民航中南空管局網(wǎng)絡(luò)中心 馬振華

幀中繼技術(shù)及應(yīng)用分析

民航中南空管局網(wǎng)絡(luò)中心 馬振華

本文對幀中繼技術(shù)進(jìn)行了分析，在技術(shù)分析的基礎(chǔ)上對于其應(yīng)用展開分析，尤其是在民航管制綜合信息系統(tǒng)中也有重要應(yīng)用前景，通過簡要解析，希望能夠?yàn)楹笕搜芯刻峁┮欢ǖ闹笇?dǎo)。

幀中繼技術(shù)；應(yīng)用；前景

1.幀中繼技術(shù)概述

隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展，幀中繼技術(shù)出現(xiàn)并且應(yīng)用于社會生活各個領(lǐng)域。Frame Relay，簡稱FR；最早在上世紀(jì)八十年代提出并得到廣泛應(yīng)用。在提出之后提交CCITT，但是并沒有受到應(yīng)用者的關(guān)注以及重視因此在最初階段沒有推廣，在六年之后以北電為代表的廠商開始開發(fā)研究FR技術(shù)，在研究基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對FR功能的擴(kuò)展，提出新功能，希望能夠面向復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在幀中繼技術(shù)中人們也提出了新的協(xié)議以及標(biāo)準(zhǔn)，希望能夠促進(jìn)幀中繼技術(shù)發(fā)展，最早提出的ANSI和CCITT協(xié)議應(yīng)用至今，在發(fā)展中進(jìn)行了一定的調(diào)整以及改進(jìn)。另外，我國民航業(yè)得到迅速發(fā)展的同時(shí)，信息通信技術(shù)也迅速發(fā)展與更新，其中幀中繼技術(shù)也開始在民航通信系統(tǒng)中應(yīng)用。

2.幀中繼技術(shù)特征分析

2.1 幀中繼包

幀中繼包實(shí)質(zhì)是一系列字節(jié)，里邊包含用戶的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，主要由頭、用戶數(shù)據(jù)體以及CRC幾部分組成。對于幀中繼包數(shù)據(jù)而言，對于用戶數(shù)據(jù)的字節(jié)長度沒有具體限制，但在實(shí)際運(yùn)營中用戶數(shù)據(jù)的提供者網(wǎng)絡(luò)會決定字節(jié)的最大長度，一般最大的信息包長度和幀中繼的接口相配置。字節(jié)長度在[256,8192]范圍內(nèi)，為保證幀中繼包的正常運(yùn)行，在其信息包頭設(shè)置16位的字節(jié)，為進(jìn)行循環(huán)冗余校驗(yàn)和。

2.2 幀中繼交換

幀中繼交換主要實(shí)現(xiàn)客戶幀中繼訪問設(shè)備和服務(wù)提供者幀中繼設(shè)備之間的連接交換，并且通過端口進(jìn)行連接。在幀中繼交換中有幀中繼交換器，主要通過幀中繼交換器進(jìn)行信息包中數(shù)據(jù)的檢查——DL-CI數(shù)據(jù)鏈路在連標(biāo)識符。當(dāng)幀中繼交換器檢測到其中數(shù)據(jù)為非零值時(shí)會進(jìn)行信息包傳送，并且通過包括字節(jié)確定傳遞端口，當(dāng)出現(xiàn)零值時(shí)幀中繼交換器需要對信息包中的控制數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步檢查，通過檢查結(jié)果的分析選擇合適處理方式。

2.3 幀中繼環(huán)境

對于客戶場地而言均有內(nèi)部計(jì)算環(huán)境以及幀中繼訪問環(huán)境兩種設(shè)備。其中內(nèi)部計(jì)算環(huán)境主要功能是完成信息處理任務(wù)所相關(guān)的硬件以及軟件；另外幀中繼訪問環(huán)境包含的軟件以及硬件主要用于內(nèi)部終端環(huán)境和幀中繼服務(wù)的連接。一般實(shí)現(xiàn)幀中繼環(huán)境的構(gòu)建是把內(nèi)部計(jì)算環(huán)境和FRAD或者路由器相連。

