M000 0058 廣域網(wǎng)接口與線纜中文版V10

1、3.1 廣域網(wǎng)接口與線纜3.1.1 廣域網(wǎng)的類型廣域網(wǎng)（Wide Area Network）是一種跨越大的地域的網(wǎng)絡(luò)。目前有多種公共廣域網(wǎng)絡(luò)。一般我們的網(wǎng)絡(luò)會(huì)通過(guò)服務(wù)商提供的具體業(yè)務(wù)連接到廣域網(wǎng)絡(luò)上。按其提供業(yè)務(wù)的帶寬的不同，可簡(jiǎn)單的分為窄帶廣域網(wǎng)和寬帶廣域網(wǎng)兩大類。現(xiàn)有的窄帶公共網(wǎng)絡(luò)包括 PSTN 公共交換電話網(wǎng)、ISDN 綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)、DDN、X.25 網(wǎng)、幀中繼（Frame Relay）網(wǎng)等。PSTN 可能是我們接觸最多的公共窄帶網(wǎng)絡(luò)，目前主要提供電話和傳真業(yè)務(wù)，通過(guò)調(diào)制解調(diào)器可以完成一些有限的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。ISDN 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)將在本章后面小節(jié)專門介紹。DDN 即數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)，是一種

2、廣泛使用的基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的窄帶公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。 X.25 網(wǎng)是一種國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)廣域網(wǎng)，基于分組交換技術(shù)，內(nèi)置的差錯(cuò)糾正、流量控制和丟包重傳機(jī)制，使之具有高度的可靠性，適于長(zhǎng)途噪聲線路。X.25網(wǎng)絡(luò)剛被引入時(shí)，其最大速率僅為有限的64Kbps ，使之可提供的業(yè)務(wù)非常有限。1992年，ITU-T更新了X.25標(biāo)準(zhǔn)，其傳輸速度可高達(dá)2Mbps。X.25網(wǎng)絡(luò)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，沿途每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要重組包，使得數(shù)據(jù)的吞吐率很低，包時(shí)延較大。X.25 顯然不適于傳輸質(zhì)量好的信道。Frame Relay 幀中繼是一種應(yīng)用很廣的服務(wù)，采用 E1 電路，速率可從64K到2M，速率較快，它減少了差錯(cuò)檢測(cè)，充分利用了如今廣域

3、網(wǎng)連接中比較簡(jiǎn)潔的信令。中間節(jié)點(diǎn)的延遲比 X.25 網(wǎng)小得多。幀中繼的幀長(zhǎng)度可變，可以方便的適應(yīng) LAN 中的任何包或幀，提供了對(duì)用戶的透明性。幀中繼容易受到網(wǎng)絡(luò)擁塞的影響，對(duì)于時(shí)間敏感的實(shí)時(shí)通信沒(méi)有特殊的保障措施，當(dāng)線路受到噪聲干擾時(shí)，將引起包的丟棄?，F(xiàn)在的寬帶網(wǎng)絡(luò)一般有ATM和SDH兩種。ATM 即異步傳輸模式，為在交換式 WAN 或 LAN 骨干網(wǎng)以及高速傳輸數(shù)據(jù)提供了通用的通信機(jī)制，它同時(shí)支持多種數(shù)據(jù)類型（話音、視頻、文本等）。與傳統(tǒng) WAN 不同，ATM 是一種面向連接的技術(shù)，在開(kāi)始通信之前，將首先建立端到端的連接。ATM 最突出的優(yōu)勢(shì)之一，就是支持 QoS (Quality of

