Технологии Ethernet и SDH ориентированы на компьютерные и информационные сети. Но основная проблема в их взаимодействии - это соединение каналов SDH с постоянной фиксированной скоростью и пульсирующим трафиком Ethernet. Например, VC-4 имеет скорость 149,760 Мбит / с, а Ethernet 100Base-T имеет скорость 100 Мбит / с соответственно. Таким образом, канал полезной нагрузки SDH составляет 70%, тогда как передача полезной нагрузки GigabitEthernet обычно снижается до 40%. Для решения этих задач используются технологии GFP, VCAT и LCAS. Фактически эти процедуры сформировали сеть SDH нового поколения (NG SDH). Многим сетевым операторам предоставляется возможность модернизировать свои сети вместо полной замены существующего оборудования.
Компоненты NG SDH
Считается, что система SDH относится к новому поколению, если она включает поддержку следующих компонентов:
- Общая процедура разделения на кадры (General Framing Procedure, GFP), обеспечивающая адаптацию асинхронного трафика данных на основе кадров переменной длины к байтовому трафику SDH с минимальной задержкой и избыточными заголовками; ITU-T G.7041.
- Виртуальная конкатенация (Virtual Concatenation, VCAT), позволяет на логическом уровне ассоциацию нескольких контейнеров VC-12, VC-3 или VC-4 в канале данных. ITU-T G.707, G.783.
- Схема регулировки пропускной способности канала (Link Capacity Adjustment Scheme, LCAS) - позволяет реализовать любые изменения пропускной способности без прерывания передачи данных. ITU-T G.7042.
GFP
GFP был создан, чтобы заменить эти методы инкапсуляции данных HDLC над SDH и одновременно снизить стоимость и сложность реализации метода в оборудовании.
Метод инкапсуляции GFP поддерживает такие услуги, как Ethernet 10/100/1000 Мбит/с, IP, PPP, протокол SAN, FiberChannel (FC), FICON, ESCON.
Отображение инкапсуляции трафика Ethernet GFP адаптирует поток данных на основе кадров переменной длины к байтовому потоку данных сети SDH, отображая различные службы в общем кадре, который затем отображается в кадры SDH. Эта структура кадра лучше идентифицирует и исправляет ошибки и обеспечивает большую эффективность использования полосы пропускания, чем традиционные методы инкапсуляции.
Формирование кадра GFP с кадрами Ethernet Кадр GFP содержит следующие компоненты: основной заголовок (заголовок GFP), заголовок полезной нагрузки (заголовок полезной нагрузки), область полезной нагрузки (область полезной нагрузки), необязательное поле проверки ошибок полезной нагрузки FCS.
Основной заголовок содержит длину кадра PLI GFP и поле cHEC (контроль ошибок основного заголовка) для идентификации и исправления ошибок заголовка.
cHEC используется вместе с PLI для поиска начала кадра (кадровая синхронизация). В этой процедуре используются те же принципы, что и в технологии ATM для синхронизации с потоком ячеек. Первый кадр GFP приемника может найти начало кадра (состояние поиска), побитовое сканирование и сравнение вычисленного CHEC для PLI с принятым потоком CHEC. Когда совпадение найдено, устройство переходит в состояние Pre-Sync State, в котором оно уже известно начальной точке следующего кадра GFP. Если следующий вычисленный кадр cHEC совпадает с полученным, предполагается, что синхронизация кадров установлена, и приемник переключается в состояние нормальной синхронизации.
Типы адаптации сигнала клиента
Используются два типа сетей NG SDH адаптации сигнала клиента: GFP-Framed (GFP-F) и GFP-Transparent (GFP-T).
Метод инкапсуляции GFP-F сфокусирован на одном кадре сигнала клиента GFP (PDU) и имеет следующие особенности:
- PDU буферизуется перед инкапсуляцией (потому что он имеет переменную длину);
- PDU может отображаться для разных скоростей передачи (включая переменную с использованием VCAT / LCAS);
- Работает на уровне 2 (Layer 2), т.е. использует PDU байтовой последовательности, извлеченный с физического уровня;
- Заголовок полезной нагрузки (заголовок полезной нагрузки) предоставляет информацию об инкапсулированном протоколе;
- Хорошо подходит для трафика данных (Ethernet, IP), однако задержки могут быть неприемлемыми для сети хранения протоколов (SAN).
Метод GFP-T ориентирован на сигналы с использованием кодирования 8B / 10B (Gigabit Ethernet, протоколы SAN).
VCAT
В обычной сети SDH определяется степень детализации пропускной способности транспортных контейнеров VC-12, VC-3, VC-4 и связанных групп, например, VC-4-4c - четыре смежных VC-4.
Виртуальная конкатенация (ассоциация), определенная недавно ITU-T, устраняет ограничения, связанные с методами. Виртуальная конкатенация логически связывает отдельные контейнеры в единое соединение. Любое количество контейнеров любого типа (VC-12, VC-3 или VC-4) может быть сгруппировано вместе для формирования логического канала.
LCAS
Параметры, отвечающие за задержку платежа (512 мс) и обеспечивающие целостность всех участников группы, передаются в заголовке тракта отдельных контейнеров (байт H4 для VC-4 / VC-3 и байт K4 для VC-12 ). За эту функцию отвечает протокол LCAS, который является одним из последних разработанных стандартов для NG SDH. Он выполняется между двумя сетевыми элементами (NE), соединяющими пользовательские интерфейсы в сети SDH. Каждый байт H4 / K4 передает пакет управления, состоящий из информации о виртуальном объединении и протоколе LCAS.
Функциональная схема Ethernet через SDH
Функциональная схема Ethernet через SDH Встроенный коммутатор Ethernet не является обязательным, но его наличие расширяет набор реализованных услуг Ethernet. Встроенный коммутатор Ethernet с поддержкой VLAN (802.1Q), технологии Q-in-Q (802.1ad), приоритизации кадров 802.1p в сочетании с GFP, VCAT, LCAS и другими функциями SDH позволяет строить региональную сеть Ethernet (Metro-Ethernet ) Операторский класс.
