接口协议精选(九篇)

第1篇：接口协议范文

随着通信网技术的进一步发展，越来越多的互连网设备（如路由器、开关、网关、存取装置）中的串行接口在广域网（Wide Area Network）中被设计成能够支持多种物理接口协议或标准。广域网串行口协议包括RS－232，RS－449，EIA－530，V．35 ，V．36以及X．21等。图1所示是一个简单的串行通信接口示意图。由图可知，实现多协议串口通信的关键是将连接器送来的不同传输方式?平衡、非平衡?和不同电气信号通过收发器转换为终端能够识别并处理的、具有TTL电平的信号。

1 传统多协议通信的特点和问题

1．1 “子板”方式

广域网串口应用中的通用实现方法是为所需的每一种物理协议提供一个独立的子板。一个支持EIA－232，EIA－449及V．35协议的系统，通常需要三个独立的子板以及三个不同的连接器。这种方法由于每种协议要求配置一块子板，因此系统需要对PCB子板、收发器芯片、连接器等进行管理，这样既浪费资源，又会使管理工作复杂化。

    1．2 通用连接器方式

为解决“子板”方式的缺点，可使用一块母板及通用连接器。一个母板上有多种收发器芯片，可以满足多串口协议的要求，并可共用一些通用器件，同时可减少资源的浪费。在配置中，应注意因连接器的管脚较少而带来的问题，较好的办法是根据信号而不是根据协议来分配管脚，即给每一个信号分配一个通用管脚，而不管其物理协议如何定义。如对EIA－232，EIA－449，EIA－530，V．35和V．36来说，其TxD信号可连至连接器相同的管脚。即SD?a?信号连接到管脚2，SD?b?信号连接到管脚14。然后利用这对管脚来描述所有协议的发送信号TxD。

这种方法同样也会带来一个问题，即所有收发器的I／O线至通用连接器的管脚必须彼此共用。例如，一个V．28驱动器芯片中的发送数据信号线的接连接器DB－25的管脚2；同时，一个V．11驱动器芯片中的发送数据信号线要接至连接器的管脚2和14；而V．35驱动器芯片中发送数据信号线也会接至连接器的管脚2和14。这样，通用连接器的管脚2将同时接有三根信号线，管脚14接有两根信号线。这样，在这一配置中，所有的驱动器都必须具有三态特性，以禁止不必要的输出。若收发器没有三态特性，则需要使用一个多路复用器来选择相应的输出端。由此带来的另一个问题是收发器在禁止使用时会产生漏电电流。如果选择了V．28协议，其输出电压理论值为15V。此时对于V．11协议的驱动器会被禁用，而处于三态时，其输出漏电电压就必须足够低，才能使得连在同一连接器管脚的V．28协议的驱动器信号不受影响。如果在发送器与接收器之间有隔断开关，则开关也要考虑漏电情况。

1．3 串口的DTE／DCE模式切换

DTE／DCE的切换可通过选择不同的连接器转换电缆来实现，这样，在实现DTE／DCE转换时可最大程度地减小收发器的复杂性，但缺点是需要更换电缆，尤其是设备放置位置不便或DTE／DCE需要频繁切换时这一点尤为突出。

如果保持传输电缆不变，则可将收发器配置为两套以分别支持DTE、DCE方式。而将DTE收发器的驱动器输出与DCE收发器的接收器输入相连，而将接收器输入端与DCE收发器的驱动器输出相连。为了控制DTE或DCE方式，驱动器或接收器的输出必须为三态。当选择为DTE方式时，DCE芯片禁止，其驱动器和接收器处于三态，反之亦然。

该方法虽然解决了对电缆的频繁更换问题，但由于多用了一套收发器而使得设计成本大为提高，且串口板的体积也大了很多。

2　多协议串口通信的实现原理

传统设计中，针对某种协议通常应选择相应的收发芯片，如对于RS－232协议，常用DS－1488／DS－1489、MAX232或SP208等收发器芯片；而对于RS－449协议，则常使用SN75179B、MAX488、MAX490等收发器芯片。当同时使用RS－232、RS－422和V．35协议时，就需要多个收发器芯片来支持不同的协议。

现在，一些收发器的生产厂商研制出了多协议收发器芯片。Sipex是第一家生产出RS－232／ RS－422软件可选择协议芯片SP301的公司。这种芯片可将RS－232和RS－422收发器的电气特性综合到一个芯片中实现。其中SP50X系列产品最多可支持8种协议标准。其它生产厂家如Linear公司生产的LTC154x系列、LTC284x系列芯片也具有以上功能。用户可根据自己的需要选择适当的芯片。

图2为采用分立的收发器芯片与采用一片多协议收发器芯片实现多协议串口通信的通信卡。从图可知，前者实现的复杂度要远远大于后者，具体的性能比较如表1所列。

表1 两种方法实现串口通信的性能比较

分立器件板综合器件板供电电压+5V，-5V，+12V，-12V+5V所需收发器芯片数121支持的物理层协议RS-232，RS-422，RS-449，EIA-530，V.35，V.36RS-232，RS-422，RS-449，RS-485，EIA-530，EIA-530A，V.35,V.36协议选择方式跳线或开关软件或硬件（通过内部译码）串口板大小除了15个收发器芯片外还需其它硬件支持非常小功耗大约1W大约100mW～250mW除此之外，与分立收发器芯片相比，多协议收发器对驱动器使能控制和对输出漏电电流的处理要容易得多。当通过软件或硬件方法选择某一协议时，驱动器和接收器的电气参数将调整至适当的大小，电路内部将自动控制驱动器的输出电平、接收器的输入门限、驱动器和接收器的阻抗值以及每一物理层协议的常用模式范围。

另外，由于外部网络终端对V．35的需求，使得与V．35收发器的连接不能象其它协议那么简单。当使用分立收发器芯片时，常常通过采用昂贵的继电器开关电阻在选择其它协议接口时将V．35网络终端断开，或者要求用户每选择一个新的接口标准就改变一次终端模块，这样既浪费资源又会使接口电路变得复杂，因而不是一种理想的实现方法。而多协议串口芯片则自动提供适当的终端和片上开关来符合V．10、V．11、V．28和V．35电气协议，从而解决了电缆终端转换问题。

3 基于LTC1546／44的多协议通信

为了说明多协议串口芯片的工作原理，现以Linear公司的LTC1546／1544芯片为例进行分析。

3．1 LTC1546／LTC1544的性能

LTC1546芯片是一个3驱动器／3接收器的收发器，其主要特点如下：

带有软件可选的收发器可支持RS232、RS449、EIA530、EIA530A、V．35、V．36和X．21协议?

可提供片上电缆终端?

与LTC1543引脚兼容?

与LTC1544配合可完成完整的DTE或DCE?

工作在5V单电源?

占位面积小。

LTC1544芯片是一个4驱动器／4接收器的收发器，其主要特点有：

软件可选的收发器支持RS232、RS449、EIA530、EIA530A、V．35、V．36和X．21协议?

采用LTC1344A作为软件可选的电缆终端?

采用LTC1543、LTC1544A或LTC1546可实现完整的DTE或DCE端口?

与LTC1543同样工作于5V单电源。

这两种芯片均采用28引线SSOP表面贴封装，图3所示为其引脚排列。

由LTC1546／ LTC1544可组成一套完整的软件可选择DTE或DCE接口，以应用于数据网络、信息业务单元?CSU?和数据业务单元(DSU)或数据路由器中，它支持多种协议，电缆终端可在片上提供，因此不再需要单独的终端设计。其中，LTC1546每个端口的一半用来产生和适当终止时钟和数据信号。LTC1544则用来产生控制信号及本地环路返回信号(Local Loop－back，LL)。接口协议通过模式选择引脚M0、M1和M2来决定，具体选择方式见表2。

表2 通信协议的模式选择

LTC1546模式名称M2M1M0DCE/DTED1D2D3R1R2R3未用（缺省V.11）0000V.11V.11V.11V.11V.11　RS530A0010V.11V.11ZV.11V.11V.11RS5300100V.11V.11ZV.11V.11V.11X.210110V.11V.11ZV.11V.11V.11V.351000V.35V.35ZV.35V.35V.35RS449/V.361010V.11V.11ZV.11V.11V.11V.28/RS2321100V.28V.28ZV.28V.28V.28无电缆1110ZZZZZZ未用（缺省V.11）0001V.11V.11V.11ZV.11V.11RS530A0011V.11V.11V.11ZV.11V.11RS5300101V.11V.11V.11ZV.11V.11X.210111V.11V.11V.11ZV.11V.11B.351001V.35V.35V.35ZV.35V.35RS449/V.361011V.11V.11V.11ZV.11V.11V.28/RS2321101V.28V.28V.28ZV.28V.28无电缆1111ZZZZZZ由表2可知，如果将端口设置为V．35模式，模式选择引脚应当为M2＝1，M1＝0，M0＝0。此时，对于控制信号，驱动器和接收器将工作在V．28(RS232)模式；而对于时钟和数据信号，驱动器和接收器将工作在V．35模式。

模式选择可通过控制电路?或利用跳线将模式引脚接至地或Vcc?来实现对引脚M0、M1和M2的控制，也可通过适当的接口电缆插入到连接器上实现外部选择控制。若选用后者，则当移开电缆时，全部模式引脚均不连接，即M0＝M1＝M2＝1，此时LTC1546／ LTC1544进入无电缆模式。在这种模式中，LTC1546／1544的供电电流将下降到500μA以下，并且LTC1546／ LTC1544驱动器输出将被强制进入高阻状态。同时，LTC1546的R2和R3接收器应当分别用103Ω端接，而LTC1546和LTC1544上的其它接收器则应通过30kΩ电阻接到地。

通过DCE／DTE引脚可使能LTC1546中的驱动器3／接收器1、LTC1544中的驱动器3／接收器1和驱动器4／接收器4；LTC1544中的INVERT信号对驱动器4／接收器4起使能作用。可以通过下面两种方法中的一种将LTC1546／LTC1544设置为DTE或DCE工作模式：一种是将专门配有适当极性的连接器接至DTE或DCE端；另一种是通过专用DTE电缆或专用DCE电缆发送信号给LTC1546／LTC1544，同时使用一个连接器构成一种既适合DTE又适合DCE的工作模式。

3．2 典型应用

图4为一个带有DB－25连接器端口并可被设置为DTE或DCE工作模式的多协议串口通信电路，图中LTC1546／LTC1544芯片一边与连接器相连，另一边接至HDLC芯片，M0、M1、M2及DCE／DTE引脚接至EPLD硬件控制电路以实现对通信协议和工作模式的选择。其中DTE或DCE工作模式需要连接对应的电缆以保证正确的信号发送。例如，在DTE模式中，TxD信号通过LTC1546的驱动器1发送到引脚2和14。在DCE模式中，驱动器则将RxD信号发送到引脚2和14。

图4中，LTC1546采用一个内部容性充电泵来满足VDD和VEE。其中，VDD为符合V．28的正电源电压端，该端应连接一只1F的电容到地；VEE为负电源电压端。一个电压倍增器在VDD上将产生大约8V电压，而电压反相器则将在VEE上产生大约－7．5V的电压。四只1μF电容均为表面贴装的钽或陶瓷电容，VEE端的电容最小应为3．3μF。所有电容耐压均应为16V，同时应尽可能放置在LTC1546的附近以减少EMI干扰。

图4 用LTC1546/LTC1544芯片实现多协议串口通信（DTE/DCE可选）

    在V．35模式中，LTC1546中的开关S1和S2将导通，同时应连接一个T型网络阻抗，以将接收器的30kΩ输入阻抗与T网络终端并联起来，但不会显著影响总输入阻抗，因此对于用户来说，这种模式下的电路设计与其它模式下完全相同。

由于LTC1546是3驱动器／3接收器的收发器，LTC1546是4驱动器／4接收器的收发器，所以如果同时采用RL、LL和TM信号，则LTC1546／LTC1544就没有足够的驱动器和接收器。因此，可用LTC1545来替换LTC1544。LTC1545为5驱动器／5接收器的收发器，它能够处理多个可选的控制信号，如TM和RL。