3.幀中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)過程解析

對于幀中繼技術(shù)而言，主要是進(jìn)行面向連接的數(shù)據(jù)鏈路層通信。對于不同的設(shè)備進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，設(shè)備之間存在預(yù)先設(shè)定的通信通道，為保證正常通信必須對通信通道進(jìn)行識別，通過連接標(biāo)識符實(shí)現(xiàn)。對于幀中繼技術(shù)而言，往往直接利用虛擬電路來實(shí)現(xiàn)這一功能。通過虛擬電路能夠很好實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)終端之間的雙向通信，并且對于不同數(shù)據(jù)終端之間采用唯一的DLCI進(jìn)行虛擬了解。在幀中繼技術(shù)中的為保證信息和數(shù)據(jù)傳遞，還把一條物理電路復(fù)用為多條虛擬電路，這樣對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)以及傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行了極大的簡化，降低了其復(fù)雜程度。在幀中繼技術(shù)中往往有兩種虛擬電路，包括交換性虛擬電路以及永久性虛擬電路。其中交換性虛擬電路主要應(yīng)用于臨時(shí)性連接和傳輸，并且傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也往往較小。而對于永久性虛擬電路主要用于永久性和大量數(shù)據(jù)的傳輸。永久性虛擬電路和臨時(shí)性虛擬電路相比，永久性虛擬電路可以按計(jì)劃實(shí)現(xiàn)呼叫建立和呼叫終止?fàn)顟B(tài)。永久性虛擬電路的運(yùn)行狀態(tài)也具有兩種，一種是數(shù)據(jù)傳輸，通過永久性虛擬電路能夠?qū)崿F(xiàn)不同設(shè)備以及不同終端之間的數(shù)據(jù)傳輸；另外永久性虛擬電路還有可能處于空閑狀態(tài)，這時(shí)候虛擬電路連接仍然存在，但是并不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

4.幀中繼技術(shù)應(yīng)用解析

4.1 幀中繼技術(shù)應(yīng)用中的優(yōu)勢分析

幀中繼系數(shù)的發(fā)展與應(yīng)用很好發(fā)揮了其優(yōu)勢，不僅僅具有高效性，而且具有極高的經(jīng)濟(jì)性。

首先幀中繼技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)資源共享，并且在幀中繼技術(shù)中還使用了統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)。通過這一技術(shù)還能夠利用單一線路向多個用戶網(wǎng)絡(luò)端口的信息流量共享，這樣對于網(wǎng)絡(luò)資源利用率的提高具有重要作用。幀中繼技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)一步簡化了節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的協(xié)議關(guān)系以及協(xié)議處理，這樣能夠讓用戶數(shù)據(jù)更多的占有寬帶，這樣能夠保證用戶獲得高吞吐量業(yè)務(wù)，同時(shí)也能夠讓用戶獲得低時(shí)延業(yè)務(wù)。其次在幀中繼技術(shù)的應(yīng)用中還必須明確幾個問題，首先幀中繼技術(shù)是夠能夠滿足數(shù)據(jù)量以及業(yè)務(wù)的實(shí)際需求，包括數(shù)據(jù)量以及業(yè)務(wù)突發(fā)性方面，另外幀中繼技術(shù)還必須要滿足經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的要求，明確了幀中繼技術(shù)能夠滿足這兩個要求，然后運(yùn)用這一技術(shù)能夠促進(jìn)數(shù)據(jù)的傳輸速度以及傳輸正確性。

