接入网Ｖ５接口

１ 引言

    V接口是本地交换机（ＬＥ）用户侧数字接口的统称。ＣＣＩＴＴ兰皮书的Ｑ．５１２建议规范了Ｖ１～Ｖ４接口，但多限于综合业务数字网（ＩＳＤＮ）接入方式，且与应用有关，标准化程度不高。随着接入网（ＡＮ）概念的提出，ＩＴＵ－Ｔ在１９９３～１９９６研究周期以欧洲电信标准协会（ＥＴＳＩ）的标准草案为基础，制订了新的ＬＥ和ＡＮ之间的Ｖ５接口。其技术上的优越性主要表现在如下３个方面：

    支持多种业务和多种连接方式的综合接入，包括公共电话交换网（ＰＳＴＮ）、ＩＳＤＮ以至宽带用户都可以统一的接口接入交换机；

.    实现交换机用户侧的开放式接口，使ＡＮ的开发独立于ＬＥ，由此形成竞争的多厂商环境，促进接入网技术经济性能的提高，最终使电信运营部门和客户得

益；

    .提供规范化的管理接口，使接入网纳入统一的网管范畴，避免了远端模块方式从属于特定交换机的固有缺陷。

    正因为如此，各国对此接口都十分重视。我国已参照ＩＴＵ－Ｔ建议颁发了Ｖ５．１和Ｖ５．２接口标准，并在网上积极部署。ＩＴＵ－Ｔ则已开始研究宽带接入的ＶＢ５接口，其中ＶＢ５．１建议已接近完成。

２ Ｖ５接口功能和协议结构

２．１ 接口功能

    Ｖ５．１和Ｖ５．２支持的用户连接接入。

    Ｖ５．１接口的物理连接为一条２０４８ｋｂｉｔ／ｓ的ＰＣＭ链路。它支持模拟ＰＳＴＮ用户、ＩＳＤＮ基本速率（ＢＲＡ）用户、模拟和数字租用线的接入。用户端口通路和Ｖ５．１接口的ＰＣＭ时隙有固定的对应关系，由管理功能预先指配确定。

    Ｖ５．２接口最多可包含１６条２０４８ｋｂｉｔ／ｓ的ＰＣＭ链路。除了上述用户类型外，还可接入ＩＳＤＮ基群速率（ＰＲＡ）用户，且支持ＡＮ的集线功能，具有较完备的安全保护功能。

    Ｖ５接口中的时隙按其功能可分为两类：传送ＩＳＤＮ用户Ｂ信道信息和ＰＳＴＮ用户话带信息的承载通路（Ｂ通路）以及传送各类数据的通信通路（Ｃ通路）。根据需要可设置多条Ｃ通路，选用时隙的优先级为：ＴＳ１６、ＴＳ１５和ＴＳ３１。

Ｃ通路中传送的数据类型包括：

.Ｐ型数据：ＩＳＤＮ端口Ｄ信道分组数据（ＳＡＰＩ＝１６）；

.ｆ型数据：ＩＳＤＮ端口Ｄ信道帧中继数据（ＳＡＰＩ＝３２～６２）；

.Ｄｓ型数据：ＩＳＤＮ端口Ｄ信道信令（ＳＡＰＩ＝其它值）；

.ＰＳＴＮ信令；

.其它Ｖ５接口第３层协议信息。

２．２ 协议结构

    Ｖ５接口采用３层协议结构：第１层即ＰＣＭ链路规程；第２层类似于ＩＳＤＮ中的Ｄ信道链路接入协议（ＬＡＰＤ），称为ＬＡＰＶ５；第３层包括５个协议：ＰＳＴＮ协议、控制协议、链路控制协议、承载通路控制（ＢＣＣ）协议和保护协议，后３个协议仅用于Ｖ５．２接口。

