何在光网络上透明传输万兆以太网信号

万兆LANk">以太网LAN技术在企业中的应用日益增长,这给光传输网络(OTN)供应商带来了新的挑战和机遇。同样,对于那些服务于企业、政府和其它大型机构的运营商而言,万兆以太网信号的透明传输能力正在成为关键的竞争性因素。

从终端客户的角度看,OTN应该是现有万兆以太网LAN基础设施的无缝扩展,而不必对本地协议施加任何约束条件或在传输之前提出特定的处理要求。

例如,如果客户机构或设备供应商利用万兆以太网的前同步码跟踪错误信息或管理Interbox通信链接,在OTN上的整个传输中保持前同步码的信息完整性是十分重要的。

与此类似,如果客户的LAN利用巨型包(jumbo packet)使万兆以太网LAN中的数据载荷比达到最大,那么在OTN上也必须无缝保持传输巨型包的能力。

万兆以太网LAN与OTN网络之间固有的线速率差异使得这些目标实现起来很难。万兆以太网LAN信号工作的额定线速率为10.3125 Gbps(10 Gbps x 66/64),而OPU2载荷的额定数据速率为9,995,276,963 bps(OC-192 x 238/237)。

因此,在采用通用成帧规程(GFP)将全部万兆以太网LAN信号封包在OPU-2净荷中作为一个恒定比特率信号进行传输的时候不可能既保持“比特透明度”,又保持工业标准的10.7-GHz线速率。

不过,通过使用本文所描述的“信息透明”技术有可能达到期望的目标。其关键在于利用OTN标准中固有的数字灵活性,并结合智能信号映射技术将万兆以太网信号转换为标准10.7-GHz OTU-2信号进行传输。

目前许多标准都归于OTN名下。由于“透明信息”技术的焦点是使第一层标准适应于万兆以太网传输,而无需改变物理层、光层或其他任何用软件实现的层。从实现的角度看,这也是一种优势,因为所有的改变都发生在数字层,因此映射功能可在ASIC硬件中有效地实现。

图1:高性能器件可实现透明的万兆以太网/OTN映射。

ITU G.872(光传输网络架构)中定义的光传输体系(OTH)确立了OTN的传输技术。G.872标准定义了一种架构,由光通道(OCh)、光复用段(OMS)和光传输段(OTS)组成,描述了OTN工作所需的功能性。

值得指出的是,G.872的开发致力于构建数字方案的内在灵活性(在G.872第9.1节有描述)。该项工作允许前向纠错(FEC),同时也引入两个数字层网络:光数据单元(ODU)和光传输单元(OTU)。其目的是通过ODU和OUT层网络将所有的客户信号都映射到光通道中。

因此,OTN可以提供相对于Sonet/SDH的关键优势,包括更强大的FEC能力、本地客户信号的透明传输、更多级别的串连监控以及转换可扩展性。下文详述如何利用OTN标准中的灵活性传输万兆以太网信号,同时保持信息透明度。

基本挑战是如何传递前同步码和处理巨型帧(jumbo frame),而不需改变标准10.7-GHz OTU线速率。如果只想传递前同步码 ,可能使用GFP封包,而且万兆以太网信号能适合10.7 GHz ODU-2。不过,如果还希望包括巨型帧,并保持现有的10.7-GHz传输速率,那么万兆以太网信号就不再适合了。

解决此问题的一个方法是同时发送前同步码和巨型帧,但要以较高的速率将其映射到ODU-2。全部的10.3-GHz信号(万兆以太网数据和编码)被封包在一个同步OTN包(wrapper)中,这导致OTU信号的输出速率为11.1 GHz,而不是工业标准的10.7 GHz。

尽管ITU有大量关于使用此方案的提议,但这并非最佳方案,因为转变到较高的线速率会使许多围绕10.7-GHz标准建立基础设施的运营商面临严重的问题。

此外,虽然对某些运营商而言,向11.1 GHz的转变似乎是可行的短期解决方案,但这仍是一种无远见的方案,因为它无法平滑过渡到未来的40 Gbps传输环境。如果一些OTU处于10.7 GHz,而其它OTU处在11.1 GHz,那么就不可能将来自不同客户的多个OTU以多路复用的方式组合在一起。

替代的“信息透明”方法可使完整的万兆以太网信息流(包括数据、控制、前同步码和巨型包)在与G.709全面兼容的标准OTN 10.7-GHz信号上无缝传输。唯一的区别是信号中的“空闲(idle)”数量不同。

标准万兆以太网64B/66B编码规定了数据、空闲和有序集。该方案获取10.3125 GHz (10-Gbps 数据 x 66/64)的万兆以太网信号并将其智能分段,把所有的信息映射到OTN信号上,同时使空闲量达到最小化。

通过剥离64B/66B编码,并采用一种净荷类型对数据包做GFP封装,以及采用另一种不同的净荷类型对有序集进行GFP封装,所有的信息都可有效地映射到标准10.7-GHz OTN信号。

这种方案保持了与802.3规范的完整兼容性,因为它完全符合5字节的最小瞬时包间间隔(IPG)和大约10 字节的规定平均最小IPG。

从客户的角度看,由于这种信息透明度,所以在客户专有万兆以太网LAN内传输的数据流与在其运营商OTN网络上传输的数据流之间并无区别。这使得客户能够最佳利用巨型包,也可以利用那些采用嵌入的前同步码信息提供运营级通信完整性的平台。

这种信息透明方案也可以作为硬件ASIC中的一个完整单元被高效执行。高性能数字处理技术使透明映射和增强的FEC能力被紧密集成在单一器件中,以便为把万兆以太网信号映射到各种OTN线速率提供最大的灵活性。

作者:Timothy P. Walker

twalker@(暂不可见)

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