GFP协议可编辑范本

GFP协议GFＰ(GｅnｅrｉｃFramiｎgProcｅｄｕrｅ,通用成帧规程)是一种通用映射技术，它可将变长或定长的数据分组，进行统一的适配处理，实现数据业务在多种高速物理传输通道中的传输。一方面,GＦP采用灵活的帧封装以支持固定或可变长度的数据,ＧFＰ能对可变长度的用户ＰDＵ(ProtocolDataUnit,协议数据单元)进行全封装,免去对数据的拆分、重组及对帧的填充，简化了系统的操作，提高了系统的处理速度和稳定度；另一方面,ＧFP不像LＡPS以特定字符7E填充帧头来确定帧边界，ＧFP使用类似于AＴＭ中基于差错控制的帧定界方式，以ＨEC(HＹPERLINK＂hｔtp://ｗww.dzsc.ｃｏｍ/sｔock-ｉｃ/HEAD.hｔml"＼ｔ”_blank"HeadＨYPＥＲLIＮK"ｈtｔp：/／www。ｄzｓｃ。com／stocｋ／E/ERROR.hｔml”\ｔ”_blａnｋ”ErrorCheck，帧头错误检验）为基础,通过两字节当前帧的净荷长度和两字节的帧头错误检验来确定帧的边界,这种显示帧长度指示的方式可减少边界搜索处理时间,对于有较高同步需求的数据链路来说相当重要，同时它克服了靠帧标志定位带来的种种缺点，进一步加快了处理速度,适应下一代SDH高速的要求．GＦＰ标准定义了两种模式：透传模式和帧映射模式。GＦＰ—T(透明映射的GFＰ)是一种面向块状码的数据流模式,实现对时延敏感的SAN网（StorageArｅａNetｗoｒk,存储区域网)的线路码的高效和透明地传输,它面对的是FｉberChannel（HYPＥRLＩNK”hｔtp：/／wｗｗ.／ｐrodｕct/searｃｈｆile／28７0。htｍｌ”＼ｔ”_ｂlank”光纤通道）、FICON和ESCONHＹPERLINK"http://www。dzsc．com/prｏduct/sｅarchfile／５540。htmｌ”\t”_blａnk”接口的数据流。GFP—F(帧映射的GFP)是一种面向PDU的数据流模式,用作传输IP协议、多协议标记交换(MPLS)和以太网的数据流。在这里我们主要介绍适用于传输以太网数据的GFP－F模式。GFP帧结构GFP协议定义了两种类型的GFP帧：ＧFＰ客户帧和ＧFP管理帧。ＧFP的帧结构如图1所示，按字节排列，它包括GFP帧头（CｏrｅHYＰＥＲLINK”http：//www．dzsｃ.com/ｓｔock—ic／HEADＥR。html"\ｔ”_blank"Ｈｅadｅr）和GFP净荷区(GＦPPayloadＡrｅa)两部分．GＦP帧头包括帧长度标识(PＬI,PaｙlｏaｄLengthIndｉcaｔor）和帧头错误检验（CoｒeHEC）。PLＩ为2个字节,表明帧的净荷长度，当PＬI大于或等于4时，表明该帧是GＦP客户帧，否则为ＧFP管理帧（目前只定义了PLI等于0时的空闲帧）。帧头错误检验也为2个字节，它采用ＣRC-16的检错方法给帧头提供保护。这是GＦP一大特点，它通过计算接收到数据的帧头错误检验值与数据本身比较来实现帧的定位，通过ＰＬI知道帧的长度，这样就可迅速、直接地把净荷从GFＰ帧中提取出来,从而避免了HDＬC协议的需要大量时间的繁琐操作。在发送和接收ＧＦP帧前，四字节的帧头要与十六进制数B6AＢ３1E0进行异或以实现所谓的扰码功能。GFP净荷区包括:净荷头(ＰａyｌｏadHeadｅｒ）、净荷信息域(PaｙloaｄInformatiｏn）和净荷的帧检验序列(PayloadFCＳ)三部分，而净荷头包括:净荷类型(PayloadType)、净荷类型的ＨＥC(TypeHEＣ）和扩展头(ＥxtenｓｉonHeaｄeｒ)三部分。净荷类型为２个字节，表明GＦP净荷信息的内容和格式。它包括净荷类型标识（PTI)、净荷FCS标识（PFI）、扩展帧头标识(EＸI）和用户净荷标识（UPI）。PＴＩ为3ｂit，表明该GFP帧为客户数据帧还是客户管理帧;PFＩ为1bit,表明有没有净荷的FCS;EXＩ为4bit，表明采用哪种扩展帧头:空扩展帧头、线性扩展帧头还是环扩展帧头？？；ＵPI为8ｂｉt，表明GＦP净荷中的数据类型等。从ＵPＩ字节可以看出GFP是支持多种数据类型的,如Etherｎet、IP、FｉberＣhanｎel、FICOＮ、ESCON等，这也是GFＰ的一大特点。净荷类型的HEC为2个字节,采用CRC-16给净荷类型提供保护.GFP的扩展头为0~6０字节，有三种类型:空扩展头、线性扩展头和环扩展头,由ＥXI来设定。空扩展头,此时扩展头为0字节,GＦP帧的净荷为单一类型；线性扩展头,用以支持多客户通过点到点结构来共享GFP帧的净荷;环扩展头，用以支持多客户通过环结构来共享ＧFP帧的净荷，与IEEE802.17ＲPR(ＲeｓiｌientPaｃｋetＲing，弹性分组数据环）的MＡC类似。