下一代SDH传输技术

下一代SDH传输技术

GUANGZHOUPHOSPHORINFORMATIONTECHNOLOYCO.,LTD广州元迪信息技术有限公司

下一代SDH传输技术目录当前和未来的网络状况虚级联(VC)链路容量调整机制(LCAS)通用成帧程序(GFP)弹性分组环（RPR）多协议标签交换（MPLS）当前的网络状况SDH

–

是目前核心网主要采用的传输技术,并已具有很大的网络容量。Ethernet

–

是LAN主要采用的技术并被全球企业广泛应用。IP/Ethernet将是未来发展的重点。城域网

–是核心网和最终用户之间建立的一道桥梁，提供不同业务的接入、汇聚和传输等功能。城域网建设所占的比重正在大幅度上升。市场广阔 运营商为主异步 同步动态带宽 固定带宽无连接 面向连接无法保证服务质量 高服务质量Ethernet和SDHEthernetSDH当前城域网主要解决方案基于以太网的方案（GE,10GE)弹性分组多业务平台(RPR)WDM多业务平台(DWDM或CWDM）智能城域光网基于SDH多业务传送平台(NewSDH/MSTP)是近段时间内城域网建设采用的主要技术可以将基于原来的SDH结构平滑升级，将多种不同业务通过VC或VC虚级联方式映射入SDH时隙。不存在基于IP的QoS和实时性等问题。不仅支持话音，而且支持数据业务。采用了三项关键的技术：GFP，VC，LCAS实际网络状况CampusAEthernetOpticalCoreNetworkRemoteServersStorageServersFibreChannelSDHDWDMSDHSDHSDHCampusBEthernetFICON仔细看看!核心NE边缘NESDH/OTNSDHMUX/DEMUX

本地接口在网络边缘采用NewSDH/MSTP

技术

?“NewSDH/MSTP”VCVirtualConcatenationLCASLinkCapacityAdjustmentSchemeGFPGenericFrameProcedureLAPSEthernetFiconEsconFibreChannel网络边缘核心网适配用户运营商用户需要的

Ethernet问题:

如何有效的利用当前的SDH传输Ethernet

？示例:对于10M的Ethernet业务，SDH容器如何承载？VC-12...太小!2.176Mbit/sVC-3...效率太低20%48.38Mbit/s或典型Ethernet业务100255075Mbit/stime1234EthernetPacketCustomer3=100MCustomer2=60MCustomer1=10MSDH速率10M如何利用SDH传输

10MEthernet业务?连续级联仅仅是扩大了容器的大小!采用标准的容器－低效!可否采用5xVC-12级联??5xConcatenation:

Contiguousor

Virtual?连续级联还是虚级联？AU-4PointersMSOHRSOHVC-4-5VC-4-6VC-4-7VC-4-8VC-4-9VC-4-10VC-4-11VC-4-12VC-4-13VC-4-14VC-4-15VC-4-16VC-4-1VC-4-2VC-4-3VC-4-4STM-16连续级联Contiguous

Concatenation

VC-4-4cAU-4PointersMSOHRSOHVC-4-1VC-4-2VC-4-3VC-4-4VC-4-5VC-4-6VC-4-7VC-4-8VC-4-9VC-4-10VC-4-11VC-4-12VC-4-13VC-4-14VC-4-15VC-4-16开始于净荷中的指定的位置由连续的VC-4-nc组成（要求时隙连续），其中n为2、3、4、8、16、64、256只用一个指针要求信息流传输中涉及到的网络元素必须从源节点到目标节点（包括中间节点）都支持该功能－不能充分利用原来旧的SDH设备投资，必须对整网进行改造数据服务速率与这些已定义容器之间的匹配并不是很好，带宽使用还欠优化连续级联STM-16虚级联Virtual

Concatenation

VC-4-7vAU-4PointersMSOHRSOHVC-4-5VC-4-6VC-4-7VC-4-8VC-4-9VC-4-10VC-4-11VC-4-12VC-4-13VC-4-14VC-4-15VC-4-16VC-4-1VC-4-2VC-4-3VC-4-4

PointersMSOHRSOHVC-4-1VC-4-2VC-4-3VC-4-4VC-4-5VC-4-6VC-4-7VC-4-8VC-4-9VC-4-10VC-4-11VC-4-12VC-4-13VC-4-14VC-4-15VC-4-16可开始于净荷中的任何位置VC-4-nv是分布排列的，无需时隙连续每个容器均有自己的指针定义了两种形式的虚级联－－髙阶和低阶，使得带宽使用更优化只需传送通道的两端支持该功能，无需中间节点支持，可利用已有大规模的SDH设备，无需对全网进行改造升级虚级联虚级联(VC)的命名VC-n虚容器nn=4,3,2,12,11定义参与级联的虚容器类型-X级联的虚容器数量所有的X个虚容器构成虚级联组（VirtualConcatenatedGroup，VCG）v级联类型指示v=虚级联c=连续级联虚级联组由X个VC-n容器构成虚级联的容量和最大容量最大级联数: =256最大容量:=256x容量

名称

容量

最大容量

VC-4–nv

149M

-

38.3G

VC-3–nv

48M

-

12.7G

VC-2–nv

6.8M

-

434M

VC-12–nv

2.2M

-

139M

VC-11–nv

1.6M

-

102M

VC-4

VC-3

VC-2

VC-12

VC-11

SDH–虚级联C-12-5vC-12-12vC-12-46vC-3-2vC-3-4vC-3-8vC-4-6vC-4-7vSDH92%98%100%100%100%100%89%95%C-4-64v100%EthernetATMESCONFibreChannelFastEthernetGigabitEthernetdata10Mbit/s25Mbit/s200Mbit/s400Mbit/s800Mbit/s100Mbit/s1Gbit/s10GbEthernet10Gbit/sefficiency100MEthernetSTM-1=64xVC-12

