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GFP內(nèi)核加速LAN/SAN協(xié)議在SONET中的傳輸

云知道


在電信行業(yè)中，SONET網(wǎng)絡無處不在，被廣泛應用于語音和數(shù)據(jù)傳輸 。目前的標準協(xié)議主要針對傳輸層，如針對語音和數(shù)據(jù)的ATM協(xié)議以及針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)腍DLC或PPP協(xié)議 。然而，因為這些協(xié)議都不是專門針對通過SONET/SDH網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)傳輸而開發(fā)的,所以都會引起帶寬效率的降低 。
此外,電信運營商希望通過增加自己網(wǎng)絡上所傳輸?shù)目蛻魳I(yè)務類型以及優(yōu)化帶寬利用情況來增加營收 。這包括捕捉新市場機會，如存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN-采用光纖通道(Fibre Channel)）以及新興的視頻點播（利用DVB-SAI）應用 。Fibre Channel和DVB代表了這些數(shù)據(jù)網(wǎng)絡協(xié)議所定義的兩類非凡客戶業(yè)務或客戶數(shù)據(jù)類型 。
通用成幀規(guī)程（GFP）能夠支持多種客戶網(wǎng)絡協(xié)議，是能夠滿足廣泛的數(shù)據(jù)傳輸應用需求的第一種封裝機制 。GFP被國際電信聯(lián)盟（ITU）接受并作為G.7041/Y.1303標準，該標準提供了不同協(xié)議映射到傳輸網(wǎng)絡的靈活及有效的機制 。
本文將討論一種靈活的網(wǎng)絡解決方案，能夠滿足系統(tǒng)供給商部署城域設備時提供前述服務的需要 。賽靈思（Xilinx）公司所提供的解決方案包括利用Virtex-II Pro 器件提供全面集成的客戶適配解決方案，直到利用Spartan-3 FPGA支持低成本的協(xié)議封裝 。Virtex-II Pro和Virtex-II Pro X中集成的高速RocketIO收發(fā)器支持多種客戶協(xié)議，從而可以利用工作在高達1～11 Gbps速率的協(xié)議實現(xiàn)無縫通信，再結合嵌入式PowerPC處理器，不僅可在單片F(xiàn)PGA器件中支持客戶適配能力，還可提供實時控制和處理能力 。
基于這些平臺和賽靈思公司豐富的IP內(nèi)核產(chǎn)品，新的GFP內(nèi)核提供了一種完全可配置的解決方案，支持在快速變化的電信環(huán)境中實現(xiàn)具有動態(tài)適應能力的定制解決方案 。
GFP標準
GFP采用的是將基于八字節(jié)的數(shù)據(jù)流直接映射到八字節(jié)同步流中，如同步光學網(wǎng)絡/同步數(shù)字體系（SONET/SDH） 。GFP幀進行了不規(guī)則擾碼編碼（scramble）處理以保證直流平衡（即使線路上傳輸?shù)?0"和"1"的數(shù)量保持平衡），GFP幀的定界是通過內(nèi)核頭部的長度域來完成的 。
由于幀起始嵌入在GFP流中，因此為保證數(shù)據(jù)傳輸，兩個GFP端點首先必須實現(xiàn)同步 。單個端點的同步過程是這樣的:先檢測內(nèi)核頭部是否存在正確的CRC域，假如存在的話，就利用長度域指向下一個幀的起點,然后重復這一過程 。假如在預先編程設定的重復次數(shù)內(nèi)這一過程都是成功的，那么就實現(xiàn)了GFP流同步過程 。
GFP協(xié)議有些方面對于所有實現(xiàn)方式都是共同的 。這包括諸如幀定界和同步；CRC插入/檢測/校正以及擾碼編碼處理等選項 。
除了這些共同的方面以外，為了處理不同的協(xié)議映射方式，還需要一些非凡的客戶功能 。這包括針對兩類客戶數(shù)據(jù)映射方式的一些選項：幀映射（GFP-F）和透明映射（GFP-T） 。表1列出了G.7041標準支持的所有GFP-F和GFP-T協(xié)議 。
GFP-F支持可變長度的幀數(shù)據(jù)（即包含可變長度的數(shù)據(jù)包） 。此時一個客戶幀（如一個以太網(wǎng)幀）被直接映射到一個GFP-F幀中 。這時，在系統(tǒng)中需要有一個媒體訪問控制器（MAC）來端接第2層協(xié)議 。例如在以太網(wǎng)中，一個以太網(wǎng)MAC負責去除前導位和幀分界符，校驗CRC，并將以太網(wǎng)幀交給GFP端點進行封裝 。
GFP-T支持固定數(shù)據(jù)包長度和傳輸塊編碼（block-coded）固定速度流（如Fibre Channel，Ethernet，或ESCON/SBCON） 。這種模式下生成的是封裝了塊編碼數(shù)據(jù)的GFP幀，其中包括映射為64B65B塊編碼的客戶協(xié)議8B10B數(shù)據(jù)和控制（符號） 。
透明映射協(xié)議不需要在傳輸前緩沖整個客戶幀 。相反，數(shù)據(jù)和控制符號都是按順序處理的 。八個8B/10B符號（加上一個標志位）組合為一個64B/65B塊編碼 。這一塊編碼同時包括數(shù)據(jù)字符和控制字符 。

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