4.2 幀中繼技術(shù)在管制綜合信息處理系統(tǒng)中的應(yīng)用解析

4.2.1 幀中繼技術(shù)應(yīng)用于局域網(wǎng)間互連

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，局域網(wǎng)技術(shù)開始出現(xiàn)并且迅速普及，進(jìn)行局域網(wǎng)的構(gòu)建和連接就成為局域網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)人物之一。通過幀中繼技術(shù)能夠很好實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)的連接，常見的局域網(wǎng)應(yīng)用機(jī)構(gòu)有銀行以及證券交易所等金融機(jī)構(gòu)，另外在政府部門和地方政府部門之間也通過局域網(wǎng)互連，其中起到重要作用的就是幀中繼，在未來局域網(wǎng)構(gòu)建中幀中繼技術(shù)具有廣泛應(yīng)用前景。對于民航領(lǐng)域的管制綜合信息系統(tǒng)而言，可以很好的應(yīng)用幀中繼技術(shù)來構(gòu)建管制綜合信息系統(tǒng)中的局域網(wǎng)，這樣能提高局域網(wǎng)運(yùn)行的安全性以及可靠性，也能夠節(jié)省網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本及資源。

4.2.2 幀中繼技術(shù)應(yīng)用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的連接

在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的連接也可以考慮使用幀中繼技術(shù)，目前在部分的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)連接中已經(jīng)開始使用幀中繼技術(shù)，通過幀中繼技術(shù)的運(yùn)用不僅僅能夠提高租用線路的利用率，而且能夠提高寬帶的利用率。對于民航系統(tǒng)而言，一樣不僅僅需要局域網(wǎng)，而且也需要廣域網(wǎng)，因此在地區(qū)空管分局站、機(jī)場間管制綜合信息系統(tǒng)建設(shè)中也可以采用幀中繼技術(shù)進(jìn)行。

4.2.3 幀中繼技術(shù)應(yīng)用于組建虛擬專用網(wǎng)

能夠利用幀中繼技術(shù)來執(zhí)行交換功能，并且在幀中繼技術(shù)使用中也僅僅使用了通信網(wǎng)絡(luò)的物理層和鏈路層，這種方式提高了網(wǎng)絡(luò)的利用率。幀中繼技術(shù)在虛擬專用網(wǎng)組建中的應(yīng)用還發(fā)現(xiàn)，通過幀中繼技術(shù)提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，對于數(shù)據(jù)傳輸量也有所提高，并且和傳統(tǒng)虛擬專用網(wǎng)組建相比，經(jīng)濟(jì)性更好，需要費(fèi)用較低。在管制綜合信息系統(tǒng)中要建立虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，也可以借助幀中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

4.2.4 幀中繼技術(shù)應(yīng)用于電子文件傳輸

在本文分析中發(fā)現(xiàn)幀中繼技術(shù)的運(yùn)用主要是通過虛擬電路來實(shí)現(xiàn)其功能，通過虛擬電路可以對信號通路和寬帶進(jìn)行動態(tài)分布，因此幀中繼技術(shù)在塔管制綜合信息系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用前景。在傳統(tǒng)管制綜合信息系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展中并沒有采用幀中繼技術(shù)，目前雖然已有部分民航系統(tǒng)中采用了幀中繼技術(shù)，但沒有得到普及。在未來民航管制綜合信息系統(tǒng)的電子文件傳輸中也可以考慮采用幀中繼技術(shù)，來提高數(shù)據(jù)以及文件傳輸?shù)男室约鞍踩浴?/p>

5.結(jié)論

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，IP技術(shù)也將成為未來發(fā)展建設(shè)的重點(diǎn)，而作為關(guān)鍵技術(shù)之一的幀中繼技術(shù)也將受到更多的關(guān)注與研究。本文在幀中繼技術(shù)的分析中也僅僅處于較淺的層次，在未來研究中還希望更多的研究者能夠在其中貢獻(xiàn)自己的力量，著重于幀中繼技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

[1]李國華. 移動通信中繼技術(shù)研究[J].金陵科技學(xué)院學(xué)報(bào),2016,(01):6-10.

[2]趙欣麗.LTE-Advanced系統(tǒng)中繼技術(shù)綜述[J].電子質(zhì)量,2010,(09): 42-44.

[3]衛(wèi)國,張超,王磊. LTE系統(tǒng)中的分布式空時(shí)中繼技術(shù)[J].中興通訊技術(shù),2010,(01):18-22.

馬振華（1983－），男，廣東肇慶人，主任工程師，現(xiàn)供職于民航中南空管局網(wǎng)絡(luò)中心。