4、Service) 。SDH 是目前應(yīng)用最廣的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，帶寬高，抗干擾性強(qiáng)，可擴(kuò)展性較強(qiáng)。在具體的網(wǎng)絡(luò)連接上一般服務(wù)商將線纜布放到用戶處，用戶將該線纜與一個(gè)調(diào)制設(shè)備（普通調(diào)制解調(diào)器、DTU或基帶調(diào)制解調(diào)器）相連，然后我們的網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備（一般為路由器）再與調(diào)制設(shè)備相連。但有些線路路由器內(nèi)部設(shè)有內(nèi)置的設(shè)備，可以直接連接服務(wù)商布放的線纜，如E1/ATM等。3.1.2 異步串口與同步串口廣域網(wǎng)按照線路類型來(lái)分有X.25網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、ATM網(wǎng)、ISDN網(wǎng)等類型。路由器因此也相應(yīng)地有同/異步串口、ATM接口、ISDN BRI接口、cE1/PRI接口等等。目前VRP支持的中低端路由器的WAN接口包括異步串口

5、、同步串口、ISDN BRI接口及cE1/PRI接口。VRP中有兩種異步串口，一種是將同/異步串口設(shè)置為工作在異步方式，接口名稱為Serial；另外一種是專用異步串口，接口名稱為Async。異步串口可以設(shè)為專線方式和撥號(hào)方式。在應(yīng)用中更常用的是撥號(hào)方式，異步串口外接Modem或ISDN TA（Terminal Adapter，終端適配器）時(shí)可以作為撥號(hào)接口使用，封裝鏈路層協(xié)議SLIP或PPP，支持IP和IPX等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。同步串口特性：可以工作在DTE和DCE兩種方式，一般情況下，路由器的同步串口工作在DTE方式，接受DCE設(shè)備提供的時(shí)鐘。同步串口可以外接多種類型電纜，如V.24和V.35等。V

6、RP可以自動(dòng)檢測(cè)同步串口外接電纜類型，并完成電氣特性的選擇，一般情況下，無(wú)需手工配置。同步串口支持的鏈路層協(xié)議包括PPP、幀中繼、LAPB和X.25等。支持IP和IPX網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。可以通過(guò)執(zhí)行show interface serial命令查看同步串口的當(dāng)前外接電纜類型以及工作方式（DTE/DCE）等信息，關(guān)于該命令的使用在后續(xù)課程中間有詳細(xì)介紹。3.1.3 V.24接口規(guī)程V.24 接口規(guī)程的介紹中，將以 Quidway 系列路由器的常用接口為例從機(jī)械特性、電氣特性、常用控制信號(hào)、傳輸速率、傳輸距離和接口電纜六個(gè)方面來(lái)講解。這幾個(gè)方面也是其它規(guī)程所關(guān)心的重要內(nèi)容之一。機(jī)械規(guī)程包括對(duì)接口的物理管

7、腳數(shù)目、排列定義以及標(biāo)準(zhǔn)尺寸等方面的定義。Quidway 系列路由器使用 V.24 接口電纜外觀如圖所示，路由器端為 DB50 專用插頭，外接端是標(biāo)準(zhǔn) DB25 接頭，符合 EIA-RS-232 接口標(biāo)準(zhǔn)，電纜可以工作在同步和異步兩種方式下，所以既可以與普通的模擬Modem、ISDN 終端適配器等以撥號(hào)方式進(jìn)行異步連接，也可以連接基帶 Modem 進(jìn)行同步連接。異步工作方式下，封裝鏈路層協(xié)議PPP，支持網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議IP和IPX，最高傳輸速率是115200bps，同步方式下，可以封裝 X.25、幀中繼、PPP、HDLC、SLIP 和 LAPB 等鏈路層協(xié)議，支持IP和IPX，而最高傳輸速率僅為 6

8、4000bps 。V.24 電纜接口分 DCE 和 DTE 兩側(cè)，分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)側(cè)）和數(shù)據(jù)終端設(shè)備（用戶側(cè)）。對(duì)應(yīng)的 DCE 側(cè)為插座（25孔），DTE 側(cè)為插頭（25針）。通信的雙方相對(duì)而言，路由器屬于 DTE 側(cè)設(shè)備，各種 Modem 、ISDN 終端適配器等則屬于 DCE 設(shè)備。本圖所示為 Quidway 系列路由器 V.24 DCE 廣域網(wǎng)電纜，外接網(wǎng)絡(luò)端為 25 孔插頭。V.24 規(guī)程所規(guī)定的接口的電氣特性需符合 EIA- RS-232 電氣標(biāo)準(zhǔn)，其電平定義如下： 在 TxD 和 RxD 數(shù)據(jù)上： 邏輯 1 ( MARK ) = -3 -15 伏； 邏輯 0 ( SP