Ｖ５接口协议主要完成两类功能：

（１）将各种不同的用户网络接口（ＵＮＩ）映射为统一的业务节点接口（ＳＮＩ）。

    对于Ｄ信道数据采用简化的“帧中继”方式处理，即在ＡＮ中不设Ｄ信道第３层协议功能，只是将接收到的无差错的Ｄ信道信息加上统一的ＬＡＰＶ５封装后，透明地转送给ＬＥ。如果接收帧检测出错，则简单地丢弃，不作任何差错校正。

对于ＰＳＴＮ用户的接入则需进行模／数转换，即ＡＮ识别和解释模拟用户线路的状态变化信息，将其转换成ＰＳＴＮ协议消息发给ＬＥ，反方向则进行相应的数／模转换。

  （２）ＳＮＩ和ＵＮＩ端口的操作维护管理，包括呼叫的Ｂ通路分配。

此类功能一般为ＬＥ发出命令或询问，ＡＮ提出请求或回送结果。第３层协议（除ＰＳＴＮ协议外）即完成此类功能。

     Ｖ５接口的协议结构。其中，ＥＴ为模拟用户电路，完成和ＰＳＴＮ用户的通路连接，检测用户摘挂机状态和脉冲拨号消息，并将此信息送交ＰＳＴＮ协议实体。ＡＮ－ＦＲ功能负责将ＬＡＰＤ－ＬＡＰＦ帧检错、拆封后，加上封装功能（ＥＦ）地址，重新封装成ＬＡＰＶ５－ＥＦ帧，透明发送到ＬＥ，其过程。其中，ＥＦ地址占１３ｂｉｔ，允许取值范围为０～８１７５，指示消息对应的ＩＳＤＮ用户端口号。

     第３层协议信息则加上数据链路（ＤＬ）地址，封装成ＬＡＰＶ５－ＤＬ帧，发送到对端。其结构如图４所示。其中ＤＬ地址和ＥＦ地址相对应，允许取值范围为８１７６～８７９１，指示是哪一个第３层协议，即每个第３层协议有其自己的数据链路层。控制字段和ＬＡＰＤ相同。协议鉴别语目前只定义了一个编码，其作用是为以后同一数据链路层复用其它协议作准备。第３层地址的作用是区别并发的同类协议消息，其含义视协议而异，一般表示与消息关联的端口或链路。

     在ＬＥ侧，ＰＳＴＮ协议消息、ＤＳ数据以及Ｐ型／ｆ型数据将分别送交电话呼叫处理程序、ＩＳＤＮ呼叫处理程序以及分组／帧中继模块处理。

３ 第３层协议

３．１ ＰＳＴＮ协议

    ＰＳＴＮ协议的基本目的是传递模拟用户的线路状态和脉冲拨号信息，相当于将局端的用户电路移入ＡＮ内，呼叫控制功能仍位于ＬＥ中，两者之间通过Ｃ通路交换用户信令和驱动信号。从这点看，非常类似于远端模块，但是局端和远端之间采用的是标准的Ｖ５协议，而不是依赖于交换机的内部信令。

    双音多频（ＤＴＭＦ）信号直接由Ｂ通路送往ＬＥ，ＡＮ不作处理。ＤＴＭＦ发送和接收器、信号音发生器和录音通知设备仍位于ＬＥ内。铃流由ＡＮ在ＬＥ控制下产生，时间性紧迫的断拨号音、截铃等功能亦由ＡＮ完成。

    除了上述呼叫控制的必备功能外，ＰＳＴＮ协议还有关于来话和去话呼叫冲突处理、ＬＥ过负荷条件下对新呼叫的处理、ＡＮ的ＰＳＴＮ协议状态询问等信令过程，这些都是引入ＡＮ后增加的功能。

３．２ 控制协议

    控制协议主要用于对ＰＳＴＮ和ＩＳＤＮ用户端口状态进行控制，包括端口闭塞和解除闭塞以及ＩＳＤＮ ＢＲＡ端口的激活和去活。由于维护原因的非紧急闭塞应不影响呼叫的进行，因此必须在ＬＥ的控制下启动；由于故障原因的紧急闭塞可以由ＡＮ自主启动。解除闭塞必须双方协同完成，即任一方发出请求，必须证实对方同意后才能解除闭塞。

