Передача пакетного трафика по транспортным сетям последующих поколений

─ Байты и бит 1-го блока 65В

Рис. 7 Структура суперблока 64В65В

байт несет четырехбитный сигнал управления (см. табл. 4). Байты 66-й и 67-й содержат кодовое слово кода CRC-16 и являются проверочными для всех предыдущих байтов суперблока.

Порождающим полиномом циклического кода CRC-16 является полином 16-й степени: G(x) = х16+х15+х12+х10+х4+х3+х2+х+1. С помощью этого кода фиксируется наличие ошибок в том или ином байте суперблока, о чѐм тем или иным способом (зависящим от применяемой технологии) извещается клиент на приеме.

Как уже говорилось, сигналы управления занимают четыре бита в байте кода 64В65В. Другие четыре бита распределяются следующим образом. Один бит является флагом окончания сигнала управления, то есть, если его значение «0», последующие байты в 8-и байтовом блоке являются байтами данных. Если же значение флага – «1», то следующий байт также несет сигнал управления. Три бита в байте управления занимает адрес (локатор) сигнала управления, показывающий место положения сигнала управления в декодированном потоке байтов 8В10В. В табл. 5 приведена структура блоков 64В65В с различным количеством сигналов управления.

Первая строка табл. 5 соответствует случаю, когда все восемь октетов блока 64В65В заняты данными клиента (D1…D8), флаг L для этого блока является нулем. Вторая строка соответствует случаю, когда один байт блока является сиг-

21

нальным (0 ааа С1), а остальные – байтами данных (D1…D7). Здесь в первом байте – «0» есть флаг окончания сигнала управления (далее следуют только байты данных), ааа – адрес (локатор) сигнала управления, а С1 – четырехбитный сигнал управления (в соответствии с табл. 4). В последующих строках табл. 5 показаны структуры блоков с различным числом сигналов управления (от двух до восьми).

Поясним сказанное примером. Пусть структура первого байта блока 0 011 С1. Это значит, что в данном блоке содержится один сигнал управления С1, поскольку первый символ (флаг окончания) байта «0». Сигнал С1 располагается между байтами D3 и D4, так как локатор сигнала «011» соответствует «3» в десятичном исчислении. Следует заметить, что сигналы управления отображаются в байты полезной нагрузки блоков 64B/65B в том порядке, в котором они были приняты. Поэтому адреса кодов управления aaa…hhh в табл. 5 идут по возрастанию.

Кадры данных клиента имеют приоритет по отношению к кадрам управления клиента. Если имеется для передачи кадр управления клиента GFP и входной буфер почти пуст (например, если во время текущего кадра данных клиента был передан знак 65B_PAD), то кадр управления может быть передан после текущего кадра данных. Для снижения задержки рекомендуется между кадрами данных клиента передавать только один кадр управления. Также рекомендуется, чтобы в

22

кадрах управления величина поля информации полезной нагрузки была ограничена значением восемь байтов или менее. Следует отметить, что малая задержка может быть также обеспечена за счет увеличения пропускной способности канала, чтобы сделать возможным вставку более одного кадра управления между кадрами данных.

Обработка сигналов технического обслуживания заключается в генерации сигналов неисправности и реакции на эти сигналы. На рисунке 8 показаны места генерации сигналов неисправности процессом GFP. Повреждения сигнала в тракте TSF (Trail Signal Fail) относятся к неисправностям, обнаруженным в транс-

CSF

Рис. 8 Передача аварийных сигналов в GFP

портной сети (например, в сети SDH или OTN).

Повреждение сигнала сервера SSF (Server Signal Fail) соответствует потере синхронизации по кадрам GFP. Кроме того, сигнал SSF генерируется, если имеет место возникновение и передача сигнала TSF к клиентам GFP.

События CSF (Client Signal Fail) относятся к неисправностям, обнаруженным в сигнале клиента на входе или на выходе системы передачи.

Если возникает повреждение входного сигнала клиента, процесс адаптации должен генерировать кадр управления клиента (поле PTI = 100). Поле PFI устанавливается в «0» (нет FCS поля информации полезной нагрузки), а поле EXI устанавливается в значение подходящего типа заголовка расширения. Для двух видов сигнала CSF используют следующие значения поля UPI:

−пропадание сигнала клиента (UPI = 0000 0001);

−пропадание синхронизации по знакам клиента (UPI = 0000 0010).