VC-12-5v

VC-12-46v2x10MEthernet

VC-12-5v8xE1Services示例:通过采用VC可将更多的服务集成起来VirtualConcatenation

+

DifferentialDelay虚级联的时延问题虚级联组（VirtualConcatenatedGroups）答案:容器本身无法知道属于哪个虚级联组，需要通过网管确认。问题:容器如何知道它属于哪个虚级联组？问题:哪些容器属于同一个虚级联组？答案:所有开始并终结于同一个端口的容器属于同一个虚级联组！ABABAAVC-4VC-4VC-4VC-4虚容器指示问题:如何区分一个VCG的各个成员?SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3解决方案:给每个成员一个唯一的号码！序列标识（SequenceIndicator，SQ）结果:VCG的成员可区分和排列时间戳机制问题:如何知道一起到达的成员是否是一起出发的？解决方案:给每个VCG一个编号帧计数器（FrameCounter，FC）VC-4VC-4VC-4VC-4SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=0SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=1SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=0SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=1SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=0SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=2SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=1SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=0SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=2SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3FC=3SQ=0SQ=1SQ=2SQ=3传输级联的信号VC-4-2v虚级联VC-4#2VC-4#1VC-4#1路径2路径1VC-4#2差分延迟VC-4#2VC-4#1VC-4#2VC-4#1连续级联VC-4-4cC-4C-4C-4C-4C-4C-4C-4C-4NENE一条路径C-4C-4C-4C-4CoreNetwork差分延迟VC-3#1VC-3#2VC-3#3VC-3#21.

.

.msec050100Leadingpointer容器缓存Prop.delay1Prop.delay2Prop.delay3Prop.delay21Diffdelay存储去映射终点SQ=1FC=maxSQ=0FC=maxSQ=3FC=maxSQ=1FC=maxSQ=0FC=maxSQ=3FC=maxSQ=1FC=0SQ=0FC=0SQ=2FC=maxSQ=3FC=0SQ=1FC=maxSQ=0FC=maxSQ=2FC=maxSQ=3FC=maxSQ=1FC=0SQ=0FC=0SQ=3FC=0SQ=1FC=1SQ=0FC=1SQ=3FC=1SQ=1FC=maxSQ=0FC=maxSQ=2FC=maxSQ=3FC=maxSQ=1FC=0SQ=0FC=0SQ=3FC=0SQ=2FC=0SQ=1FC=1SQ=0FC=1SQ=3FC=1SQ=1FC=maxSQ=0FC=maxSQ=2FC=maxSQ=3FC=maxSQ=1FC=0SQ=0FC=0SQ=3FC=0SQ=2FC=0SQ=1FC=1SQ=0FC=1SQ=3FC=1SQ=1FC=2SQ=0FC=2SQ=2FC=1SQ=3FC=2SQ=1FC=0SQ=0FC=0SQ=3FC=0SQ=2FC=0SQ=1FC=1SQ=0FC=1SQ=3FC=1SQ=1FC=2SQ=0FC=2SQ=2FC=1SQ=3FC=2SQ=1FC=0SQ=0FC=0SQ=3FC=0SQ=2FC=0SQ=1FC=1SQ=0FC=1SQ=3FC=1SQ=1FC=2SQ=0FC=2SQ=2FC=1SQ=3FC=2SQ=1FC=3SQ=0FC=3SQ=3FC=3SQ=2FC=2Way1Way2Way3–

延迟Way4VCG重组VCFraming虚容器封装VC的开销K4字节的一位（第二位）32帧构成一个复帧高阶VC低阶VCH4字节16帧构成一个复帧F2H4F3K3B3C2G1J1N1VC-3/VC-4outofVC-3-Xv/VC-4-XvJ2N2K4V5VC-2/VC-11/VC-12outofVC-2-Xv/VC-11-Xv/VC-12-Xv高阶VC-H4字节

–

无LCAS0123456789101112131415MFI1MFI2nH4ByteMulti-FrameBit1-4Bit5-8Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”MFI1(bit1-4)0000010000100110000101010011011110001100101011101001110110111111MFI2(bit1-4)MFI2(bit5-8)8bitSQ(bit1-4)SQ(bit5-8)8bit传送一个复帧的时间:16bytex125µs=2msMFI1–复帧指示14位–计数器每帧加1一个MFI1复帧=16帧，计数范围从0到15。MFI2-复帧指示28位-计数器每16帧加1，即MFI1复帧指示器计满后，MFI2加1。计数范围从0到255。高阶VC帧计数器:MFI1xMFI2=16x256=4096最大差分延迟容限=4096x125µs=512msSQ–序列指示8位-每MFI1复帧传送一次最大高阶VCG成员数量=256高阶VC-H4字节