    上述协议称为用户端口控制协议，其第３层地址指示ＰＳＴＮ端口号或ＩＳＤＮ端口号，后者也就是相应端口ＬＡＰＶ５－ＥＦ帧中的ＥＦ地址。

    另有一类公共控制协议，公共控制协议即提供一种同步机制。其主要功能是查核和重新指配Ｖ５接口变量。ＬＥ和ＡＮ管理实体对Ｖ５接口指配一个接口标识符（ＩＤ）和一个变量值，双方指配值必须相同。在重新指配前，所有端口必须闭塞，指配完成后端口解闭。为了加快这一过程，公共控制协议提供了全部端口闭塞和解除闭塞的消息指示。此外，它还可在系统启动或数据链路故障重建后，指示对端ＰＳＴＮ协议实体重启动。由于公共控制协议和特定端口无关，其消息的第３层地址无实质意义。规定置为ＤＬ地址，也就是“控制协议”的编码。

３．３ 承载通路控制（ＢＣＣ）协议

    ＢＣＣ协议的主要功能是建立和释放指定的用户端口和Ｖ５接口Ｂ通路的连接。建立和释放均由ＬＥ控制，在协议中称为分配和解除分配（Ｂ通路）。协议支持ＩＳＤＮ端口和多个Ｂ通路连接，提供ｎ×６４ｋｂｉｔ／ｓ通道。

    Ｖ５．２接口支持３类连接接入：交换连接、ＡＮ内预连接以及ＡＮ和ＬＥ内的半永久连接。第１类连接由ＬＥ的呼叫处理程序在呼叫开始和结束时调用ＢＣＣ协议，建立和释放相应连接。后２类连接仅在该连接初始建立和终止时由ＬＥ管理功能调用ＢＣＣ协议。

    此外，ＢＣＣ协议还支持审计功能和故障报告功能。审计功能为ＬＥ向ＡＮ核查某条Ｂ通路或某用户端口时隙在ＡＮ中的连接情况；故障报告功能为ＡＮ主动向ＬＥ报告因ＡＮ内部故障某条Ｂ通路连接中断。

    ＢＣＣ协议过程的执行称为一个进程，消息的第３层地址就是进程号，称之为“ＢＣＣ参考号”。ＬＥ和ＡＮ的指令消息和返回消息通过进程号互相关联。

３．４ 链路控制协议

    其主要作用是对Ｖ５．２接口的２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路进行闭塞控制。消息的第３层地址指示相关的链路。若链路闭塞，则链路中正在工作的Ｃ通路必须切换到备用通路上去，Ｂ通路相关的呼叫将予释放。

    闭塞可以从两个方向启动。若ＬＥ启动闭塞，则立即执行。若ＡＮ启动闭塞，一般应先向ＬＥ发出请求。请求有不可延迟和可延迟两种类型。ＬＥ响应可延迟闭塞请求，停止分配该链路上的Ｂ通路，待已分配Ｂ通路上的呼叫全部完成后将链路闭塞。响应不可能延迟闭塞请求后，将立即闭塞链路。如果ＬＥ不同意闭塞请求，而ＡＮ管理功能判定为紧急情况，必须闭塞，则亦可独立启动闭塞。链路解除闭塞需双方协同完成。

    链路控制协议的另一功能是为ＡＮ和ＬＥ提供检查链路身份一致性的手段，其作用犹如七号信令中的话路导通检验。当任一侧启动该进程时，向对端发送一个链路身份识别请求消息，对端收到此消息后将指定链路ＰＣＭ帧的Ｓａ７比特由１置为０，本端检测到后即可获知双方关于链路标识号和物理链路对应关系的认识是一致的。

