N-ISDN的新接入技術(shù)AO/DI

華中理工大學(xué) 劉軍 黃桂金




    隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，在WAN范圍內(nèi)，人們?cè)絹碓蕉嗟乩�用N-ISDN遠(yuǎn)程接入，但早期N-ISDN協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)并沒有預(yù)料到將它用于互聯(lián)網(wǎng)接入，這種接入互聯(lián)網(wǎng)的方式和用Modem的方式都采用電路交換網(wǎng)的撥號(hào)連接，其弊端是浪費(fèi)帶寬。



    用戶上網(wǎng)時(shí)必須首先建立一個(gè)電路連接，而用戶在瀏覽、等待網(wǎng)頁、收發(fā)e-mail時(shí)，獨(dú)占的B信道并沒有充分利用，這對(duì)ISP、用戶以及電話公司來說都是一種浪費(fèi)。為了提高網(wǎng)絡(luò)的使用效率，一種新技術(shù)AO/DI應(yīng)運(yùn)而生。



    AO/DI( Always On /Dynamic ISDN) 是VIA( Vendor's ISDN Association)于1996提出的一種新的接入技術(shù)，它的核心思想是利用分組交換網(wǎng)（X.25網(wǎng)）和ISDN的D信道來傳送小數(shù)據(jù)量的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，比如新聞更新、e-mail的收發(fā)，并且隨時(shí)維持一個(gè)X.25的SVC（交換虛電路）連接，當(dāng)數(shù)據(jù)量過大以致于超過D信道的容量時(shí)，利用BAP/BACP/MLPPP等協(xié)議自動(dòng)分配B信道，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)量的業(yè)務(wù)，比如下載文件、圖片甚至實(shí)時(shí)的語音和視頻，當(dāng)數(shù)據(jù)量峰值過去之后，自動(dòng)釋放B信道。分配和釋放B信道的過程對(duì)于用戶來說是透明的。由于SVC連接總是存在，用戶不必每次接入時(shí)重新?lián)芴?hào)，ISP也可以隨時(shí)下傳數(shù)據(jù)(如有新郵件的通知)，這就是always on的含義。而承載B信道又是按最佳的原則動(dòng)態(tài)分配的，從而提高了資源利用率，這就是Dynamic ISDN 的含義。





    AO/DI的操作





    一般地，現(xiàn)代交換機(jī)都有X.25的分組處理模塊，BACP(Bandwidth Allocation Control Protocol)是IETF RFC2125制定的PPP帶寬分配的控制協(xié)議。在AO/DI中，用戶利用X.25呼叫ISP。TCP/IP包通過MLPPP封裝在D信道的X.25邏輯信道中傳送，需要時(shí)，承載信道提供備用帶寬。承載信道使用MLPPP時(shí)，不像D信道那樣使用Q.922和X.25封裝。ISP與用戶之間的電路連接建立在B信道上，IP包通過MLPPP封裝在B信道上直接傳送。



    雖然X.25協(xié)議的效率不高，但AO/DI采用它，可以利用當(dāng)前交換機(jī)上普遍存在的分組處理模塊，D信道上的X.25分組連接是MLPPP的主連接。之所以能保持全雙工，總處于激活狀態(tài)，是因?yàn)锳O/DI即使在沒有Q.931的信令信息時(shí)，仍保持物理層(2B1Q同步調(diào)制)和Q.922數(shù)據(jù)鏈路層的激活狀態(tài)。而少量的分組數(shù)據(jù)，通過X.25虛呼叫，在ISP和用戶之間傳送，這種方式也充分利用了分組處理模塊，避免使用交換機(jī)，減輕交換機(jī)的負(fù)擔(dān)。



    一般的操作過程如下：首先，一個(gè)X.25的SVC呼叫從用戶打到ISP，除非PC機(jī)重新啟動(dòng)，通常情況下，這條SVC總是存在的。當(dāng)需要B承載信道時(shí)，用戶向ISP發(fā)送適當(dāng)?shù)碾娫捥?hào)碼，承載信道通過交換機(jī)連到ISP，MLPPP統(tǒng)一管理這些B信道連接和SVC連接。



    AO/DI使用BACP控制的MLPPP協(xié)議來協(xié)商帶寬，管理電話號(hào)碼的交換，組合后繼加入的帶寬。BACP/MLPPP允許ISP和用戶發(fā)起或拆除一個(gè)B呼叫， 以申請(qǐng)更多的帶寬，這種對(duì)稱的方式使用戶和ISP都能發(fā)送大量數(shù)據(jù)給對(duì)方。



    AO/DI對(duì)傳統(tǒng)的PPP X.25封裝有許多改進(jìn)：如物理層使用SVC，而不是PVC呼叫。CUD字段有一個(gè)專供AO/DI使用的保留值，DL層把PPP幀頭直接封裝在X.25幀中，而不用替換的方式。



