DDN節點的一種遠端用戶接入方式
2019-11-04 20:55:45
供稿：網友
摘 要 本文根據酒泉衛星發射中心工商銀行到酒泉市工商銀行數據傳輸的實際，敘述了DDN節點在遠端用戶接入中的數據傳輸電路的組成，總結了主要設備及接口特性，分析了遠端用戶數據傳輸電路的時鐘傳遞關系和同步過程。
要害詞 DDN節點 遠端用戶 數據傳輸電路 V.35接口 時鐘 同步
1 引言
DDN作為數據通信的支撐網絡，其主要作用是為用戶提供高速、優質的數據傳輸通道，為用戶網絡的互連提供橋梁。酒泉市隨著經濟的發展，中國電信的DDN已擴展到了該地區，使該地區的數據傳輸業務得到了迅猛發展，其中包括工商銀行的數據傳輸業務。
酒泉市工商銀行為了提高業務處理能力，力求迅速高效地為廣大用戶服務，不但要求市區工商銀行接入DDN，而且要求遠端用戶也接入DDN，從而實現了本地內部工商銀行間和本地工商銀行與全國各地工商銀行間高速數據業務的傳輸。酒泉衛星發射中心工商銀行就是作為遠端用戶接入酒泉市DDN節點中的一個典型例子，下面分析遠端用戶如何實現雙向64kbit/s數據的正常傳輸。
2 遠端用戶數據傳輸電路組成
遠端用戶數據傳輸電路由酒泉衛星發射中心工商銀行終端計算機（64kbit/s數據）、高速率數字用戶環路2（64kbit/s HDSL2)、高速率數字用戶環路1（64kbit/s HDSL1）、酒泉衛星發射中心PDH光纖傳輸系統 Ｎ×64kbit/s數據板2、光纖傳輸信道、酒泉市PDH光纖傳輸系統Ｎ×64kbit/s數據板1和酒泉市DDN2節點組成。
可以看出，整個數據傳輸電路距離較長，達到300km左右。此種接入方式不是DDN中單純的HDLS設備、數據終端設備(直接利用DDN提供的數據終端設備接入DDN ，而無需增加單獨的HDLS設備)、用戶集中復用設備（適合于用戶數據接口需要量大或用戶已具備用戶集中設備的情況，用戶集中設備可以是零次群復接器，也可以是DDN所提供的小型復接器）、模擬電路（適用于電話機、傳真機和用戶交換機經模擬電路傳輸后直接接入DDN音頻接口的情況）和2Mbit/s數字電路（在DDN中，網絡設備都配置了符合ITU-T標準的G.703 2.048Mbit/s數字接口，假如用戶設備能提供同樣的接口，就可以就近接入DDN）等幾種典型的接入方式，而是一種比較復雜的接入方式，在實際應用中很有代表性。
3 遠端用戶數據傳輸電路中設備及接口特性
3.1 傳輸設備
3.1.1 多速率高速數字用戶環路（HDSL）
HDSL是專用型點到點公用網絡接入設備，它采用先進的適應數字均衡技術和回波抵銷技術，能夠消除傳輸線路的信號干擾和不同線徑阻抗不匹配的回波信號的干擾，能夠在銅質雙絞線上全雙工地傳輸最大2.048Mbit/s數字信號，也能在銅質雙絞線上全雙工地傳輸2Mbit/s以下的數字信號，即多速率高速數字信號。傳輸的數據包含多種類型，如數據、語音、圖像和視頻信息。HDSL的傳輸距離會受到線路環阻、線路質量和外界干擾的限制，這些都是由HDSL傳輸系統的不同的編碼方法決定的，一般無中繼傳輸距離為3～5km。
