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一
远程数据在数据链路上传输的控制规程可
分为两大类，即面向字符型与面 向比特型传输
控制规程。面向字符型控制规程以字符作为传
输的基本单位，它适应干60年代批处理通信的
需要，其传输效率较低，透明性较差，监控序
列只用纵横奇偶校验可靠性较差，数据信息和
控制信息格式不统一，固而其使用范围受到某
些限制。
70年代后，不仅通信量不断增长，而且应
用范围也不断扩大 (这些运用范围包括分时、
查询／响应和计算机信息网等)。面向字符型传
输控制规程已不能适应这些新的应用，从而出
现面向比特型的控制规程。本文以 ISO(国际
标准化组织)提出的 HDLC规程 为饼，介绍
面向比特型的控制规程。HDLC即高级数据链
路控制规程，本文将介绍它的规程特点，适用
环境 (站结构)、帧格式以及传输控制方法等
内容。
一
、 特点
面向比特型控制规程目的是提供一种通信
准则，以满足广泛的应用范围，包括；计算机集
中器和终端之间数据通信，以及计算机通信子
网的节点机何的数据通信，它的特点如下：
1．传输基本单位是比特，适应于多种编
码结构。
2．能用于任何链路结构，有交换／专用、
点对点或点对多点，半双 工 或者 是垒 双工链
路。
3．同步方式传送数据，速率在 2400b／s
以上。
4．采用连续发送方式，即每帧带有帧编
号和地址，可连续发送几帧后，才要求对方认
可，固而传输有效性较高。
5．可靠性好，它的数据和控制信息采用
一 30 一
计 算 机 网 络
— — 高级数据链路控制规程 (HDLC)
北方交通大学 U
统一格式，都采用循环码冗余校验 (cRc)
6．传输透明性好，除了帧标志外，无专
用的传输控制字符，因此对数据信息的组成不
加任何限制，能透明传输。
7．数据信息和 控 制 信 息均采用统一的
“帧 格式，因此格式一致且便于扩充。
=、适用环境和操作方式
利用 HDLC规程通信时，可以 有 三种类
型的通信 站，即 主 站，次 站 和 组 合 站。主
站 (P)负责建立数据链路 (启动)、数据传
送，以及链路差错恢复等控制。主站发出命令
要求次站执行指定操作，次站 (S)负责执行
主站指示的操作，并向主站发响应。链路操作
由主站与次站问的命夸和响应的交替来实现控
制。组合站 (c)兼有主站与次站功能，既能
发送又能接收命夸和响应，并负责整个链路控
制等 通信站可以是计算机 网 络中 的数据终
端、集中器、计算机及节点机等。
从通信双方的通信站构成看，可分两类构
型，即非平衡型与平衡型结构。非平衡型由一
个主站和一个或多个次站组成，即 “点一点”
或 “多点”式结构。平衡型，通信双方都具有
主站和次站功能。按其组成又可分为对称构型
a1点一点
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斑
嘞
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图 1 通信构型
妖道通信信号 1992年第10期
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及平衡构型两种。通信构型如图 l所示。
由上述通信构型和传 输 响 应 类型可见，
HDLC规程有三种基 本 操 作 方式：即正规响
应，异步响应与异步平衡方式。正规响应方式
(NRM)用于点一点或多点式非平衡结构。由
主站发 SNRM 命令建立此方式，其 特 点是次
站只有收到主站命令才发出响应。异步响应方
式 (ARM)用于点一点 非平 衡 方式或对称方
式，由主站发出 SARM命令建立此方式，处在
此方式下次站可不必收封圭站命令而白发的发
出响应。异步平衡方式 (ABM)，用于 平衡型
结构，通信双方均为组合站，具有同等的发送
命令与响应的能力。任何一方均可发出 SABM
命令建立这种方式。任何一方都不必收到对方
命令而 自发的发出响应，因而是异步响应。除
了上述三种基本操作方式外，还有三种扩充方
式。它们分别与基本方式相对应，仅采用扩充
的发送与接收顺序号，其它 功 能 与 用途均相
同。
三，帧结构
数据链路上传送的完整信息组称为 “帧”。
HDLC规程无论是信息帧还是控制帧都使用统
一 的帧格式如图 2。它们 由 标 志字段(F)，
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L-----—-l—--—-·J-—-．--．L-．——．．．．．- 一
h Ⅲ } I℃
·F：标志字段
· A：地址字段
