现代通信技术论文

现代移动通信技术中的帧中继技术

学院：计算机与信息工程学院

【引言】帧中继技术是在分组技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐替代已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。帧中继完成OSI物理层和路层核心层的功能，它具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。帧中继技术主要应用在广域网(WAN)中，支持多种数据型业务，如局域网(LAN)互连，远程计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)，文件传送，图像查询业务，图像监视，会议电视等。

【摘要】帧中继是一种统计方式的多路复用服务。也就是说它允许在同一物理连接上共存有多个逻辑连接（通常又叫信道），且在该链路的所有用户之间动态分配带宽，这与划分时间多路复用（TDM）服务相反，TDM对同一链路上的多个信道分配固定数量的带宽。Abstract：Frame Relay is a statistical method of multiplexing services. That is, it allows to coexist on the same physical connections have multiple logical connections (often called channels), and all users of the link between the dynamic allocation of bandwidth, time division multiplexing which (TDM) services to the contrary , TDM on the same link multiple channels on the distribution of a fixed amount of bandwidth.

【关键词】帧中继、广域网协议、多路复用

Key words ：frame relay, wide area network protocol, multiplexing

【正文】

1、帧中继技术的产生

1）、传统方法的弊端

传统的方法是采用租用专线和分组网来满足用户需求，但这两种方法都有其不可克服的缺点：

a、租用专线，成本十分昂贵；线路利用率很低，对突发性业务量的传送不利。

b、分组网，X.25协议过于复杂，交换机和业务成本都很高；复杂的协议影响了传输速率，难以实现高速数据传送；网络时延大。（1）

2）、发展帧中继的必要性

根据最新统计预测用户类型将发生很大的变化，用户终端--智能主机用户所占比例将由原本的35‰降至17‰，而客户服务器用户的比例将由1994年的18‰增加到34‰。这种用户发展的趋势表明现代用户需求有以下特点：

a、要求传输速率高，时延低；

b、信息传送的突发性高；

c、用户端智能化高。

3）、发展帧中继应具备的条件

由于帧中继协议简单，不存在纠错及流量控制等三层功能，为保证用户数据的正确传送，必须具备以下条件：

a、传输线路质量高(BER＞10↑-8)；

b、用户终端智能本身可进行端到端的纠错和流量控制。

就目前情况来看，一方面，宽频带，高质量，数字化的光纤传输技术日益普及，为帧中继的实现提供了很好的物理基础；另一方面，用户终端日益智能化，如在LAN中的TCP/IP、SNA等协议本身就是三层以上，将原有网络中进行的纠错、流量控制等由网内移至端到端的用户是完全有可能的，所以发展帧中继的客观条件已经成熟。

帧中继技术正是在这种用户需求提高而现有网络技术又难以满足的情况下应运而生的。帧中继(Frame Relay)帧中继是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会（CCITT）的一项标准，另外，由美国国家标准协会授权的美国TIS标准委员会也对帧中继做了一些初步工作。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多,因此,可以减少X.25的某些差错控制过程,从而可以减少结点的处理时间,提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。

帧中继(Frame Relay)是从综合业务数字网中发展起来的，并在1984年推荐为国际电话电报咨询委员会（CCITT）的一项标准，另外，由美国国家标准协会授权的美国TIS标准委员会也对帧中继做了一些初步工作。由于光纤网比早期的电话网误码率低得多,因此,可以减少X.25的某些差错控制过程,从而可以减少结点的处理时间,提高网络的吞吐量。帧中继就是在这种环境下产生的。帧中继提供的是数据链路层和物理层的协议规范,任何高层协议都独立于帧中继协议,因此,大大地简化了帧中继的实现。目前帧中继的主要应用之一是局域网互联,特别是在局域网通过广域网进行互联时,使用帧中继更能体现它的低网络时延、低设备费用、高带宽利用率等优点。（2）

2、帧中继技术概述

帧中继是第二层的广域网协议，因而它是不知道网络号这个概念的。在局域网中，第二层寻址一般是由MAC地址定义的。在帧中继中寻址是由数据链路标识符（DLCI）来实现的。但DCLI号不作为这样的目标地址，也就是基于局域网的MAC地址。DCLI号只在本地才有意义，而不能用于帧中继网络。

帧中继是一种典型的包交换技术。包交换技术能够使网络节点工作站动态的分享网络介质和可用带宽。包交换网络支持可变长度数据包，数据的传输更加有效和灵活。所有的数据包基于交换机制在不同的网段之间进行传递，直到到达最终的目的地。包交换网络使用统计复用技术控制网络接入，使网络带宽的使用更加灵活和高效。目前流行的绝大多数局域网应用，包括以太网和令牌环在内，都属于包交换网络。（3）

帧中继是一种统计方式的多路复用服务。也就是说它允许在同一物理连接上共存有多个逻辑连接（通常又叫信道），且在该链路的所有用户之间动态分配带宽，这与划分时间多路复用（TDM）服务相反，TDM对同一链路上的多个信道分配固定数量的带宽。帧中继其实是X.25的一个节选版，这是因为，帧中继在许多方面都酷似X.25，只是它不提供同等级别的错误校正。在可用的广域网链路主要是传输质量低劣的模拟链路，而且在网络中传输的信息包经常出现错误时，X.25曾一度被设计为一种分组交换网络技术。

在引入帧中继后，便可以使用越来越多的数字电路了，这便提供了质量最好的传输，并且，一般来说可靠性也更高了。另外像TCP这样执行错误校正和流控制的更高级的协议也日益普遍。因此帧中继的设计者决定，删去所有链路层的确认以及处理非可靠链路的X.25连接有关的其他开销。帧中继执行的错误检查与Ethernet同样多，在Ethernet中，从循环冗余检查（CRC：CyclicRedundancy Check）中导出一个帧校验序列（FCS：Frame Check Sequence），并附加至每个发送的帧中，在接收站，可以将这个FCS检测出来。利用这个FCS，接收站可以忽略传输中已经更改的帧；但是不管帧中继，还是Ethernet，都不会再请求损坏的帧。因此，帧中继更好地利用了可用带宽，并且比X.25的传输数据更为迅速，因为它不必生成、接收或是处理确认消息。

3、帧中继帧结构

为了更好的理解帧中继技术，我们需要对帧中继帧的结构有一个较为全面的认识和了解。下面，我们就来对标准的帧中继帧结构进行较为详细的介绍。

如图所示，帧中继帧的具体组成如下：