电路仿真服务 介绍
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简介
电路仿真服务(CES)允许使用恒定比特率(CBR)ATM永久虚电路(PVC)或软PVC在ATM网络中透明地扩展DS-n和E-n电路。CES基于ATM论坛标准af-vtoa-0078.0000(PDF)。 此标准定义了CES互通功能(CES-IWF)，允许非ATM CBR电路（如T1、E1、E3和T3）与ATM UNI接口之间的通信。CES通常在ATM交换机上实施，但也可在ATM边缘设备（如路由器）上实施。CES主要用于非ATM电话设备（如PBX、TDM和信道组）或视频设备（如CODEC）和ATM设备（如Cisco LS1010和Catalyst 8540-MSR ATM交换机）之间的通信，或通过ATM上行链路（如ATM-A2）。
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规则
有关文档规则的详细信息，请参阅 Cisco 技术提示规则。
先决条件
本文档没有任何特定的前提条件。
使用的组件
本文档不限于特定的软件和硬件版本。
本文档中的信息都是基于特定实验室环境中的设备创建的。本文档中使用的所有设备最初均采用原始（默认）配置。如果您是在真实网络上操作，请确保您在使用任何命令前已经了解其潜在影响。
CES 概念
本节介绍一些基本的CES术语。有关详细信息，请参阅本节中的子主题。
注意：本文档更侧重于T1示例，但您也可以将该理论应用到E1。
CES通常用于通过ATM网络传输语音或视频流量。语音和视频与数据流量不同，对延迟和延迟差异非常敏感。CES使用CBR ATM服务类别的虚电路(VC)，保证可接受的延迟和延迟变化。因此，它同时满足语音和视频流量要求。CES-IWF使用ITU-T.I.363.1指定的ATM适配层1(AAL1)。
CES的一些典型应用如下：
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跨多个园区扩展专用电话网络，如下所示。例如，每个园区有两个带专用交换机(PBX)的园区。您可以使用ATM网络连接两个PBX，而PBX本身没有ATM功能。这样，两个园区之间的语音流量使用您的专用ATM主干而不是租用线路，从而使用相同的ATM网络来满足您的语音和数据需求。
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多个站点之间的视频会议，如下所示：
ATM论坛为多种类型的电信线路（如DS-1、DS-3、E-1、E-3、J-1和J-3）定义了CES-IWF，但对于CES-IWF，最常见的类型是DS-1服务和E-1服务。在企业领域，思科为7200系列路由器提供8510-MSR、Catalyst 8540-MSR和PA-A2端口适配器上的T-1和E-1 CES。思科还支持CES对MGX 8220等一些服务提供商产品。但是，本文档重点介绍企业产品。
CES-IWF将从用户驻地设备(CPE)（如PBX）到达的整个DS-n或E-n帧转换为AAL1 ATM信元，并使用单条VC通过ATM网络传输。远程端上的ATM交换机或路由器将AAL1 ATM信元转换为DS-n或E-n帧，然后将其传输到Ds-n或E-n CPE设备。此类CES称为非结构化CES，它在ATM网络（在单个VC上）上扩展了清晰信道T1（全部24个信道）。
除了这一基本功能外，CES还支持信道化T1服务，方法是将T1分割成多个Nx64k电路，并将这些信道化T1电路传输到具有一个或多个目的地的不同ATM VC上。例如，这允许单个PBX使用集线器PBX上的单个T1端口与多个远程PBX通信。这种中心辐射型示例(称为结构化CES)如下所示。
信号的类型
与T1和T1电路仿真相关的信令有两种类型：信道关联信令(CAS)和公共信道信令(CCS)。CAS是带内信令，CCS是带外信令。
您通常可以使用CAS透明地传输使用T1帧的ABCD位的专有信令协议。在为CAS配置的Cisco ATM交换机上，ABCD位不会更改或操作，这为ATM网络中的专有信令提供了扩展。
注意：如果提供CAS，则需要使用结构化CES。
您还可以使用CAS在Cisco企业ATM交换机上进行挂机检测。仅(56k/64k)DS0电路支持挂机检测的CAS。CES-IWF要求将语音作为CBR ATM流量传输，这种方法强制ATM交换机为语音电路保留带宽，即使没有要发送的用户流量（语音）。因此，当没有语音通信时，AAL1信元仍在使用发送“空”数据的ATM链路上的带宽。在ATM链路上最小化“NULL”信元的解决方案是，如果没有语音通信，则不发送“NULL”信元。
