Framing-Formate an ATM DS-3- und E3-Schnittstellen

Einleitung

Der digitale Signalpegel 3 (DS-3) unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 44,736 Mbit/s und ist ein beliebter Verbindungstyp für WAN-Backbone-Anwendungen. DS-3-Leitungen sind für die synchrone Übertragung von bis zu 28 DS-1-Leitungen (T1) ausgelegt. Das Dokument T1.107-1998 des American National Standards Institute (ANSI) definiert die elektrischen Spezifikationen für DS-3-Verbindungen.

E3 unterstützt Geschwindigkeiten von bis zu 34,368 Mbit/s und ist ein beliebter Verbindungstyp für WAN-Backbone-Anwendungen außerhalb von Nordamerika.

Die meisten DS-3- und E3-Schnittstellen bieten eine Auswahl von vier Framing-Formaten. Diese Formate unterscheiden sich in der Anzahl der Overhead-Bytes, der Anzahl der Nutzdaten-Bytes und dem Verfahren zur Abgrenzung benachbarter ATM-Zellen.

In diesem Dokument werden die vier Framing-Formate erläutert und die Fehlerbehebung bei Leitungsfehlern auf der physischen Ebene erläutert, die mit dem Befehl show controllers atm angezeigt werden.

Voraussetzungen

Anforderungen

Es gibt keine spezifischen Anforderungen für dieses Dokument.

Verwendete Komponenten

Dieses Dokument ist nicht auf bestimmte Software- und Hardware-Versionen beschränkt.

Konventionen

Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie unter Cisco Technical Tips Conventions (Technische Tipps von Cisco zu Konventionen).

ADM und PLCP verstehen

Für die ATM-Technologie verwendet dieses Dokument das in der G.704-Empfehlung beschriebene Multiframe-Format.

Ein DS-3-Bitstrom ist als eine Reihe von Multiframes organisiert, die als M-Frames bezeichnet werden. Jeder M-Frame ist in sieben M-Subframes mit jeweils 680 Bit unterteilt. Ein M-Subframe wird weiter in acht Blöcke mit je 85 Bit unterteilt. Ein 85-Bit-Block besteht aus 84 Benutzerinformationsbits und einem der folgenden Framing-Overhead-Bits:

• P1, P2 - P Bits dienen als Paritätsprüfung, um Bitfehler zu vermeiden, wenn der Frame den physischen Draht passiert.

• X1, X2: X Bits werden verwendet, um empfangene fehlerhafte Multiframes für das Remote-Ende anzuzeigen.

• F1, F2, F3, F4 - F Bits dienen als Ausrichtungssignale, die von der Empfangseinrichtung zur Identifizierung der Overhead-Bitpositionen verwendet werden. Die Werte sind F1 = 1, F2 = 0, F3 = 0, F4 = 1.

• M1, M2, M3 - M Bits dienen als Multiframe-Ausrichtungssignal, das zur Lokalisierung aller sieben M-Subframes innerhalb des Multiframes verwendet wird. Die Werte sind M1 = 0, M2 = 1, M3 = 0.

• C-Bit wird als Bit-Belegung mit M23-Framing und als In-Service-End-to-End-Pfad-Leistungsüberwachung mit C-Bit-Framing verwendet.

Von insgesamt 4760 Bits umfasst jeder M-Frame 4704 Benutzerbits und 56 Framing-Overhead-Bits.

E3

Für die ATM-Technologie verwendet dieses Dokument die grundlegende Rahmenstruktur, die in den G.832- oder G.751-Empfehlungen beschrieben ist.

Bei G.832 hat die grundlegende E3-Rahmenstruktur sieben Oktetts Overhead und 530 Oktetts Nutzlast. Overhead-Bytes werden für Frame-Alignment, Fehlerüberwachung und Wartung verwendet.

Mit G.751 werden vier digitale Signale mit einer Geschwindigkeit von 8448 Kbit/s multiplexiert

Zuordnung

Es gibt zwei Methoden, um ATM-Zellen in die DS-3- oder E3-Rahmenstruktur abzubilden:

• Physical Layer Convergence Protocol (PLCP)

• ATM Direct Mapping (ADM)

E3 mit G.832-Empfehlung kann nur die ADM-Zuordnung verwenden.