由此可见,GFP提供一个灵活的扩展帧头以适应多样的传输机制，这就为SＤH提供灵活广泛的应用，而这是HDLC所无法比拟的。净荷的帧检验序列为4个字节,采用CRＣ—32来保护净荷的完整.它为可选的，净荷FCS标识(PＦI),当ＰFI为1时,则存在，否则不存在。同样，在发送和接收GFP帧时，净荷区的所有字节要进行X^43+1并行扰码。（2)ＥＴHEＲNETＭAＣ帧的GFP封装格式MAC帧与GFP帧的映射关系如图2所示.MAC帧的格式在IEEE８0２。3中进行了定义。MAC帧与GFP帧是一一对应的关系,在进行GFP包封之前,要对MAＣ帧进行一帧的缓存，以获取ＭＡＣ帧的长度,该长度加上净荷头的长度形成2字节的PLＩ标识,并对PLＩ进行CRＣ16计算得到2字节的HEC值，PLI与HEC值形成4字节的GＦＰ帧头。净荷类型中的ＰTI等于００0,表明该GFP帧为客户数据帧,PFＩ等于0,表明该ＧFＰ帧没有净荷的FCS，EXI等于0000,表明该ＧFP帧没有扩展头，UPI等于00000001,表明该ＧFP帧为以太网ＭＡC帧的映射。对净荷类型进行ＣRC16计算,得到净荷类型的HＥＣ值，由于没有扩展头,此时净荷头由净荷类型和净荷类型的HEC4字节组成。净荷信息域包含了从目的地址到ＦCS的所有MＡC帧字节(去除了ＭAC帧的前导码)。这样MAＣ帧进行ＧＦP包封后的格式如表1所示.在没有有效的ＭＡＣ帧发送时,可以直接发送GＦＰ的空闲帧,空闲帧扰码后的格式如表2所示。(3)ＧFP帧的同步ＧFＰ帧要实现两项非常重要的功能:捕获GFP帧头以及保持帧同步。帧同步情况分为同步状态、预同步状态和搜索状态。由预同步状态到同步状态所需的有效帧头数目N可以由使用者配置。搜索状态为链路链接初始化或ＧＦＰＨYPERＬＩＮK”http:／/www。ｄｚ/ｐｒｏduｃt/ｓearｃhfilｅ/8381。ｈtmｌ”\t"_ｂlaｎk”接收器接收失败时的基本状态。接收器使用当前的4字节数据来搜索下一帧，如果计算出的CoｒeHEＣ值与数据域中的CoreHＥC值相同,则接收器暂时进入预同步状态,否则,它移到下一字节继续进行搜索。预同步状态时，根据PLI能够确定帧的边界，当连续N个GＦP帧被正确检测到，则进入同步状态。同步状态为一个规则的操作状态,它检查PLI值,确定CoreＨEC值,提取帧的PDU，然后到下一帧,如此循环,各状态之间的转移如图3所示。ＨYPERLINＫ"ｈttp:／/wwｗ.dｚ/pｒoｄuct／searchfｉle／3720.ｈtml＂＼ｔ"＿bｌanｋ＂ＦPＧＡ的实现在本设计中采用了HYPEＲLINK"ｈｔtp:／/wｗｗ。dzsc。ｃom／icｓｔock/７５8/XILINX.html"\ｔ”_blaｎk”XILIＮX公司的HYPＥＲLINK"http:/／wwｗ。dzｓ/icstock/757/XCV2０0E。html”\t"_blanｋ”XCV20０EＨYPEＲLＩNK"hｔtp:/／www.dzｓｃ.com/produｃｔ/sｅａrchfile/64６5.htmｌ”\t”_ｂlａnk”芯片,它是一片拥有30万系统门,高速、可灵活编程的FPGA．(1）MAC帧到GFP帧包封的实现包封在FPGA中实现的框图如图4所示。FPＧA通过GMII或ＭIIMAＣ接口以字节的方式接收一个完整的MAC帧,去除帧前导码后进行MAC帧的缓存,同时对帧长进行计数,并保存在ＦIFO中，当有一帧缓存结束时,取出该帧的长度值加上净荷头的长度后得到PＬI,算出其CRC值形成GFP的CoreHｅaｄｅｒ,再加上固定的4字节净荷头(只有TyｐｅHeａder,无ＥxtensiｏnHeadｅｒ)，此时从缓存区取出MAC帧的内容加在净荷头之后，完成GFP的包封。当没有有效的MAC帧发送时,必须插入完整的4字节空闲帧,两者进行复用后，分别进行ＣoreHeaｄeｒ扰码(与十六进制数B6AB31E0异或）和Ｐａyloａd扰码(Ｘ＾43＋1)。扰码完成后直接发送给ＳDＨ的虚容器中。(２）ＧFP帧到ＭAＣ帧解包封的实现解包封在FPGA中实现的框图如图5所示。ﻫ从SDH虚容器中接收到数据后,分别送入GFP帧同步的Deliｎeａtioｎ模块和Payload解扰码模块中，Delｉneaｔion模块实现GFP帧的同步捕捉和保持,从由预同步状态到同步状态所需的有效帧头数目N取为1,为避免有效的数据丢失,进入预同步状态后，该帧的payload也是有效的,Delineatiｏn模块输出一个pａyload＿ｖａｌid信号给Ｐａｙloａd解扰码模块，指示其对有效的数据进行X＾４3＋1解扰码。对解扰后的GＦP帧进行解包封,在解包封时要注意一些错误的处理,如要对TyｐｅHeaderHＥC值进行检查,若正确还要对TypeHeader中的各项值（PＴI，PFＩ，EXI,UPI)进行检查,看接收到的数据是否为所需的ＭAC帧类型,若有错误则把