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分布式队列双总线(DQDB)城域网(IEEE 802.6标准)介绍

浏览:8319  来源:通信人在线  日期:2023-06-06

一、引述

1、由来

分布式队列双总线(DQDBDistributed Queue Dual Bus)技术,是IEEE 802标准委员会(LMSC)为组建数据传输城域网(MANMetropolitan Area Networks)而采用的一种技术。我们此道,局域网(LAN)通常局限于单个场所,例如单幢建筑物或单幢建筑物内的楼层或房间。正是由于局域网的快速发展,迫切需要有一个更大区域进行互连的网络,这就是城域网(MAN)出现的初衷。MAN将网络覆盖范围扩展到包括某个有限区域内的几幢建筑物或地点。这些地点通常位于一个城市的范围内或限制在包括若干城市的特定区域。正当此时,IEEE 802标准委员会(LMSC)开始为城域网研究制定其标准,并为此在1982年专门成立了IEEE 802.6工作组。

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大家知道,对于局域网(LAN),LMSC采用了不同技术(CSMA/CD、令牌环、令牌总线等)制定了几种媒体控制访问方法。同样,对于城域网(MAN),LMSC也是采用了不同的技术体系结构来实现,如光纤分布数据接口(FDDI)技术、异步转移模式环(ATM)和分布式队列双总线(DQDB)等。IEEE 802.6工作组采用的是DQDB技术来开发、研制相应的城域网标准的,称为IEEE 802.6标准。当初确定要在整个宽带综合业务数字网(B-ISDN)实用化以前必须建立这一标准。因此于19877月开始发布了基于DQDB技术的城域网标准。事实上,DQDB技术的城域网标准是在FDDI技术标准的基础上的改进。

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2、淡出

IEEE 802.6工作组经过不懈的努力,已推出了完整的基于分布式队列双总线(DQDB)技术的城域网标准,但由于:其一,该技术的实现的成本较为昂贵;二是,以同步光纤网络(SONET)的同步数字序列(SDH)的出现,来组建城域网(MAN),其性能更加优越。鉴于此,基于DQDB技术的IEEE 802.6城域网标准,在实际推广普及中受到极大的掣肘,其慢慢地淡出了城域网的技术市场,最终IEEE 802.6工作组也被IEEE 802标准委员会(LMSC)给解散了。

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二、DQDB技术简介

IEEE 802.6工作组根据制定的目标和相应的技术策略勾划了如下城域网标准原则:城域网有一个媒体访问控制层(MAC)和一个物理层(PHY),把网络各节点配置在一个典型的50公里直径范围内提供连续的和突发的两种数字比特流的交换,并要求保证服务带宽和有限的时延,传输速率可以从1Mbit/s到所用通信媒体允许的适当速率值。注意到城域网产生于局部网互连的需要,网络的高效率自然是必须的。 这与局部网的要求有所不同。城域网满足用户服务的程度比专用线路方案在功能性、可靠性和速度上都大大提高, 所以用户有很多理由选择城域网作为局域网互连的需要。下表2-0给出了城域网应具备的特性。

2-0:与专用线路方案相比城域网应具备的特性

1DQDB的网络拓扑

DQDB的拓扑结构由两条数据流向相反的单向总线、总线头帧产生器和中间若干网络节点组成,如下图2-1-1所示。每条总线头连续地发送固定长度的空闲时槽,沿着总线传输方向一直传送到总线末端,并在那里清除所有进来的时槽。网络的各节点分别用“或写”端和“读”端粘接在两条总线所需位置上。

2-1-1DQDB的拓扑结构

如果把双总线系统的总线头端和末端配置在一起形成一个头-尾节点,但数据流不流过该节点,即在逻辑上开路,就构成了环形的总线体系结构,如下图2-1-2所示。这样的体系结构有两个优点,第一,头-尾节点两总线头的帧产生器可共用一个,既简化了设备又保证两总线同步运行;第二,可在环路发生故障链路断裂或某一光端机有故障时重新配置。这样能有效地恢复网络的运行,且不降低网络的性能,确保网络的可靠性。

2-1-2DQDB的环形拓扑结构

2DQDB物理层

DQDB物理层的媒体是采用光纤构成双总线,支持 可达150 Mbit/s 传输速率。DQDB的额定长度最大为160 km,光纤的工作波长为1310 nm。对于DQDB物理层协议,规定了一种双总线拓扑结构在前后方向上传输数据。前向总线传送数据而反向处理队列和控制信息。物理层采用调度计数器跟踪通过总线的数据帧(称为时隙)。采用请求机制处理总线争用,达到运送数据时隙的目的。增/减计数器保持总线上各站作出的通信数据请求的准确计数。对于作出的每一个请求,增/减计数器增1;对于满足的每一个请求,减1。一个单独的减法计数器记录反方向上通过的空时隙数。这些计数器监视总线在任何特定时刻的繁忙程度。

当网络上的某个站准备传输时,它发送一个请求使增/减计数器增1。当通过的每一个空时隙满足其他站的请求时,减法计数器减1。当减法计数器达到0时,请求的传输在下一个空(可用)时隙上进行。每当使用一个时隙满足传输请求时,增/减计数器减1

3DQDB的帧

基于DQDB技术的城域网是时分多路访问系统,多种服务综合在MAC层进行。 MAC层帧格式简单地分成相等的时间间隔,称为时槽。因此,DQDB的帧格式如下图2-3-1所示,其帧周期为125μs,总的帧大小是53字节,使得DQDB与异步传输模式(ATM)信元大小相兼容。

2-3-1DQDB的帧格式

一个DQDB的时槽格式如下图2-3-2所示,包含一个访问控制域(1字节),该部分包含一个指示时槽是否被使用的忙位。访问控制域还包括4个请求位,每个位用于4个优先级之一。当站作出请求时,它也可以通过设置相应请求位置位的方法指定请求优先级。访问控制域后面跟随的是段报头(4字节),该部分包含关于DQDB时槽有效负载部分的寻址和序列信息。有效负载本身在48字节长度内包含数据和高层报头信息。

2-3-2DQDB时槽格式

三、基于DQDB技术的城域网的应用

城域网的跨接距计划为整个城市,网可运行更大的地域。由于IEEE 802.6设计目标是使网络时延最小,所以它非常适合于各种局部网的互连。 同时网络规模和速率无关,可靠性、网络管理、带宽控制方便等特点正是用作公共网所要求的。同时,满足不同通信量的服务,例如话音、视频和数据服务等。

因此,当基于DQDB技术的城域网标准(IEEE 802.6标准)发布后,也被国际标准化组织(ISO)所接纳,ISO1994年发布了ISO/IEC 8802-6《信息技术 信息间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特殊要求 6部分:分布式排队双总线(DQDB)访问方法和物理层规范》,它是根据IEEE 802.6-1994标准而制定。ISO/IEC 8802-6-1994的推出,为基于DQDB技术的城域网在国际上的推广应用提供了技术支撑。

按照我国的“局域网和城域网系列标准”编制计划,本应将ISO/IEC 8802-6-1994转化为国内标准GB/T 15629系列的第6部分GB/T 15629.6。但由于上述所述的原因,GB/T 15629.6标准最终并未被发布,因此,基于DQDB技术的城域网在我国基本上也未被推广应用。

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附录
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