9、ACE ) = +3 +15 伏； 在 RTS、CTS、DSR、DTR 和 DCD 等控制線上： 信號(hào)有效（接通、ON 狀態(tài)、正電壓）= +3 +15 伏； 信號(hào)無(wú)效（斷開(kāi)、OFF 狀態(tài)、負(fù)電壓）= -3 -15 伏；一個(gè)明顯的區(qū)別，RS-232 電平標(biāo)準(zhǔn)使用了較 TTL 電平高得多的電壓值，在收發(fā)數(shù)據(jù)引腳上使用了負(fù)邏輯。V.24 電纜在同步工作方式下的最大傳輸速率為：64000bps；異步工作方式下，最大傳輸速率為115200bps。以上圖示為 IEEE（電氣與電子工程師協(xié)會(huì)）提供的 V.24 電纜異步方式下以各種波特率傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離，實(shí)際情況中，由于使用環(huán)境的差別，其傳輸距離的極限

10、將不盡相同，實(shí)際測(cè)試表明，本表所給出的數(shù)據(jù)略偏保守。符合 V.24 規(guī)程的接口及電纜在通信、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用的非常廣泛，從計(jì)算機(jī)串口到路由器的廣域網(wǎng)口，都有它的身影。在路由器上，主要出現(xiàn)在以下幾種接口電纜之中：WAN 廣域網(wǎng)接口 AUX 備份接口8AS 八異步串行接口 Console 控制臺(tái)接口3.1.4 V.35接口規(guī)程V.35 接口規(guī)程的介紹中，同樣的將以 Quidway 系列路由器的常用接口為例，從其機(jī)械特性、電氣特性、常用控制信號(hào)、傳輸速率、傳輸距離和接口電纜六個(gè)方面來(lái)講解。V.35 電纜的接口特性嚴(yán)格遵照 EIA/TIA-V.35 標(biāo)準(zhǔn)。路由器端為 DB50接頭，外接網(wǎng)絡(luò)端為34針接

11、頭，也分 DCE 和 DTE 兩種，對(duì)應(yīng)的 DCE 側(cè)為插座（34孔），DTE 側(cè)為插頭（34針）。V.35 電纜一般只用于同步方式傳輸數(shù)據(jù)，可以在接口封裝 X.25、幀中繼、PPP、SLIP、LAPB 等鏈路層協(xié)議，支持網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議 IP 和IPX。V.35 電纜通常用于路由器與基帶 Modem 的連接之中，此方式下，與使用 V.24 電纜相同，路由器總是處在 DTE 側(cè)。本圖所示為 DTE 電纜示意，DCE 電纜示意圖略。V.35 規(guī)程定義了 V.35 電纜接口的電氣特性。就電平標(biāo)準(zhǔn)而言，V.35 接口同時(shí)符合 EIA-RS-232 電平和 V.35 電平標(biāo)準(zhǔn)。在V.35 電纜接口上，不同功

12、能定義的引腳的電氣特性是不一樣的，其中，控制信號(hào)電平符合 RS-232 電平，數(shù)據(jù)與時(shí)鐘電平則符合 V.35 電平。一般認(rèn)為，V.35 電平的標(biāo)準(zhǔn)電壓使用±0.5 伏，RS-232 電平的電壓使用±12V，對(duì)重要的但相對(duì)速率要求不是很高的控制信號(hào)使用幅值更高更不易出錯(cuò)的電平，對(duì)要求速率第一的數(shù)據(jù)等采用幅值低得多的電平，這是 V.35 接口規(guī)程考慮網(wǎng)絡(luò)的速率和穩(wěn)健性時(shí)的一個(gè)巧妙而折衷的辦法。V.35 電纜傳輸（同步方式下）的公認(rèn)最高速率是2048000bps（2Mbps）。與 V.24 規(guī)程不同，V.35 電纜的最高傳輸速率主要受限于廣泛的使用習(xí)慣，雖然從理論上 V.35 電