酒泉衛星發射中心工商銀行所用的HDSL，數據傳輸速率選擇為64kbit/s，可以提高到2.048Mbit/s，線路數據接口有V.35。HDLS數據傳輸電路中，本端HDLS時鐘與對端HDLS時鐘構成主從同步關系，本端HDLS的發送時鐘同發送數據一起傳送到對端HDLS，對端HDLS通過解調得到該時鐘信號并作為接收時鐘，接收時鐘同解調后的數據信號一并發送到用戶終端，這樣就能保證該方向時鐘信號傳輸的正確性。另一方向時鐘信號的傳輸也是如此。
3.1.2 光纖傳輸設備
從酒泉市到酒泉衛星發射中心的光纖傳輸系統是由34Mbit/s PDH光纖傳輸設備組成，包括34Mbit/s光端機、34Mbit/s復接器、8Mbit/s復接器、2Mbit/s復接器和Ｎ×64kbit/s數據板。光纖傳輸系統的基本原理在很多教科書中都有介紹，這里只對本文有用的內容作如下敘述。
1. Ｎ×64kbit/s電路板
Ｎ×64kbit/s電路板數據單元由收發數據串/并轉換器、收發數據并/串轉換器、線路數據緩存器和時鐘信號產生器組成。Ｎ×64kbit/s電路板數據單元屬于動態基群復用設備系統列中的通路單元，Ｎ可取1、2、3、… 31。
Ｎ×64kbit/s電路板數據單元把來自DTE同步數據流的發送數據插入到2Mbit/s時隙中，把去DTE的接收數據傳到Ｎ×64kbit/s線路上，為了再生持續的數據流可進行數據緩存處理。
Ｎ×64kbit/s電路板數據單元中的2MHz時鐘可同步到源于DTE的Ｎ×64kbit/s時鐘，在傳輸過程中總是被監視著，假如在30μｓ內沒有檢測到時鐘信號，則控制程序會中斷，并自動向ＤＴＥ送出告警信號。２ＭＨｚ時鐘也可同步到２Mbit/s 復接器來的發送時鐘上，接收時鐘是從2Mbit/s 復接器來的數據流中解調出來的。
N×64kbit/s電路板線路數據接口可提供V.35接口，數據接口所用的時隙可選1、2、... 31時隙，其中ＴＳ１６時隙一般用于控制信令。在Ｖ．３５數據接口中，有反向和正向接口，其中作為同向接口應用時，接收時鐘由數據單元產生，發送時鐘從線路上獲得。
2. 2Mbit/s復接器
2Mbit/s復接器，能將最多31個數據信道復用成一個2Mbit/s的數字信號。在8Mbit/s的發送方向產生發送時鐘頻率2MHz，控制通路中的時分復用，發送時鐘分內部時鐘、接收時鐘和外部時鐘；從8Mbit/s來的接收方向，將符合G.703接口的輸入數字信號變為與設備一致的數字信號，完成線路碼解碼，產生接收方向的時鐘信號，并與輸入方向幀同步，控制通路中占用時隙的解復用。給DTE同步輸出發送時鐘和接收時鐘。
3.2 數據接口
在整個數據傳輸電路中，DDN、Ｎ×64kbit/s電路板、HDSL和數據終端計算機，每一種設備的數據接口都是V.35，其基本特性如下所述。
1. 電氣特性
V.35接口的電特性與平衡型的RS-422A的電特性相似，與V.11接口相通。數據及定時信號平衡發送、差分接收，每種信號分配兩芯，并用扭絞多線對電纜（特性阻抗80～120Ω），控制信號只配一芯。平衡發生器的兩端規定為A端和B端。若A端電壓相對B端電壓為正時，就是0邏輯；若A端電壓相對B端電壓為負時，就是1邏輯。接收器輸入的兩端相應為A/'及B/'，差分接收的判決按ＶA-ＶB=-0.55V時為1邏輯、ＶA-ＶB=+0.55V時為0邏輯設計。
2. 機械特性
V.35接口的機械特性，規定使用34芯的連接器（符合ISO 2593標準），電路插針分配及功能如表1。在實際使用中，有的只用其部分芯線插針，因而也有用芯少的連接器，接法則自己定義。電線長度沒有限定，英國郵電系統提出為60m。