H4字节:MFI1/MFI2MFI2(8)012

整个复帧

MFI=16*MFI2（256）

=4096steps.时延补偿为512ms0124095255

0

1

15

MFI1(4)0

1

15

0

K4字节(VC-2,11,12)第1位:用于复帧定位信号和扩展信号标记-32帧的复帧第2位:低阶虚级联第2位:32帧的复帧应与第1位的复帧同相1723456891210111319141516171820212422232531262728293032保留MFAS（复帧同步标记）01111111110扩展信号标记01723456891210111319141516171820212422232531262728293032保留=0帧计数(FC)序列指示(SQ)低阶VC-K4字节传送一个复帧的时间:复帧长度x帧速率32bitx500µs=16msSDH低阶通道开销V5:通道状态和信号标记字节J2:VC-12通道踪迹字节N2:网络运营者字节，用于VC2、VC-12和VC-11级别的串联连接监测K4:第一位用于复帧定位信号和扩展的信号标签，而第二位用于虚级联，其他备用低阶通道开销低阶VC帧计数器:FCx复帧长度x帧速率最大差分延迟容限=32x32x500µs=512msFC–复帧指示或帧计数器5位-每个32位复帧后计数器加1，计数范围从0到31低阶VC-K4字节SQ–序列指示6位-每个32位复帧传送一次最大低阶VCG成员数量=64虚级联的好处VC好处经济利用核心网的已有设备只需在网络边缘投资成熟SDH可靠性高并已被用户很好的使用和掌握高效率/可升级更合适的容量,且具有多路径能力低投资根据客户需求配置

更快收益面临的问题

如何增加或减少带宽?

动态带宽配置

“..让其他的车上路..”VC-3#1VC-3#2VC-3#?VC-4#1VC-4#3VC-4#2FAILED如何保证数据服务的

QoS?VCG保护

一个VC容器出错

–整个VCG失败!LinkCapacityAdjustmentScheme链路容量动态调整机制目前带宽配置方式LocationALocationB用户已有50Mbit/sEthernet带宽(VC-3-1v)用户现在需要100Mbit/s带宽

但是:将业务转移到100M时会影响业务!!

运营商人工建立的第二条路径利用网管系统100M=VC-3-2vLCAS–

增加带宽时不影响业务运营商人工配置的另外一条50M路径LocationALocationB运营商在网络边缘安装VC&LCAS设备在两端的网络边缘节点使用LCAS协议网元协商

–

当另外的路径有效并提供服务时!LCASProtocolNENELCAS成功

一个100M的路径建立并投入使用!100MEthernetLinkGeneralizedControlPacket通用控制包VC&LCAS控制字FC帧计数器MFIVCG序列指示SQ虚级联信息LCAS差错保护CRCLCAS成员状态MSTLCAS控制命令CTRLLCAS组标识GIDLCAS反向序列响应RS-AckLCAS信息通过两个网络边缘网元的控制字交流实现带宽的调整控制字-MFICRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckMFI–

复帧指示区域MFI是帧计数器,它每帧加1同一

帧VCG的所有成员具有相同的MFI值当帧计数器到最大值后则归零MFI用于同一个VCG的虚级联容器在宿端重新排列用于确定同一VCG的成员之间的差分延迟MFI=0MFI=1MFI=2MFI=maxMFI=0MFI=1宿源控制字-SQCRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckSQ–

序列指示每个VCG的成员有自己唯一的序列号序列号的取值从“0”–

到

最大值：63(低阶)或255(高阶)SQ用于区分同一VCG的成员MFI=0SQ=0MFI=0SQ=1MFI=1MFI=2MFI=255MFI=0MFI=1MFI=2MFI=255MFI=0SQ=0SQ=0SQ=0SQ=0SQ=1SQ=1SQ=1SQ=1宿源VCGMember0Member1VCGLinkEOSIDLEADDNORM宿源控制字-CTRLCTRL–LCAS控制区域它用于将信息从源传到宿它包括开始和结束带宽适配过程的LCAS控制命令CRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckCTRL–

用于同步源和宿的LCAS过程

提供每个VCG成员的LCAS状态信息控制字-CTRLLCAS控制字－CTRLFIXED(0000)

–

非LCAS模式表明在源未使用LCAS模式-固定带宽CRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckADD(0001)-增加一个VCG的带宽此容器目前不属于VCG的成员，但申请成为VCG成员NORM(0010)

–

正常传输表明此容器是VCG成员并正在传输业务净荷控制字-CTRLDNU(1111)–

不可用此容器中的净荷不能用，因为宿端报告失败状态（FAIL）它仍是VCG成员，但当前“无法提供服务”CRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckIDLE(0101)

–

当前未用预备容器，当前未使用或将要从VCG中去除-当前未传输业务净荷当开始一个新的VCG时，所有成员的控制字CTRL=IDLELCAS控制字－CTRLEOS(0011)

–

一个序列的结尾&正常传输此容器为VCG中的最后一个成员并正在传输业务净荷.控制字-GIDCRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckGID–

组标识它是一种安全机制，用于识别成员是否属于某一VCG属于同一VCG的成员具有相同的GID值GID内容是

PRBS215-1

，一种伪随机数GID–

用于检验所有成员是否来自相同的源

鉴别属于同一个VCG的所有成员Member0Member1MFI=0SQ=0GID=0MFI=1SQ=0GID=0MFI=2SQ=0GID=1MFI=0SQ=1GID=0MFI=1SQ=1GID=0MFI=2SQ=1GID=1MFI=255SQ=0GID=0MFI=0SQ=0GID=1MFI=255SQ=1GID=0MFI=0SQ=1GID=1控制字-MSTCRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckMST–