23

После обнаружения состояния CSF на передающем конце процесс адаптации сигнала клиента посылает сообщения CSF к приемнику GFP на дальнем конце каждые 100 мс ≤ T ≤ 1000 мс, начиная со следующего кадра GFP. Промежуточными кадрами должны быть «пустые» кадры GFP.

После приема сигнала CSF в приемнике GFP формируются сигналы неисправности, посылаемые клиенту. Вид этих сигналов зависит от применяемой технологии формирования сигналов клиента. Посылка аварийных сигналов прекращается после приема действительного кадра GFP.

Состав сигналов управления и сигналов технического обслуживания, получаемых от клиента и направляемых клиенту, зависит от соответствующей технологии (GbEthernet, FICON, ESCON и другие) и здесь не рассматривается.

4.СТРУКТУРА ВИРТУАЛЬНЫХ СЦЕПОК SDH

Внастоящее время все большее распространение получает виртуальное объединение контейнеров (виртуальные сцепки, виртуальная конкатенация), так как при этом возможно организовывать тракты с переменной скоростью передачи посредством изменения числа контейнеров в сцепках. Это позволяет существенно повысить эффективность использования сети при поддержке технологии GFP.

Виртуальные сцепки контейнеров SDH [8] разных уровней несколько отличаются друг от друга. Рассмотрим вначале сцепку виртуальных контейнеров третьего и четвертого уровней. Эти сцепки обозначаются как VC-3-Xv и VC-4-Xv

ипредставляет собой группы, состоящие из X (X = 1… 256) контейнеров третьего или четвертого уровня, которые в дальнейшем будем также называть виртуальными контейнерами. Скорости потоков, которые могут быть переданы в объединенном контейнере, равны 48384×Х кбит/с для третьего и 149760×Х кбит/с для четвертого уровней. Виртуальный контейнер VC-3/4-Xv3 состоит из X независимых виртуальных контейнеров VC-3/4 со своими маршрутными заголовками, но образующих общее поле информации клиента (контейнер C-3/4-Xv). На рис. 9 показано формирование контейнера VC-4-Xv, контейнер VC-3-Xv формируется так же, но отличается количеством столбцов; равным не 260×Х, а – 84×Х.

Каждый виртуальный контейнер VC-3/4 передается по сети независимо, что вызывает расхождение моментов приема контейнеров, составляющих одну сцепку. Поэтому на приеме виртуальные контейнеры VC-3/4 буферизируются и под-

3 Здесь и в дальнейшем краткие обозначения 3/4 и 2/1 соответствуют понятиям 3 или 4, 2 или 1.

24

вергаются процедуре двойного выравнивания на основе индивидуальных номеров, которые присваиваются виртуальным контейнерам на передаче. Во-первых, внутри сцепки каждый контейнер имеет номер (от 1 до Х). Во-вторых, используется двухуровневая сверхцикловая нумерация, одинаковая для всех контейнеров сцепки, то есть нумеруется некоторвя последовательность сцепок. Для этого используются байты Н4 маршрутных заголовков; с их помощью создаются сверхцикловые структуры первого и второго уровней, а также содержатся номера кон-

C-4-Xc

Рис. 9 Формирование виртуального контейнера VC-4-Xv

тейнеров в сцепке и команды, используемые в технологии регулировки пропускной способности канала (LCAS).

Для создания двухуровневой сверхцикловой структуры используются байты Н4, каждый из которых поделен на два полубайта. На первом уровне задействованы биты 5 – 8 байта Н4 (второй полубайт). Четырехбитный указатель сверхцикла первого уровня (MFI1) увеличивает свое значение в каждом цикле на единицу (происходит счет от 0 до 15). На втором уровне используется восьмибитный указатель сверхцикла MFI2 биты 1 – 4 байта Н4 (первый полубайт) в каждых двух последующих циклах), как это показано в табл.6. При этом старшие четыре бита

25

передаются в нулевом цикле, а младшие четыре – в первом. Указатель сверхцикла второго уровня (MFI2) увеличивает свое значение в каждом сверхцикле первого уровня (происходит счет от 0 до 255). В результате двухуровневый сверхцикл будет состоять из 16×256 = 4096 циклов и иметь длительность 125·10-6×4096 = 512 мс. Таким образом, на приеме происходит двойное выравнивание задержек распространения: вначале грубое выравнивание в пределах 512 мс в соответствии с номерами сцепок, присвоенными двухуровневым сверхциклом, а затем точное – по номерам контейнеров внутри сцепки в пределах 125 мкс.