所有LTC1546／LTC1544接收器在全部模式下都具有失效保护功能。如果接收器输入浮置或通过一个终端电阻短接在一起，那么，接收器的输出将永远被强制为一个逻辑高电平。

第2篇：接口协议范文

1 PS／2接口标准的发展过程

随着计算机工业的发展，作为计算机最常用输入设备的键盘也日新月异。1981年IBM推出了IBM PC／XT键盘及其接口标准。该标准定义了83键，采用5脚DIN连接器和简单的串行协议。实际上，第一套键盘扫描码集并没有主机到键盘的命令。为此，1984年IBM推出了IBM AT键盘接口标准。该标准定义了84～101键，采用5脚DIN连接器和双向串行通讯协议，此协议依照第二套键盘扫描码集设有8个主机到键盘的命令。到了1987年，IBM又推出了PS／2键盘接口标准。该标准仍旧定义了84～101键，但是采用6脚mini－DIN连接器，该连接器在封装上更小巧，仍然用双向串行通讯协议并且提供有可选择的第三套键盘扫描码集，同时支持17个主机到键盘的命令。现在，市面上的键盘都和PS／2及AT键盘兼容，只是功能不同而已。

2　PS／2接口硬件

2．1 物理连接器

一般，具有五脚连接器的键盘称之为AT键盘，而具有六脚mini－DIN连接器的键盘则称之为PS／2键盘。其实这两种连接器都只有四个脚有意义。它们分别是Clock（时钟脚）、Data?数据脚?、＋5V（电源脚）和Ground（电源地）。在PS／2键盘与PC机的物理连接上只要保证这四根线一一对应就可以了。PS／2键盘靠PC的PS／2端口提供＋5V电源，另外两个脚Clock（时钟脚）和Data?数据脚?都是集电极开路的，所以必须接大阻值的上拉电阻。它们平时保持高电平，有输出时才被拉到低电平，之后自动上浮到高电平。现在比较常用的连接器如图1所示。

2．2 电气特性

PS／2通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。通讯的两端通过Clock（时钟脚）同步，并通过Data（数据脚）交换数据。任何一方如果想抑制另外一方通讯时，只需要把Clock（时钟脚）拉到低电平。如果是PC机和PS／2键盘间的通讯，则PC机必须做主机，也就是说，PC机可以抑制PS／2键盘发送数据，而PS／2键盘则不会抑制PC机发送数据。一般两设备间传输数据的最大时钟频率是33kHz，大多数PS／2设备工作在10～20kHz。推荐值在15kHz左右，也就是说，Clock（时钟脚）高、低电平的持续时间都为40μs。每一数据帧包含11～12个位，具体含义如表1所列。

表1 数据帧格式说明

1个起始位总是逻辑08个数据位（LSB）低位在前1个奇偶校验位奇校验1个停止位总是逻辑11个应答位仅用在主机对设备的通讯中表中，如果数据位中1的个数为偶数，校验位就为1；如果数据位中1的个数为奇数，校验位就为0；总之，数据位中1的个数加上校验位中1的个数总为奇数，因此总进行奇校验。

2．3 PS／2设备和PC机的通讯

PS／2设备的Clock（时钟脚）和Data?数据脚?都是集电极开路的，平时都是高电平。当PS／2设备等待发送数据时，它首先检查Clock（时钟脚）以确认其是否为高电平。如果是低电平，则认为是PC机抑制了通讯，此时它必须缓冲需要发送的数据直到重新获得总线的控制权（一般PS／2键盘有16个字节的缓冲区，而PS／2鼠标只有一个缓冲区仅存储最后一个要发送的数据）。如果Clock（时钟脚）为高电平，PS／2设备便开始将数据发送到PC机。一般都是由PS／2设备产生时钟信号。发送时一般都是按照数据帧格式顺序发送。其中数据位在Clock（时钟脚）为高电平时准备好，在Clock（时钟脚）的下降沿被PC机读入。PS／2设备到PC机的通讯时序如图2所示。

当时钟频率为15kHz时，从Clock（时钟脚）的上升沿到数据位转变时间至少要5μs。数据变化到Clock（时钟脚）下降沿的时间至少也有5 μs，但不能大于25 μs，这是由PS／2通讯协议的时序规定的。如果时钟频率是其它值，参数的内容应稍作调整。

上述讨论中传输的数据是指对特定键盘的编码或者对特定命令的编码。一般采用第二套扫描码集所规定的码值来编码。其中键盘码分为通码（Make）和断码（Break）。通码是按键接通时所发送的编码，用两位十六进制数来表示，断码通常是按键断开时所发送的编码，用四位十六进制数来表示。

3 PS／2接口的嵌入式软件编程方法

PS／2设备主要用于产生同步时钟信号和读写数据。

3．1 PS／2向PC机发送一个字节

    从PS／2向PC机发送一个字节可按照下面的步骤进行：

(1)检测时钟线电平，如果时钟线为低，则延时50μs；

(2)检测判断时钟信号是否为高，为高，则向下执行，为低，则转到(1)；

(3)检测数据线是否为高，如果为高则继续执行，如果为低，则放弃发送（此时PC机在向PS／2设备发送数据，所以PS／2设备要转移到接收程序处接收数据）；

(4)延时20μs（如果此时正在发送起始位，则应延时40μs）；

（5）输出起始位（0）到数据线上。这里要注意的是：在送出每一位后都要检测时钟线，以确保PC机没有抑制PS／2设备，如果有则中止发送；

（6）输出8个数据位到数据线上；

（7）输出校验位；

（8）输出停止位（1）；

（9）延时30μs（如果在发送停止位时释放时钟信号则应延时50μs）；

通过以下步骤可发送单个位：

（1）准备数据位（将需要发送的数据位放到数据线上）；

（2）延时20μs；

（3）把时钟线拉低；

（4）延时40μs；

（5）释放时钟线；

（6）延时20μs。

3．2 PS／2设备从PC机接收一个字节

由于PS／2设备能提供串行同步时钟，因此，如果PC机发送数据，则PC机要先把时钟线和数据线置为请求发送的状态。PC机通过下拉时钟线大于100μs来抑制通讯，并且通过下拉数据线发出请求发送数据的信号，然后释放时钟。当PS／2设备检测到需要接收的数据时，它会产生时钟信号并记录下面8个数据位和一个停止位。主机此时在时钟线变为低时准备数据到数据线，并在时钟上升沿锁存数据。而PS／2设备则要配合PC机才能读到准确的数据。具体连接步骤如下：

（1）等待时钟线为高电平。

（2）判断数据线是否为低，为高则错误退出，否则继续执行。

（3）读地址线上的数据内容，共8个bit，每读完一个位，都应检测时钟线是否被PC机拉低，如果被拉低则要中止接收。

（4）读地址线上的校验位内容，1个bit。

（5）读停止位。

（6）如果数据线上为0（即还是低电平），PS／2设备继续产生时钟，直到接收到1且产生出错信号为止（因为停止位是1，如果PS／2设备没有读到停止位，则表明此次传输出错）。

（7 输出应答位。

（8） 检测奇偶校验位，如果校验失败，则产生错误信号以表明此次传输出现错误。

（9）延时45 μs，以便PC机进行下一次传输。

读数据线的步骤如下：

（1）延时20μs；

（2）把时钟线拉低?

（3）延时40μs?

（4）释放时钟线?

（5）延时20μs?

（6）读数据线。

下面的步骤可用于发出应答位；

（1）延时15μs；

（2）把数据线拉低；

（3）延时5μs；

（4）把时钟线拉低；

（5）延时40μs；

（6）释放时钟线；

（7）延时5μs；

（8）释放数据线。

4　用于工控机的双键盘设计

工控机通常要接标准键盘，但是为了方便操作，常常需要外接一个专用键盘。此实例介绍了在工控PC机到PS／2总线上再接入一个自制专用键盘的应用方法。

该设计应能保证两个键盘单独工作，而且相互不能影响。因此，不能直接把专用键盘和标准键盘一起接到工控PC的PS／2口。鉴于这种情况，本设计使用模拟开关CD4052并通过时分复用工控PC的PS／2口，来使在同一个时刻只有一个键盘有效，从而解决上述问题。其硬件原理图如图3所示。其中P2口和P1口用于键盘扫描电路（图中未画出），P0．0为数据端，P0．1为时钟端，P0．2为模拟开关选通端。由于专用键盘不需要接收工控PC机的命令，所以软件中并不需要写这部分相应的代码。

通过软件可在专用键盘复位后把P0．2清0，以使模拟开关CD4052打开相应的通道。这时工控PC的标准键盘将开始工作。标准键盘可以完成工控PC刚启动时对外设检测的应答。复位后的专用键盘不停地扫描有没有按键，如果有键按下则识别按键，并且按照预先的设计进行编码，同时调用发送程序并通过PS／2口发送到工控PC。此时模拟开关关闭相应通道（将P0．2置1），专用键盘接入工控PC PS／2口的时钟线和数据线而工作，但标准键盘被模拟开关从PS／2的时钟线和数据线中断而不工作，这样，双键盘便可时分复用同一个工控PC机的PS／2口。相应的发送子程序如下：

＃define DATA P00 用P0．0做数据线

＃define CLK P01 用P0．1做时钟线

＃define INHIBIT P02 用P0．2做CD4052的INH端

＃define PORTR P1 用P1口做读入口

＃define PORTW P2 用P2口做写出口 可以实现64个自定义键

void send（uchar x）／＊＊＊function for send a char da-ta＊＊＊／

{

uchar i,temp,char_temp;

bit flag_check＝1;

INHIBIT＝1;／／disable standard keyboard

delay_ ms(3);

temp＝x;

for(i＝0;i＜8;i＋＋)／／find the number of 1 in this uchar x is odd or not

{

char_temp＝temp＆0x01;

if(char_temp＝＝0x01)

{

flag_check＝!flag_check;

}

temp＝temp＞＞1;

}

CLK＝1;／／send 1 to P1 then read P1

while (!CLK) ／／if CLK is low wait

{

;

}

CLK＝1;DATA＝1;／／send 1 to P1 then read P1

if(CLK＝＝1)

{

delay_us(30);／／

}

if(CLK＝＝1＆＆DATA＝＝1)／／send data

{

DATA＝0;／／start bit 0

delay_us(10);

CLK＝0;

delay_us(5);／／

temp＝x;

for(i＝0;i＜8;i＋＋)／／send 8 bits LSBfirst

{

CLK＝1;

delay_us(5);

char_temp＝temp＆0x01;

if(char_temp＝＝0x01)

{

DATA＝1;

}

else

{

DATA＝0;

}

／／DATA＝(bit)(temp＆0x01);

／／LSB

delay_us(10);

CLK＝0;

delay_us(5);

temp＝temp＞＞1;

}

CLK＝1;／／send check bit

delay_us(5);?

DATA＝flag_check;

delay_us(10);?

CLK＝0;

delay_us(5)

CLK＝1;／／send stop bit

delay_us(5);?

DATA＝1;

delay us?10??

CLK＝0?

delay_us(5);?

CLK＝1;

delay_us(30);? ?