成员状态区域它是从宿到源的反向信息，一位。用于报告每个VCG成员的状态对于每个VCG成员，MST有两个状态：

OK=0

或

FAIL=1成员状态信息它通过复帧传送直接对应某个VCG成员当开始一个新VCG时，它报告

MST=FAIL当收到ADD、NORM或EOS等控制字后，它转为

MST=OK控制字-RS-AckCRCMFISQCTRLGIDRS-AckMSTRS-Ack

–反向序列响应如果在宿端监测到任何序列号改变，RS-Ack位将翻转(从“0”到“1或

从“1”到“0”)但须在所有成员状态被评估后RS-Ack

位翻转将向源表明宿端已接受新成员状态CRCMSTMFISQCTRLGIDRS-AckCRC–

循环冗余校验（低阶3位，髙阶8位）利用CRC保护控制帧的内容如果差错被监测到，控制帧将被丢弃ControlPacketTransportHigh&LowOrder控制包的传送及优先级LCAS字节的位置J2N2K4V5VC-2/VC-11/VC-12outofVC-2-Xv/VC-11-Xv/VC-12-XvF2H4F3K3B3C2G1J1N1VC-3/VC-4outofVC-3-nv/VC-4-nV

LCAS和VC信息在一起

K4字节的一位（第2位）32帧构成一个复帧高阶LCAS低阶LCAS

LCAS和VC信息在一起

H4字节16帧构成一个复帧高阶

LCAS-H4

字节传送一个复帧的时间:16bytex125µs=2ms0123456789101112131415MFI1MFI2nH4ByteMulti-FrameBit1-4Bit5-8MFI1(bit1-4)0000010000100110000101010011011110001100101011101001110110111111MFI2(bit1-4)MFI2(bit5-8)8bitSQ(bit1-4)SQ(bit5-8)8bitReserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”Reserved“0000”CRC-8CRC-88bitMemberStatus(MST)MemberStatus(MST)8bitRS-Ack“000x”1bitGID“000x”1bitCTRL4bit低阶控制字CRC-3MemberStatusSequenceIndicatorCTRLGIDSpareRS-ACKJ2N2K4V5VC-2/VC-11/VC-12outofVC-2-Xv/VC-11-Xv/VC-12-Xv低阶VC&LCAS如何建立一个复帧控制字?

从每个K4字节过滤出第二位

存储每个第二位信息32个VC之后，即可接收到一个完整的VC&LCAS控制字FrameCount1K4b2过滤器32x2K4b23K4b24K4b25K4b26K4b27K4b28K4b29K4b211K4b212K4b213K4b214K4b215K4b216K4b210K4b217K4b218K4b219K4b220K4b221K4b222K4b223K4b224K4b225K4b227K4b228K4b229K4b230K4b231K4b232K4b226K4b2虚级联（VC）信息LCAS信息“ADD”过程（容量增加）网管要求对现有链路增加带宽1源当前未装备的容器进行如下操作：a)分配一个有效的SQ

(SQ=当前最高SQ+1)b)将

CTRL=IDLE

变为CTRL=ADD2源宿端在检测到新成员后发MST=OK

作为响应3宿宿端在下一个复帧向源确认新状态，即RS-Ack翻转

4宿源在收到确认后将对原最后一个成员和新成员状态做如下改变a)将原来的最后一个成员将由CTRL=EoS

变为

NORMb)新成员将由CTRL=ADD

变为EoS5源

宿端在收到CTRL=EoS的新成员后开始对其进行去映射操作7宿源开始将净荷（业务）映射到新容器中6源LCAS-ITU-T状态图增加多个成员，则序列中除最后一个成员被设置为EOS外，其余所有成员都被设置成NORM宿端发现一个成员失败宿端改变此成员状态为FAIL当源发现此成员状态为FAIL后，将其CTRL由NORM或EoS

变为DNU宿端不在对此成员的净荷进行去映射暂时失败宿端发现失败信息清除宿端设置此成员状态为OK当源发现此成员状态为OK后，将其CTRL再次设为NORM或EoS宿端开始对此成员的净荷进行去映射VC链路自动恢复是可能的动态调整出错成员当接收端检测到某个成员出现错误会将其从VCG中除去。如图所示，接收端将出现错误的成员memn的MST设置为FAIL。发送端接收到这个信息之后，一方面向网管报告，另一方面将出错的成员的控制字设置为DNU。图中出错的成员是最后一个成员，那么就需要把前一个成员的CTRL设置为EOS。经过一段时间，接收端若检测到memn的错误消失了，就会将memn的MST设置为OK。请求加入这个成员。发送端也一面将清除错误的信息告知网管，一面加入这个成员。

LCASsummaryLCAS小结VCGA的容器n

发送的控制字xVCGB的容器p发送的控制字y信息流程图VCGB的容器p状态信息VCGA的容器n状态信息MFI_ASQ(n)CTRL(n)CRC_xGID_AMST_A(n)RS-Ack_AMST_B(n)RS-Ack_BMFI_BSQ(p)CTRL(p)CRC_yGID_BVCGB链路VCGA链路NEANEB控制字总结信息流向源宿MFI复帧指示是一个计数器用于区分VCG

用于差分延迟补偿SQ序列指示是一个计数器用于区分一个VCG中的VC-n容器

当差分延迟产生时在终点对VC-n容器进行重排序CTRLLCAS控制字是

当VCG开始改变带宽时，显示容器状态的实际命令

FIXED–容器处于非LCAS模式

ADD–被加入VCG的一个容器

REMOVE–被从VCG去除的一个容器

NORM–VCG的一个正常容器

EOS–VCG的最后一个容器

DNU–容器失败(容器不可用)控制字总结信息流向源宿GID组标识位是

一个额外的验证机制确保所有的VCG成员属于同一个组CRC循环冗余校验是

一种用于在控制字中发现位差错的保护机制MST成员状态信息是

一种机制，用于由宿报告源当前的某个VCG成员是否正确接收RS-Ack反向序列响应是

一种机制，用于由宿报告源发现VCG成员发生变化（增／减）链路容量调整机制（LCAS）LCAS好处灵活&可升级实时提供可变的VC带宽节省费用只需在网络边缘增加新网元对核心网是透明的提供增值业务按需分配带宽”软”保护99.999%情况正常工作恢复性虚级联链路保护和恢复面临的挑战在异步的业务和同步的网络之间进行速率适配异步速率同步速率