3. 規程特性
對于同步接口，規程特性中最重要的是時鐘線，時鐘線指的是113、114和115電路。時鐘線起很大的作用，DTE或DCE接口要不斷用對端時鐘線傳來的時鐘對自己的時鐘進行校正（一般是利用鎖相環電路進行時鐘同步），以便正確提取數據。對時鐘線的要求如下：
（1）113電路發送時鐘，這是由DTE接口傳向DCE接口的時鐘，此時鐘由本地DTE接口產生。只要DTE有效，113電路上就應有有效的定時信號。在應用中要求能將114、115環回到113上。
（2）115電路接收時鐘，這是由DCE接口傳向DTE接口的時鐘，此時鐘由本地DCE設備從遠地DCE設備傳來的信號中提取出來。
（3）114電路發送時鐘，這是由DCE接口傳向DTE接口的時鐘，此時鐘由本地DCE設備產生。
4 遠端用戶數據傳輸電路同步
4.1 遠端用戶數據傳輸電路的時鐘傳遞關系
構成一個完整的數據傳輸電路，存在著接收端如何能正確無誤地將接收到的數字碼進行解碼和分路的問題。接收端要實現正確的解碼和分路，必須能自動識別接收到的碼流中的時序排列規律，并產生出時序狀態和這個規律一致的收端定時脈沖，這樣才能保證發收協調一致地動作，完成這一任務的是接收端的“同步系統”。通過它實現對碼流時序排列規律的識別，以及對收定時用的時鐘信號產生器的控制。
對以上遠端用戶接入DDN來說，主要是2Mbit/s復接器與Ｎ×64kbit/s數據板的同步，Ｎ×64kbit/s數據板與DDN節點和HDLS的同步。為保證數據傳輸電路的全程同步，在數據傳輸電路的任意一個傳輸點上，同步時鐘信號從發送端到接收端要能夠透明傳輸，或者從數據傳輸電路中間的某一點向兩端透明傳輸。假如數據傳輸電路在某一點存在不能透明傳輸的現象，應該在該點加緩沖器，在以上光纖傳輸設備中就有緩沖器。
4.2 數據傳輸電路同步過程分析
從酒泉市工商銀行到酒泉衛星發射中心工商銀行的64kbit/s數據傳輸電路由終端A到DDN節點2，然后從DDN節點2到Ｎ×64kbit/s數據板2，再從Ｎ×64kbit/s數據板2到終端B三段串接而成。在數據傳輸電路中的所有V.35接口均采用的是6線制，即提供102、103、104、113、114和115等6條接口電路，除102是一根線外，其余每條電路都是兩根線。
酒泉市工商銀行到酒泉衛星發射中心工商銀行的64kbit/s數據傳輸電路，以DDN1節點的發送時鐘為全程電路的主時鐘。
1. 終端A到DDN2節點
DDN1節點到終端A：終端A為DTE，DDN1節點為DCE，兩接口間采用數據電纜直接連接，接收時鐘選用115，發送時鐘選用114。
DDN2節點到DDN1節點：此段電路屬于國家公用數字數據傳輸網（DDN）的組成部分，時鐘具有主從同步關系，在此以DDN1節點作為主時鐘，不會影響下面同步問題的分析。
2. DDN2節點到Ｎ×64kbit/s數據板2
DDN2節點到Ｎ×64kbit/s數據板1：DDN2節點和Ｎ×64kbit/s數據板1 均為DCE，兩接口間采用數據電纜交叉連接，即將DDN2節點數據用戶接口的接收時鐘115連接到Ｎ×64kbit/s數據板1的發送時鐘113上，而將DDN2節點數據用戶接口的發送時鐘113連接到Ｎ×64kbit/s數據板1的接收時鐘115上
