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反向网桥是什么:E1 over IP、电路仿真与以太网网桥的区别

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反向网桥是什么:E1 over IP、电路仿真与以太网网桥的区别

浏览次数: 飞畅科技原创 作者:飞畅科技技术团队

先确认“反向”指的是哪一种业务

工程资料中的反向网桥,不能只按名字理解成“反着转发数据的普通网桥”。在飞畅历史产品介绍中,这个称呼用于TDM over IP电路仿真设备:把原本通过专用电路传送的E1信号,放进以太网或IP网络运输,到另一端恢复为E1。它描述的是一种承载方向,不是所有厂家统一采用的协议名称。

E1是一种速率为2.048Mbit/s的数字电信接口,数据按连续时间节拍传送。原有电话交换设备、专线终端若只提供E1接口,不能因为现场已经铺好网线,就直接插入普通以太网交换机。电路仿真网关承担两种传输方式之间的衔接,让终端继续使用它原来的E1业务接口。

采购时应把“业务侧是什么、运输网络是什么、远端恢复什么”写清楚。如果两端是E1终端,中间使用IP网络,讨论的是E1 over IP;如果两端是以太网设备,中间使用E1专线,则是以太网 over E1。名字相近,设备处理的对象和接法却不同,不能仅凭反向网桥四个字选购。

普通网桥转发的是以太网帧

普通以太网二层网桥,接收一个以太网帧后,学习发送方MAC地址所在的端口,再根据目的MAC地址决定从哪个端口送出。MAC地址是以太网接口的地址标识。目的地址还没有学到时,网桥可能向相关端口泛洪;具体范围还取决于VLAN等配置。这个过程主要解决以太网报文去向的问题。

E1电路仿真面对的则是持续产生的电路数据,以及接收端必须保持的输出节拍。设备的以太网部分可以具有交换功能,但MAC学习不等于电路仿真;单有交换机和路由器,也不能在远端凭空形成符合终端要求的E1信号。原文把反向网桥概括成以太网与令牌环之间的通用转换器,会让这两个层面的任务混在一起。

同样有E1接口,方向为何相反

以太网 over E1设备,把用户的网络帧装进E1线路所能承载的数据通道,另一端重新取出网络帧。此时E1是运输通道,以太网是用户业务;E1可用于业务的容量还取决于成帧、时隙使用及设备映射方式,不能把千兆网口的标称速率当成E1线路的实际吞吐。

还要区分多E1反向复用:用于以太网传输时,它把以太网业务分配到多条E1通道,在对端重新组合,属于以太网 over E1;E1 over IP则把E1电路作为业务放进分组网络。二者的业务与承载方向相反,不能因为都叫“反向”或都带E1和网口就互换。飞畅的16E1/以太网接口转换器产品资料可帮助理解前一种捆绑用途,不代表本文FCT-E4-M也具有相同功能。E1端口多还可能表示若干独立通道,不能仅凭端口数推断已经捆绑,仍须核对业务、映射、封装和对端配套。

E1 over IP设备则先接收E1连续数据,按一定长度组成分组,添加运输所需的标识和头部,通过分组网络发送。远端识别对应的电路,取出数据并恢复连续输出。此时E1是用户业务,IP网络是运输通道。两端封装、包长、通道映射与时钟方式需要匹配,并不是任何两个带E1口的盒子都能配成一对。

E1 over IP与以太网over E1的相反业务和承载路径
图1|通用原理示意。通用业务路径示意,不是针脚图;两种转换设备不可因接口外形相似互换。

分组网络怎样恢复连续电路

分组在IP网络中可能排队、晚到或丢失,而E1输出不能随每个分组的到达间隔忽快忽慢。接收端通常先把到来的数据放进缓冲区,再按稳定节拍读出。缓冲相当于短时储备:它能吸收到达间隔的变化,却不能无限等待,更不能重建已经丢掉的原始数据。

时钟恢复解决的是读出节奏。远端输出过快,缓冲会逐渐读空;过慢,缓冲会积满。设备需要按支持的时钟模式获得或恢复频率,并处理长期频率偏差和短期变化。加大缓冲可能更能容忍网络波动,也会增加等待时间;不能把缓冲容量越大简单当作实时性越好。

RFC 4553给出了将非结构化TDM数据流装入分组网络的标准机制,RFC 4197讨论了电路仿真的时序等要求。这些资料用于理解通用机制,不证明任意飞畅型号都实现其中全部封装方式。跨厂家互通时仍需核对实际支持的协议、负载结构、控制字段、告警处理及交付版本。