CLK＝1;DATA＝1;／／send 1 to P1 then read P1

if(CLK＝＝1＆＆DATA＝＝0)

{

return; ／／pc is sending data to mcu, go to

receiving function

}

INHIBIT＝0; ／／enable standard keyboard

}

第3篇：接口协议范文

【关键词】SOA 电子渠道接口协议 Web services 业务流程超市化运营

中图分类号：TP391.1 文献标识码：A 文章编码：1006-1010（2013）-08-0082-04

1 广东移动电子渠道和NGCRM接口体

系建设背景

广东移动的电子渠道现状是由几个不同时期建立的网站、短信营业厅、WAP、掌上营业厅、自助终端和面向集团业务的ADC等子系统组成的一个集合。各子系统有自己的渠道特点和擅长的业务，分别承担了某客户群的支撑功能。总体而言，各渠道系统在系统功能层面是相互割裂的，各电子渠道和CRM系统之间的划分界面目前也不清晰，缺乏整体数据及功能层面的规划。因此，电子渠道和NGBOSS接口开发基本上是由业务驱动，即针对某个具体业务增加或者修改相应的接口，某一接口基本上只和实现特定的业务功能相对应。目前NGCRM系统接口的直接问题表现如下：

（1）接口通用性和稳定性不强。经常出现的问题是现有接口无法满足某项特定的业务需求而需要临时增加新的接口，这导致目前的接口数量很大且功能繁杂；在业务支撑上表现为接口有时会拖延业务的上线；相关的接口维护部门的工作负荷也增大。

（2）接口没有合理的扩充和版本适应机制。现状往往使设计者在选择支撑方式时倾向于增加新的接口，因为其成本和风险与在现有接口上扩充相比低得多。

（3）电子渠道现状中的竖井模式也增加了接口收敛的难度。不同的电子渠道对接口有各自的需求，在现有接口上扩充不可避免地会影响已经使用的系统，牵一发而动全身，使得设计者和决策者往往倾向于增加额外接口以满足新的需求。

（4）潜在的安全风险还包括：

1）无流控机制：接口的负荷可以直接传导到核心CRM系统，进而影响到一个区域甚至整个广东移动的业务处理；

2）接口的调用方目前没有认证控制：只要是能够接入CRM核心系统的周边系统都可以调用接口；

3）无接口调用的审计机制。

因此，在NGBOSS建设中对电子渠道接口体系在业务能力和架构上进行重新规划已经成为当务之急。

2 广东移动电子渠道和NGCRM接口体

系介绍

随着NGBOSS的建设，电子渠道接口体系的重新规划和设计成为NGBOSS建设的重要组成部分，其方法论确定为：横向整合和纵向解耦。所谓横向整合是梳理各电子渠道共性的功能、数据、流程，结合电子渠道的业务目标，最终明确目标电子渠道系统架构是由哪些通用的业务流程和数据驱动；纵向解耦则是梳理电子渠道系统和CRM系统的配合分工关系，使得电子渠道和CRM分别承载相对独立的业务流程，以此两点为基础，并同样按照包括了功能、数据、流程的分布，最终确定电子渠道和NGCRM两个系统之间的接口体系规划。

本部分首先将涉及电子渠道的业务需求子集作为输入，完成业务流程框架需求分析，进而分解流程，形成接口数据需求分析，最后完成接口梳理。

通过横向整合和纵向解耦确定的NGCRM和电子渠道接口体系，从以往的以单个业务渠道接口协议为主过渡到了以通用流程、数据分解电子渠道和NGCRM的功能为主并在此基础上明确协议，使得大量接口协议具有和单个业务无关的通用性。这种思路明确了NGBOSS的电子渠道系统和CRM系统之间的接口服务调用关系。

广东移动NGBOSS中NGCRM作为业务服务的提供方，提供对电子渠道的统一接口体系。在进行NGBOSS电子渠道接口设计前，根据电子渠道和CRM的解耦分布对需求进行了分解，甄别出涉及电子渠道和CRM之间存在穿越流程的需求点共143个，识别出涉及穿越的流程共21个。在数据方面，接口按照NGCRM数据域划分为：客户服务域、客户管理域、渠道域、资源域、订单域、产品域。

由于电子渠道系统和NGCRM系统之间的交互主要以流程驱动为主，因此电子渠道系统和NGCRM系统的接口设计也以系统流程穿越为主线，数据复制和查询为辅；通过尽量将主要流程进行通用化设计，流程层面的接口的功能体现为对通用服务的调用；按照将业务功能逻辑集中的NGCRM朝着电子渠道轻量化方向发展的思路，在梳理的业务流程和数据流基础上进行了NGBOSS的电子渠道接口设计。

NGBOSS电子渠道接口协议的总体框架如图1所示。

NGBOSS的电子渠道接口按照功能可以划分为受理相关接口、非受理相关接口、产品接口、ADC专用接口：

（1）受理类相关接口目前共有43个，分别提供了包括客户身份认证、各种客户相关信息的查询、订单受理等功能；

（2）非受理相关接口目前共有266个，提供了包括积分查询，各种增值业务查询等杂项功能；

（3）产品接口目前共有2个，提供了产品配置变更查询；

（4）ADC专用接口目前共有12个，提供了ADC工单杂项功能。

3 基于SOA技术的新一代电子渠道接口

协议体系设计

考虑到电子渠道接互的是异构的系统集群，为最大程度地实现跨系统间的业务交互提供服务，NGBOSS基于SOA进行电子渠道接口协议设计，支持SOAP v1.1协议和基于Web Services的HTTP协议传输，提供URL使用Web方式实时提供服务。核心系统NGCRM提供使用基于XML的语言接口定义文件（WSDL）供电子渠道下载。

基于SOA技术的电子渠道接口协议实现了核心的NGCRM系统和异构的平台之间架构上的松耦合，核心系统NGCRM在协议升级时只需要更新WSDL文件，平台可以在此基础上实现对服务的无缝调用；而平台只要按照语言接口定义文件（WSDL）约定调用服务即可，平台内部的演进改造与接口调用无关。

4 NGBOSS电子渠道接口协议体系实施

的效果

基于SOA电子渠道接口协议为广东移动产品在电子渠道的超市化运营提供了技术保障。NGCRM和电子渠道互相协调，使得产品管理、产品上架、产品销售、产品算费等产品生命周期全流程做到了全配置化，产品实现了超市化运营。

电子渠道和NGCRM协调实现产品超市化运营的流程如图2所示。

在产品管理和上架方面，CRM产品配置服务中心是企业产品数据创建和变更的唯一入口。它向电子渠道后台管理提品创建、变更和产品上架服务，图片、Flash等产品富媒体描述通过CRM产品配置中心数据库向电子渠道产品库同步数据。

电子渠道作为和客户的直接接触点，设计用户界面对产品进行展示，并且在电子渠道上完成产品浏览和购物等相关操作。

用户提交订单后，NGCRM负责后台面向客户产品订购的端到端流程，负责维护和处理CRM订单的开通，并负责维护交易的完整性；向电子渠道用户提供订单流程查询和订单变更功能。

NGCRM管理所有产品的订购关系，并向BOSS的计费系统同步订购关系。实现由产品展示、订单处理到后台计费的全业务流程。

可见，在这种架构下，电子渠道只要专注于提供便捷友好的用户界面即可，至于产品管理和订单处理、计费环境的复杂业务逻辑能力已被NGBOSS承载并封装在开放的标准接口中提供给异构的电子渠道调用，加之前后端系统的协调就实现了产品的超市化运营。

参考文献：

[1] 郑宇晟，黎伟健. 互联网时代电子渠道数据业务发展策略[J]. 移动通信， 2012（21）： 81-85.

第4篇：接口协议范文

【关键词】TD-LTE eNodeB Uu X2 S1

1 概述

TD-LTE基于OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）和MIMO（Multiple Input Multiple Output，多输入多输出）核心技术，支持1.4MHz～20MHz带宽分配，可构建高速率、低时延、分组优化、广域覆盖和向下兼容的无线接入系统，提供更高的数据速率和频谱利用率，代表了移动通信技术的发展趋势。由于采用扁平化全IP网络架构，TD-LTE大大降低了用户面和控制面的延迟，减少了系统中的协议转换，尤其是演进型基站eNodeB采用标准化接口，不仅使整个通信网络从宏观上成为分块状，还完全适应IP网络的核心层、汇聚层和终端三大组织结构特点，降低了网络分层的复杂性以及网络安装、管理、维护、优化的成本和难度。

TD-LTE对3G的Node B、无线网络控制器RNC、核心网CN进行了功能整合，系统设备简化为eNodeB和EPC（Evolved Packet Corenetwork，演进型分组核心网）。eNodeB是Node B和RNC功能的合并，由eNodeB节点组成的网络叫E-UTRAN，从而使TD-LTE可简化为EPC、E-UTRAN和UE三部分，如图1所示：

其中，EPC是上连分组网、下连无线网的核心网，对下的部分包括控制处理部分MME和数据承载部分S-GW，S-GW又可分为分组数据网关PGW和服务网关SGW；而E-UTRAN是专门负责无线接入的无线接入网，上连EPC、下连UE，所有空中接口终止于eNodeB，所有终端UE仅通过E-UTRAN唯一进入移动通信网络。

TD-LTE的扁平化设计使得接口也得到简化，eNodeB对外接口改成了不依赖任何核心网设备和终端设备的标准化接口。eNodeB与上层EPC的标准接口是S1，与EPC中MME连接的接口是S1-MME，与S-GW连接的接口是S1-U；eNodeB之间的标准接口是X2；eNodeB与下层UE的空中标准接口是Uu。这三大接口与TD-SCDMA相比，X2类似于Iur，S1类似于Iu，但都有较大简化，其中eNodeB融合减去了Iub接口，而Uu接口基本一样。显然，eNodeB在EPC和UE之间起到了承上启下的关键作用。

若将eNodeB的三大接口细分为四个，则它们分别承担了eNodeB对外的四大功能。eNodeB与EPC的S1-MME接口承担了移动性管理、承载处理和安全设置等功能；eNodeB与EPC的S1-U接口承担了上下行数据传输的用户面通道；eNodeB之间的X2接口主要承担了eNodeB间的切换和切换过程下行数据的前转功能；eNodeB与UE的Uu接口承担了无线资源管理、移动性管理、用户面数据传输和无线接口的安全与优化等功能。

2 eNodeB系统分析[1]

为了研究方便，eNodeB继承了3G接口定义的思想，将其划分为水平分层和垂直平面，水平分层将eNodeB划分为RNL（Radio Network Layer，无线网络层）和TNL（Transport Network Layer，传输网络层）；垂直平面将eNodeB划分为控制平面和用户平面。在水平分层中，E-UTRAN的无线通信功能均在无线网络层实现，所有逻辑节点eNodeB和它们之间的接口也定义在无线网络层；由于S1和X2是标准传输技术，负责提供用户平面传输和信令传输，因此S1和X2接口定义在传输网络层。如图2所示：

为了实现承载与控制分离，在垂直平面中，eNodeB将S1、X2接口协议结构分为控制平面和用户平面，其中，用户平面用于传输用户数据的数据承载；控制平面用于传输应用协议消息的信令承载。由图2可知，在eNodeB中，终端与天线间的信息交互和馈入天线后的信息是先后经过RNL、TNL的，而交互信息中的信令和数据也是分面传输。显然，这种分层结构既可使各层与各平面在逻辑上彼此独立，又能保持无线网络与传输网络层、控制平面与用户平面技术的独立演进，同时还减少了LTE接口标准化的工作量。

其实，TD-LTE的eNodeB系统结构从模块方图上来看是比较简单的，如图3所示，eNodeB系统主要由无线部分和数字基带单元BBU组成。无线部分主要包括拉远、双工射频模块与天线；BBU主要由CCM（Center Control Module，中央控制模块）和CEM（Channel Element Module，信道单元模块）组成，其中CCM是eNodeB核心控制板卡，负责处理eNodeB数据流量和eNodeB同步管理，支持IP链集线和RRC无线网络连接，支持多个通用公共无线接口CPRI、一个GPS输入端口以及S1和X2千兆以太口，CEM是信道调制解调板卡，负责基带信号、接口和控制单元处理，可支持3扇区全频段能力，有一个可支持调试用的快速以太口。

此外，eNodeB还有EAM（External Alarm Module，告警模块），普遍具有支持32个以上的用户告警（8个RJ45接口）和支持10个以上的系统告警能力。一般来讲，eNodeB的无线部分对应无线网络层，BBU对应传输网络层。众所周知，eNodeB各接口需要诸多协议支持，这些协议可以通过框图简单表述，但落实到实体上，这些协议可能是一个或几个功能模块，BBU中的CCM和CEM就包括了传输网络层中的许多协议。

eNodeB系统的工作流程可以这样描述：当底层终端UE通过空中接口Uu向天线发送信号时，这些输入无线网络层之前的无线信号是相关应用协议和用户数据的集合，一旦从eNodeB无线网络层的天线和TRDU等无线部分进入到eNodeB数字基带单元模块的信道单元CEM后，便被分成控制和用户两个平面，从无线网络层RNL并行传输到传输网络层TNL，其中相关协议转换成信令流由信令承载给物理层，用户数据直接转换成数据流由数据承载给物理层，这些进入物理层的IP比特流将根据协议要求，或者给S1接口进入上层核心网EPC，又或者给X2接口进入同层接入网E-UTRAN的另一个eNodeB节点。