PLCP

PLCP besteht aus Teilbildern, die in der technischen Dokumentation normalerweise als zweidimensionales Raster von Zeilen und Spalten von Zellen und Overhead-Bytes dargestellt werden. Jede Zeile besteht aus 53 Byte ATM-Zelle und vier Byte Framing-Overhead und Management, wie in diesem Diagramm veranschaulicht:

In diesem Diagramm steht POI für Path Overhead Indicator (Pfadekopf-Indikator) und POH für Path Overhead (Pfadekopf-Indikator). A1 und A2 stellen eine Rahmenausrichtung bereit und müssen einem eindeutigen Muster aus Einsen und Nullen folgen.

ADM

PLCP wurde ursprünglich entwickelt, um Zeitinformationen von der physischen Schicht an eine spezielle höhere Schicht weiterzuleiten, um isochrone Dienste zu unterstützen. Da ATM diese Services nicht nutzt, führt PLCP zusätzlichen Overhead ein, und ADM ersetzt PLCP.

ADM bildet ATM-Zellen direkt in DS-3- oder E3-Frames ab. Das Feld "Header Error Check (HEC)" im ATM-Fünf-Byte-Header wird verwendet, um den Anfang der Anfangszelle in einem Frame zu identifizieren. Eine Empfangseinrichtung überprüft den eingehenden Bitstrom und überprüft, ob ein Satz von acht Bits eine gültige zyklische Redundanzprüfung (CRC) für die vorhergehenden 32 Bits umfasst.

Um zu verstehen, warum Sie ADM anstelle von PLCP verwenden würden, sehen Sie sich die Unterschiede zwischen den beiden Protokollen an:

• Nutzlastrate:

  • ADM = (672 Bits pro M-Subframe) x (7 M-Subframes) / (106,4 Mikrosekunden) = 44,21 Mbit/s

  • PLCP = (8.000 Bilder pro Sekunde) x (12 Zellen pro Bild) = 96.000 Zellen pro Sekunde = 40,70 Mbit/s

• Zellabgrenzung:

  • PLCP - Die ATM-Zellen befinden sich an vorbestimmten Stellen innerhalb jeder PLCP-Zeile. Zur Abgrenzung von ATM-Zellen ist keine zusätzliche Methode erforderlich.

  • ADM - Das HEC-Feld (Header Error Control) des ATM-Zellenkopfs wird zur Abgrenzung von ATM-Zellen verwendet.

  Hinweis: Die Zellenabgrenzung definiert, wie ein Empfangsgerät den Beginn und das Ende einer ATM-Zelle erkennt.

Framing-Optionen für Cisco Schnittstellen

Je nach Hardware können Sie die Cisco ATM-Router- und Catalyst Switch-Schnittstellen mit diesen Framing-Formaten konfigurieren. Beachten Sie, dass für bestimmte Hardware unterschiedliche Standardwerte verwendet werden. Beispielsweise lautet die Standardeinstellung (und einzige Option) für CS-AIP-DS3 "cbitplcp", während für PA-A3-T3 und PA-A6-T3 der Standardwert "cbitadm" verwendet wird. Achten Sie beim Austausch von Hardware darauf, das Framing-Format zu überprüfen. Standardparameter werden in der aktuellen Konfiguration nicht angezeigt.

Verwenden Sie den Befehl atm framing, um einen nicht standardmäßigen Wert zu konfigurieren. Damit eine Änderung wirksam wird, muss eine Schnittstelle geschlossen bzw. nicht geschlossen werden.

Produkt (DS-3)	m23plcp	cbitplcp	m23adm	Cbitadm
PA-A6-T3	Ja	Ja	Ja	Ja
PA-A2-4T1C-T3ATM	Ja	Ja	Ja	Ja
PA-A3-T3	Ja	Ja	Ja	Ja
CX-AIP-DS3	Nein	Ja	Nein	Nein
NP-1A-DS3 (4500/4700)	Ja	Ja	Ja	Ja*
NM-1A-T3 (2600/3600)	Ja	Ja	Ja	Ja
Lightstream 1010 oder Catalyst 85x0 PAM	Ja	Ja	Ja	Ja
Catalyst 5000 ATM-Modul	Ja	Ja	Ja	Ja

* Für cbitadm ist Cisco IOS® Software 12.1(1)T oder höher erforderlich.

