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新一代EoPDH芯片在混合组网中的应用

上网日期: 2008年11月05日 ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:以太网? EoPDH? QoS?

  目前SONET/SDH网络所使用的主要链路聚合技术是ITU-T G.707标准中定义的虚级联(VCAT)。此标准利用现有开销通道作为VCAT开销。但是,当将VCAT的理念应用于PDH网络时,现有的管理通道就不够用了,需要给VCAT开销分配一个新的空间。在EoPDH中开销字节占据了每个已串联DS1超级扩展帧的第一个时隙。

  由VCAT开销字节创建的管理通道将用于传送有关链接的信息。对于每个已传输的DS1超级扩展帧或E1复帧,每个链接将被附上一个VCAT开销字节。因此,DS1可用带宽中的1/576将被用于VCAT开销。

  VCAT开销字节的低字节包括复帧标示符(MFI),该标示符用于将传输延迟时间不同的帧对齐。高字节包含一个唯一的控制符(复帧指示符的16个值都有)。该高字节叫做VLI,包含虚级联和链路容量调整机制(LCAS)信息。

  级联的链接亦被称之为虚级联组(VCG),虚级联组的所有成员都有自己的VCAT开销通道。ITU-T G.7043标准规范中介绍了完整的EoPDH链路聚合规范。

  LCAS在虚级联的源和目的间提供一种适配功能,允许动态地改变带宽而不会导致业务丢失,即无损伤的改变线路容量的一种控制机制,用来增加或减少通信中采用虚级联构成的容器的容量大小。链路容量调整通过增加或删除两个节点间的逻辑链接来调整聚合吞吐量。当添加或删除虚级联组的成员时,两个端节点利用LCAS进行协商。LCAS利用VCAT开销通道执行协商功能。在LCAS的帮助下,虚级联组的带宽可以在不中断数据流的情况下得到增加。另外,有故障的链路将被自动删除,最大程度地降低对业务的影响。ITU-T G.7042/Y.1305中详细规定了LCAS的完整标准。

DS33x162具有对16条链路进行VCAT\LCAS汇聚的能力。

VLAN与优先级:VLAN转发主要用来分发或者汇聚数据流量,而优先级调度用来给等待在WAN发送队列中的数据设置优先级,这样的话当有空余带宽时就可以优先发送等级高的数据。优先级调度和优先级转发是不一样的,优先级转发主要用来把就有不同优先级的数据放置到不同的WAN物理连接上。无论是VLAN转发还是优先级调度和转发都由芯片的转发模式确定。需要注意的是优先级并没有为高优先级业务数据提供了一个良好的通路。实际上,优先级和调度只是允许"更重要"的业务数据在缓冲节点位置处可以更早传送。良好的服务质量还应考虑到其他的因素。

DS33X162系列芯片支持VLAN 802.1p和DSCP的VLAN转发和优先级调度/转发。同时支持拥塞避免和拥塞管理功能,拥塞避免信息内置在CIR中,拥塞管理信息采用以太流量控制机制。

  

OAM:在电信级以太网中,运行、管理与维护(OAM)用来传递管理消息,比如两个网络节点之间的状态,报告故障并测试连通性。它可以减轻网络运行的负担、检验网络性能并降低运行成本。由于OAM会自动检测网络的性能下降或故障,所以OAM与用户所能得到的服务水平息息相关。

所传递的消息即称为OAM协议数据单元(OAMPDU)。业界已定义了16个不同用途的OAM协议数据单元。IEEE、ITU和MEF已共同规定了OAM协议数据单元的格式和用法。相关标准包括IEEE 802.3ah和802.3ag,以及ITU-T Y.1731和Y.1730。

  无论是从WAN端口还是LAN端口,DS33X162系列芯片都可以利用主处理器插入和提取帧,处理器可以利用这种方式来管理OAM和以太网业务。为此设置的四个用户可读取FIFO在空(插入FIFO)或者有帧(提取FIFO)时都会送出中断。芯片可以捕获或插入的最大帧为2048byte。

  对于QoS和OAM帧提取DS33X162共支持六种帧格式,但是用户并不需要制定或配置某种以太帧格式,因为通常LAN数据同时会包含有多种不同的以太格式。

  

组网实例

  EoPDH嵌入式系统通常应该包含以下三部分:以太网接口部分、协议转换部分、PDH接口部分,如图2所示。其中以太网接口部分用于接收以太网数据,并对本地网络进行流量控制;协议转换部分负责帧结构转换,同时协调三部分的运作;而PDH接口部分则实现PDH网络数据的上下路。  

图2:EoPDH嵌入式系统组网框图。
图2:EoPDH嵌入式系统组网框图。

  图2中DS33X162作为核心芯片主要完成反向复用器(inverse mux)的功能,它容许一条数据码流被分成多个低速率的传输链路。它和解复用(demultiplexer)有明显的不同,IMUX中每条低速链路都相互关联;它们共同承载同一数据;而解复用器的输出码流可以是完全独立的,解复用器不用理会它们之间是否相关。

  外部控制器DS80C320发出指令来建立或拆除IMUX功能,这个过程也是VCAT/LCAS的建立过程。DS80C320还可以删除有问题或者没有业务的链路。一旦对发送VCAT的配置进行了修改,需要对VCAT.TCR1.TLOAD寄存器置1,这样就可以重新载入更新后的配置。

采用这样的系统有很多的优点:DS33X162芯片支持最新的GFP、HDLC、LAPS以及cHDLC封装,可以通过VLAN或者对物理端口设定转发原则,对于VCAT/LCAS链路汇聚,各路信号之间最大容许200ms的延时;在16个E1/T1或者8个DS3上传输以太信号时,具有QoS和以太OAM功能;最主要的是整个系统由硬件实现协议封装,无需MCU参与数据通路上的处理,因此无需相关代码的开发,降低了开发难度;通过片内的承诺信息速率控制器可以控制用户的带宽使用。

  

相较于ASIC的方案,目前有很多厂家采用FPGA实现协议处理过程。通过FPGA实现EoPDH功能最大的优势在于时效性,但是一旦在标准确定后,FPGA的这种优势便不复存在。对于VCAT、LCAS等相对比较复杂的协议,需要经过数年现场测试才会获得一个真正可靠的设计定型。此外,虚级联等设计会因为级联数目、不同相位的有效载荷等因素产生庞大数目的测试场景。考虑到FPGA在速率、芯片大小、功耗和成本方面都不如ASIC,因此,在最初进入EoPDH市场时厂家可以采用FPGA方案,但随后可以转向ASIC方案。

本文小结

由于EoPDH技术利用了现有的PDH技术,而PDH已经运营多年,技术人员对PDH的使用及维护已相当熟悉,并且PDH测试设备可比较容易得到。当将EoPDH应用于传统的SONET/SDH网络时,其实现的互通性带来了显著的成本优势。这些技术的结合称之为Ethernet-over-PDH-over-SONET/SDH或EoPoS。

新的EoPDH组网不仅可以帮助运营商取得新的赢利点,从已有投资上获得更多的收益,更重要的是实现了两个不同网络的融合。以太网接入技术已经成为很多场合下的事实标准,但如果有了传统TDM结构下QoS的帮助,它可以实现更多的业务,对新设备的投资也会大幅减少。

作者:杨永涛

  应用工程师

  Maxim公司


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