8510-MSR实施挂机检测，如下所示：
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检测挂机/摘机。这要求以指示CPE正在使用的挂机信号的方式配置ABCD模式。换句话说，CPE规定了在8510-MSR上必须如何配置；CPE和8510-MSR必须配置相同。
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检测到挂机时，停止发送AAL1信元。
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向具有目的CBR电路的ATM交换机指示其处于挂机模式。这防止了远程交换机在未收到信元（数据或“NULL”）时宣告信元划分(LCD)丢失。
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当不再检测到挂机时（即，当来自CPE设备的ABCD模式不再与配置的模式匹配时）开始发送AAL1信元。
注意：只有CPE设备支持CAS并能够检测挂机状态时，才能使用8510-MSR上带挂机检测的CAS。
在Cisco企业交换机和路由器上，强取位信令是使用ces dsx1 signalmode robbedbit命令配置的。CAS和挂机检测使用ces circuit命令配置。
思科企业交换机上的CES端口支持CAS，该CAS在第六个T1帧中的每个信道中“剥掉”一个位，以传输信令消息。CAS也称为“强取位信令”；强取位称为AB（在SF中）或ABCD（在ESF中）位。CAS可用于挂机检测，这允许在没有用户流量时更好地利用网络资源。
CCS使用每个基本T1帧的整个信道进行信令。CCS的一个示例是ISDN PRI，其中整个64k D信道用于信令。Cisco LightStream和Catalyst ATM交换机本地不支持CCS;但是，8510-MSR（或8540-MSR，LS1010）与Cisco VSC2700信令控制器可以使用简单网关控制协议(SGCP)提供类似功能。 此解决方案由8510-MSR将信令DS0信道传播到VSC2700网关来实现，该网关能够理解多个信令协议并向8510-MSR发回需要设置64k软PVC的ATM地址。建立端到端电路后，8510-MSR负责传输用户流量。通过以这种方式按需带宽，所需接口的总数减少，并且可以消除对纵排PBX的需求。
CES可以使用PVC或软PVC实施。PVC需要在ATM云中的每台ATM交换机上手动配置；软PVC依靠ATM信令建立VC，并且只需在一台ATM交换机上配置VC。软PVC的另一个优势是，在链路发生故障时，可以重新路由VC。
另一方面，PVC更稳定，因为它们不依赖于任何动态组件，如ATM信令。如果ATM网络有不支持ATM信令的ATM交换机，则PVC是唯一的选项。请务必注意，时钟对CES非常重要。远程CPE上的接收T1流必须具有与发送T1流相同的时钟特性。为了确保这一点，ATM网络不能显着更改时钟特征。为此，您可以使用电路仿真中时钟中讨论的几种时钟方案之一。
帧和信元处理
如前所述，CES-IWF将T1帧转换为AAL1 ATM信元。CES-IWF功能在ATM交换机的CES端口适配器模块(PAM)上实现。简单地说，T1帧在CES PAM中出现，在CES PAM中，帧被缓冲并分成47字节的信元。AAL1报头的一个字节添加到每个47字节的信元中，形成一个48字节的信元。添加5个字节的ATM信元报头，并将53字节的信元交换到传出ATM接口。根据CES服务的类型，可能还会执行其他步骤。在接收端，该过程相反。
CES 的类型
CES服务可通过两种方式进行区分：同步与异步，结构化与非结构化。
同步与异步
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同步服务假设，同步的时钟在每个末端是可用的。所以，没有计时信息在ATM信元中被运输。需要时钟源的传播在网络可中的。
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异步服务将ATM信元中的时钟信息发送到电路的远程端。在ATM信元中发送的时钟信息称为同步剩余时间戳(SRTS)。
SRTS值使用四位指定，每八个信元使用AAL1报头中的一位为每个奇数序列编号的信元发送。参考时钟仍必须在整个网络中传播。
结构化与非结构化
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非结构化服务（也称为“清除通道”）利用整个T1带宽（意味着有一个通道）。 ATM交换机不查看T1，而只是通过从接收端口到目标端口的时钟来再现比特流。
