通用成幀協定

通用成幀協定

GFP 是一種先進的數據業務適配的通用協定和映射技術,通過它可以透明地將各種不同物理層或邏輯鏈路層信號適配進入SDH 和OTN。FP 提供了比其它適配和映射技術(如pocketover SDH、鏈路接入協定, 簡單數據鏈路)更高效和更可靠的傳輸。

GFP幀結構

GFP 幀分為用戶幀和控制幀。用戶幀包含用戶數據幀和用戶管理幀。用戶數據幀用於裝載用戶淨負荷,用戶管理幀用於裝載GFP 連線起始點的管理信息。控制幀分為不帶淨負荷區的空閒幀和OAM(運行、管理和維護)幀。空閒幀使GFP 更方便地適配到任何給定的傳輸媒質中,OAM幀仍處於研究階段。

GFP 的用戶幀格式由2 部分組成:核心頭和淨負荷區(淨負荷區為4 ~ 65 599 個位元組可變)。

1)核心頭。由2 byte 的淨負荷長度標識(PLI)和2 byte 的核心頭差錯校驗(cHEC)組成。為適應不同長度的PDU(協定數據單元)的需要,GFP 的幀長是可變的。PLI 使得每幀的幀長能夠預知,明確的幀長指示了下一幀的起始位置,縮短了幀邊界探測的時間。採用cHEC 大大提高了GFP 定界的可靠度。

2)淨負荷區。由淨負荷頭、淨負荷本身及4 byte的淨負荷FCS(幀校驗序列)組成。淨負荷頭又由類型域、HEC 檢驗位元組和可選的擴展頭組成。類型域提供了PTI(負載類型指示, 3 bit)、PFI(負載幀校驗指示,1 bit)、EXI (extension header ID , 擴展頭指示,4 bit)、UPI(用戶負載指示,8bit)及tHEC(類型域的誤碼控制, 2 byte)。PTI 用來指示負荷是用戶數據還是客戶管理信息;UPI 用以指示負荷是乙太網或PPP還是光纖通道等信息;可選的擴展頭是當需要進行客戶信號復用時使用的 。

GFP復用方式

為方便對不同傳輸機制的適配(如客戶信號和GFP 幀速率較小),GFP 採用了幀復用和客戶信號復用的2 種復用方式。幀復用就是將速率較小的GFP幀進行逐幀復用。復用時遵循用戶數據幀優先於用戶管理幀, 用戶管理幀優先於空閒幀的原則。

擴展頭用來指示客戶信號復用的情況。目前定義了3 種擴展頭:空擴展頭、線性擴展頭、環形擴展頭。空擴展頭用於點到點結構中傳輸通道為一個客戶信號專用的情況;線性擴展頭用於點到點結構中傳輸通道被不同客戶信號共享的情況;環形擴展頭用於環形網中多個用戶共享傳輸通道的情況 。

GFP傳輸模式

為了具備適應不同協定要求的多協定映射能力,GFP 定義了2 種傳輸模式:幀映射GFP(GFP-F)和透明映射GFP(GFP-T), 並允許同一傳輸通道中存在不同傳輸模式。

GFP-F 接收一個用戶信號幀後, 將其總體映射到一個或多個GFP 幀中。所有相關MAC(媒體訪問控制)信號,從宿端地址到幀校驗序列, 通過映射, 完整無缺地保留,保持了層之間的清楚區別。使用這種映射的是乙太網MAC 幀、PPP/IP 分組或多協定標籤交換(MPLS)等邏輯數據鏈路層的用戶信號。

GFP-T 把物理層固定數目的用戶字元映射到預定長度的GFP 淨負荷區域, 具有透明傳輸的特點。例如, 將8b/10b 塊狀編碼的用戶字元進行解碼,然後將得到的碼字(數據碼字或控制碼字)映射一個64b/65b 塊狀碼, 再加上由塊狀碼生成的CRC-16 序列,便構成了一個[ 536 ,520] 超級塊碼。N 個超級塊碼構成GFP 淨負荷。映射得到的GFP 幀可以立即傳送而不必等待這個用戶數據幀的剩餘部分。這種模式用於對延遲敏感的存儲域網路(SAN)。使用這種映射的是光纖信道、光纖通道連線(FICON)、企業系統連線(ESCON)等物理層基於8b/10b 編碼的客戶信號。

GFP-F 與GFP-T 的幀結構相同, 但是淨負荷長度不同:GFP-F 的淨負荷長度在4 ~ 65 599 byte 內可變, 而GFP-T 的淨負荷長度是固定的。

GFP通用處理過程

GFP的通用處理過程是對所有通過GFP成幀的淨荷都使用的處理步驟,涉及以下3 個處理過程。

① 幀復用過程(Frame multiplexing),來自多個客戶信號和多個客戶類型的GFP 幀在傳輸時基於逐幀方式(frame-by-frame ) 進行復用。當沒有其他GFP 幀可供傳輸時,GFP空閒幀(Idle frames ) 必須插入, 這樣可以提供連續的幀流以映射進位元組同步的物理層。

②淨荷區擾碼(Payload Area Scrambling),防止用戶數據淨荷與幀同步擾碼字重複。淨荷區所有位元組採用進行多項式自同步擾碼。

③為提高GFP 幀定界過程的健壯性,使用16 進制數“0xB6AB31E0’ 對包含PLI和cHEC 在內的核心頭部進行擾碼(Core Header Scrambling ) 。

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