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Timothy P. Walker 首席工程師 AMCC公司
10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛，這給光傳輸網(wǎng)絡(luò)(OTN)供貨商帶來了新的挑戰(zhàn)和商機(jī)。同樣，對于那些服務(wù)于企業(yè)、政府和其它大型機(jī)構(gòu)的廠商而言，10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號的透明傳輸能力正成為關(guān)鍵的競爭性因素。
從終端客戶的角度看，OTN應(yīng)該是現(xiàn)有10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN基礎(chǔ)設(shè)備的無縫擴(kuò)展，而不必對本地協(xié)議施加任何約束條件或在傳輸之前提出特定的處理要求。
例如，如果客戶機(jī)構(gòu)或設(shè)備供貨商利用10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)的前同步碼追蹤錯(cuò)誤信息或管理Interbox通訊鏈接，在OTN上的整個(gè)傳輸中保持前同步碼的信息完整性是十分重要的。
與此類似，如果客戶的LAN利用巨型封包(jumbo packet)使10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN中的數(shù)據(jù)載荷比達(dá)到最大，那么在OTN上也必須無縫保持傳輸巨型封包的能力。
10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN與OTN網(wǎng)絡(luò)之間固有的線速率差異使得這些目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來很難。10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN信號工作的額定線速率為10.3125 Gbps(10 Gbps x 66/64)，而OPU2載荷的額定數(shù)據(jù)速率為9,995,276,963 bps(OC-192 x 238/237)。
因此，在采用通用成幀規(guī)程(GFP)將全部10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN信號封包在OPU-2凈荷中作為一個(gè)恒定位率信號進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候不可能既保持‘位透明度’，又保持產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10.7-GHz線速率。
圖1 高性能組件可實(shí)現(xiàn)透明的10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)/OTN映射。
不過，透過使用本文所描述的‘信息透明’技術(shù)有可能達(dá)到期望的目標(biāo)。其關(guān)鍵在于利用OTN標(biāo)準(zhǔn)中固有的數(shù)字靈活性，并結(jié)合智能信號映射技術(shù)將10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)10.7-GHz OTU-2信號進(jìn)行傳輸。
目前許多標(biāo)準(zhǔn)都?xì)w于OTN名下。由于‘透明信息’技術(shù)的焦點(diǎn)是使第一層標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)于10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)傳輸，而無需改變物理層、光層或其它任何用軟件實(shí)現(xiàn)的層。從實(shí)現(xiàn)的角度看，這也是一種優(yōu)勢，因?yàn)樗械母淖兌及l(fā)生在數(shù)字層，因此映射功能可在ASIC硬件中有效地實(shí)現(xiàn)。
ITU G.872(光傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu))中定義的光傳輸體系(OTH)確立了OTN的傳輸技術(shù)。G.872標(biāo)準(zhǔn)定義了一種架構(gòu)，由光信道(OCh)、光學(xué)多任務(wù)區(qū)段(OMS)和光傳輸段(OTS)組成，描述了OTN工作所需的功能性。
值得指出的是，G.872的開發(fā)致力于建構(gòu)數(shù)字方案的內(nèi)在靈活性(在G.872第9.1節(jié)有描述)。該項(xiàng)工作允許前向糾錯(cuò)(FEC)，同時(shí)也導(dǎo)入兩個(gè)數(shù)字層網(wǎng)絡(luò)：光數(shù)據(jù)單元(ODU)和光傳輸單元(OTU)。其目的是透過ODU和OUT層網(wǎng)絡(luò)將所有的客戶信號都映射到光信道中。
因此，OTN可以提供相對于Sonet/SDH的關(guān)鍵優(yōu)勢，包括更強(qiáng)大的FEC能力、本地客戶信號的透明傳輸、更多等級的串連監(jiān)控以及轉(zhuǎn)換可擴(kuò)展性。下文詳述如何利用OTN標(biāo)準(zhǔn)中的靈活性傳輸10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號，同時(shí)保持信息透明度。
基本挑戰(zhàn)是如何傳遞前同步碼和處理巨型幀(jumbo frame)，而不需改變標(biāo)準(zhǔn)10.7-GHz OTU線速率。如果只想傳遞前同步碼 ，可能使用GFP封包，而且10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號能適合10.7 GHz ODU-2。不過，如果還希望包括巨型幀，并保持現(xiàn)有的10.7-GHz傳輸速率，那么10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號就不再適合了。
解決此問題的一個(gè)方法是同時(shí)發(fā)送前同步碼和巨型幀，但要以較高的速率將其映射到ODU-2。全部的10.3-GHz信號(10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和編碼)被封包在一個(gè)同步OTN包(wrapper)中，這導(dǎo)致OTU信號的輸出速率為11.1 GHz，而不是產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的10.7 GHz。
盡管ITU有大量關(guān)于使用此方案的提議，但這并非最佳方案，因?yàn)檗D(zhuǎn)變到較高的線速率會使許多圍繞10.7-GHz標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立基礎(chǔ)設(shè)備的廠商面臨嚴(yán)重的問題。
此外，雖然對某些廠商而言，向11.1 GHz的轉(zhuǎn)變似乎是可行的短期解決方案，但這仍是一種無遠(yuǎn)見的方案，因?yàn)樗鼰o法平滑過渡到未來的40 Gbps傳輸環(huán)境。如果一些OTU處于10.7 GHz，而其它OTU處在11.1 GHz，那么就不可能將來自不同客戶的多個(gè)OTU以多任務(wù)的方式組合在一起。
替代的‘信息透明’方法可使完整的10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信息流(包括數(shù)據(jù)、控制、前同步碼和巨型封包)在與G.709全面兼容的標(biāo)準(zhǔn)OTN 10.7-GHz信號上無縫傳輸。唯一的區(qū)別是信號中的‘閑置(idle)’數(shù)量不同。
標(biāo)準(zhǔn)10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)64B/66B編碼規(guī)定了數(shù)據(jù)、空閑和有序集。該方案獲取10.3125 GHz (10-Gbps 數(shù)據(jù) x 66/64)的10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號并將其智能分段，把所有的信息映射到OTN信號上，同時(shí)使空閑量達(dá)到最小化。透過分離64B/66B編碼，并采用一種凈荷類型對數(shù)據(jù)包做GFP封裝，以及采用另一種不同的凈荷類型對有序集進(jìn)行GFP封裝，所有的信息都可有效地映射到標(biāo)準(zhǔn)10.7-GHz OTN信號。
這種方案保持了與802.3規(guī)格的完整兼容性，因?yàn)樗耆?字節(jié)的最小瞬時(shí)包間間隔(IPG)和大約10 字節(jié)的規(guī)定平均最小IPG。
從客戶的角度看，由于這種信息透明度，所以在客戶專有10-Gbit以太網(wǎng)絡(luò)LAN內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流與在其廠商OTN網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流之間并無區(qū)別。這使得客戶能夠最佳利用巨型封包，也可以利用那些采用內(nèi)建前同步碼信息，以提供電信運(yùn)營商級的通訊完整性平臺。
這種信息透明方案也可以作為硬件ASIC中的一個(gè)完整單元被高效執(zhí)行。高性能數(shù)字處理技術(shù)使透明映射和增強(qiáng)的FEC能力被緊密整合在單一組件中，以便為把10Gbit以太網(wǎng)絡(luò)信號映射到各種OTN線速率提供最大的靈活性。