3 Uu接口协议分析[2]

3.1 Uu接口的意义

Uu接口又叫空中接口或无线接口，是UE与E-UTRAN节点eNodeB间的唯一信道。Uu接口的协议主要用来建立、重配置和释放各种无线承载业务。Uu是一个完全开放接口，只要遵守该接口协议规范，任何厂商开发的通信设备都能够通过该接口互相通信。理论上，Uu协议栈分为三层（物理层、数据链路层、网络层）两面（控制平面、用户平面）。其中，物理层只有PHY协议；数据链路层则有媒体接入控制MAC、无线链路控制RLC和分组数据汇集协议PDCP三个协议；网络层也只有无线资源控制RRC协议。由此可见，Uu接口的三层结构与互联网的开放系统互连OSI七层协议的底层没有区别，其通信方式亦无过多不同，如图4所示：

LTE是全IP系统，其三层网络架构的意义如下：

（1）所谓物理层是指设备间的物理接口，传输方式一般是串行。在数据位流通过物理接口从一台设备传送到另一台设备时，物理层应必须保证数据按位串行传送的正确性。物理层有四个特性：机械特性是接口所用接线器的状态和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等；电气特性是接口电缆信号“1”和“0”电压的大小与比特占用多少微秒等；功能特性是某条线上出现某一电平的电压表示何种意义；过程特性说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。作为机械特性，Uu的接线器是天线，S1、X2的接线器是RJ45千兆以太口；作为电气特性，Uu受天线功率、增益和波束赋形效果等因素影响较大，S1、X2以太口的最大传输距离不超过百米、基带传输速率可达千兆比特每秒；作为功能和过程特性，Uu是遵守无线接口协议的一种全双工模式，S1、X2遵守千兆以太协议等。

（2）数据链路层为网络层提供可靠、无错误的数据信息，需要在两个链路层间建立、维持和拆除一条或多条无发送错误的数据链路。方法是：将物理层来的原始位流信息分割，按照一定的模式组成若干个帧无差错地发至对方，并处理接收者送回的回答帧。

（3）网络层是通信子网与网络高层的界面，主要负责控制通信子网操作，实现网络上任一结点数据准确无失真地传输到其它结点。网络层支持的协议一般有IP、TCP、UDP等传输协议，其中TCP是面向连接的，有比较高的可靠性，是一种三次握手的双向机制；UDP则是无连接的单向机制，没有双向互访，信息发出后不验证是否到达对方，可靠性差，但UDP传输速率比TCP快得多；IP是TCP/IP的核心，也是网络层中最重要的协议，IP层接收由更低层发来的数据包，并把该数据包发送到更高层TCP或UDP，相反也把从TCP或UDP接收来的数据包传送到更低层。

总之，在eNodeB三层架构中，空中接口Uu与X2、S1一样是全IP交互的全IP标准接口，其各层协议意义非常明确：eNodeB物理层提供比特流传输的所有功能，如传输信道到物理层映射，物理层数据封装、复用、调制和解调，以及物理层控制过程等；数据链路层中PDCP的主要任务是头压缩、用户面数据加密，MAC可处理包括信道管理与映射、数据包封装和解封、混合自动重传请求、数据调度、逻辑信道优先级管理等与数据处理相关功能，RLC的功能包括数据包封装和解封、自动重传请求过程、数据的重排序和重复检测、协议错误检测和恢复等；网络层位于接入网络的控制面，负责完成接入网和终端之间交互的所有信令处理及对其它层的控制。

3.2 Uu接口控制平面协议

Uu协议栈分为三层两面，其中三层由于与互联网协议相同，很易理解。然而控制平面和用户平面则需要认真分析，因为它们是一种便于研究的功能性形象分面。

eNodeB的控制平面主要负责用户无线资源管理、无线连接的建立、业务服务质量QoS的保证和最终资源释放等无线接口的管理与控制。协议栈包括物理层、数据链路层和网络层的所有协议。非接入层NAS控制协议实体只位于UE和EPC中，仅负责提供对非接入层部分的控制与管理。但位于eNodeB中的接入层AS可提供对NAS信令在小区内的有序传输功能，控制平面的主要功能也由NAS实现。另外，RRC协议实体同时位于UE和eNodeB网络实体内，主要负责接入层控制和管理。控制平面的RRC协议数据的加解密和完整性保护功能，则由数据链路层中的PDCP完成。物理层和数据链路层可同时提供对RRC协议消息的数据传输功能，如图5所示：

当然，这些协议都是作为对用户数据保护的控制信令流，它们的职能就是保护用户数据从UE到eNodeB之间的正确交互。也就是说，控制平面实际上是对用户数据打包封装的控制数据，是用户平面数据保驾护航的忠诚卫士。

3.3 Uu接口用户平面协议

用户平面协议用于执行无线接入承载，主要负责用户发送和接收的所有信息的处理。用户平面协议包括物理层和数据链路层的所有协议，物理层为数据链路层提供数据传输功能，它通过传输信道为MAC子层提供相应服务，MAC子层通过逻辑信道向RLC子层提供相应服务，而用户UE的IP数据包通过IP子层后经无线网络层RNL直传到传输网络层TNL，将用户信息传输给上层EPC的IP子层，如图6所示：

此外，在LTE R10版本中，4G引入了中继基站RN概念。如同UE一样，RN与施主基站DeNB间也是通过无线接口通信的，将这个无线接口叫Un，以区别UE与eNodeB间的Uu接口。因此，RN和UE一样都位于eNodeB底层，但职能不是最终用户的收发，而是给最终用户提供中转。为了支持RN，LTE R10控制平面中的RRC协议增加了与RN配置相关的功能和信令，用户平面协议也有一些功能增强，以支持基站与RN间的数据传输，如增加R-PDCCH、优化PUCCH的HAR反馈信道的资源分配、RN和DeNB之间的同步等性能改进。

4 S1接口协议分析[2]

4.1 S1用户平面接口（S1-U）

eNodeB与EPC之间的连接是通过两条标准接口完成的，且分别对应控制平面和用户平面。其中，eNodeB和S-GW之间的接口叫S1-U，主要提供eNodeB和S-GW之间用户平面PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）的非保障性传输。S1接口用户平面协议栈如图7-A所示。

由于传输网络层基于IP传输，而IP子层采用的是高速率、无连接、单向机制和不可靠的UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议），网络层采用的是具有较好兼容性、基于IPV4/UDP或IPV6/UDP协议的GTP-U（GPRS Tunneling Protocol for User Plane，GPRS用户平面隧道协议）。因此，S-GW和eNodeB之间的用户平面PDU是一种非保障性传输，即eNodeB与上层EPC之间的用户平面数据传输方式是一种高速的但不可靠的传输机制，而用户数据传输质量的保证是依靠其控制平面。

S1接口类似3G的Iu接口，但又有一定区别。由于Iu接口连接3G核心网的分组交换PS域和电路变换CS域，而EPC只支持PS，因此S1接口只需支持分组交换域。

4.2 S1控制平面接口（S1-MME）

eNodeB和MME间的接口叫S1-MME。与用户平面一样，传输网络层也是基于IP传输，不同的是IP层之上采用的是SCTP（Stream Control Transmission Protocol，流控制传输协议），可为应用层实现信令消息的可靠传输提供相当的保证，S1控制平面接口如图7-B所示。在传输网络层，每个S1-MME接口支持一个SCTP偶联，S1接口控制平面与专用过程用MME分配的MME通信上下文和eNodeB分配的eNodeB通信上下文来区分不同的UE和S1接口控制平面信令传输承载，通信上下文标识在各自的S1接口应用层信令协议（S1-AP）消息中单独传输。

众所周知，UDP传输协议高速但不可靠，TCP协议可靠但低速，且只提供8bit字节级别的可靠性。SCTP能够在两个信令节点间提供消息级无重复的可靠信令传输，也支持顺序传输、网络级容错、路径监测、路径冗余以及避免拥塞、遭受泛播和匿名攻击等功能，因而更适合用于点对点之间的消息的高可靠性传输。控制平面要保证用户平面的可靠性传输，首先得自己有较高的可靠性传输，所以相对于UDP或TCP来说，SCTP在可靠性能、传输速率等方面是一个更好的选择。

4.3 S1接口主要功能

S1接口主要功能如下：

（1）包括EPS（Evolved Packet System，演进分组系统）建立、修改、释放的承载服务管理功能；

（2）S1接口UE上下文管理功能；

（3）EMM-CONNECTED状态针对UE的包括Intra-LTE切换、Inter-3GPP-RAT切换的移动性管理功能；

（4）S1接口寻呼功能，支持向UE注册的所有跟踪区域内的小区中发送寻呼请求，基于服务MME中UE的移动性管理内容所包含的移动信息，寻呼请求将被发送到相关eNodeB；

（5）NAS信令传输功能，提供UE与核心网之间非接入层的信令的透明传输；

（6）S1接口管理功能，如错误指示、S1接口建立等；

（7）网络共享功能；

（8）漫游与区域限制支持功能；

（9）NAS节点选择功能；

（10）初始上下文建立功能。

5 X2接口协议分析[2]

5.1 X2用户平面接口（X2-U）

该接口提供了eNodeB间的用户数据传输功能。从图8-A中可以看出，它与S1-U完全一样，不同的只是接口对象是接入网E-UTRAN中另一个节点eNodeB的X2接口，而非上层EPC。

5.2 X2控制平面接口（X2-C）

该接口定义为连接eNodeB间接口的控制面。从图8-B中可以看出，传输网络层与S1-MME完全一样，不同的只是无线网络层中的应用层信令为X2接口应用层信令协议（X2-AP）。

与S1-MME接口类似，每个X2-C接口支持一个SCTP偶联，X2接口控制平面的公共过程使用单对流，X2接口控制平面的专用过程则使用多对流。X2接口控制平面的专用过程用源eNodeB和目标eNodeB分配的通信上下文来区分不同的UE的X2接口控制平面信令传输承载，通信上下文标在各自的X2-AP消息中传输。

5.3 X2接口主要功能

X2接口主要功能如下：

（1）支持UE在EMM-CONNECTED状态时的LTE接入系统内的移动性管理功能，如在切换过程中由源eNodeB到目标eNodeB的上下文传输、源eNodeB与目标eNodeB间用户平面隧道的控制、切换取消等；

（2）上行负载管理功能；

（3）一般性的X2管理和错误处理功能，如错误指示等。

6 总结

通信过程要求通信双方接口支持的协议是对等的。这说明在接入网E-UTRAN中，UE与eNodeB间的Uu接口的两端必须同时支持无线通信协议；eNodeB与EPC间的S1接口的两端必须同时支持S1通信协议；eNodeB与eNodeB间的X2接口的两端必须同时支持X2通信协议。因此，eNodeB需要同时具备支持Uu、S1和X2通信协议的能力，由于它们是标准接口且基于IP的标准协议，技术成熟、设计规范，为其它接入设备入网或TD-LTE网络建设与维护提供了极大方便，尤其降低了eNodeB的安装、维护和管理成本。

eNodeB三大接口的标准化，为日后的维护管理提供了极大方便。由于TD-LTE系统是一个长期演进系统，关键技术已基本确定，在长期演进过程中虽有诸多变化，但接口的基本技术不会因此而有较大更改。随着LTE R10、R11等版本的应用，也只会在接口中增加部分新协议或增强已用协议功能。根据以太网络的发展来看，从以太、快速以太、千兆以太到万兆以太接口，虽然接口速率成倍增长，但载波侦听多路访问冲突测试CSMA/CD的控制技术基本没变。因此，了解eNodeB的标准接口，在维护、优化、管理TD-LTE及后期演进系统方面有着深远的意义，这也正是本文分析TD-LTE eNodeB标准接口的目的所在。

参考文献：

第5篇：接口协议范文

【关键词】 v5；供电所；语音；接入网v5

【abstract】v5 interface which between the local exchange (le) and access network (an) is designed for the development of access networks (an), with an open, strong business ability, etc. the article first introduced the technical features of v5 interface and the protocol architecture of v5.2 interface, and then introduced the pre-reform and major shortcomings of the audio access networks in foshan power supply bureau, focuses on how to use huawei c&c08 exchanges and access network equipment fa16, and usev5 interface technology to optimize the audio access network of power supply station. at last, explained the configuration parameters which used to connect the access network equipment and the local exchange.