    由于D信道只有16kb/s，TCP/IP over X.25 / D 信道的應(yīng)用范圍有限。當(dāng)D信道不夠用時(shí)，使用BACP申請(qǐng)建立一個(gè)B信道連接，這種統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式高效地使用交換機(jī)，對(duì)電話公司和ISP都有利。值得注意的是，每一個(gè)MLPPP的連接都可以發(fā)送BACP信令來分配B信道。即使D信道上的X.25連接不存在，AO/DI的接收方也能處理通過B信道發(fā)來的BACP信令，這種方式與MLPPP兼容，并且能保證支持BACP的設(shè)備和不支持BACP的設(shè)備之間的互通。即使BACP不能成功的與對(duì)端協(xié)商，X.25呼叫也能保持連接狀態(tài)，以傳送PPP負(fù)荷。即使沒有BAP協(xié)商過程，也能分配或釋放B信道。BAP協(xié)商過程必須具有以下實(shí)體：AO/DI服務(wù)器，能向客戶器發(fā)送BAP Callback Request,以發(fā)起帶寬分配。



    AO/DI客戶機(jī)能向服務(wù)器發(fā)送BAP Call Request發(fā)起帶寬分配，并能處理服務(wù)器發(fā)送的BAP Callback Request。為了同時(shí)支持X.25地址，AO/DI建議采用 Phone Deltas 號(hào)碼發(fā)送方法。





    AO/DI協(xié)議堆的組成





    AO/DI協(xié)議堆：TCP/IP經(jīng)MLPPP封裝后可選擇D信道上的X.25虛連接或B信道電路連接，一般只用前者。BAC是帶寬分配控制器，它利用BACP協(xié)議在X.25虛連接上動(dòng)態(tài)地分配或釋放B信道；撥號(hào)器利用Q.931建立呼叫。



    動(dòng)態(tài)分配和釋放帶寬





    為了動(dòng)態(tài)分配帶寬，必須要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和估計(jì)數(shù)據(jù)流量，基于這些估計(jì)，可以設(shè)置一些觸發(fā)機(jī)制，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候分配承載信道。當(dāng)流量大到必須要D信道連續(xù)傳輸5秒鐘或隊(duì)列中的待發(fā)送數(shù)據(jù)大于7500字節(jié)時(shí)，觸發(fā)器就會(huì)分配一個(gè)B信道。B信道建立、協(xié)商、初始化需3秒鐘，這意味著D信道在這3秒鐘內(nèi)還可傳4500字節(jié)的數(shù)據(jù)；在B信道建立后，D信道便處于一種空閑的激活狀態(tài)（即鏈路仍然保持，但不傳送任何數(shù)據(jù)）。這種方式效率高，不易出錯(cuò)。但為了兼容，AO/DI要求接收方能同時(shí)處理來自D信道(X.25)和B信道的數(shù)據(jù)。



    觸發(fā)器的實(shí)現(xiàn)有多種方法，舉例說明：設(shè)上層軟件把IP包放入一個(gè)緩沖區(qū),MLPPP從該緩沖區(qū)獲得IP包，或者由X.25通過D信道，或者通過B信道傳到ISP。MLPPP每發(fā)送一個(gè)IP包，就把它從緩沖區(qū)中清除，設(shè)清空該緩沖區(qū)的時(shí)間是T秒：



    －當(dāng)T<5s 時(shí)，只利用D信道，不分配B信道；



    －當(dāng)5s


    如果有一個(gè)可用的B信道，則用MLPPP增加連接數(shù)；



    如果無可用的B信道，則繼續(xù)監(jiān)視緩沖區(qū)，并監(jiān)視B信道是否可用；



    －當(dāng)10s


    如果有兩個(gè)B信道可用，則用MLPPP增加連接數(shù)；



    如果有一個(gè)B信道可用，則用MLPPP增加一個(gè)連接，并同時(shí)監(jiān)視緩沖區(qū)和另一B信道占用情況；



    如果無可用的B信道，則繼續(xù)監(jiān)視緩沖區(qū)，并監(jiān)視B信道是否可用；



    當(dāng)AO/DI分配B信道時(shí)，不影響正在通話的B信道。



    釋放B信道：



    當(dāng)利用B信道傳送完數(shù)據(jù)之后，必須釋放這些信道，BACP支持這樣的請(qǐng)求，但必須考慮到應(yīng)用程序的要求，比如一頁網(wǎng)頁在下載5～10秒后，用戶沒有動(dòng)作，可以認(rèn)為用戶正在仔細(xì)瀏覽該頁，可以斷開B信道連接。在收發(fā)完E-mail之后，可以斷開B信道連接。當(dāng)AO/DI占用B信道時(shí)，有時(shí)正好碰到ISDN入呼叫，或者S/T接口上的其它設(shè)備要出呼叫，這時(shí)AO/DI應(yīng)能讓出B信道。





    AO/DI的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)





    AO/DI對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改動(dòng)不大,如圖2所示，用戶設(shè)備的D信道直接把X.25分組交給交換機(jī)的PH (Packet Handler)分組處理器，PH利用交換網(wǎng)與ISP的設(shè)備相連，B信道經(jīng)TSI(時(shí)隙交換)，通過ISDN的PRI接口或BRI接口與ISP相連，這一部分是電路交換網(wǎng)。



    盡管AO/DI協(xié)議還在完善中，但它越來越引起人們的關(guān)注。目前VIA組織已有多家公司推出了支持AO/DI的終端產(chǎn)品和局端產(chǎn)品。


摘自《通訊世界》