３．５ 保护协议

    保护协议的作用就是Ｃ通路的故障切换。切换必须由ＬＥ启动，ＡＮ只能向ＬＥ提出请求。Ｖ５．２规定至少需设置２条Ｃ通路，互为主备用，分别位于称为主链路和次链路的２条链路的ＴＳ１６中。如果接口只有１条链路，则不执行保护协议。除了上述２条Ｃ通路外，系统还可设置若干条Ｃ通路，传送ＰＳＴＮ协议信令和Ｄ信道数据，按Ｎ＋Ｋ方式保护。Ｂ通路不属保护范围。

４ Ｖ５接口实现技术

    Ｖ５接口的物理层就是ＰＣＭ链路，可用一般数字中继接口处理。数据链路层和ＬＡＰＤ类似，亦属ＨＤＬＣ规程的子集，可以按照ＩＳ-ＤＮ ＰＲＡ接口或七号信令同样的结构处理。根据交换机原有的总体结构，可以在数字中继板上一并处理，或将Ｃ通路提取后接入专用的信令板处理。在某些交换机中，ＩＳＤＮ、七号信令、Ｘ．２５和Ｖ５的第２层均由统一的电路板处理，差别仅在于各类板加载不同的规程处理程序。

     第３层中的控制协议、链路控制协议和保护协议均属管理性协议实体，需与系统管理接口，原则上为集中设置。ＰＳＴＮ协议和ＢＣＣ协议与呼叫处理接口，如果交换机为分布式结构，Ｖ５接口规模又较大，则可分布于不同的模块中。ＡＮ帧中继传送的Ｄ信道数据则如同ＩＳＤＮ ＵＮＩ信息一样处理。

    维护管理是接入网的一项极其重要的功能，规范要求接入网设置Ｑ３接口，由网管中心实施集中维护管理。对于Ｖ５接口来说，主要是指配功能，包括：Ｖ５接口链路配置、Ｃ通路配置、承载ＰＳＴＮ信令和Ｄ信道数据的Ｃ通路配置、ＡＮ内预连接配置、系统启动前的端口测试控制、Ｖ５接口重新指配和审计信息采集等。Ｖ５接口相关协议则配合Ｑ３接口完成指定的维护管理功能。

     在Ｑ３接口尚未装备的情况下，可以在Ｖ５接口中单独设置一条维护管理Ｃ通路，由交换机代理完成网管功能，便于以后平滑过渡到Ｑ３接口。特别是用户端口线路测试可通过Ｖ５接口并入网络已有的集中线路维护中心处理。

５ ＶＢ５接口

ＶＢ５接口也分为ＶＢ５．１和ＶＢ５．２

两类，其差别是前者ＡＮ只提供指配的ＡＴＭ交叉连接功能，后者ＡＮ提供按需的ＡＴＭ交换连接。

５．１ 宽带ＡＮ结构

宽带ＡＮ支持下列３类用户接入：

.Ｂ－ＩＳＤＮ用户接入：包括Ｉ．４３２建议规定的各种速率的Ｕ-ＮＩ的接入；

.窄带用户接入：支持Ｖ５．１和Ｖ５．２接口功能，以满足窄带和宽带接入共存的过渡时期的需要；

.其它非Ｂ－ＩＳＤＮ用户接入：如支持视频点播（ＶＯＤ）等不对称多媒体业务、广播业务、ＬＡＮ互连功能的接入类型，原则上还可包括非ＡＴＭ传送方式的宽带接入。

具有ＶＢ５接口的ＡＮ功能结构如图５所示。

其中，宽带接入利用电路仿真将电路模式转换成ＡＴＭ模式，并通过ＡＴＭ层复用实现与Ｂ－ＩＳＤＮ接入的综合。虚拟用户端口的定义便于扩展ＶＢ５的能力，以支持已知的和未知的非Ｂ－ＩＳＤＮ的接入，通过相应的适配功能与Ｂ－ＩＳＤＮ接入综合。

据此结构，可将基于ＶＢ５的ＡＮ支持的宽带连接划分为３类：

.Ａ类连接：自业务节点（ＳＮ）直至用户的ＶＰＣ／ＶＣＣ，ＡＮ提供ＶＰ／ＶＣ中继接点功能，即ＶＰＩ／ＶＣＩ值的翻译和信元复制功能，支持点到点、单向点到多点和永久／半永久连接方式；