【key words】v5；power supply station；audio；access network

1. 引言近几年，佛山供电局为提供更好的供电服务，在佛山五区新建改造了多个供电所和营业厅。随着供电所和营业厅数量增加及电话用户增多，传统的使用z接口延伸方式的电话接入网已不能满足话务需求。因此，佛山供电局采用了深圳华为公司的fa16接入网设备，利用v5接口技术与交换机对接，实现语音业务的灵活透传，优化了供电所语音接入网的组网及管理。

2. v5接口的技术特点及v5.2接口的协议结构

2.1v5接口的技术特点。v5接口是专用于本地交换机（le）和接入网（an）之间的接口。已颁布的v5接口规范包括了v5.1接口(itu-t建议g.964，邮电部标准ydn-020-1996)和v5.2接口(itu-t建议g.965，邮电部标准ydn-021-1996)。v5.1接口由一个2048kbit/s链路构成，时隙与业务端口一一对应，用于支持模拟电话接入、基于64kbit/s的isdn基本接入，和用于半永久连接的、不加带外信令信息的其它模拟接入或数字接入。这些接入类型都具有指定的承载通路分配能力，在接入网内无集线能力；v5.2接口按需要可由1～16个2048kbit/s链路构成，时隙动态分配，它除了支持v5.1接口的接入类型外，还支持isdn一次群速率接入，具有集线能力。由于v5.2接口支持的接入类型具有灵活的、基于呼叫的承载通路自动分配能力，因此，广泛应用于连接本地交换机和接入网。

2.2v5.2接口的协议结构。v5.2的接口协议分为物理层、数据链路层和 网络 层三部分。

(1)第1层为物理层，主要实现接人网(an，access network)与本地交换机(le，local exchuge)的物理连接。一个v5.2接口具有1～16个e1，这些e1接口由交换机和接入网的e1接口板来提供，每个e1称为一条链路。e1接口可由同轴75欧姆或平衡120欧姆电缆连接，可经过pdh、sdh等设备透明传输。v5.2接口的每个e1链路由32个时隙组成，其中，时隙ts0用作帧同步和服务于crc-4规程；时隙tsl5、tsl6、ts31用作物理c通路，即物理通信通道(用于传输pstn信令、控制协议、链路控制协议、bcc协议、保护协议以及isdn d通路等信息)；其余时隙则用来作为业务承载通路。

(2)第2层为数据链路层，该层仅对c通路起作用，目的是将不同的信息流灵活地复用到c通路中去。数据链路层使用的规程称为lapv5。lapv5基于isdn的lapd规程分为：封装功能子层(lapv5-ef：用于封装an和le间的信息，实现透明传输)和数据链路子层(lapv5-dl：定义了an和le间对等实体的信息交换方式)2个子层。另外，接入网的第2层功能中还包括帧中继层(an-fr)，用以支持isdn网d通路信息。第2层中各个子层之间的通信由映射功能完成。 图1v5.2接口的协议结构

(3)第3层为网络层，支持不同的面向消息的第3层协议，包括pstn协议、控制协议(公共控制和用户端口控制)、bcc协议、保护协议和链路控制协议，后三个协议仅用于v5.2接口。［1］

3. 传统供电所语音接入网的现状及语音业务的主要缺陷传统的佛山供电局供电所语音接入网主要采用z接口延伸方式把二线模拟语音业务通过pcm及sdh从交换机侧传送到用户侧，部分供电所在本地安装敏迪2000l小型交换机，直接在当地下业务。 图2采用z端口延伸方式的供电所接入网组网简图随着用户点不断增加及各用户点的业务需求不同，传统的语音接入网表现出巨大的弊端：

(1)高成本、低效率：必须在本地交换机侧及pcm用户侧配置大量的话路板；必须通过sdh传输网开通足够多的e1进行连接（采用z接口延伸的方式必须给每个话路分配一个固定时隙，而每个e1只能提供30路话路时隙）。

(2)运行维护工作量大：由于每个话路都必须先从本地交换机的话路板通过音频双绞线成端到vdf配线架，然后硬跳线接至pcm的交换机侧话路板的对应端口，经过传输网在用户侧pcm的话路板下话路再跳接到用户处，因此，每开通一个话路都需要配置交换机和接入网侧的数据，并且需要至少2次的硬跳线。并且，当业务出现故障时需要逐级检查多个环节。

4. 采用v5.2接口技术优化佛山供电局供电所语音接入网随着办公大楼语音业务需求增加以及供电所、营业厅的站点增加，传统的供电所语音接入网只有进行扩容和改造才能满足业务需求。改造后的供电所语音接入网应用v5.2接口技术，主要由哈里斯ixp2000lx交换机、华为c&c08交换机以及华为fa16设备组成。

4.1采用华为fa16设备改造供电所语音接入网。以改造后的南海及三水的供电所语音接入网组网为例，如图3所示。 图3改造后南海及三水的供电所接入网组网简图在南海局机房和三水局机房各安装一套华为fa16设备，配置为olt（optical line terminal），采用gv5-ⅲ子架，安装8块dte板（每块dte板可提供8个e1接口，整个子架可提供62个e1接口，保留最后2个e1为设备内部总线），配置如图4。 图4olt——gv5-ⅲ子架而南海、三水的各供电所及营业厅分别安装一台华为fa16设备，配置为onu（optical network unit），采用pv8-10子架，根据用户数量配置话路板（一般使用的asl用户侧语音板每块可提供16个话路，最多可配置10块，共提供160个话路），配置如图5。在南海局机房的c&c08交换机的v5数字中继板（v5tk）上分别开通4个e1通过sdh传输网与南海的olt和三水局的olt设备的数字中继板dte相连，南海局、三水局的olt设备的dte板也分别通过传输网开通所需数量的e1分别与当地的各供电所、营业厅所安装的onu设备相连。由于v5.2接口具有时隙动态分配的功能，只有当用户摘机拨号时，才会即时占用e1中的时隙，根据电力系统语音业务的收敛比配置合理的e1数量，可以有效节省交换机和接入网资源。供电所、营业厅侧安装的华为fa16设备一般配置2块主控板（pv8/pv4），当接入2个或以上2m时，把2m分别接到不同的主控板上。利用v5.2接口承载的保护协议，接入网网管侧从两块主控板上各选一个2m配置为同一保护组的主备链路。当主链路中断或堵塞时，自动启用次链路承载业务，使用证明，倒换时间在1分钟内。实际应用中，我们还把所用的2m采用不同的物理路由传输，确保业务的可靠运行。

4.2交换机和接入网设备对接过程中应用到的配置参数。交换机与华为fa16设备利用v5接口技术对接时，必须采用双方一致的以下配置参数，以南海c&c08交换机与南海、三水olt的对开的两个v5.2接口为例：

(1)接口标识：取值为：0～224-1。接人网和交换机可以有1个或多个v5接口．每个接口都应有唯一的标识以区分。南海c&c08交换机与南海olt的v5接口标识为0、与三水olt的v5接口标识为1。

(2)变量编码：取值为：0～255。当对接的le对变量值有要求时，需取其要求定义变量值；若无明确要求，在an侧和le侧都取0即可。南海c&c08交换机与南海olt和三水olt的v5接口变量编码均为0。

(3)是否启用链路身份标识规程：链路身份标识规程是v5接口协议中的一个检验2m链路是否正常连通的规程，用来防止pcm物理连线交叉接错。其取值为不启动、定时启动、重启动时启动、重新指配时启动、链路故障恢复时启动四种。启用链路身份识别会影响启动速度，因此正常应用时一般都不启用。

(4)v5接口物理通道保护组类别：1个v5.2接口最多可以有16条2 m链路，每一条链路的第15、16、31时隙都可以用作物理通信通道。但是，1个v5.2接口只允许有1条保护组一主用的物理通信通道(一般用16时隙)，用于运载v5接口的各种协议信令；还可以有1条保护组一备用物理通信通道，对保护组一主用的物理通信通道进行保护，同时运载保护协议的信令（在主用通道故障时，le和an能通过备用通道上的保护协议的数据链路通信，协调进行保护切换到备用的2m上）。另外，1个v5.2接口还可以有多条保护组二主用的物理通信通道及最多3条保护组二备用的物理通信通道。当需要传送的pstn协议和isdn的d信道信令太多，保护组一主用的时隙不够用的情况下，才使用保护组二的通信通道。佛山局使用的每个v5.2接口一般包含2～8条2m链路，只采用保护组一方式。

(5)v5接口逻辑通信通道标识：取值为：0～65535。该标识是接入网和交换机用来识别逻辑通信通道的唯一标识。对于保护组中主用物理通道，一般取值与“v5接口标识”的值相同；对于保护组中备用物理通道，则固定为65535，表明该物理通道暂时不承载逻辑通信数据。因此，南海c&c08交换机与南海olt的v5逻辑通信通道标识为0、与三水olt的v5逻辑通信通道标识为1。

(6)对接2m链路的链路标识：取值为：0～255。由于1个v5.2接口可以有1～16条2m链路，为了区分不同的2m链路，为免连接时收发2m线间交叉或检验2m线是否连接正确，需要给每条2m链路指定1个唯一的标识，只有2m线两端的交换机及接入网设备对该2m的链路标识一致，v5接口才能正常启用。

(7)对接2m链路的crc4校验：指明v5接口的2m链路是否需要启用crc校验及差错对告功能。若交换机和接入网设备对该功能的启用不一致，则将出现线路告警。因此两侧需保持一致，佛山局不选择启用crc4校验。

(8)pstn协议通信通道标识：取值为：0～65535。pstn子协议的数据链路可以在任何一个主用物理通信通道上传递，所以必须配置其所在的逻辑通信通道标识。佛山局只采用保护组一的方式，即只有l条主用物理通信通道，则pstn协议通信通道标识就是保护组一主用的物理通信通道所用的逻辑通信通道标识。为了更好地管理配置数据，一般取值为v5接口标识、v5接口逻辑通信通道标识和pstn协议通信通道标识三者一致。

(9)用户端口的协议地址（又称l3地址）：取值为：0～32767。交换机对通过指定v5接口传输的每一个电话号码定义相应的协议地址，接入网设备把协议地址对应到用户端口。这样当用户摘机时，v5.2协议才能通过两侧一致的协议地址将用户端口和交换机的电话号码对应起来，建立起一条话路。［2］

5. 结束语采用v5接口技术改造后的佛山供电局供电所语音接入网组网灵活简单，业务运行比采用z端口延伸的方式更可靠稳定，节省了大量设备板件及线缆等资源，同时大大减少了语音业务开通及维护的工作量，达到了优化供电所接入网的预期效果。但是，接入网的建设很大程度上受传输网的制约，需要接入的供电所和营业厅必须在传输网覆盖的范围中。因此，佛山供电局的光纤传输 网络 覆盖范围广、容量大是本次接入网优化的前提条件。

参考 文献

第6篇：接口协议范文

论文摘要：现场总线是近年来自动化领域中发展很快的互连通信网络，具有协议简单开放、容错能力强、实时性高、安全性好、成本低、适于频繁交换等特点。目前，国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。较著名的有基金会现场总线（FF）、HART现场总线、CAN现场总线、LONWORKS现场总线、PROFIBUS现场总线、MODBUS、PHEONIX公司的INTERBUS、AS－INTERFACE总线等。

智能化配电系统就是通信网络把众多的带有通信接口的中、低压开关和控制设备与主计算机连接起来，由计算机进行智能化管理，实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度的新型配电系统。智能化配电系统一般由主计算机、通信网络、智能化开关和控制设备三部分组成。