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结构化服务(也称为信道化T1或交叉连接)旨在模拟点对点部分T1(Nx64k)连接。这样，T1就可以分成多个DS-0通道，通向不同的目的地。多个电路(AAL1)实体将共享同一物理T1接口。为了提供此服务，AAL1能够定义重复的固定大小数据块（块大小是二进制八位数的整数，其中二进制八位数代表64k信道）。
对于大于一个二进制八位数的块大小，AAL1使用指针机制来指示结构块的开始。AAL1报头中设置为1的收敛子层(CS)指示符(CSI)位表示结构化服务，而CSI位设置为0表示非结构化服务。因此，如果CSI = 1，则标识结构开始的指针插入偶数单元格的CSI字段中。使用此指针，接收交换机将知道如何将AAL1信元转换为适当的分数T1。
在Cisco Enterprise交换机和路由器上，使用ces aal1 service命令配置此类电路仿真服务。
电路仿真计时
计时对CES非常重要。本节重点介绍两个时钟概念：
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时钟模式
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时钟分配
时钟模式定义了在T1电路端到端的发送和接收端实现相同时钟的多种方式。这意味着PBX1传输的T1流与PBX2接收的T1流具有相同的时钟特性，反之亦然。
某些时钟模式（如同步和SRTS）依赖于在整个网络中需要相同的参考时钟源。对于这些时钟模式，需要参考时钟源的时钟分布。
以下各节讨论各种时钟模式和时钟分配方法。我们还将列出每种时钟模式的优缺点。
时钟模式
有三种主要的时钟模式：
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同步时钟
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SRTS
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自适应时钟
必须指出，在硬件支持下可以实现准确的时钟分配。用于此目的的相控锁环(PLL)芯片仅存在于LS1010上的ASP-PFQ卡和8540-MSR上配备网络时钟模块的RP中。在设计使用CES的ATM网络时，强烈建议使用这些模块。有关详细信息，请参阅LightStream 1010、Catalyst 8510-MSR和Catalyst 8540-MSR的时钟要求。
同步时钟
传输时钟频率由外部源（也称为主参考信号[PRS]）产生。PRS分布于整个ATM网络，以便所有设备都能同步到同一时钟。
| 优势 | 缺点 |
|---|---|
| 支持结构化和非结构化CES服务。 | 需要网络时钟同步。 |
| 表现出优异的漂移和抖动特性。 | 将CES接口与PRS关联；如果PRS发生故障，除非冗余PRS可用，否则电路可能会降级。 |
| 其他接口（除了用于在ATM交换机上派生网络时钟的CBR或ATM接口外）在PRS故障时可能会受到影响，因为Cisco ATM交换机使用该派生的时钟作为交换机中所有接口的系统时钟，而不仅仅是与CES相关的接口。 |
SRTS
SRTS是一种异步时钟方法。SRTS测量服务时钟（在CBR接口上接收）和网络范围参考时钟之间的差。此区别是驻留时间戳(RTS)。 RTS传播到AAL1报头中电路的远端。接收端通过调整参考时钟的RTS值来重建时钟。请记住，参考时钟需要在整个网络中传播；换句话说，交换机需要能够分配时钟。
| 优势 | 缺点 |
|---|---|
| 在ATM网络中传输外部生成的用户（如PBX、MUX或CODEC）时钟信号，为每个CES电路提供独立的时钟信号。 | 需要网络时钟同步服务。 |
| 在具有多个外部时钟源的网络中非常有用。 | 仅支持非结构化CES服务。 |
| 表现出中等的漂移和抖动。 |
自适应时钟
在自适应时钟中，源CES IWF只是将数据发送到目的CES IWF。目的CES IWF将数据写入分段和重组(SAR)缓冲区，并使用本地T1服务时钟读取数据。本地（接口）服务时钟由接收的实际CBR数据确定。
SAR缓冲器的电平通过连续测量围绕中值位置的填充电平并馈送该测量来控制本地时钟频率，该测量来驱动锁相环(PLL)，该锁相环(PLL)反过来驱动本地时钟（发送时钟）。 因此，修改发送时钟频率以保持重组缓冲器深度恒定。当CES IWF检测到其SAR缓冲区已满时，它会增加传输时钟速率。当CES IWF检测到SAR缓冲区已清空时，它会降低传输时钟速率。