有效和适当的对各种不同的数据业务进行映射!“...适于一切业务的映射方式...?!?”SDHGenericFrameProcedure通用成帧程序SONET/SDH/OTNSONETMUX/DEMUX

NativeInterfaces在网络边缘采用NewSDH

技术

?“NewSDH“VCVirtualConcatenationLCASLinkCapacityAdjustmentSchemeGFPGenericFrameProcedureLAPSEthernetFiconEsconFibreChannel网络边缘核心网适配用户运营商基于GFP的客户端信号映射EthernetOTNFiberorWDMRPRFiberChannelESCONFICONIPDataSANAudio/VideoDVB-ASIVoiceSDHGenericFramingProcedureGFP模型GFP–针对业务部分(与净荷有关)GFP–通用部分(与净荷无关)SONET/SDHVC-nPathOTNODUkPathOthers

(e.g.Fiber)EthernetIP/PPPFibre

ChannelOthers业务GFP传输按帧映射透明映射ESCONGFP是一个信息流量自适应协议，它能将任何数据类型转换成SDH同步信道字节。

通用成帧规程(GFP)G.7041GenericFrameProcedure定义了业务封装方法

-用于在SDH或OTN网络传输帧格式-对于不同的业务映射方式-将业务信号映射为GFP为什么需要新的成帧程序?对不同的传输速率进行简单和灵活的业务适配为对延迟和QoS有着严格要求的数据传输提供灵活的途径StructureofGFP-FramesGFP的帧结构PayloadArea8bitCoreHeaderGFPPayloadArea（GFP净荷区）传输上层特有的信息

长度为4到65535字节GFP帧总览ClientPayloadField（业务净荷区）包括业务帧(GFP-F)业务字符(GFP-T)ClientPayloadInformationPayloadHeaders（净荷帧头）提供业务类型和支持业务特有的管理程序包括CRC校验长度为4到64字节PayloadHeadersCoreHeader（核心帧头）包括净荷区的长度

帧开始信息CRC-16差错校验

长度为4个字节OptionalPayloadFCS（可选净荷FCS）保护业务净荷信息CRC-32长度为4字节OptionalPayloadFCSGFP

在传输前进行扰码!GFP–

通用部分PayloadAreaCoreHeader8bitPLIPLIcHECcHECClientPayloadInformationPayloadHeadersOptionalPayloadFCS4byte4to65535byte8bitX=4-64byte0to65535-Xbyte4byte4byteGFP-CoreHeader（核心帧头）PayloadAreaCoreHeadercHEC

–

核心帧头差错控制包括一个CRC-16差错控制码，用于保护整个核心帧头.它能够

纠正一位差错检测多位差错PLI-PDU长度指示（净负荷长度标识）16位，包含一个二进制数，表示净荷区长度

payloadarea（净荷区）:最小:4位(PLI=0004hex)最大:65535位(PLI=FFFFhex)PLI=0hexto3hex为控制帧保留PLIPLIcHECcHEC111112345678GFP–控制帧GFPIDLEFrame(空闲帧)最小的、可能的GFP帧只有

4位PLI=0000hex空闲帧是必需的对于速率适配对于帧同步过程IDLEFramePLI=00PLI=00cHEC=00cHEC=00GFP控制帧用于管理GFP连接.四个有效的控制帧PLI=0000hex到PLI=0003hex当前只定义了一个控制帧：GFP-PayloadHeader（净荷帧头）PayloadType-净荷类型业务净荷

的内容和格式指示不同的GFP帧类型在多业务环境区分不同的业务PayloadAreaCoreHeaderClientPayloadInformationPayloadHeadersOptionalPayloadFCSPayloadTypeExtensionHeaderFieldExtensionHeaderField-扩展帧头区支持不同的数据链路帧头，如虚链路标识源/目的地址服务级别当前定义了三个扩展帧头变量用于点到点或环形结构GFP-PayloadHeader（净荷帧头）PTI–

净荷类型标识3位，用于表示GFP业务帧类型

目前定义的包括：PTI=000

业务数据（客户数据帧）PTI=100

业务管理信息（客户管理帧）PTI=其他

保留PFI–

净荷帧校验序列（FCS）指示1位PFI=1 进行可选的净荷FCS检测PFI=0 不进行可选的净荷FCS检测EXI–

扩展帧头标识4位，指示扩展帧头区的格式目前定义的包括：

EXI=0000 空扩展帧头EXI=0001 线性帧头EXI=0010 环形帧头EXI=Others 保留PayloadTypeExtensionHeaderFieldPTIPFIEXIUPItHECtHEC111112345678UPI-使用者净荷标识8位，用于标识封装在GFP业务净荷区的业务/服务类型UPI值对于下列帧意义不同

业务数据帧(PTI=000)业务管理帧(PTI=100)tHEC

–

类型帧头差错控制16位差错控制码

可纠正一位差错或在净荷类型区发现多位差错GFP-ExtensionHeader（扩展帧头）ExtensionHeaderField（扩展帧头区）支持不同的数据链路帧头，如虚链路标识源/目的地址服务级别长度为0-60字节，在扩展帧头标识（EXI