从目前国内外智能化配电系统所应用的现场总线来看，主要有PROFIBUS－DP、MODBUS、LONWORKS等，而FF、HART、CAN等现场总线在智能化配电系统中应用则较少。以上系统基本上都是采用单一的现场总线技术，即整个智能化配电系统中只采用一种现场总线，整个系统构造比较单一。

随着自动化技术和通信技术的发展，带有通信接口的产品应用量越来越大，而且随着用户对配电系统可靠性和灵活性的更高要求，加上各现场总线本身的特点以及相关的产品品种繁多，因此在一些工程的智能化配电系统中，采用一种现场总线总线的智能化产品往往不能满足应用的全面要求，多现场总线产品共存于一个智能化配电系统已成为一个现实的问题。

由于多现场总线系统中不同类型的产品均配专用的通信协议，有的厂家还专门为自己的产品开发了专用的通信卡、通信控制器等专用设备，因此，整个系统中的产品由于通信协议不同无法直接和主控单元进行通信，这严重防碍了用户的选择。对用户而言，如果在一个智能化配电系统中每一种智能化产品均选择其专用的通信卡或通信控制器，一个智能化系统将变得支离破碎，组态性和灵活性均较差，而且在系统进行改造或升级时，将要花费用户更多的时间和费用。因此，多现场总线技术在一个智能化配电系统中的应用已成为一个重要的研究课题。

1 多现场总线技术

目前，在一些工程中通常的做法是在某种现场总线的基础上开发能连接其他公司现场总线的接口产品。由于现场总线国际标准尚未建立，多种类型的现场总线枚不胜数，需要开发大量的接口产品才能满足不同工程需要。如果仅以FF、CAN、LONWORKS、PROFIBUS－DP、MODBUS五种著名现场总线为例，要使它们中任意两种不同现场总线能统一于一个智能化配电系统中，仅是协议转换器这种接口产品就要有二十种之多，如果一个系统中有三种或三种以上不同现场总线产品，那麻烦则更大。不少企业，包括一些国际上的大公司为了解决来自不同厂家的产品兼容性问题，都投入了巨大的精力和财力，但成效甚微。

针对上述在智能化配电系统开发中遇到的实际问题，我们提出了通用型现场总线协议控制器这种全面的解决方案，通过硬件和软件的方法共同对现场总线协议进行处理，解决智能化配电系统中多现场总线的兼容性问题，其目的是为了能将不同现场总线的产品和谐地融入一个系统中，充分发挥不同产品的长处，为那些希望使用不同厂家优质产品的用户提供更大的灵活性。

通用型现场总线协议控制器是现场级的通用通信管理设备，由它把各个现场设备连成网络，并负责现场设备上位机之间的信息传递。由于其是通用性的，只需通过相应的CPU及接口电路和软件就可以完成多种现场总线协议的转换，实现与不同厂家的现场设备进行通信。

2 现场总线协议控制器

通过多种方案的比较，采用模块化结构和多CPU工作方式来设计通用型现场总线协议控制器。因为模块化的结构可以使系统有较强的扩展能力，为系统将来的升级换代带来便利。

通用型现场总线协议控制器主要由底板和插卡组成，其中底板带有电源以及扩展槽和固定支架等，并且系统总线也是在底板，扩展槽和底板上的信号线构成。插卡分三种，分别为主控板、协议板、接口板，其中主控板和协议板带CPU。主控板负责管理整个系统以及与上位机的通信，通用型现场总线协议控制器通过RS232接口与上位机连接，主控板通过它与上位机进行信息交换，主要包括：管理系统总线，给协议板和接口板分配系统资源，与协议板进行信息交换，对来自协议板的数据进行处理，等待上位机提取。协议板是通用型现场总线协议控制器的关键部分，所有与现场设备的通信都由它完成。协议板可以提供多种现场总线协议，一般一块协议板只能进行一种现场总线协议的通信。接口板从属于某一协议板，为协议板提供通信接口。用户可以根据实际情况进行选择，接口种类有RS232、RS422、RS485等。通用型现场总线协议控制器与上位机以及与现场设备的通信都采用串行方式，而通信控制器内部各插卡之间通过系统总线来完成。其中主控板与各协议板的通信采用主从式。主控板通过系统总线分别与协议板进行通信，各协议板之间不能进行通信。

通信过程如下：主控板在系统总线上，通过广播方式发送协议板号来呼叫与之通信的协议板，每块协议板上有协议板号识别电路，只有与发送的协议板号相符的协议板才响应主控板，从而实现主控板与协议板的通信。当用户增加新的协议设备时，不必改动硬件，只需在增加的新的协议板上设置好协议板号，并在上位机的组态中添加相应的系统信息存入计算机即可。协议板和接口之间的信息传递通过系统中的局部总线来完成。

3 应用实例

通用型现场总线协议控制器已经在我们最新开发的CE2000电站综合自动化系统中完成，并与多种产品进行了通信联网试验。系统中的主要产品有：美国西屋公司采用INCOM（MODBUS）通信协议的智能化产品、德国西门子公司和德国默勒公司采用PROFIBUS－DP通信协议的智能化产品、南京因泰来公司采用其内部通信协议INTBUS的综合数字保护继电器产品。

整个系统由配各种智能化开关柜的硬件系统和软件系统两部分组成。硬件包括各种智能化开关柜、通用型现场总线协议控制器、上位控制计算机。软件由主控程序、通讯界面和人机界面三部分组成。根据以上硬件设备的配置情况，在上位机上输入系统配置信息，通过串行口传递给控制器主板。主控板将系统配置信息分类传递给各协议板，各协议板收到系统信息后与所属硬件设备进行通信，将采集到的数据经主控板传送到上位机，并通过主控板接受上位机命令。

4 结束语

第7篇：接口协议范文

【关键词】现场总线；CAN总线；以太网；单片机

1.前言

在大型企业自动化系统中，在上层企业管理层和生产监控层采用的都是以太网和PC机，而在下层车间现场都是采用现场总线，如RS-485、CAN、lonWorks等，而连接上下两层的沟通通常采用工业控制机加以太网卡再加上PC机插槽上的与现场总线对应的接口卡或并行打印口的EPP接口卡来实现，这种连接方式成本高，开发周期长，接口卡成为系统上下两层的通信瓶颈一旦出现故障上下两层的联系就将中断；为此利用廉价的基于单片机的以太网-CAN网桥取代昂贵的工控机加接口卡，实现以太网和CAN总线网的直接连接具有重要意义。

2.系统方案设计

由于系统中有以太网网和CAN总线数据处理，因此需要采用大容量RAM进行暂存网络数据，采用集成有8KRAM和64K Flash的P89C668型高速控制器，如图1所示，系统采用芯片RTL8019进行网络数据收发，采用芯片SJA1000处理CAN总线数据，同时为了方便对转换桥系统调试和进行参数设置（CAN ID、CAN波特率，以太网物理地址，IP地址，网关地址，子网掩码）和保存，增大系统使用的范围和使用灵活性，系统还扩展串口通信RS232接口和24C256串口存储电路。

图1 以太网与现场总线CAN协议转换桥系统框图

3.系统硬件设计

3.1 以太网接口电路设计

以太网接口电路如图2所示，电路中36脚～43脚为数据输入输出口直接连接到单片机P0口。RTL8019AS有三个分别反映其工作状态的输出脚，分别LED0、LED1、LED2，分别输出网络的连接性、数据发送和数据输出状态；IOCS16是16位或8位I/O的选择脚，当上电复位的时，该引脚为低电平时，网卡将选择8位模式，为高电平时，网络控制器将选择16位的模式，电路用了个电阻R9（27K）下拉，在复位时引脚为低电平，因此网卡选择8位模式。由于RTL8019AS每个引脚（除AEN外）内部都有100K的下拉电阻置地，故当各引脚悬空时内部检测为低电平，由图2可知85脚、84脚、82脚、81脚分别悬空，从而选择了基地址300H，因此电路扩展就要以此为基准来进行配置，RTL8019AS地址线A19～A10固定接地，A9、A8定接P2.5作为地址选择端有单片机来控制而不是用34脚AEN（直接接地）来作为地址选择断，将A7，A6，A5固定接地，A4～A0要根据所要访问的RTL8019AS寄存器地址不同而不同，从而由由P89C668的P2.0～P2.4来选择RTL8019300H～31FH，因此对应P2口地址线变化范围为0xE0--0xFF，由于仅有P2口来选择地址，而P0口并没有参与地址编址电路中单片机对RTL8019AS的寻址I/O并不是连续，程序中分别定义Reg00～Reg1F来分别对应300H～31FH端口，定义如下：

#define reg00 XBYTE[0xE000]/* 300H*/

#define reg01 XBYTE[0xE100]/* 301H*/

... ... ...

#define reg1f XBYTE[0xFF00]/* 31FH*/

图2 以太网接口电路原理图

3.2 CAN总线的接口电路设计

如图3所示，CAN总线的接口电路主要由P89C668处理器、CAN通信控制器SJA1000、CAN总线驱动器82C250、高速光电耦合器6N137电路组成，微处理器P89C668负责SJA1000初始化，通过控制SJA1000实现数据的接收和发送等通信任务；为了增强CAN总结点的抗干扰能力，SJA1000的TX0和RX0通过高速光耦6N137后与82C250相连，实现了本节点在CAN总线上的电气隔离，提高了本系统的硬件的稳定性和安全性；82C250的CANH和CANL引脚之间串连60欧姆（两个120欧姆电阻并联）的电阻以消除电路中信号的反射等干扰，CANH和CANL与地之间并联两个30pF的小电容，起到滤除总线上的高频干扰和一定的电磁辐射的能力，两根CAN总线输入端与地之间分别接了一个防雷击管，当两端输入端与地之间出现瞬变干扰时，通过防雷击管的放电起到一定的保护作用，R18则为斜率电阻。

图3 CAN总线的接口电路原理图

4.系统软件设计

4.1 系统软件总体设计

如图4所示，根据以太网与现场总线CAN协议转换功能可知系统软件包括TCP/IP协议程序、CAN协议程序、RS232串行数据收发程序以及对以上三种协议程序进行协议转换和监控管理的应用管理程序；TCP/IP协议包括ARP（地址解析协议）、IP协议（网际协议）、ICMP（Internet互联网控制报文协议）、TCP（传输控制）协议和UDP（用户数据报）协议，ARP协议用于负责把一个IP地址映射成物理地址，即获取对方或通知对方本主机物理地址的一个协议；IP协议主要功能是把源主机上的数据分组发送到互联网中的任何一台目标主机上；ICMP用于差错报告和报文控制的协议，在本系统种主要完成ping命令请求和应答功能；UDP和TCP协议在工作时是建立在IP协议之上，UDP协议对每次输出都生成一个UDP数据报，然后把生成的UDP数据报直接封装在IP数据报中进行传输，提供无连接的不可靠的数据报文服务，而TCP协议提供面向连接的、可靠的数据流服务；CAN协议用于将接收到的以太网数据转换成一定格式的CAN协议格式的数据并转发到目标节点以及从其他目标节点受到的数据转换成TCP/IP协议格式数据；而RS232串口协议功能主要为系统调试和IP地址等参数进行设置；各功能模块由应用管理程序进行监控和管理完成整个系统功能的协调运行。

图4 以太网与现场总线CAN协议转换软件框图

4.2 CAN总线扩展协议制定

以太网数据转CAN总线数据时，由于CAN总线数据比较少，能满足以太网数据格式，而以太网向某CAN节点发送数据时，由于以太网数据据较多，远超出CAN总线一帧数据格式，因此需要设计CAN应用层协议对以太网数据进行管理，CAN现场总线仅定义物理层和数据链路层，实际应用中，这两层完全由硬件实现，由于CAN总线底层协议没有规定应用层，本身并不完整，而在基于CAN-BUS的分布式控制系统中，有些附加功能需要一个高层协议来实现，结合CAN总线数据传输是按帧（11bit/29bit控制场+8字节数据场）传输的特点，应用于CAN总线的应用层协议可以适当地简化，采用传统的源/目的模式格式，结合CAN特有的双滤波特性，可以实现，点对点，以及多播或广播等通信功能，其协议要素如图5所示。