适当选择缓冲区长度可以防止缓冲区溢出和下溢，同时可以防止控制延迟（较大的缓冲区大小意味着更大的延迟）。 缓冲区长度与最大信元延迟变化(CDV)成比例，用户可以在Cisco ATM交换机上配置该变化。网络管理员可以通过求和电路路径中每台网络设备的CDV来估计最大CDV。每台设备引入的测量CDV之和必须小于配置的最大CDV。如果不是，则会发生流下和溢出。在Cisco设备上，如果使用非结构化服务，则可以使用show ces circuit interface cbr x/y/z 0 命令查看实际CDV。
| 优势 | 缺点 |
|---|---|
| 不需要网络时钟同步。 | 仅支持非结构化CES。 |
| 表现出最差的漂移特征。 |
在思科企业产品上，此时钟模式使用ces aal1 clock CBR接口命令进行配置。
时钟分配
同步和SRTS时钟模式要求在整个网络中分配PRS。如果使用这两种时钟模式之一，则首先必须选择哪个时钟源将充当PRS的角色，并设计网络级时钟分布拓扑。
确定PRS时要考虑的是PRS在网络中的时钟准确性和位置：
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时钟精度由层级决定。通常，服务提供商将提供比设备（ATM交换机或CPE设备）上的本地振荡器更准确的时钟（第1层或第2层）。 如果没有服务提供商时钟（视频应用通常是这种情况），请选择具有最精确本地振荡器的设备作为PRS。
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决定PRS时需要考虑的另一点是，将作为PRS的设备在网络中的位置。通常情况下，如果您有多个具有相同精度级别的潜在时钟源，或者您有非常大的ATM网络。您需要选择PRS的位置，以便将时钟需要从PRS传输到边缘设备的网络设备数量降至最低，因为时钟会在经过网络节点时降级。
选择PRS后，下一个决定是找到传播参考时钟的最佳方法。网络分布拓扑必须无环；换句话说，它需要树结构或一组树。时钟分布拓扑还应根据各种网络设备的层级对拓扑中的活动组件进行严格的分层排序。也就是说，如果有两条等跳路径可供选择，请选择经过更精确的设备（较低层）的路径。
请参阅下图中的网络时钟分布树：
8510-MSR上的振荡器和Cisco 7200上的PA-A2上的振荡器可以提供第4层时钟。带有可选网络时钟模块的Catalyst 8540-MSR可提供第3层时钟源。如果没有可选的网络时钟模块，Catalyst 8540-MSR将提供第4层时钟。如果Catalyst 8540-MSR配备可选网络时钟模块，T1/E1楼宇集成定时供应(BITS)端口也可用作时钟源。
确定时钟分布树如何查找整个网络后，您需要在每个设备上实施它，包括Cisco ATM交换机（即，ATM交换机内的内部时钟分布需要配置）。 Cisco Enterprise ATM交换机和路由器上的内部时钟分布可以使用以下两个命令进行配置：ces dsx1 clock source和network-clock-select。
使用network-clock-select命令指定在ATM交换机上用作系统时钟的时钟源（接口或内部振荡器）。在支持CES的思科产品上，您可以指定多个网络时钟源及其优先级以实现冗余。如果未配置任何内容，默认情况下，8510-MSR和Catalyst 8540-MSR使用ATM交换处理器(ASP)或路由处理器(RP)上的本地振荡器作为系统时钟。所有配置为使用网络派生时钟的接口都使用network-clock-select语句中指定的时钟源作为该接口上的传输时钟。默认情况下，8510-MSR和Catalyst 8540-MSR上的所有ATM和CBR接口都配置为网络派生。PA-A2端口适配器上的ATM和CBR接口也是如此。ces dsx1 clock source语句为每个接口指定哪个时钟源用作该接口上的传输时钟。可以使用以下选项：
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网络派生：如前所述，如果接口配置为网络派生，则network-clock-select语句指定的时钟源用作该接口上的传输时钟（即，传输时钟从ATM交换机内部时钟分配机制提供的源派生）。 使用show network-clock命令查找正在使用的时钟源。网络派生是所有Cisco ATM交换机接口上的默认设置。
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循环计时：接口上的传输时钟源自同一接口上接收的时钟源。当连接到具有非常精确的时钟源的设备时，可使用此模式。
