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兴趣联盟 - 电子与通信工程

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    帧中继测试技术

    张进 2010-12-02 23:48

    摘要 简单分析了帧中继技术在我国的现状,介绍了帧中继网、帧中继的帧格式以及帧中继的带宽管理等基本概念。在此基础上,详细介绍了应用TTC 2230对帧中继网络进行连接测试、路由测试、承载测试、在线检测等方案。对每种测试方案的描述、测试框图以及测试要点都进行了明确说明。

      当前主要的数据通信技术都基于分组交换技术,如分组交换、帧中继(FR)、交换型多兆比特数据业务(SMDS)、异步转移模式(ATM)。起先我国不愿意发展“已落后”的帧中继技术,而是大力发展ATM技术,但随着时间的推移,帧中继技术才显示出它强大的生命力。因为,首先帧中继技术的接入技术比较成熟,实现较为简单,适于满足64kbit/s~2Mbit/s速率范围内的数据业务。而ATM的接入技术较为复杂,实现起来比较困难。其次,ATM设备与帧中继设备相比,价格昂贵,普通用户难以接受。所以,帧中继与ATM相辅相成,成为用户接入ATM的最佳机制。

    1、帧中继技术

      1.1 帧中继网

      随着帧中继技术、信元中继和ATM技术的发展,帧中继交换机的内部结构也在逐步改变,业务性能进一步完善,并向ATM过渡。目前市场上的帧中继交换产品大致有三类:a)改装型X25分组交换机。b)以全新的帧中继结构设计为基础的新型交换机。c)采用信元中继、ATM技术、支持帧中继接口的ATM交换机。

      a)型交换机在帧中继发展初期比较普遍。主要是通过改装X25交换机、增加软件使交换机具有接收和发送帧中继的能力,但仍然保留分组层的一些功能,时延较大。b)型是专门设计的设备,具备帧中继的全部必备功能。c)型是最新型的交换机,采用信元中继或ATM交换、具有帧中继接口和ATM接口,内部完成FR和ATM之间的互通。在以ATM为骨干的网络中,起着用户接入的作用。

      目前我国帧中继网所采用的帧中继交换机一般都采用了ATM技术,即用户终端设备采用帧中继接口来接入帧中继节点机,帧中继节点机的中继口为ATM接口,交换机将以帧为单位的用户数据转换为ATM信元在网上传送,在终端侧再将信元变换为帧中继的帧格式传送给用户。

      1.2 帧中继的帧格式

      帧中继的帧格式见表1。

    表1 帧中继的帧格式

      1.2.1 标志字段(F)

      它是一个特殊的八比特组01111110,作用是标志一帧的开始和结束。

      1.2.2 地址字段(Address)

      地址字段的主要用途是区分同一通路上多个数据链路连接,以便实现帧的复用/分路。地址字段的长度为2个~4个字节。

      1)地址字段扩展比特EA:EA=0表示下一字节仍是地址字段,EA=1表示本字节是地址字段的最终字节。

      2)命令/响应比特(C/R):不使用。在数据链路层帧方式接入协议(LAPF)中作为标识该帧是命令帧还是响应帧。

      3)可丢失指示比特(DE):DE置“1”说明当网络发生拥塞时,可考虑丢弃,以便网络进行带宽管理。

      4)前向显式拥塞通知(FECN):该比特由发生拥塞的网络来设置,用于通知用户启动拥塞避免程序,它说明与载有FECN批示的帧同方向的信息量情况。

      5)后向显式拥塞通知(BECN):该比特由发生拥塞的网络来设置,用于通知用户启动拥塞避免程序,它说明与载有BECN指示的帧反方向上的信息量情况。

      6)DLCI扩展/DL-CORE控制控制指示比特(D/C):D/C比特置“1”表示最后一个字节包含数据链路核心协议(DL-CORE)控制信息;D/C比特置“0”表示最后个字节包含DLCE信息。

      7)数据链路连接标识符(DLCI):它用来标识用户网络接口或网络接口上承载通路连接。

      1.2.3 信息字段(Information)

      信息字段包含的是用户数据,可以是任意的比特序列,它的长度必须是整个字节,帧中继信息字节最大默契长度为262个字节。

      1.2.4 帧校验序列字段(FCS)

      帧校验序列字段FCS是一个16比特的序列。它具有很强的检错能力,它能检测出在任何位置上的3个以内的错误、所有的奇数个错误、16个比特之内的连续错误以及大部分的大量突发错误。

      1.3 帧中继的带宽管理

      现代数据通信有两个显著特点:一个是信息的突发性,另一个是按需分配带宽。之所以帧中继技术有它强大的生命力,是因为帧中继实现了带宽资源的动态分配。帧中继网络通过为用户分配带宽控制参数,对每条虚电路上传送的用户信息进行监视和控制,实施带宽管理,以合理地利用带宽资源。

      帧中继网络为每个帧中继用户分配3个带宽控制参数:Bc、Be和承诺信息速率(CIR)。同时,每隔Tc时间间隔对虚电路上的数据流量进行监视和控制。Tc值是通过计算得到的,Tc=Bc/CIR。

      CIR是网络与用户约定的用户信息传送速率。如果用户以小于等于CIR的速率传送信息,正常情况下,应保证这部分信息的传送。Bc是网络允许用户在Tc时间间隔内传送的数据量。Be是网络允许用户在Tc时间间隔内传送的超过Bc的数据量。

