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DDN 节点的一种远端用户接入方式

IT知识D 方式

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术 ， 它把互联网上分散的资源融为有机整体 ， 实现资源的全面共享和有机协作 ， 使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息 。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等 。当前的互联网只限于信息共享 ， 网络则被认为是互联网发展的第三阶段 。1 引言
DDN作为数据通信的支撑网络 ， 其主要作用是为用户提供高速、优质的数据传输通道 ， 为用户网络的互连提供桥梁 。酒泉市随着经济的发展 ， 中国电信的DDN已扩展到了该地区 ， 使该地区的数据传输业务得到了迅猛发展 ， 其中包括工商银行的数据传输业务 。
酒泉市工商银行为了提高业务处理能力 ， 力求迅速高效地为广大用户服务 ， 不但要求市区工商银行接入DDN ， 而且要求远端用户也接入DDN ， 从而实现了本地内部工商银行间和本地工商银行与全国各地工商银行间高速数据业务的传输 。酒泉卫星发射中心工商银行就是作为远端用户接入酒泉市DDN节点中的一个典型例子 ， 下面分析远端用户如何实现双向64kbit/s数据的正常传输 。
2 远端用户数据传输电路组成
远端用户数据传输电路由酒泉卫星发射中心工商银行终端计算机（64kbit/s数据）、高速率数字用户环路2（64kbit/s HDSL2)、高速率数字用户环路1（64kbit/s HDSL1）、酒泉卫星发射中心PDH光纤传输系统 Ｎ×64kbit/s数据板2、光纤传输信道、酒泉市PDH光纤传输系统Ｎ×64kbit/s数据板1和酒泉市DDN2节点组成 。
可以看出 ， 整个数据传输电路距离较长 ， 达到300km左右 。此种接入方式不是DDN中单纯的HDLS设备、数据终端设备(直接利用DDN提供的数据终端设备接入DDN  ， 而无需增加单独的HDLS设备)、用户集中复用设备（适合于用户数据接口需要量大或用户已具备用户集中设备的情况 ， 用户集中设备可以是零次群复接器 ， 也可以是DDN所提供的小型复接器）、模拟电路（适用于电话机、传真机和用户交换机经模拟电路传输后直接接入DDN音频接口的情况）和2Mbit/s数字电路（在DDN中 ， 网络设备都配置了符合ITU-T标准的G.703 2.048Mbit/s数字接口 ， 如果用户设备能提供同样的接口 ， 就可以就近接入DDN）等几种典型的接入方式 ， 而是一种比较复杂的接入方式 ， 在实际应用中很有代表性 。
3 远端用户数据传输电路中设备及接口特性
3.1 传输设备
3.1.1 多速率高速数字用户环路（HDSL）
HDSL是专用型点到点公用网络接入设备 ， 它采用先进的适应数字均衡技术和回波抵销技术 ， 能够消除传输线路的信号干扰和不同线径阻抗不匹配的回波信号的干扰 ， 能够在铜质双绞线上全双工地传输最大2.048Mbit/s数字信号 ， 也能在铜质双绞线上全双工地传输2Mbit/s以下的数字信号 ， 即多速率高速数字信号 。传输的数据包含多种类型 ， 如数据、语音、图像和视频信息 。HDSL的传输距离会受到线路环阻、线路质量和外界干扰的限制 ， 这些都是由HDSL传输系统的不同的编码方法决定的 ， 一般无中继传输距离为3～5km 。
酒泉卫星发射中心工商银行所用的HDSL ， 数据传输速率选择为64kbit/s ， 可以提高到2.048Mbit/s ， 线路数据接口有V.35 。HDLS数据传输电路中 ， 本端HDLS时钟与对端HDLS时钟构成主从同步关系 ， 本端HDLS的发送时钟同发送数据一起传送到对端HDLS ， 对端HDLS通过解调得到该时钟信号并作为接收时钟 ， 接收时钟同解调后的数据信号一并发送到用户终端 ， 这样就能保证该方向时钟信号传输的正确性 。另一方向时钟信号的传输也是如此 。
3.1.2 光纤传输设备
从酒泉市到酒泉卫星发射中心的光纤传输系统是由34Mbit/s PDH光纤传输设备组成 ， 包括34Mbit/s光端机、34Mbit/s复接器、8Mbit/s复接器、2Mbit/s复接器和Ｎ×64kbit/s数据板 。光纤传输系统的基本原理在很多教科书中都有介绍 ， 这里只对本文有用的内容作如下叙述 。
1. Ｎ×64kbit/s电路板