· C：控制字段
· I：信息字段
· FCS：帻校验
图2 HDLC帧格式
地址字段 (A)、控制 字段 (C)、信息 字 段
(I)及帧校验 (FCS)组成。由于控制字段组成
不同，可分为三种格式，即信息 (I)格式、
监控 (S)格式及无编号 (U)格式，对应的
帧称为 I帧、 S帧及 U帧。其中 I帧及部分U
帧需要传送信息采用长帧，而 S帧 只 用 于监
铁道通信信号 1992~ o期
控，不含信息字段，采用短帧。凡是不合F字
段及帧长小于32位的帧是无效帧。
帧格式中备字段含义如下：
1．标志段 (F)：是一 个 8比 特序 列
(01111110)。它用于帧的开始和结束定界，
因为信息字段的长度未加规定，故用 (F)指
示每帧的开始与结 束。在 帧 与帧间 的空闲时
间，可连续发送 (F)作填充。 (F)也用于
帧同步。
为了防止其它字段出现与 (F)相同的比
特序歹Ⅱ格式，其它字段采用 “0”插人与。0”
删除技术，即发送端监视除 F字段外的发送序
列，一旦有连续 5个 “l”出现时，则自动插
入一个 “0”。由于采用 “0”插入则帧中除
F字段外，不会出现多于连续 5个 “l”的序
歹Ⅱ，防止了出现与 F字段相同比特序列，因此
传输是透明的。同理，接 收 端 采 用0删除技
术，将连续 5个 l后的 0自动册4除，恢复原来
的比特序列。
2．地址字段 (A)：长度为 8位，可选
择256个站。如果不够可采用扩展 寻 址方式，
以8位为单位进行扩展。扩展方法是把 8位地
址的第一位置 0”便表示下一个 8位是基本
地址的扩展，因此地址段可循环地扩展。当然
使用地址扩展后，每个 8位地址的选址范围是
128。地址字段填写的内容是： “命 令帧填 对
方站地址，响应帧填本方站地址”。对于 NRM
方式，主站发命令，次站发响应，因此地址字
段填人次站地址。主站发出的帧中地址段指示
哪个次站接收该帧。次站发来的帧中地址段指
示由哪个次站发送。地 址 段 填 写垒部 “l”
时，表示广播地址，每个次站均可接收。
3．信息字段 (I)：信息段 跟随在控制
段之后，其内容包括所要传输的数据信息。规
程对长度没有限制，但是在具体实现时，要受
剜通信站的缓冲容量和信道误码率限制。一般
信息段长度是 8比特的倍数，通常是一千位到
几千位
信息段可以是任意组合的比特序列，即透
明传输。在监控 (S)帧中不包含信息段，只
一 8l 一
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有在信息 (I)帧或部分的无编号 (U)帧中
才有信息段。U帧中信息段有如下功能：①不
带顺序编号的信息传送j③识别信息的交换j
③状态信息。
4．帧授验 (FCS)字段：FCS占16位，
采用循环码校验，即对整个帧内容，包括地址
段、控制段及信息段作循环冗余校验，其生成
多项式为：x¨ +x”+X +1。
四、规程要素一一 控制字段
控制字段占8位或16位，其 内容 最 为丰
富。可分为： I格式、 S格式和 U格式，其控
制段内容不同，图3中表明控制段的格式。它
是 HDLC规程实现的关键。基本 控制字段长
度为 8位，适应于帧发 送 与 接 收 顺 序 编 号
N(S)与 N(R)各为三位的场合。扩展控制字
段占l6位，其中N(S)， N(R)都扩 展到 7
格式 l 控制段比特
类 I b b2 b b 5Ib s b 7 b
I格式 1 0 NlS J 日N rR
『S格式 ：J i O s s 竹曰 N R J
U格式 l L L M M ， M M M—
SS=0D：RR接收已准备 ss=01：REJ拒 绝
ss=10：RNR接收未准备 s=儿 SREJ选择
拒绝 (a)基本类型
·S一监控位 ·M一修饰位
· x一保留位 (置 0) ·U一哲无规定
(b)扩展 类型
图3 控制段格式
位，即帧编号可从0到127。现将控制段内容分
别叙述如下：
I．信息传送格式 (I)： I格 式 用于执
行信息的传送。其中 N(S)为发送帧顺序编
号，发送站每发送一帧，其编 号 顺 序 加 1，
N(R)为接收帧编号，它表示期望收帧的编号，
并表示对N(R)以前所收到的各帧确认无误；
P／r是探询／终止位，在命令帧中该位是探询
一 32一
位P，在响应帧中该位是终止位 F。在 NRM
方式中，带 P= l的命令帧，请求对方响应，
例如主站可以发送带 P位的 I帧或 S帧要求次
站响应 I帧。在未收到P=l的命令时，次站
不得发送 I帧或S帧，次站在收到P=l的命
令帧时，可发送一个或多个响应帧，但最后一
个响应帧的F位必须置 l，表示响应终止，然