图5 CAN应用协议模型

结合协议模型，CAN控制器采用采用PeliCAN模式，充分利用其29位标示符，采用其中14位作为寻址标识符（包括目标地址，源地址各7位），其中8位标示符作为分段码，以及剩余5位作为功能码，如果用户还需要其他功能的标示位则对各位自行定义可适当调整，具体格式如图6所示。目标节点地址和源节点地址由7位二进制标示，最大可以访问128个CAN节点，分段码主要是完成数据传输过程中对命令请求、应答以及所传输的数据在整个报文中的序号及其标志等，具体格式如图7所示，ACK为应答位，0表示本帧数据需要应答，一般用于命令帧，1表示应答帧，用于不需要应答的命令帧，SegPolo由2位二进制组成，表示分段表示符，SegNum用于记录分段数，SegPolo=00b表示本次数据传输没有分段，此时SegNum=0x00，SegPolo=01b时表示为接到以太网批量数据的第一个分段，此时SegNum=0x01，SegPolo=10b时表示为中间数据段，SegNum没传输一个数据加1，以记录分段数，SegPolo=11b时表示最后分段；功能码由5位二进制数组成，共有32种情况，表示对报文功能的规定，可有用户根据情况自行规定所表示的意义，报文数据由8个字节组成表示每帧CAN数据包中所载的数据。

图6 CAN应用协议格式

图7 分段码格式说明图

4.3 以太网与CAN总线数据转换主程序设计

主程序流程图如图8所示，以太网与CAN总线数据转换主程序主要完成串口输入程序、ARP网关解析程序、TCP数据处理程序、UDP数据处理程序、CAN总线数据处理程序，串行口程序主要完成对网络相关参数的设置以及通过串口完成的网络调试程序，如手工完成对其他网络主机的Ping命令、UDP数据通信命令、TCP数据通信命令及ARP解析命令等；主程序还实时监测对TCP协议的超时处理、TCP连接处理以及断开处理，当有以太网数据接收时，首先判断是否为ARP报文还是IP报文，如是ARP请求报文则需进行ARP应答等操作，如为IP报文则进一步区分是ICMP报文（PING命令）还是TCP报文或UDP报文；如有以太网数据接收，则转换成相应CAN帧格式数据并转发至对应地址的CAN节点，同时如有CAN节点发送数据则转换成以太网数据格式并转发至以太网服务器，从而完成以太网与CAN局域网数据相互转换桥功能。

5.小结

在分布式控制系统中，随着测控技术与网络技术日益紧密的结合，测控系统接入互联网己经成为大势所趋，这也促成了近年来嵌入式网络技术的飞速发展，本文系统地提出了一种CAN总线与以太网互连系统设计方案，转换器通过CAN总线接口CAN局域网连接，通过以太网接口与计算机连接，可以实现可靠的CAN总线协议与以太网协议的高速数据通信。

参考文献

[1]庄乾成.分布式控制系统中以太网与现场总线CAN协议转换的研究[D].东华理工学院，2006.

[2]张旭.基于以太网与CAN总线互联网关的变电站自动化系统通信网络设计[J].电工技术，2012，7.

[3]周樑.基于双CAN总线与以太网的船舶现场监控模块设计[J].自动化技术与应用，2013，4.

第8篇：接口协议范文

关键词：套接口，网络编程，TCP/IP协议

 

1 引言

网络应用程序是通过网络使用通信协议实现进程间的通信，TCP/IP就是网络上常用的协议之一，在进行网络应用程序设计时，TCP/IP协议的核心内容被封装在操作系统中。网络应用程序要使用TCP/IP协议来实现自己的功能，只能通过由系统提供给用户的TCP/IP协议编程接口来实现[1]。因此，可以说设计网络应用程序就是利用网络编程接口(API)进行程序设计的过程。在Windows环境下的网络应用程序编程接口叫Windows Sockets，即套接口。

2 套接口

2.1 套接口的概念

WindowsSockets API 依靠套接口Socket进行通信。套接口可看成是两个网络应用程序进行通信时，各自通信连接中的一个端点。通信时，其中的一个网路应用程序将要传输的一段信息写入它所在主机的Socket中，该Socket通过网络接口卡(NIC)的传输介质将这段信息发送到另一台主机的Socket中，使这段信息能传送到其它程序中，如图1所示。[1]

当主机A上的网络应用程序A要发送数据时，通过调用数据发送函数首先将要发送的一段信息写入Socket中，Socket中的内容通过主机A的网络管理软件由主机A的网络接口卡发送到主机B，主机B的网络接口卡接收到这段信息后，再传给主机B的网络管理软件，网络管理软件将这段信息保存在主机B的Socket中，然后程序B才能在Socket中读取并使用这段信息。由此看来，Socket的本质是通信过程中所要使用的一些缓冲区及一些相关的数据结构。

2.2 套接口的分类

为了满足不同的通信程序对通信质量和性能的要求，一般的网络系统提供了三种不同类型的套接口，以供用户在设计网络应用程序时根据不同的要求来选择。免费论文。这三种套接口分别是：

（1）流式套接口（SOCK_STREAM），它提供了一种可靠的、面向连接的双向数据传输服务，实现数据无差错、无重复地发送。流失套接口内设流量控制，被传输的数据看作是无记录边界的字节流。在TCP/IP协议族中，使用TCP协议来实现字节流的传输，当用户想要发送大批量的数据或者对数据的传输有较高的要求时，使用流式套接口。

（2）数据报套接口（SOCK_DGRAM），它提供了一种无连接、不可靠的双向数据传输服务。免费论文。数据包以独立的包形式被发送，并保留了记录边界，不提供可靠性保证。数据在传输过程中可能会丢失或重复，并且不能保证在接收端数据按发送顺序接收。免费论文。在TCP/IP协议族中，使用UDP协议来实现数据报套接口。在同一台计算机上或负载较轻的LAN上，因为出现差错的可能性较小，所以可以使用数据报套接口进行数据传输，这样通信的质量可以得到保证，并且通信的效率较高。

（3）原始套接口（SOCK_RAW），该套接口允许对较低层协议（如IP或ICMP）进行直接访问，常用于检验新的网络协议实现，也可用于测试新配置或安装的网络设备。

3 Socket编程基础

3.1 Socket工作模式

Socket以客户/服务器模式工作。Socket服务器程序通常事先已经启动，并在一个众所周知的端口监听对服务的请求。Socket客户应用程序需要某种服务时，便向提供服务的Socket服务器发出请求，服务器接收到请求后，就响应客户提出的请求[2]。

3.2 基本套接字的系统调用

应用程序常用的函数列举如下，

WSAStarup（）：检查系统中是否有WindowsSockets的实现库

Socket（）：创建一个Socket

Bind（）：为创建的Socket指定通信对象

Connect（）：请求连接

Listen（）：等待连接状态

Accept（）：接收连接请求

Send（）/Recv（）：发送接收数据（TCP）

Sendto（）/Recvfrom（）：发送接收数据（UDP）

CloseSocket（）：关闭指定的Socket

WSACleanup（）：释放为应用程序或DLL分配的任何资源

3.3用于无连接协议（如UDP）的Socket系统调用流程框图

3.4 用于面向连接协议（如TCP）的Socket系统调用流程框图

4 编程实例

本实例使用了Visual C++6.0下的控制台程序，该程序中的通信协议使用的是面向连接的TCP协议（SOCK_STREAM）[3]。服务器端的IP地址使用系统指定的IP地址，端口号在程序中指定为6000。

4.1 服务器端的实现

建立一个空的基于控制台的应用程序 TCPserver，引入头文件：WINSOCK2.H，在Project—>settings—>ink—>object/libarymodules 下引入：ws2_32.lib库

实现代码如下，

#include <WINSOCK2.H>#include <stdio.h>

int main(){WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested=MAKEWORD(1,1);err=WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);if (err!=0){return 0;}if (LOBYTE(wsaData.wVersion)!=1||HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1){WSACleanup();return 0;}

//检查系统中是否有Windows Sockets的实现库，如果没有则释放为应用程序或DLL分配的任何资源

SOCKETsockSrv=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

//创建套接口SOCKADDR_IN addrSrv;addrSrv.sin_addr.S_un.S_addr=htonl(INADDR_ANY);

//htonl()函数把一个四字节主机字节顺序的数转换为网络字节顺序的数addrSrv.sin_family=AF_INET;addrSrv.sin_port=htons(6000);

//htons()函数把一个双字节主机字节顺序的数转换为网络字节顺序数

bind(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrSrv,sizeof(SOCKADDR));

//把套接口与指定的主机ip地址和端口号联系起来listen(sockSrv,5);

//进入监听状态，最多同时可以接受5个连接请求SOCKADDR_IN addrClient;int len=sizeof(SOCKADDR);

while (TRUE){SOCKET sockTemp=accept(sockSrv,(SOCKADDR*)&addrClient,&len);

//创建一个临时套接口，与其中一个客户端建立连接

char sendbuff[1024];sprintf(sendbuff,'Welcome to zhangjie');

//将字符串格式化到buff中去send(sockTemp,sendbuff,strlen(sendbuff)+1,0);

//向客户端发送数据

char recvBuff[1024];recv(sockTemp,recvBuff,strlen(recvBuff)+1,0);

//接收客户端发送的数据printf('%s ',recvBuff);

closesocket(sockTemp);

//关闭套接口

}return 0;}

4.2 客户端的实现

建立一个空的基于控制台的应用程序TCPClient，引入头文件：WINSOCK2.H，在Project—>settings—>ink—>object/libarymodules 下引入：ws2_32.lib库

实现代码如下，

#include <WINSOCK2.H>#include <stdio.h>

int main(){WORD wVersionRequested;WSADATA wsaData;int err;wVersionRequested=MAKEWORD(1,1);err=WSAStartup(wVersionRequested,&wsaData);if (err!=0){return 0;}if (LOBYTE(wsaData.wVersion)!=1||HIBYTE(wsaData.wVersion)!=1){WSACleanup();return 0;}

//检查系统中是否有Windows Sockets的实现库，如果没有则释放为应用程序或DLL分配的任何资源

SOCKETsockClient=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);

SOCKADDR_IN addrClient;addrClient.sin_addr.S_un.S_addr=inet_addr('127.0.0.1');

//点分十进制转化成ULong类型addrClient.sin_family=AF_INET;addrClient.sin_port=htons(6000);

//转化成网络字节序connect(sockClient,(SOCKADDR *)&addrClient,sizeof(SOCKADDR));

//请求与服务器建立连接char recvBuff[1024];

recv(sockClient,recvBuff,1024,0);printf('%s ',recvBuff);

send(sockClient,'I am zhangjie',strlen('I am zhangjie ')+1,0);

closesocket(sockClient);WSACleanup();

//通信结束后释放资源return 0;}

5 小结

本文介绍了套接口的基本概念和实现套接口编程的基础，并给出了一个在VC平台下实现的基于TCP的客户/服务器通信实例，体现了套接口编程的灵活性。

6 参考文献

[1]任泰明.TCP/IP协议与网络编程[M].第1版.西安：西安电子科技大学出版社.2004;94-139

[2]邹月，陈建兵.Socket的网络编程研究与实现[J].电脑编程技巧与维护.2008.10-12

[3]谭桂华，魏亮.Visual C#高级编程范例[M].第1版.北京：清华大学出版社.2004;202-235

第9篇：接口协议范文

Abstract： This paper mainly studies the composition and significance of SDN network and SDN controller. And the cases of IP network flow optimization are used to illustrate the advantages of SDN network. Compared with the traditional network and SDN network， this paper expounds the structure of SDN network， the new protocol and the role. This paper analyzes the advantages of SDN network and the problems that need to be solved. The backbone network in IP network is taken as the example to expound the significance of SDN network to the whole network.