Ｎ×64kbit/s电路板数据单元由收发数据串/并转换器、收发数据并/串转换器、线路数据缓存器和时钟信号产生器组成 。Ｎ×64kbit/s电路板数据单元属于动态基群复用设备系统列中的通路单元 ， Ｎ可取1、2、3、… 31 。
Ｎ×64kbit/s电路板数据单元把来自DTE同步数据流的发送数据插入到2Mbit/s时隙中 ， 把去DTE的接收数据传到Ｎ×64kbit/s线路上 ， 为了再生持续的数据流可进行数据缓存处理 。
Ｎ×64kbit/s电路板数据单元中的2MHz时钟可同步到源于DTE的Ｎ×64kbit/s时钟 ， 在传输过程中总是被监视着 ， 如果在30μｓ内没有检测到时钟信号 ， 则控制程序会中断 ， 并自动向ＤＴＥ送出告警信号 。２ＭＨｚ时钟也可同步到２Mbit/s 复接器来的发送时钟上 ， 接收时钟是从2Mbit/s 复接器来的数据流中解调出来的 。
N×64kbit/s电路板线路数据接口可提供V.35接口 ， 数据接口所用的时隙可选1、2、... 31时隙 ， 其中ＴＳ１６时隙一般用于控制信令 。在Ｖ．３５数据接口中 ， 有反向和正向接口 ， 其中作为同向接口应用时 ， 接收时钟由数据单元产生 ， 发送时钟从线路上获得 。
2. 2Mbit/s复接器
2Mbit/s复接器 ， 能将最多31个数据信道复用成一个2Mbit/s的数字信号 。在8Mbit/s的发送方向产生发送时钟频率2MHz ， 控制通路中的时分复用 ， 发送时钟分内部时钟、接收时钟和外部时钟；从8Mbit/s来的接收方向 ， 将符合G.703接口的输入数字信号变为与设备一致的数字信号 ， 完成线路码解码 ， 产生接收方向的时钟信号 ， 并与输入方向帧同步 ， 控制通路中占用时隙的解复用 。给DTE同步输出发送时钟和接收时钟 。
3.2 数据接口
在整个数据传输电路中 ， DDN、Ｎ×64kbit/s电路板、HDSL和数据终端计算机 ， 每一种设备的数据接口都是V.35 ， 其基本特性如下所述 。
1. 电气特性
V.35接口的电特性与平衡型的RS-422A的电特性相似 ， 与V.11接口相通 。数据及定时信号平衡发送、差分接收 ， 每种信号分配两芯 ， 并用扭绞多线对电缆（特性阻抗80～120Ω） ， 控制信号只配一芯 。平衡发生器的两端规定为A端和B端 。若A端电压相对B端电压为正时 ， 就是0逻辑；若A端电压相对B端电压为负时 ， 就是1逻辑 。接收器输入的两端相应为A\'及B\' ， 差分接收的判决按ＶA-ＶB=-0.55V时为1逻辑、ＶA-ＶB=+0.55V时为0逻辑设计 。
2. 机械特性
V.35接口的机械特性 ， 规定使用34芯的连接器（符合ISO 2593标准） ， 电路插针分配及功能如表1 。在实际使用中 ， 有的只用其部分芯线插针 ， 因而也有用芯少的连接器 ， 接法则自己定义 。电线长度没有限定 ， 英国邮电系统提出为60m 。
3. 规程特性
对于同步接口 ， 规程特性中最重要的是时钟线 ， 时钟线指的是113、114和115电路 。时钟线起很大的作用 ， DTE或DCE接口要不断用对端时钟线传来的时钟对自己的时钟进行校正（一般是利用锁相环电路进行时钟同步） ， 以便正确提取数据 。对时钟线的要求如下：
（1）113电路发送时钟 ， 这是由DTE接口传向DCE接口的时钟 ， 此时钟由本地DTE接口产生 。只要DTE有效 ， 113电路上就应有有效的定时信号 。在应用中要求能将114、115环回到113上 。
（2）115电路接收时钟 ， 这是由DCE接口传向DTE接口的时钟 ， 此时钟由本地DCE设备从远地DCE设备传来的信号中提取出来 。
（3）114电路发送时钟 ， 这是由DCE接口传向DTE接口的时钟 ， 此时钟由本地DCE设备产生 。
4 远端用户数据传输电路同步
4.1 远端用户数据传输电路的时钟传递关系
构成一个完整的数据传输电路 ， 存在着接收端如何能正确无误地将接收到的数字码进行解码和分路的问题 。接收端要实现正确的解码和分路 ， 必须能自动识别接收到的码流中的时序排列规律 ， 并产生出时序状态和这个规律一致的收端定时脉冲 ， 这样才能保证发收协调一致地动作 ， 完成这一任务的是接收端的“同步系统” 。通过它实现对码流时序排列规律的识别 ， 以及对收定时用的时钟信号产生器的控制 。
对以上远端用户接入DDN来说 ， 主要是2Mbit/s复接器与Ｎ×64kbit/s数据板的同步 ， Ｎ×64kbit/s数据板与DDN节点和HDLS的同步 。为保证数据传输电路的全程同步 ， 在数据传输电路的任意一个传输点上 ， 同步时钟信号从发送端到接收端要能够透明传输 ， 或者从数据传输电路中间的某一点向两端透明传输 。如果数据传输电路在某一点存在不能透明传输的现象 ， 应该在该点加缓冲器 ， 在以上光纤传输设备中就有缓冲器 。