后次站停发，直剜又 收 到P= l的命令帧为
止。在 ARM 方式及 ABM 方式中，次站可异
步的发送 I帧，命令帧中 P= l时，要求对方
尽快地回送 F= l的响应帧。由此可见，命令
帧及响应帧中的 P位及 F位总是成对的出现。
I帧控制段 的 首 位为 0，作 为 I帧的标志。
2．监控格式 (S)： S帧控制段 低 2位
为lO作为帧标志。 S帧用于传送监控命令及响
应，如确认，否认、暂停发送及差错恢复等。
S帧不含信息字段，由两个S位组成如下四种
不同的命夸与响应。
RR接收已准备 好：准备 接 收 编号 为
N(R)的帧，并对已收到的N(R)以前的垒部
I帧确认。
RNR接收未准备好 表示本站 暂 时不能
HDLC命令／响应编码寰
控 制 段 比 特
命令 响应
I 2 3 4 5 6 7
I 1 0 N(S) P／F N(R)
RR RR 1 0 0 0 P／F NOD
RNR RNR l 0 1 0 P／F N(R)
REI REJ 1 0 0 1 P／F N(R)
SREJ SREI 1 0 l l P／F N(R)
SNRM l 1 0 0 P 0 0
SARM DM l 1 1 1 P／F 0 0
SABM 1 1 1 1 P 1 0
DISC RD 1 L 0 0 P／F 0 I
UA 1 1 0 0 F l 1
FRMR FRMR 1 1 1 0 P／F 0 0
UI UI l 1 0 0 P／F 0 0
SIM RIM 1 1 1 O P／F 0 0
XID XID 1 l 1 1 P／F 1 0
铁道通信信号 1992年第10期
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声 一 7I 7
· 综 述 ·
／
当 代 铁 路 信 号 技 术 的 发 展 趋 势
闭耀 张锡 第 ，， 。
一 。 一 L／
· 内容提要 ·微型计算机的引入，信号设备功能的完善和扩展，是当代铁路信号技 ，
木发展的主要特征。从北美、西欧、 日本和原苏联等国的发展分析，普遍重视建立新型
列车控制糸统，并与调度控制系统相结合，构成综台 自动化系统。我国铁路信号技术水
平和装备数量与国外先进水平相比有个不小的差距。我 国铁路应大力发展 自动闭塞和调
度集中，并同时开发与应用分布式和积木式的列车控制和调度控制系统。
主题词：堡堕笪量， 垦 势
80年代以来，随着微电子技术、现代通信 大规模集成器件的发展与 相 应 技 术的横向转
技术和信息技术的发展，特别是微型计算机和 移，铁路信号系统的面貌有了新的变化。这主
接收其它 I帧，同时对已收到的
N(R)以前的 I帧确认。
REJ拒绝接收：表示接收帧
有错误，要求发端重新发送从编
号N(R)开始的各个 I帧。
SREJ选择拒绝：要 求发端
重发编号N(R)这一帧。
3．无编号 格 式 (u)；控
制字段没有N(R)或N(s)编
号，用来传送要求建链、拆链、
确认等命令和响应，由5个M位
的不同组合 构 成 各 种命令与响
应。
·正常 i 针 ． 牛 1
其中 SNRM、SARM、SABM 以及它们的
扩展命令，分别要求建立 NRM，ARM，ABM
操作方式。DISC拆除链路，用来结束 已建立
的各种操作方式。UA无编号确认，用来对上
述 “建模式”和断连命令的响应。FRMR帧拒
绝，接收端通知发送端牧蓟一个错误的帧，并
指出错误类型。
HDLC规程的命令／响应种类及编码如上
表所示。
五，HDLC传输控制过程
按 HDLC规程两个站之间实现 数据 交换
过程，可分为建立链路、数据传 输和 拆 链三
个阶段。图4表示 HDLC规程传输与控制器操
作原理。由 置方式命令 请求建 立 链路，
铁道通信信号 19B2年第10期
图 4 IIDLC NRM 方式传 输工作过程
对方以 UA响应确认，或以 DM响应 否 认 。
如果长期未收到响应，剐采用超时重发来请求
建链。建立数据链路后，进 入 数 传 阶段。用
“I，N(s)，N(R)，P／F”表示信息帧，例如 I，
2， 4， P表示 I帧，N(S)=2，N(R)=
4且探询位 P=1。用 “RR， F 表示准备
接收响应帧，它的N(R)=4且 终 止位 F=
1，即对探询的响应。图4中表明数传阶段正
常接收，接收未准备好，传输有错拒绝接收和
选择拒绝四种情况。数传结束进入拆链阶段发
DISC请求拆链，对方用 UA 响应完成拆链。
图4中仅以 NRM 方式为 例，对 于 ABM 及
ARM 方式与之相似，不 同 之 处在 于 异步响
应。
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