.Ｂ类连接：自ＳＮ至ＡＮ的点到点ＶＰＣ／ＶＣＣ，ＡＮ仅提供ＶＰ／ＶＣ连接端点功能；

.Ｄ类连接：ＣＥ或虚拟用户端口（ＶＵＰ）至ＶＢ５接口之间的ＶＰ／ＶＣ连接。

对于ＶＢ５．１接口来说，上述３类连接的建立、释放和维护均由管理功能指配完成。

５．２ ＶＢ５接口功能

ＶＢ５接口功能。它包括：

    .ＶＣ／ＶＰ链路：支持在ＡＴＭ层传送用户平面信息（用户数据）、控制平面信息信令和管理平面信息（元信令、ＲＴＭＣ协议消息）。ＡＴＭ信头格式同ＮＮＩ。用户数据、宽带用户网络接口信令和元信令在接入网中透明传送。如果要支持非Ｂ－ＩＳ-

    ＤＮ用户接入，则接入网要提供相应的ＡＴＭ适配层（ＡＡＬ）及宽带用户网络接口信令；

    .运行、维护和管理（ＯＡＭ）流：提供ＡＴＭ层和物理层ＯＡＭ信息交换；

    .定时：提供比特传输、８ｂｉｔ组定界和信元定界信息；

    .实时管理平面协调（ＲＴＭＣ）功能：通过专用协议ＲＴＭＣ交换时间性紧迫的管理信息，实现接入网和业务节点管理平面之间的同步和一致。时间性不紧迫的协调功能（如接口和用户端口的指配）则通过Ｑ３接口实现；

    .宽带承载连接控制（Ｂ－ＢＣＣ）：控制接入网中虚信道连接的建立、释放和修改。这是ＶＢ５．２特有的功能。

５．３ ＲＴＭＣ协议

    ＲＴＭＣ协议的功能包括：

    .由于管理或故障原因，ＡＮ内资源变为不可用时，ＡＮ立即将此信息通知ＳＮ。资源包括用户端口、业务端口和ＶＰＣ。这是ＲＴＭＣ协议最主要的功能；

.逻辑业务端口（ＬＳＰ）识别符验证：用以在系统启动时校核ＶＢ５接口连接的正确性；

.    接口复位：在接口启动、出现严重故障或重新指配时，使ＡＮ和ＳＮ的相关Ｆ ＳＭ强制进入指定的状态；

.    ＶＰＣＩ一致性校验：采用测试数据环回的方法校验ＡＮ和ＳＮ对于接口ＶＰ的ＶＰＣＩ分配的一致

性。

     ＲＴＭＣ采用的信令ＡＡＬ（ＳＡＡＬ）同ＮＮＩ信令。它和资源管理功能和系统管理功能协同完成上述功能。

６．结语

    Ｖ５接口因其高度的标准性、综合性和开放性受到电信界的广泛重视，并已对交换机和用户传输系统的发展带来深刻的影响。运营部门和生产厂商对此有必要深入理解和加紧开发，关注维护管理标准化的进程及ＶＢ５接口的研究动向。□

（收稿日期：１９９８－０２－１９）

[摘要] 本文从应用的角度剖析了Ｖ５．Ｘ接口的功能、结构和协议过程，讨论其实现技术，并简要介绍最新的ＶＢ５接口。

[关键词] Ｖ５接口 协议 ＶＢ５接口

[Abstract] Ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ ｏｆ Ｖ５．Ｘ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ａｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｖｉｅｗ．Ａ ｄｉｓ-ｃｕｓｓｉｏｎ ｉｓ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｏｎ ｉｔｓ ｉｍｐｌｅ-ｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａ ｂｒｉｅｆ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ｔｏ ｔｈｅ ｌａｔｅｓｔ ＶＢ５ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．

[Keywords] Ｖ５ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ＶＢ５ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