Produkt (E3)	g832adm	g751adm	g751plcp
PA-A6-E3	Ja	Ja	Ja
PA-A2-4T1C-E3ATM	Ja	Ja	Ja
PA-A3-E3	Ja	Ja	Ja
CX-AIP-E3	Ja	Nein	Ja
NP-1A-E3 (4500/4700)	Ja	Ja	Ja
NM-1A-E3 (2600/3600)	Ja	Ja	Ja
Lightstream 1010 oder Catalyst 85x0 PAM	Ja	Ja	Ja

Bestätigen Sie Ihre Konfiguration

Verwenden Sie die Befehle show atm interface atm und show controller atm, um das derzeit aktive Framing-Format anzuzeigen.

   AIP#show atm interface atm 1/0 
   ATM interface ATM1/0: 
   AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 2048, Current VCCs: 2 
   Tx buffers 256, Rx buffers 256, Exception Queue: 32, Raw Queue: 32    
   VP Filter: 0x7B, VCIs per VPI: 1024, Max. Datagram Size:4496 
   PLIM Type:E3 - 34Mbps, Framing is G.751 PLCP, TX clocking: LINE 
   31866 input, 27590 output, 0 IN fast, 0 OUT fast 
   Rate-Queue 0 set to 34000Kbps, reg=0x4C0 DYNAMIC, 2 VCCs 
   Config. is ACTIVE  
   
   PA-A3#show controllers atm 1/0/0 
   ATM1/0/0: Port adaptor specific information 
   Hardware is DS3 (45Mbps) port adaptor 
   Framer is PMC PM7345 S/UNI-PDH, SAR is LSI ATMIZER II 
   Framing mode: DS3 C-bit ADM    
   No alarm detected 
   Facility statistics: current interval elapsed 796 seconds 
    lcv      fbe      ezd       pe      ppe     febe     hcse 
    ----------------------------------------------------------------------    
    lcv: Line Code Violation 
    be: Framing Bit Error 
    ezd: Summed Excessive Zeros 
    PE: Parity Error 
    ppe: Path Parity Error 
    febe: Far-end Block Error 
    hcse: Rx Cell HCS Error  

Auf anderen Schnittstellen als dem ATM Interface Processor (AIP) werden mit dem Befehl show controllers atm auch aktive Alarme und Fehlerzähler angezeigt, die nicht 0 (null) lauten und als Funktionsstatistiken bezeichnet werden. Werte ungleich null weisen auf ein Problem mit der physischen Leitung zwischen dieser Router-Schnittstelle und einem anderen Netzwerkgerät hin, in der Regel einem Switch in der Cloud des ATM-Netzwerkanbieters.

Fehlerbehebung bei Inkongruenzen zwischen Frametypen

Wenn der Framing-Typ an zwei Enden einer ATM-Verbindung nicht übereinstimmt, ist die ATM-Schnittstelle ausgefallen. Der Befehl show controller atm meldet Framer Out of Frame (FRMR OOF)- und ATM Direct Mapping Out of Cell Delineation (ADM OOCD)-Fehler, wie in dieser Ausgabe dargestellt.

     router#show controller atm 3/0 
     Interface ATM3/0 is down 
     Hardware is RS8234 ATM DS3 
     [output omitted] 
     Framer Chip Type PM7345 
     Framer Chip ID 0x20 
     Framer State RUNNING 
     Defect FRMR OOF 
     Defect ADM OOCD 
     Loopback Mode NONE 
     Clock Source INTERNAL 
     DS3 Scrambling ON 
     Framing DS3 C-bit direct mapping

Beheben Sie OOF- und OOCD-Fehler, indem Sie die Framing-Konfiguration an jedem Ende bestätigen. Verwenden Sie den Befehl atm framing, um andere Framingtypen zu konfigurieren und mit ihnen zu experimentieren.

Request for Comments - RFC 1407 definiert DS-3- und E3-Alarme und -Fehler. Weitere Informationen finden Sie unter Troubleshooting Line Problems and Errors on DS-3 and E3 ATM Interfaces (Problembehebung bei Leitungen und Fehler an DS-3- und E3-ATM-Schnittstellen).