）中当前定义了三个扩展帧头变量用于点到点或环形结构EXI=0000 空扩展帧头EXI=0001 线性帧头EXI=0010 环形帧头EXI=Others 保留PayloadAreaCoreHeaderClientPayloadInformationPayloadHeadersOptionalPayloadFCSPayloadTypeExtensionHeaderFieldExtensionHeaderFieldGFP-LinearExtensionHeader（线性扩展帧头）CID–

通道标识8位，用于标识同一个链路的最多256个独立的GFP通道eHEC-扩展帧头校验16位差错控制码可纠正一位差错可在扩展帧头区检测到多位差错eHECeHECCIDSpare1111tHECtHECTypeType1111线形帧扩展帧头(EXI=0001)应用于线形（点对点）结构，即几个独立的业务或服务汇聚到一个传输路径Spare-备份8位，将来使用GFP-成帧示意图Preamble(7)StartofFrameDelimiterDest.MACAddressSourceMACAddressMACclientdata(46...1500)or(46...9600)CoreHeader(4)TypeHeaderRSOHMSOHPOHGFPFrameGFP-FrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameEthernetFrameacc.IEEE802.3GFP-framingVC-3-nvorVC-4-nvGFPFrameMapping(transparency,scrambling,etc.)FCS(4)EthernetFrameFCS(optional)GFPFrame(4)ExtensionHeader(4)(6)(6)(1)(4)Preamble(7)StartofFrameDelimiterDest.MACAddressSourceMACAddressMACclientdata(46...1500)or(46...9600)CoreHeader(4)TypeHeaderRSOHMSOHPOHGFPFrameGFP-FrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameGFPFrameEthernetFrameacc.IEEE802.3GFP-framingVC-3-nvorVC-4-nvGFPFrameMapping(transparency,scrambling,etc.)FCS(4)EthernetFrameFCS(optional)GFPFrame(4)ExtensionHeader(4)(6)(6)(1)(4)GFP–

帧和业务的复用GFP信号来自多个端口或业务是一帧一帧复用

在无业务数据可传时，GFP传输空闲帧GFP–一个内置映射器eHECeHECCIDSpare线形扩展帧头1..256signalsCID=1CID=1CID=1GFPMux不同类型的GFP流空闲帧插入CID=0CID=2CID=1CID=1CID=0CID=0CID=0CID=2CID=2CID=2GFP的通道复用VirtualCon-catenationGroup1:e.g.VC-3VC-3-2vPort1Port2Port3Port4GFP-FChannelVirtualCon-catenationGroup2:e.g.VC-4VC-4-nvn=2..6VCsharing!CIDSpareeHECeHECPTIPFIEXIUPItHECtHECGFP帧总结净负荷区核心帧头8bit净负荷长度标识PLIPLI帧头错误校验cHECcHEC净负荷信息域0～65535-X个字节净负荷头X＝4～64字节净负荷FCS（可选）（CRC-32）4个字节净负荷类型扩展头区域44-65535净负荷类型标识PTI，3位净负荷FCS标识PFI，1位扩展头标识EXI，4位用户净负荷标识UPI，1个字节类型头错误校验tHEC，2个字节通道标识CID，一个字节备用，一个字节扩展头错误校验eHEC，2个字节GFP-OperationModesGFP操作模式GFP空闲帧:

码速适配(“填充”)GFP操作模式GFP-T(透明映射):

业务直接映射到GFP-T帧,如.FibreChannel

固定帧长

最少的延迟GFP-F(按帧结构映射):

面向业务的数据包,如.Ethernet

一个业务数据包=装在一个GFP帧(1:1)

最少的开销GFP操作模式GFP-T1GigEIDLELEEthEth.FrameIDLEEthernetFrameGFP-F一帧一帧GFPEthernetFrameGFPGFPGFPEthGFPGFPEth.FrameTransparentGFPTransparentGFPTransparentGFPGFPGFPGFP帧头or空闲帧一块一块不变可变GFPGFP-F业务vs.传输速率可变业务速率GFP-FtMbit/sFIFOIDLEsGFP-F映射器+Mapper固定传输速率tMbit/sGFP-F空闲帧业务EthernetFastEthernetGigabitEthernetIPPPPGFP-T映射过程1GigEIDLELEEthEth.FrameIDLEEthernetFrame1.解码:1GbE

GFPDataCodesðDataBytes(8Bit)ControlCodesðControlCodeIndicator(4Bit)

8B/10BCodewords2.64B/65B块码

头位8字节块将所有头位重新安排到最后GFP-T映射过程3.CRC-16计算

CRC-16GFP核心帧头&净荷帧头SuperblocksSuperblocksSuperblocks****可选GFPFCS4.超级块的构成和GFP开销GFP-T业务vs.传输速率GFP-T映射器MapperDecoder/Coder100+x%GFP-TtMbit/s有效净荷固定的业务数据速率100%空闲帧FibreChannelESCONFICONGigabitEthernet10GigEAnything!tMbit/sGFP开销固定传输速率有效净荷空闲帧GFP-F & GFP-TGFP-Fvs.GFP-TGFP-FGFP-T帧长度可变用于对效率和灵活性要求高的连接业务帧/包与GFP帧是1:1关系需要缓存，增加了延迟是GE和IP业务的首选适于统计复用的业务帧长度固定用于对时延敏感的业务对到达的字节进行操作无需缓冲，无延迟所有的码字通过物理层传输主要对象是SANsGFP-FramingProceduresGFP成帧程序GFP–