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自由运行：接口上的传输时钟源自端口适配器的本地振荡器（如果存在）。如果端口适配器没有本地振荡器，则使用处理器板中的振荡器。在此模式下，传输时钟不与系统中的任何接收时钟同步。此模式仅在不需要同步时（如某些LAN环境）才应使用。
配置 CES
在您配置之前
在实施和配置CES之前，您应根据本文档中讨论的信息做出以下决定：
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您需要哪种类型的服务（非结构化或结构化）？
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您将使用哪种时钟模式（同步、SRTS或自适应）？
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如果您决定使用同步或SRTS时钟模式，您网络中的哪台设备会为网络的其余部分提供时钟源？您是否有配备PLL的设备？您是否计划从不支持时钟的接口获取时钟？有关详细信息，请参阅LightStream 1010、Catalyst 8510-MSR和Catalyst 8540-MSR的时钟要求。
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您计划如何在整个网络中分配时钟源，以便在尽可能保留PRS的时钟特性的同时获得无环路时钟树？
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确定在CPE或服务提供商提供的线路上定义的T1/E1特征（如线路代码和成帧）。
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确定CES PAM与重新生成T1/E1信号的最近设备（例如，可以是CPE或CSU/DSU）之间的距离。 如果距离大于110英尺，则需要更改CES PAM上的lbo配置。
示例配置
以下是配置的一些示例：
另请参见配置电路仿真服务。
验证配置
您可以使用下面介绍的show命令验证配置。如果您必须提交案例，则所有相关设备的这些show命令输出对思科技术支持中心(TAC)工程师也很有帮助。
| 命令 | 描述 |
|---|---|
| show version | 显示Cisco IOS的当前版本。在验证支持的功能或搜索CCO上的错误时，您需要了解IOS版本。 |
| show run | 显示当前运行配置。 |
| show int cbr x/y/z | 显示接口状态。 |
| show ces int cbr x/y/z | 显示线路状态和所有T1/E1错误计数器(所有计数器的定义都在RFC 1406( )中。 它还显示端口和服务配置。确保交换机上配置的线路代码和成帧与CPE设备上配置的相同。 |
| show ces circuit int cbr x/y/z n | 其中n是信道ID(0 =非结构化；1-24 =结构化)。 显示有关下溢和溢流的信息。 注意：电路启动时总会出现一些下溢/溢流，因此请务必查看相对增加，而不是绝对数。下溢和溢流表示时钟延迟。 |
| show ces address | 显示要终止此CBR端口上的软PVC时使用的地址和VPI/VCI对。您必须先配置CES电路才能查看此信息。如果您有具有多个信道的结构化服务，则会有多个地址和VPI/VCI对。 |
| show ces stat | 显示所有电路的状态。 |
| show network-clock | 显示网络时钟源首选项的配置，并指示活动时钟源是否确实是配置为首选的时钟源。 |
| show log | 显示任何过去的时钟切换事件或接口事件。要从日志中获益，您应在交换机上配置时间戳并启用日志记录。您可以在全局配置模式下使用以下命令进行配置：
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基本故障排除
CES遇到的一些最常见问题以及故障排除提示如下。
电路不显示或 CPE 正进行报警
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确保使用的电缆正确。有关的所有CES端口的引脚布局，请参阅PA-A2 ATM CES电缆、连接器和引脚布局 PA-A2。
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确保CPE和交换机上的成帧和线路代码相同。使用show ces interface x/y/z命令查看交换机的配置方式。要更改成帧和线路代码，请使用ces dsx1 framing和ces dsx1 linecode命令。