关键词： SDN网络架构；南北协议；SDN控制器；PCE+流量调优；Agile Controller-WAN软件

Key words： SDN network architecture；north-south agreement；SDN controller；PCE+ traffic optimization；Agile Controller-WAN software

中图分类号：TP393.0 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0085-03

0 引言

在移动网络日趋复杂，移动技术更新日益加速的时代，互联网公司的崛起，对运营商造成了前所未有的挑战，促使运营商对自身网络为适应社会发展，提出了一系列的诉求。为解决网络快速创新慢，管理滞后，设备庞大，技术发展缓慢的问题，从网络的重构开始，利用SDN网络新的思维方式，使用原有传统网络的控制平面与转发平面相分离的原则，采用SDN网络架构，对设备进行改造，从而加快技术创新，业务部署，打造一个开放智能高效的移动网络。

1 产生背景

移动网络在现代社会中有着越来越重要的地位，其中又数IP网络应用最为广泛，在IP协议诞生之初，IP协议仅为Internet服务。随着IP技术的发展，逐步用来承载语音、Vpn等业务。随着承载业务的多样化，业务规模也逐渐向着泛在化和超宽带化发展演进。传统的IP网络将向下一代IP网络（NGI）过渡。同时IP业务商业运营模式也将发生改变。这就造成了移动网络运营商面临诸多问题，比如：管理运维复杂；网络创新困难；设备日益臃肿等，这时NFV/SDN技术应运而生。网络功能虚拟化NFV（Network Function Virtvalization），是采用虚拟化技术，将传统电信设备的软件与硬件解耦，基于通用计算，存储，网络设备实现电信网络功能，提升管理和维护效率，增强系统灵活性。SDN（Software Definef Network）即软件定义网络。2000年由美国斯坦福大学clean slate 研究组提出的一种新型网络创新架构。遵循4个原则：①控制和转发分离原则；②集中化控制原则；③网络业务可编程；④开放的接口。SDN的本质是网络软件化，提升网络可编程能力，是一次网络架构的重构，而不是一种新特性、新功能。SDN将比原来网络架构更好、更快、更简单的实现各种功能特性。现在的IP网络管理多且复杂，命令行多，真正痛点是业务部署慢，对网络集中控制，把控制面集中到一个软件（SDN控制器）进行控制，于是很多事情就解决了。如图1所示。

2 SDN架构模型

随着ONF（Open Network Foundation）组织、NFV产业联盟的推动以及运营商、网络服务提供商、设备生产商的积极投入，SDN模型也逐渐达成了共识。如图2所示。

协同应用层：主要是与控制器通信的软件应用程序。用于网络服务的扩展。完成用户意图的各种上层应用程序，此类应用程序（APP）称为协同层应用程序，典型的协同层应用包括OSS、openstack等。OSS负责整网的业招同，而Openstack则在数据中心负责网络，计算，存储的协同。OpenStack是目前最活跃的一个开源云计算管理平台，提供了网络即服务的功能。协同应用层和控制层之间定义为北向接口（NBI，Northbound Intterface）。其中网络配置协议（Netconf）是南北向都应用的协议。北向接口位于控制层与应用层之间，将控制器提供的网络能力和信息进行抽象并开放给应用层使用。它决定SDN发展方向与价值，意义重大。

北向接口主要包含几种接口：REST和RESTful 服务。REST（Representational State Transfer）是一种基于软件架构风格的WWW.基于REST架构的服务成为RESTful服务。Restful接口，用于网络管理，端口管理，业务管理。NetConf和RESTful同时也是东西向的协议。Openstack Plug-In 接口用于网络管理，防火墙管理，路由器管理。

NetConf接口：用于管理SNC.路由器和交换机设备；基于XML的网络配置和管理协议。

NetStream也是北向接口，它是一种基于通过对网络中的通信流量和资源使用情况进行分类统计的网络流量信息的统计技术。主要应用于基于时间或流量的计费和对账，网络规划和分析，网络监控，应用监控和分析，用户监控和分析。

控制层：控制层是系统的控制中心，负责网络内部交换路径和边界业务路由的生成，并负责处理网络状态变化事件。它的实现实体就是SDN控制器，也是SDN网络架构下最核心的部件。还有一些其它的协同层应用程序如安全APP，网络业务APP客户端等。其核心功能是实现网络内部交换路径计算和边界业务路由计算。包括一个逻辑上集中的SDN控制器，能很好的完成网络资源调度和控制。协同应用层与转发层之间的接口定义为南向接口（SBI，Southbound Interface）。南向网络控制技术需要对整个网络中的设备层进行管控与调度，包括链路发现 拓扑管理 策略制定 表下发。也需要通过明确定义的应用层接口要求，并通过标准协议进行综合管理和网络设备的监控。南向接口主要包含的几种CLI接口：用于管理防火墙； MROSI接口：用于与U2000对接；SNMP接口：用于管理路由器设备；SFTP接口：用于从U2000获取性能数据。如图3所示。

基础层架构层或转发层：包括物理网络设备，以太网交换机和路由器。提供可编程，高速硬件和软件。

在软件定义网络中，控制平面和转发平面是分离的，转发层主要由转发器和连接转发器的线路构成基础转发网络，这一层负责执行用户数据的转发，其转发过程中需要转发表项则是由控制层生成的，而不是转发器。转发表项可以是2层转发表项或者3层转发表项。转发层一个方面上报网络资源信息和状态，另外一个方面接收控制层下发的转发信息。

在SDN中的定位处于基础架构层与控制层之间 定义为OpenFlow协议，是构建SDN网络的基本要素。是非常著名的南向接口协议。它是用来作为OpenFlow控制器和转发器之间的通信协议。OpenFlow是平面接口或基于标准的协议。定义控制器通信控制器之间的平台和数据平面设备，如物理和虚拟交换机以及路由器。包括OpenFlow PCEP SNMP OVSDB 等协议。

南向接口中网络配置协议（NETCONF）定义是基于可扩展标记语言XML（Extensible Markup Language）的网络配置和管理协议。NETCONF提供了按照操作和删除网络设备的机制；用来远程管理和监控网络设备的网管协议。提供了一套标准的操作以及RPC调用来对网络设备进行管理。使用SSH传输协议。

南向接口简单网络管理协议（SNMP）是广泛用于TCP/IP网络的网络管理标准协议，用来收集，管理，修改设备信息。作为TCP/IP协议族的一部分，SNMP消息被封装为UDP报文在Internet中传输。作用是网管站（NMS），（Agent）和被管理设备。

东西向接口 包括Restful接口和SFTP接口Restful接口：NetMatrix提供网络资源接口，uTraffic通过此接口向NetMatrix获取网络资源数据。uTraffic提供实时流量接口，NetMatrix通过此接口向uTraffic获取实时流量信息，用于显示实时流量情况和流量趋势。

SFDP接口 是NetMatrix通过此接口获取uTraffic采集的历史流量数据

3 SDN网络及SDN控制器

在SDN网络架构下，由于整个网络归属由SDN控制器控制，那么对SDN控制器的可靠性问题显得尤为重要。

①传统网络和SDN网络可靠性的对比如图4所示。

②SDN控制器的可靠性问题主要涉及有4个方面如图5所示。

③SDN控制器架构性能需求。

第一时间指标及网络收敛时间性能分析：要求在部署控制器情况，网络的收敛时间和传统网络情况下的故障收敛时间相当。

第二空间指标：及实现技术DC内要求支持百万级以上OVS（OpenvSwitch）能力；DCI/METEO/CORE，每台控制器管控2000台设备；IPRAN接入场景，每台控制器管控20000台设备。

④SDN网络价值。

第一快速网络创新 SDN的可编程和开放性，使得我们可以快速开发新的网络业务，加速业务创新。第二SDN网络架构简化了网络，消除了很多IETF的协议。协议的祛除，意味着学习成本的下降，运维成本的下降，部署业务速度的提升。第三网络设备通用化。第四业务自动化：自行完成网络业务的部署，提供网络自动化能力。第五网络路径调优和流量调优：当采用SDN网络架构，SDN控制器可以根据网络流量状态智能调整网络路径，达到提升网络吞吐的目的。第六SDN是对电信网络的一次重构，在SDN时代的网络大部分业务需求，能够像IT应用一样快速的进行调整，快速部署新业务。

4 SDN 的主要应用场景

①主要有基于SDN/NFV的以数据中心（DC）的网络的应用。

②随着企业业务的逐步云化，资源集中管理 、网络可灵活调整、 高速、 低时延的专用的面向数据中心互联的承载网络也是需要解决的问题，SDN使能DCI（数据中心二层互联）可以满足这个的需求。

③不断高速增长的互联网流量促使电信行业不断探索降低骨干网络的成本。

以MPLS骨干网络调优应用SDN组网为例，说明SDN如何进行网络调优的过程。组网架构如图6所示。

包含了 WAN（IP CORE）解决方案，DCI解决方案，CloudVPN解决方案 PCE+流量调优解决方案组成。

其中，Agile Controller-WAN 是核心部件，主要面向WAN（IP CORE）场景 DCI场景和Cloud Vpn场景，实现WAN领域的快速发放，域内流量调优，简化现代网络，降低既有网络运营成本。

Agile Controller-WAN 通过提供业务随需 、网络随调、 电信级可靠性、 可视化、 开放创新， 解决运营商业务部署慢，网络利用率低，维护复杂等问题。

PCE+流量调优 PCE（Path Computation Element）是一种基于MPLS TE的集中算路模式，解决了传统MPLS TE独立算路的限制。由隧道的Ingress节点PCC（Path Compution Client）向PCE Server请求路径计算，PCE Server返回算路结果后，PCC触发RSVP-TE协议建立LSP。

主要包括：①PCC（转发器）负责TE隧道创建、带宽标签资源预留，是TE隧道的所有者及管理者。

②PCE Server（控制器）是算路中心，通过IGP-TE收集网络资源信息（TEDB-Traffic Engineering Database）信息，并负责集中算路。

③PCE+是基于PCE技术的演进，和PCE的主要区别是：PCE（也称为Passive Stateless PCE）：转发器上报LSP信息但是不托管（Delegation），即控制器不会主动下发信息给转发器。同时控制器仅能收到TEDB信息，收不到网络的业务相关信息（LSP-DB-Label Switched Path Database），无权以全局最优为目标对不同PCC的路径做主动调优。

④PCE+（也称为Active Stateful PCE）：转发器授权控制器管理托管的LSP，同时控制器基于PCEP协议收集LSP-DB信息，并基于LSP-DB进行网络优化计算，从而以全局最优为目标进行主动调优。

⑤PCEP（Path Computation Element Communication Protocol）协议是PCC和PCE Server之间的通信协议，用来收集整网RSVP-TE LSP信息，并基于此提供集中算路服务。PECP仅提供了PCE南向接口的俗级ㄒ澹但不包含PCE计算的方法，PCE+拥有自己的集中网络优化算法，支持基于COST、带宽、时延等SLA进行路径计算。

⑥PCE for SR-TE：除了RSVP-TE之外，PCEP也支持收集SR-TE LSP信息，为SR-TE LSP进行调优。

⑦包括 北向协议 RESTCONF、 Syslog client、 AAA、 SFTP 、client 、SNMP agent 。南向协议 SNMP client NETCONF、 SFTP Server、 Trap Server、 PCEP 、BGP、 BGP-LS/GP 。目前最多开发就是南北向协议是Openflow 和Openstack两大协议平台，各项技术处于逐步完善阶段。

以上综述，从以SDN组网的Agile Controller-WAN软件的应用，说明了加快了运营商业务部署业务，减少了工作量，无需要多部门和厂商配合。提高网络效率，快速反应应对网络流量进行全局调整，而且对调优结果能及时感知。使网络维护操作简单，且定位时间短，实现了网络的重构。

5 结束语

从阐明SDN网络架构组成，再到IP网络应用SDN组网，详述了SDN网络对现有网络的重新架构产生的重大意义。综述解决了移动网络适应时展，对网络进行了一系列的改造，采取了通信领域最新产生的新协议，新标准。从而逐步完善对现有网络的改造。打造一个全新的适应时代要求的移动网络。

参考文献：

[1]杨.基于多拓扑路由的IP网络流量工程研究[D].电子科技大学，2013.