      网络对每条虚电路进行带宽控制,并采用如下策略,在Tc内:

      a)当用户数据传送量≤Bc时,继续传送这范围的帧。

      b)当用户数据传送量>Bc,但≤Bc+Be时,若网络未发生严重拥塞,则将Be范围内传送的帧的DE比特置“1”后继续传送,否则将这些帧丢弃。

      c)当在Tc内用户数据传送量>Bc+Be时,将超过范围的帧丢弃。

     

    2、TTC 2230的帧中继测试应用

      2.1 连接测试

      2.1.1 传输测试

      1)描述:当开通一条新的帧中继接入电路时,必须对用户设备(CPE)与帧中继交换机间的传输链路进行BERT测试,无差错的链路是保证帧中继最佳性能的关键条件。

      2)测试框图如图1所示。

    图1 传输链路BERT测试框图

      3)测试要点:测试15m应无误码出现。

      2.1.2 本地连接性测试

      1)描述:在完成传输测试之后,检验帧中继用户设备与帧中继网络之间的链路管理是否正常。为了使链路管理正常,帧中继用户设备的链路管理规程应与帧中继网络配置相同。如果未能正确配置,所设PVC链路将无法激活。

      主要链路管理规程有:ANSI T1.617 Annex D、Q.933 Annex A、LMI。对于TTC2230来说可以把它的链路管理设成AUTO,让它自动匹配。

      2)测试框图如图2所示。

    图2 本地连接性测试框图

      3)测试要点:将TTC2230的链路管理规程设置成被替代的帧中继用户设备,并根据帧中继交换机的参数设置合适的轮询时间,一旦链路管理被激活,说明被测链路生效。

      2.2 路由测试

      1)描述:此项测试用于验证两个用户在帧中继网络中的一个特定PVC上的连接可靠性。其测试方法是:用一台TTC2230通过一个指定的DLCI发送一些帧通过帧中继网络,用另一台TTC2230对每个待测的PVC电路进行测试。如果只有一台测试仪表时,也可以让网管对待测的PVC电路做环回测试。

      2)测试框图如图3、图4所示。

    图3 端对端的路由测试框图

    图4 PVC电路环回测试框图

      3)测试要点:在此项测试中如接入电路或帧中继网络内部出现故障,需要两台测试仪进行端对端的路由测试。

      在对待测PVC电路做环回时,应将接入电路的链路管理设成NONE,否则帧中继交换机会期待来自CPE的“keep alive”(保持激活)帧,使所有的DLCI都无法激活(INACTIVE)。

      2.3 承载测试:

      1)描述:TTC2230能够模拟产生各种类型的帧中继业务流,能对网络的承载能力进行测试。TTC2230既可以以固定(FIXED)速率发送帧,也能以“突发”形式发送帧。通过对待测PVC的测试,可以观察网络如何响应各种类型的业务。

      2)测试框图:同2.2测试图。

      3)测试要点

      a)恒定吞吐量检验。目的:用户以CIR传送业务时,网络对帧长度变化的敏感性。

      用一台TTC2230以速率等于CIR的FIXED速率发送帧,在远端的TTC2230上测试丢帧(LOSTFRM)、平均吞吐量(AVG TPVT)、帧速率(FRM DATE)、平均帧长(AVG FRM)结果。无需调整TTC2230的FIXED速率,只需按下述方法改变帧长:以高速率发送短帧(需要将帧长MIN和MAX都设为20octers),测试网络在CIR速率上每秒钟内疏导大量短帧,而不出现弃帧的能力;以低速率发送长帧(需要将帧长MIN和MAX都设为1000octers),测试网络在CIR速率上每秒钟内疏导大量(可能会对交换机缓冲器构成威胁)的长帧,而不出现弃帧的能力;发送随机长度的帧(需要将帧长MIN设为100octers,MAX设为1000octers),测试网络疏导可变长度帧的能力。

      对于上述任何测试TTC2230都不应出现丢帧记录,平均吞吐量应近似维持FIXED速率。

      b)丢弃指示和拥塞功能测试。目的:测试网络对DE比特的响应及:FECN和BECN的设置是否正确。

      用一台TTC2230以速率等于CIR的FIXED速率发送帧,将帧头的DE比特设为“1”(低优先级),然后加大发送速率,在远端的TTC2230上应出现DE计数和FECN帧计数。同时,远端的TTC2230会将帧返回近端的TTC2230,近端的TTC2230将开始BECN帧计数,两台测试仪表同时出现LOST帧计数。降低近端TTC2230的发送速率使其低于CIR,远端TTC2230上的FECN帧计数停止,随即近端TTC2230的BECN。帧计数也停止,同时两台TTC2230上的DE计数和LOST帧计数也应停止。

      c)仿真突发业务。目的:用TTC2230的突发(BURST)模式来仿真类似LAN等的“突发”业务,观察网络对“突发”数据的反应。

      通过测试LOST帧来测试网络对突发数据的响应,以便适当地设置网络可允许突发速率参数。

      2.4 在线监测

      1)描述:当帧中继业务开通后,为了不影响其业务传输,TTC2230可以用Y型电缆接入监测点。

      2)测试框图如图5所示。

    图5 帧中继网在线监测测试框图

      3)测试要点:TTC2230有专门用于在线监测的Y型测试电缆,能隔离Tx数据和Rx时钟端子,所以请不要使用其他类型的测试电缆。

      (文章转载)

  • 举报 #5
    韩斐 2013-02-18 21:22
    帧中继的带宽管理
  • 举报 #15
    韩斐 2013-02-22 23:19
    丢弃指示和拥塞功能测试
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