
积极的影响。