13、纜速率可以超過(guò) 2M 到 4M 或者更高，但就目前來(lái)說(shuō)，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)營(yíng)運(yùn)商在 V.35 接口上提供這種帶寬的服務(wù)。以上圖示為 IEEE 提供的 V.35 電纜在同步工作方式下以各種波特率傳輸數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)傳輸距離，實(shí)際情況中，由于使用環(huán)境的差別，其傳輸距離的極限將不盡相同，實(shí)際測(cè)試表明，本表所給出的數(shù)據(jù)略偏保守。以下是V.24 及V.35 規(guī)程中幾個(gè)常見(jiàn)然而重要的控制信號(hào)的說(shuō)明： DTR（Data terminal ready，數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好） DSR（Data Set Ready 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好）主要用于傳輸設(shè)備之間的協(xié)商信息。 DCD（Data Carrier Detect 數(shù)據(jù)載體檢測(cè)）用于設(shè)備檢測(cè)

14、當(dāng)前的鏈路狀態(tài)。 RTS（request to send 請(qǐng)求發(fā)送） CTS（clear to send 清除發(fā)送）這些都是非常重要的數(shù)據(jù)流控信號(hào)，在很多接口規(guī)程中都可以看到。無(wú)論是在V.24 還是V.35 接口規(guī)程中，這些控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的引腳都遵從RS-232 電平標(biāo)準(zhǔn)。3.1.5 ISDN BRI接口綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（Integrated Services Digital Network，簡(jiǎn)稱 ISDN）是自70 年代發(fā)展起來(lái)的一種新興技術(shù)。提供從終端用戶到終端用戶的全數(shù)字服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖形、視頻等綜合業(yè)務(wù)的一個(gè)全數(shù)字化傳遞方式。Quidway R1600 系列路由器各提供了一個(gè)BR

15、I接口，相當(dāng)于內(nèi)置了一個(gè) ISDN 終端適配器，可以方便的通過(guò) ISDN 專線與遠(yuǎn)端進(jìn)行通信，也可以作為一個(gè)橋梁將一個(gè)局域網(wǎng)接入到 Internet。Quidway R1600系列路由器中包括 Quidway R1603 S/T 接口路由器和 Quidway R1604 U 接口路由器，分別適應(yīng)不同電信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范。連接時(shí)，S/T 口的 R1603路由器需通過(guò)一個(gè) NT1 再與 ISDN 線相連，U 口的 R1604則可以直接連接 ISDN 線路使用。BRI 接口（S/T）也使用 RJ-45 水晶頭連接器，但實(shí)際只使用了其中的四芯，U 口的R1604 可不通過(guò) NT1，直接與兩芯的 ISDN 用

16、戶線相連。BRI 接口規(guī)程定制的帶寬為2B+D，B通道的速率為64Kbps，D通道的速率為 16Kbps。ISDN BRI 接口缺省封裝鏈路層協(xié)議為 PPP，支持 IP 和IPX 等網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。Quidway R4000 系列路由器（其他中高端路由器可以選配）提供了一個(gè)CE1/PRI 接口，下面將對(duì)這種接口進(jìn)行介紹。3.1.6 CE1/PRI接口CE1/PRI 接口在華為 Quidway 系列路由器中一般可見(jiàn)于 R4001或各種中高端路由器的接口配置中。從 CE1/PRI 接口的這個(gè)名字就不難推斷，該接口可以承載 CE1 和 PRI 這兩種不同接口規(guī)程的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。對(duì)應(yīng)于CE1封裝，大多數(shù)用于與DDN節(jié)點(diǎn)機(jī)的連接，最多可以支持同時(shí)劃分為 31 個(gè) 64K 的邏輯接口，用于DDN連接，當(dāng)然，按照實(shí)際需要，也可以通過(guò)捆綁多個(gè)時(shí)隙作為一個(gè)接口使用（channel-group)