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确保所有硬件都处于工作状态，例如CPE上的端口以及交换机上的电缆和端口。您可以通过一次更换一个组件或使用环回来定位问题来排除硬件故障。可以使用用户可配置环回来执行此操作，方法是对CBR接口使用ces dsx1 loopback命令，对ATM接口使用loopback命令。可能需要在CBR T1接口上制作外部环回插头，或在ATM接口上将传输电缆外部环回到接收电缆。在排除CES故障时，环回测试通常非常有用。
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检查警报指示灯：
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红色警报表示本地设备发生故障。
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黄色警报表示远端故障。
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当检测到所有一个模式(AIS)时，会声明蓝色警报。连接到蓝色警报端口的CPE设备应将此情况视为信号丢失(LOS)。蓝色警报通常表示ATM网络中存在问题，并且/或连接可能已断开。
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在8510-MSR上，LED指示不同的警报。
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测量CPE（或最近的信号再生设备，如CSU/DSU）与CES PAM上CBR端口之间的距离。默认线路外建为0 -110英尺。如果距离较长，请使用ces dsx1 lbo命令增加默认值。最大支持距离约为700英尺。
电路遇到时钟故障
要确定电路上是否存在时钟滑移，请使用show ces circuit interface cbr x/y/z n命令检查下溢和溢出，其中n是电路ID（对于非结构化CES，始终为0）。
当AAL1信元在ATM接口上接收时，它们存储在SAR缓冲区中，SAR缓冲区驻留在CES PAM上。然后，成帧器将从该缓冲区获取AAL1数据，删除所有报头，形成T1帧，并在CBR接口上传输。此缓冲区的大小取决于实施，并且选择它以适应特定的端到端最大CDV，同时避免过度延迟。如果执行分段的设备（从T1帧转换到ATM信元）与执行重组的设备（从ATM信元转换到T1帧）之间存在微小的时钟差，SAR缓冲区将获得下流或溢流。
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溢流：分段端比重组端快，导致帧丢弃。
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下溢：分段端比重组端慢，导致重复帧。
PBX 报告成帧错误或载波丢弃
检查所有ATM链路的循环冗余校验(CRC)或其他错误。使用show controller atm和show interface命令。
用户在电话中听到静电噪声和静电干扰声
检查所有ATM和CES设备的时钟频率。尝试自适应时钟，看问题是否停止。
您怀疑参考时钟有问题
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如果服务提供商提供的原始时钟源存在问题，如果ATM网络降低时钟质量，或者整个网络的时钟分布配置错误，则参考时钟可能会降级。
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尝试自适应时钟。如果这解决了问题（当SRTS和同步遇到问题时），您可以断定您的怀疑是准确的。
带PA-A2 的网络中出现时钟问题
默认情况下，PA-A2上的ATM接口在ATM上行链路端口上也使用网络派生的时钟。默认情况下，时钟源是atm clock internal，等同于网络派生的。通过网络派生，我们是指使用最高优先级的活动时钟源，如show network-clock命令的输出所示。
使用no atm clock internal命令将传输时钟设置为线路。此配置等效于环路定时传输时钟源，其中传输时钟源源自同一接口上接收的时钟源。
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