帧同步GFP使用净荷长度指示和核心帧头保护区用于帧同步PLIPLIcHECcHECCRC-16PLI净荷长度指示PayloadGFP可变长度从4到65539字节.....都和同步有关!GFP–

帧同步110100010010111110100100011010010101001111110010010100101001000101111010010101001010101010010111101PLIcHECComparer2byte2byteCRC-161.捕获状态

搜索正确格式的4位核心帧头

按字节搜索

位纠错=不使能期待的下一个核心帧头

2.预同步状态

利用PLI信息跳到下一个正确的核心帧头

按帧搜索x个连续正确的cHECs

位纠错=不使能

成功?–是3.同步状态

利用PLI跳到下一个帧

位纠错=使能

是否检测到多位差错?GFP-FPayloadSpecificsGFP–

F净荷说明GFP&EthernetMAC净荷BytesSourceAddressDestinationAddressPreambleStartofFrameDelimeterLength/TypeMACClientPadFrameCheckSequenceBytes71266446-1500tHECTypePLIcHECGFPExtensionHeaderGFPPayload22220-60AsClientEthernetMACFrameGFP-FFrameSourceAddressDestinationAddressLength/TypeMACClientPadFrameCheckSequenceEthernet包间隙在封装前消除，在传输后再恢复IP&PPP净荷FlagControlAddressPPPTypePPPInformationPadFrameCheckSequenceBytes12114tHECTypePLIcHECGFPExtensionHeaderGFPPayload22220-60同业务BytesPPP/HDLCFrameGFP-FFrameControlAddressPPPTypePPPInformationPadFrameCheckSequenceEthernet到GFP-F最大10MEthernet业务流5M7.5M10Mt12342.5MPureEthernetGFP包PayloadCoreHeader连续业务流结果GFP-FPacketGFP-IDLEPacket00hex00hex00hex00hexPayloadcHECPLI22X扰码!GFP-F

到VCGFP-F包业务流5M7.5M10Mt12342.5MGFPStreamVC-12#5VC-12#4VC-12#3VC-12#2VC-12#1GFP帧映射到VC容器TransportThrutheNetwork传输字节交织GenericFrameProcedureGFP好处可靠简单稳定的算法帧头纠错新的机会技术的和经济的业务扩充不必增加新的传输设备兼容性可与任何基本的上层业务和底层网络协调工作Other Encapsulation Methods其他封装方法HDLC,LAPS&GFP帧Flag(1byte)Address.(1byte)Control.(1byte)CRC(4byte)PayloadHDLCFlag(1byte)Flag(1byte)Address.(1byte)Control.(1byte)SAPI(1byte)CRC(4byte)PayloadLAPSFlag(1byte)SAPI(1byte)CoreHeader(4byte)PayloadHeader(4–64byte)ClientpayloadOptionalPayloadFCS(4bye)GFP-frameHDLC,LAPS&GFP帧HDLCLAPSGFP优势可变帧长度，依赖于净荷的长度

可变帧长度，依赖于净荷的长度

适用于大多数业务简单而稳定的同步可变帧长度其他业务特征，如复用不足只能乘载Ethernet和IP净荷同步不稳定只能乘载Ethernet和IP净荷同步不稳定稍多的开销GFPvs.LAPS

GFP比LAPS效率更高对于任何净荷都是固定的开销采用更简单的业务量管理和QoS控制

GFP比LAPS生命力更强当PLI和cHEC产生一位差错时不会失去同步LAPS出现一位差错即会失去同步

GFP对系统带宽要求最小允许多种协议通过同一传输路径传输允许一帧一帧地复用多种协议

GFP支持RPR，且更适合包业务GFP使NewSDH功能，如VC、LCAS，效率更高ResilientPacketRingRPR–弹性分组环=RPR+公平机制+带宽保证以太网的优点

SDH环网50ms快速保护，高QoS

对延时和抖动性能严格保障

可靠的时钟

已有大量投资，技术成熟

SDH的优点+

低成本，对3层透明

可变颗粒度，灵活，扩展性高

统计复用，带宽共享RPR的技术特点

RPR标准(802.17)作了以下定义:

双环带宽同时使用

(内外环方向相反)

空间重用（带宽、波长、时隙等）

(目的地时接收节点把单播数据分组从环上剥离下来并停止转发

)

精细的颗粒度

(以1Mb为步长)

闭环用户组

快速保护倒换(<50ms)

自动拓扑发现

可基于SDH/SONET/Ethernet物理层RPR的实现方式OuterRingInnerRingRPRRPRRPRRPRRPR的技术特点－1空间重用（spatialreuse）技术

这是RPR技术的主要特征，即空间的再利用能力，应用在环形的拓扑结构中增加环的传输效率。容许数据分组在发送点沿着内环或外环（这根据环网络当时的拓扑和链路状态而定）传送，当到达目的地时接收节点把单播数据分组从环上剥离下来并停止转发。这样，环上其他段的带宽可以被其他分组重新利用。与以前基于环状拓扑的令牌环网、光纤分布数字接口（FDDI）有很大不同，后者都是由源节点将发出的数据分组回收。RPR的技术特点－2拓扑的自动发现技术