IP分组接收缓冲、时钟控制与连续E1输出的功能剖视
图2|通用原理示意。通用功能与时序示意,非FCT-E4-M内部实物或实测;缓冲不能补回丢失数据。

结合飞畅FCT-E4-M规划通道

飞畅产品中心编号596对应FCT-E4-M,列有4个E1业务接口、2个10/100/1000M以太网电口、1个百兆/千兆自适应SFP光口,以及Console和Web管理。E1口接原有电信终端,网络口接运输网络;SFP光口属于以太网运输接入,不能仅看到光纤就把它当成直接输出PDH或SDH电信光接口。

产品页支持多个目的IP和端口设置,可与单路E1远端配合实现一点对多点,但总E1数量不超过4路。因此可以把本端不同E1接口分别映射到不同远端,交付时必须列出每路“本端物理接口—运输目的—远端接口”。网口多、可以接多个远端,不意味着E1业务数量可以无限增加。

页面还列有包长设置、VLAN、本远端E1环回及E1丢包指示。包长影响每个分组装多少电路数据及相应开销,VLAN帮助划分网络业务,环回和告警则辅助定位问题。它们都需要配合运输网络质量使用,不能替代足够的带宽、稳定时钟或完整的应用测试。

连接之前核对接口与网络条件

先确认E1端的阻抗、接头与线序。产品页列有75Ω非平衡和120Ω平衡接口方式,非平衡方式使用配套同轴适配器;应按交付资料及对端终端核对。外形同为RJ45的连接器,可以用于不同电气接口,不能因为插得进去就把E1线接到以太网电口,更不能直接连接到PoE供电端口。

再确认网络侧地址、目的端口、路由与VLAN是否匹配,并核算实际运输带宽。E1负载之外还有分组头部及其他网络开销,因此不能只把几路2.048Mbit/s相加,就作为整个路径的最低容量。光口还需核对模块速率、波长、纤型和收发配对;电路业务兼容不代表光模块可以任意互换。

用电路和业务证据验收

可先在短距离、已确认正常的运输网络上建立一对设备,检查E1告警、通道映射、时钟状态和环回结果,再接入正式网络。Ping通只表明一类IP报文能到达,不能证明E1误码、滑码或电话业务已经合格。验收记录应对应具体设备、固件、接口和参数,保留正常状态基准。

正式路径上应观察持续业务与网络负载变化时的表现,记录丢包、到达间隔变化、E1告警和终端业务中断。若出现异常,分开检查本端E1接线、封装配对、运输路径、远端时钟及应用,而不是一律归为网桥不兼容。断网或路径切换后的恢复也要单独测试,不能将产品介绍中的可靠传输表述当成零丢包或零延迟保证。

资料说明:原理图经技术内容核对,用于解释通用机制,不是产品实物照片或实测记录。具体接口、模式与能力以所选型号、版本及现场验证为准。

核验资料: 飞畅FCT-E4-M四路E1电路仿真网关 飞畅TDM over IP产品分类 RFC 4553:非结构化TDM电路的分组承载 RFC 4197:TDM电路仿真的要求

相关技术专题:串口与并口怎样区分:逐位传输、并行握手与接口转换边界

现场常见问题

反向网桥两边都有E1和网口,就能与以太网转E1设备互换吗?

不能。E1 over IP把E1电路当作用户业务、分组网络当作承载;以太网over E1则把网络帧放进E1通道,方向相反。应写清两端终端与中间资源,再核对封装和配套。不从接口数量相似推导兼容,也不把普通二层网桥当作电路仿真设备。

E1 over IP接收缓冲设得越大,语音实时性就越好吗?

不是。缓冲可吸收到包间隔变化,但更大等待也可能增加延迟,且不能重建所有已丢原始数据。时钟恢复还需维持连续输出节奏。应按支持模式、网络波动和业务时限调整,并观察误码、滑码及实际通话,不用最大缓存作为最好设置。

FCT-E4-M有多个网口和目的地址,可以无限扩展E1远端吗?

不能。其公开配置以四路E1业务为边界,多个目的映射不增加本端物理业务总量。应逐路列出本端口、运输目的和远端口,并核对实际封装、带宽及时钟。网络端口数量和SFP速率不是E1通道数,也不表示SFP是PDH或SDH线路接口。

继续阅读:E1协议转换器怎么选?光纤延伸、以太网承载与电路仿真的区别;模块化TDM over IP怎样规划:业务卡、通道映射与共享资源;