用于千兆以太网数据传输的SDH虚级联技术

【本文由PB创新网为您整理】
摘要：通过SDH网络传输以太网数据（Ethernet over SDH）是一种新涌现的宽带数据传输技术。由于以太网和SDH净荷的速率不匹配，因此当采用现有技术将以太网帧向SDH帧映射时，往往要使用较大的SDH容器，从而造成传输带宽的浪费。采用SDH虚级联技术可为千兆以太网数据传输开辟大小合适的SDH通道，不但可以提高SDH网络带宽利用率而且可以动态地分配带宽资源。

    关键词：同步数字体制（SDH） 虚级联 以太网

随着1000MHz以太网技术的逐步成熟以及10GHz以太网标准的即将问世，以太网技术正由局域网技术扩展为城域网（MAN）和广域网（WAN）技术。但以太网的性能监视和故障定位能力较弱，为了弥补这些缺陷，充分利用现有的网络设施，目前网络提供商正试图利用现有的SDH光网络来传送以太网数据（EOS）。但是，由于以太网和SDH的标准速率并不完全匹配，当将以太网帧向SDH帧映射的时候，往往要使用较大的SDH容器，从而造成传输带宽的浪费。例如，传输一个千兆以太网数据往往需要一个完整的2.5Gbps的SDH传输通道，javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>这无疑会造成巨大的带宽浪费，理论上，可使用SDH级联技术构造大小合适的SDH传输通道，来传输以太网数据，但不幸的是很多现有的SDH网络并不支持级联处理，而要更新这些网络设施代价太大。因此这种级联传输方法目前并不现实。

本文采用多个虚级联的SDH虚容器（VC-3）为千兆以太网数据流开辟大小合适的SDH传输通道，配合使用链路容量调整配置（LCAS）技术，不仅可以提高传输带宽的利用率，而且可以动态地分配带宽资源。

1 SDH虚级联的基本原理

虚级联是指用来组成SDH通道的多个虚容器（VC-n）javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>之间并没有实质的级联关系，它们在网络中被分别处理独立传送，只是它们所传的数据具有级联关系。这种数据的级联关系在数据进入容器之前即作好标记，待各个VC-n的数据到达目的终端后，再按照原定的级联关系进行重新组合。SDH级联传送需要每个上SDH网元都有级联处理功能，而虚级联传送只需要终端设备具有相应的功能即可，因此易于实现。

如图1所示，使用虚级联技术可以将一个完整的客户带宽分割开，映射到多个独立的VC-n中进行传输，然后由目的终端将这些VC-n重新组合成完整的客户带宽。

包含X个VX-3的虚级联通道可以用VC-3-Xv来表示。如图2所示，VC-3-Xv提供一个由X个C-3容器构成的净荷域，X个C-3被映射在组成VC-3-Xv的X个VC-3里。每个VC-3都有各自的通道开销（POH），其中POH中的HR字节用来做虚级联处理的序列指示（SQ）和复帧指示（MFI），以下将详细说明。

VC-3加上段开销（SOH）即可构成完整的STS-1信道，因此X个虚级联的STS-1可表示为STS-1-Xv。由于STS-1-Xv中每一个STS-1信道的数据可能在网络中独立传输，各个STS-1信道的数据经过传输后会存在不同的传输延迟。因此，当STS-1-Xv中各个STS-1信道的数据到达目的终端时，必然先对它们之间的时延差进行补偿，经过重新同步定位后，重构一个与送时相同的净荷域。净荷重构的信息由H4字节携带，H4的编码结构如表1所示。

表1 H4字节编码

Bits 7-4	Bits3-0 (MFI[3-0])	MFI
MFI[11-8]	0000	n
MFI[7-4]	0001	n+1
保留（0000）	0010	n+2
保留（0000）	0011	n+3
保留（0000）	……	……
保留（0000）	1101	n+13
SQ[7-4]	1110	n+14
SQ[3-0]	1111	n+15

MFI用来指示各个虚级联的STS-1数据帧之间的相位关系（时延差）。在H4字节，MFI由两级编码构成，对应地有两级MFI。第一级MFI由H4的低4位（0～3位）构成，随着每一个基本帧的到来，每一级MFI由0增加到15；第二级MFI有8比特，这8比特分别由第一级MFI的第0帧和第1帧的高4位（4～7位）构成。这样，一个复帧共由4096个基本帧构成，复帧周期为512ms，因此可以表示256ms内的相位差。
javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>
    SQ用来指示各个虚级联的STS-1信道在STS-1-Xv中排列顺序。每个STS-1都有一个固定的SQ，STS-1-Xv中每一个传送的STS-1信道的SQ为0，以此类推，第X个传送的STS-1信道的SQ为（X-1）。SQ有8比特，这8个比特由第14和第15帧中H4 的高4位（4～7位）构成，8比特一共可以表示256个STS-1信道。

2 SDH虚级联的技术实现

本节依据虚级联的基本原理，实现千兆以及网数据在2.5Gbps速率的SDH网络中的虚级联传输。虚级联处理包括发送端虚级联处理（TVCP）和接收端虚级联处理（RVCP）两部分。

2.1 发送端虚级联处理

TVCP实现以太网数据在SDH物理通道中的是映射以及虚级联复帧指示和序列指示的处理。

图3中通用封帧处理器（GFP）负责以太网数据的封装和定界。以太网数据经过GFP处理后，可被称为以太网逻辑数据。虚线框部分为发端虚级联处理模块（TVCM）。TVCM的核心是一个复制机，它将以太网逻辑数据从输入缓存器移入输出缓存器，在这个过程中将以太网逻辑数据映射到SDH通道中对应的STS-1信道。映射的控制基于虚级联配置器中的可编程信息，这些信号包括为以太网逻辑数据分配的SDH带宽（STS-1信道数目）以及双太网逻辑数据在SDH数据帧中的时隙位置（STS-1信道号）。SDH通道开销处理器主要完成各个虚级联STS-1信道数据帧中MFI值和SQ值计算，以及H4字节的编码和插入，其方法已经在虚级联基本原理中说明。

2.5Gbps速率的SDH传输通道共有48个STS-1信道，由于C-3的容量为44.73Mbit，因此一个千兆以太网的数据至多占用22个STS-1信道，剩余信道可以用来传输其它业务，因此虚级联技术提高了传输带宽的利用率。另外，由于只需利用LCAS协议改变虚级联配置器中的可编程信息，就可以动态地调整数据的传输带宽因此虚级联技术提高了网络带宽配置的灵活性。
javascript:window.open(this.src);" style="cursor:pointer;"/>
   

[1] [2]  下一页