Кадрирование на основе CRC

Кадрирование на основе CRC — это своего рода синхронизация кадров , используемая в асинхронном режиме передачи (ATM) и других подобных протоколах.

Концепция формирования кадров на основе CRC была разработана компанией StrataCom , Inc. с целью повышения эффективности стандартного протокола связи в асинхронном режиме передачи (ATM). Эта технология в конечном итоге использовалась в основных протоколах связи самого ATM и стала одной из наиболее значительных разработок StrataCom. Усовершенствованная версия кадрирования на основе CRC использовалась в ITU -T SG15 G.7041 общей процедуре кадрирования (GFP), которая сама используется в нескольких протоколах пакетной связи.

Обзор формирования кадров на основе CRC

Метод формирования кадров на основе CRC повторно использует проверку циклического избыточного кода заголовка (CRC), которая присутствует в ATM и других подобных протоколах, для обеспечения формирования кадров на канале без дополнительных затрат. В ATM это поле известно как поле контроля/проверки ошибок заголовка (HEC). Он состоит из остатка от деления 32 бит заголовка (принимаемых как коэффициенты полинома по полю с двумя элементами) на полином $x^{8}+x^{2}+x+1$ . Шаблон 01010101 подвергается операции XOR с 8-битным остатком перед вставкой в последний октет заголовка. ^[1]

Эта схема, постоянно проверяемая при передаче данных, способна исправлять однобитовые ошибки и обнаруживать множество многобитовых ошибок. ^{[ нужны разъяснения ]} Учебное пособие и пример вычисления CRC см. в разделе « Математика проверок циклическим избыточным кодом» .

Заголовок CRC/HEC необходим для другой цели в системе ATM — для повышения надежности доставки ячеек. Использование того же поля CRC/HEC для второй цели формирования кадра канала обеспечило значительное улучшение эффективности канала по сравнению с другими методами формирования кадра, поскольку для этой второй цели не требовалось никаких дополнительных битов.

Приемник, использующий кадрирование на основе CRC, выполняет побитовый сдвиг вдоль принятого битового потока до тех пор, пока не найдет битовую позицию, в которой CRC заголовка является правильным несколько раз. Затем получатель заявляет, что нашел кадр. Функция гистерезиса применяется для удержания приемника в синхронизированном состоянии при умеренной частоте ошибок.

В каналах, где уже присутствует механизм блокировки байтов, например, в пределах E-несущей или кадра SDH , получателю требуется только сдвиг байтов (а не сдвиг битов) в потоке принимаемых данных, чтобы найти блокировку.

Кадрирование на основе длины/HEC

Усовершенствованная версия кадра на основе CRC с переменным размером кадра используется в ITU -T SG15 G.7041 каналах GFP , где она известна как кадрирование на основе длины/HEC. Смещение до следующего допустимого заголовка присутствует в фиксированной позиции относительно CRC/HEC. Получатель ищет позицию в потоке принимаемых данных, следуя правилам, согласно которым заголовок CRC/HEC правильный, а смещение байтов правильно указывает на следующий действительный заголовок CRC/HEC.

Изобретение кадрирования на основе CRC

StrataCom выпустила первый (достандартный) коммерческий продукт для банкоматов — IPX. IPX использовал 24- байтовые ячейки вместо 53-байтовых ячеек ATM, и определения полей были немного другими, но основная идея использования коротких ячеек фиксированной длины была идентичной. Первый продукт StrataCom имел каналы на основе T1 (1,544 Мбит/с), которые включали 5-битный CRC заголовка, аналогичный 8-битному CRC заголовка ATM.

T1 — это протокол мультиплексирования с временным разделением (TDM) с полезной нагрузкой по 24 байта, передаваемой в 193-битном кадре. Первый бит каждого кадра содержит один бит специального шаблона. Получатель находит этот специальный шаблон, последовательно отыскивая позицию бита в принимаемых данных, где бит из этого шаблона появляется в каждом 193-м байте. StrataCom было удобно сделать длину одной ячейки равной длине одного кадра Т1. ^[2] полезная интегральная схема T1 от Rockwell потому что на рынке появилась . Это устройство обнаружило кадр TDM длиной 193 бита и выдало 24 байта в форме, которую можно было эффективно использовать.

Когда пришло время производить европейский продукт, преимущества использования 24-байтовых кадров стали помехой. Европейский формат E-carrier (E1) имеет кадр длиной 32 байта, из которых 30 байтов могут переносить данные. Первое предложение команды разработчиков использовало протокол HDLC для инкапсуляции последовательности 24-байтовых ячеек в поток байтов, собранный из 30-байтовых полезных данных E1. Это было крайне неэффективно, поскольку HDLC имеет большие накладные расходы, зависящие от данных. Впоследствии команда проекта поняла, что в основу построения можно положить CRC. ^[3] Была разработана схема, которая проверяла входящий поток байтов, выходящий из устройства формирования кадров E1, и находила позицию байта, для которой значение CRC заголовка было постоянно правильным. Эта команда также продолжила создание более устойчивой к ошибкам формы этой техники. ^[4]

Похожий метод был запатентован в 1984 году. Этот метод использует CRC для поиска начала 50-битных кадров, состоящих из 36-битной полезной нагрузки данных, 13-битного CRC и одного 1-битного индикатора начала кадра. ^[5]

Примечания и ссылки

Внешние ссылки

[1] «Спецификация интерфейса пользователь-сеть банкомата V3.0» . Проверено 17 сентября 2007 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[2] US4771425A Синхронная пакетная система передачи голоса/данных

[3] US5072449A Формирование пакетов с использованием циклической проверки избыточности

[4] US5128945A Формирование пакетов с использованием циклической проверки избыточности

[5] US4468770A Приемники данных, включающие обнаружение и декодирование кода ошибки.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]