4.2 数据传输电路同步过程分析
从酒泉市工商银行到酒泉卫星发射中心工商银行的64kbit/s数据传输电路由终端A到DDN节点2 ， 然后从DDN节点2到Ｎ×64kbit/s数据板2 ， 再从Ｎ×64kbit/s数据板2到终端B三段串接而成 。在数据传输电路中的所有V.35接口均采用的是6线制 ， 即提供102、103、104、113、114和115等6条接口电路 ， 除102是一根线外 ， 其余每条电路都是两根线 。
酒泉市工商银行到酒泉卫星发射中心工商银行的64kbit/s数据传输电路 ， 以DDN1节点的发送时钟为全程电路的主时钟 。
1. 终端A到DDN2节点
DDN1节点到终端A：终端A为DTE ， DDN1节点为DCE ， 两接口间采用数据电缆直接连接 ， 接收时钟选用115 ， 发送时钟选用114 。
DDN2节点到DDN1节点：此段电路属于国家公用数字数据传输网（DDN）的组成部分 ， 时钟具有主从同步关系 ， 在此以DDN1节点作为主时钟 ， 不会影响下面同步问题的分析 。
2. DDN2节点到Ｎ×64kbit/s数据板2
DDN2节点到Ｎ×64kbit/s数据板1：DDN2节点和Ｎ×64kbit/s数据板1 均为DCE ， 两接口间采用数据电缆交叉连接 ， 即将DDN2节点数据用户接口的接收时钟115连接到Ｎ×64kbit/s数据板1的发送时钟113上 ， 而将DDN2节点数据用户接口的发送时钟113连接到Ｎ×64kbit/s数据板1的接收时钟115上 。
Ｎ×64kbit/s数据板1到2Mbit/s复接器1：Ｎ×64kbit/s数据板1（主要是数据接口单元）可以向外提供2.048MHz的时钟信号 ， 从PCM原理可知 ， Ｎ×64kbit/s数据板1与2Mbit/s复接器1具有严格的同步关系 。而2Mbit/s复接器1有外时钟输入端 ， 通过软件能将2Mbit/s复接器1的发送定时设置成外时钟方式 。这样 ， 由Ｎ×64kbit/s数据板1提取DDN2节点的发送时钟 ， 经过倍频后能提供给2Mbit/s复接器2 ， 使Ｎ×64kbit/s数据板1和2Mbit/s复接器1所使用的就是同一个时钟 。
2Mbit/s复接器1到2Mbit/s复接器2：从PCM原理可知2Mbit/s复接器1与2Mbit/s复接器2为主从同步关系 。在实际设备中 ， 2.048MHz时钟信号经过码速调整能从光纤传输系统的一端透明传输到另一端 ， 如果将2Mbit/s复接器2的发送时钟设置成线路定时 ， 则从2Mbit/s复接器1送来的数据中就能提取出时钟信号作为2Mbit/s复接器2时钟信号 。
2Mbit/s复接器2到Ｎ×64kbit/s数据板2：从PCM原理可知 ， 2Mbit/s复接器2与Ｎ×64kbit/s数据板2（主要是数据接口单元）具有严格的同步关系 ， 使用的是同一个时钟信号 ， 由2Mbit/s复接器2提供 。
3. Ｎ×64kbit/s数据板2到终端B
Ｎ×64kbit/s数据板2到HDLS1：Ｎ×64kbit/s数据板2和HDLS1均为DCE ， 两接口间采用数据电缆交叉连接 ， 即将Ｎ×64kbit/s数据板2数据用户接口的接收时钟115连接到HDLS1的发送时钟113上 ， 而将Ｎ×64kbit/s数据板2数据用户接口的发送时钟113连接到Ｎ×64kbit/s数据板1的接收时钟115上 。
HDLS1到HDLS2：这两个HDLS之间的同步关系为主从同步 ， 其中HDLS1设置成主时钟 ， 而HDLS2设置成从时钟 。
HDLS2到终端B：终端B为DTE ， 而HDLS2为DCE ， 两接口间采用数据电缆直接连接 ， 接收时钟选用115 ， 发送时钟选用114 。
在以上整个数据传输电路中 ， DDN1节点和HDLS2需要将接收时钟115环回到发送时钟114上 。如果软件做不到 ， 要通过硬件跳接线的方式在接口处完成 ， 以保证全程数据传输电路各设备的发送时钟和接收时钟都直接或间接地锁定在DDN1节点的发送时钟上 。
5 结束语
DDN节点的远端用户接入方式除以上此种复杂方式外 ， 还有通过卫星通信数据电路加调制解调器 ， 微波通信数据电路加调制解调器以及其他的复杂方式 ， 要保证数据能正常传输 ， 最关键的问题是全程数据传输电路中的同步 。通过以上问题的分析 ， 但愿能给广大读者一点启发 。

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