当RPR环最先初始化时，整个网络进入到自动拓扑发现模式，环中每个节点都用拓扑发现控制帧向网络中所有其它节点广播它们各自与邻居节点的连接情况和线路状况，这很像一个使用OSPF协议的路由器将它自己域中的连接状况和距离向量传送给其它路由器。然后，网络中每个节点根据这些信息独立的计算得到整个网络的拓扑结构图和环中每两个节点之间线路质量情况的状态信息表。因而，现在每个节点都知道在环的两个方向上到达另外节点需要的跨段数和每一段的线路质量情况。这样，当开始传输数据时，每个节点都能根据已获得的信息迅速而正确的决定应该在哪个方向（外环或内环）上传输或转发数据，以取得最高的带宽利用率。一旦有新的节点加入到环中或自动保护切换事件发生时，整个网络又将进入到自动拓扑发现模式，重复上面所诉的步骤进行网络的拓扑结构图和线路质量状态信息表的升级，从而让RPR工作在一种“可见”的状态中大大提高了数据传输的效率和质量。是弹性分组环QoS

保障的基础，RPR的保护切换机制也是基于这种工作状态的“可见”性。

RPR的技术特点－3基于不同等级业务的自动保护切换机制快速的网络恢复能力，对数据的保护倒换时间小于50ms与SDH不同，RPR不需要额外的备份带宽。RPR保护倒换支持两种方式，Wrap保护倒换与Steering保护倒换，其中Wrap保护倒换时间短一些。RPR的自动保护切换机制可从全局和局部两方面来进行概述。从局部来讲，当某一节点或某段线路发生故障时，它的两侧的邻居节点迅速将自己的内环和外环进行连接（环回），首先根据业务等级将被保护的数据流在内环和外环之间倒换，然后再将保护级别低的和无保护的业务倒换。同时，向其它节点广播故障信息，其它节点再收到此故障信息后，也迅速将需通过故障点的被保护数据变更传输方向（绕开）以避开故障点（小于50毫秒）。此时，自动保护切换事件发生，进入到自动拓扑发现模式。从全局来讲，因为环中的所有节点通过自动拓扑发现模式都即时更新了它们的网络拓扑结构图和线路质量状态信息表，故每个节点可以迅速地根据新拓扑结构和线路质量状态进行数据传送的重新路由选择。这样，整个网络的弹性恢复能力从全局上得到极大提高，不仅可以根据业务等级重点迅速恢复被保护的数据，而且也可以快速恢复保护级别低的和无保护的业务数据。通过这种基于不同等级业务的自动保护切换机制，RPR可以实现多等级可靠的QoS服务。RPR的技术特点－4带宽分配的全局性公平策略每个节点都使用一种分布式的传输控制算法，将环中的整个带宽作为全局资源来公平分配。第一，全局公平，每个节点通过控制从邻居节点来的需转发的数据量和当前节点要发送的数据量的比率r来公平地享有环中的带宽，以免带宽被某一点大量占用而造成其它节点被饿死。第二，局部优化，它的主要目的是充分利用环中没被使用的带宽以让网络中的节点能发送比限制更多的数据。具体做法是RPR环中的每个节点通过一些周期复位的计数器监视自己发送和转发数据分组的数目，以此为基础通过一定的算法计算出对线路带宽的使用率，然后用控制帧周期性地或有必要时（如发生拥塞时）向它的邻居以及其它节点广播。用这种反馈机制能让环中的节点知道整个网络的可承载容量以便调整向网络中注入数据的速率——既能发更多的数据以提高带宽利用率，也能暂缓发送以减少拥塞。RPR的技术特点－5广播和组播SONET/SDH在进行广播和组播传送时需要发出多个副本（面向连接），在RPR中这是不必要的既只需发出一个数据包副本即可达到目的。RPR是分组交换网，当数据包从源点发出后，环中其它点将其接受（如是给自己的留下否则丢弃）并继续转发，最后由源点从环中剥离下来并停止转发。RPR的技术特点－6简单的业务提供环作为一个公共的传输媒介，所有的节点共享环上的所有带宽，每个节点对自己可以利用的带宽是动态可见的，因此不需要一个点到点、连接到连接的承载计划和流量工程（如SONET/SDH），网络运营者可以轻松地控制网络流量和指定业务所需的服务质量。RPRMAC支持三种业务类型：类型A：承诺信息速率（CIR）业务。这种业务支持有保证的带宽，低等待时间/抵抖动应用。语音、视频、电路仿真应用都可使用这类业务；类型B：一种CIR业务，其抖动/等待时间要求低于类型A，但仍然有指标要求。企业等数据应用可使用该类业务；类型C：尽力传送业务，节点负责协调接收公平共享的环网带宽容量。用户的互联网接入可使用这类业务。它允许RPR运营商根据不同的业务需要提供不同种类和不同等级的服务、支持CoS（ClassofService）协商，对等级高的服务能提供QoS保障，支持多种协议数据的传输。可以直接映射和支持IP包的优先级，直接支持IP包的广播以及其他业务控制功能，而且，它的MAC层和物理层是独立的，可以在标准的以太网物理层、SONET/SDH、DWDM传输上运行。实现MSTP环内QOS管理：RPROverMSTPRPR的不足：仅限于单环应用对TDM的支持不如MSTPRPROverMSTP融合RPR、MSTP优势MSTP城域网FIBERSDHL/HOCCGFP802.17协议栈以太网端口TDMSTM-16/64N×VC4/VC12作为虚拟通道组成RPR环网内嵌RPR的MSTP的功能框图

MultiProtocolLabelSwitching多协议标签交换－MPLS多协议标签交换业务点对点通道标签交换路径(LSP)MPLS区域边缘路由器(LER)标签交换路由器(LSR)业务CustomerServiceLSP1LSP1LSP1LSP2/3LSP3LSP3LSP2LSP21231221213IntfInConditionActionLabelIntfOut3