Команды, передаваемые в байтах Н4, располагаются в первых полубайтах и подробно будут рассмотрены в разделе 7, здесь же дается их краткое перечисление. Величина SQ определяет порядковый номер (от 0 до Х-1) контейнера С-З/4- Хv в сцепке VC-3/4-Xv. Восьмибитовый порядковый номер передается в цикле 14

26

(передаются первые четыре бита порядкового номера) и 15 (передаются вторые четыре бита порядкового номера) сверхцикла первого уровня (см. табл.6).

Биты CTRL (второй цикл сверхцикла) служат для передачи специальных команд, относящихся к LCAS.

Бит CID (третий цикл сверхцикла) является индикатором сцепки, то есть указывает, что этот контейнер является (1) или не является (0), элементом сцепки.

Бит RSA (десятый цикл сверхцикла) передается на дальний конец (1) для подтверждения правильности восстановления сцепки.

Биты MSТ указывают контейнеры, присутствующие в данной сцепке. Для этого формируется поле из 256 ячеек; присутствие контейнера с данным номером в сцепке указывается символом «1» в соответствующей ячейке, а отсутствие – символом «0». Все 256 ячеек передаются в 64 полубайтах Н4 или в 32 сверхциклах (одном сверхцикле MST). Заметим, что эта команда одинакова во всех контейнерах сцепки, то есть многократно дублирована. Учитывая, что длительность передачи сверхцикла 125·10-6×16 = 2 мс, информация о наличии тех или иных контейнеров в сцепке обновляется каждые 64 мс. Структура поля MST представлена в табл. 7.

Таблица 7

Наконец, байты CRC-8 являются проверочными байтов Н4, входящих в сверхцикл первого порядка (состоящий из 16 циклов).

Остальные байты – резервные (RES) и заполняются символами «0».

Все типы виртуальных контейнеров низкого уровня также могут объединяться виртуальным способом. Принципы их объединения аналогичны принципам объединения контейнеров высокого уровня. Виртуальный контейнер VC-2/l-

27

Xv представляет собой группу, состоящую из X контейнеров второго или первого уровня.

На рисунке 10 представлена схема формирования виртуального контейнера VC-l2-Xv. Отличие схем формирования других контейнеров будет отличаться лишь количеством столбцов. Так, если контейнер С-12 содержит 34 столбца, то С- 2 – 16, а С-11 – 25 столбцов соответственно.

1

Рис. 10 Структура виртуального контейнера VC-12-Xv

Виртуальный контейнер VC-2/l-Xv передается в X независимых виртуальных контейнерах VC-2/1. Каждый виртуальный контейнер имеет свой маршрутный заголовок. В данном случае байт маршрутного заголовка К4 используется для определения порядкового номера виртуального контейнера при объединении,

атакже для индикации номера цикла в сверхцикле.

Втабл.8 приведены некоторые параметры виртуальных контейнеров VC-11- Xv, VC-12-Xv, VC-2-Xv.

28

Очевидно, что для осуществления перераспределения на приеме виртуальных контейнеров VC-11, VC-12, VC-2 (как и для VC-3/4), которые принадлежат к одной группе объединенных виртуальных контейнеров, необходимо компенсировать временные сдвиги между виртуальными контейнерами на приеме, для чего надо знать индивидуальный порядковый номер каждого виртуального контейнера. Необходимая для этого информация закладывается в бит 2 байта К2 маршрутного заголовка.

Этот бит передается один раз за каждые 4 цикла (500 мкс), 32 бита объединяются в строку, которая имеет формат, представленный на рисунке 11. Таким образом, строка повторяется каждые 16 мс (500·10-6×32 = 16 мс) или через 128 циклов передачи.

GID RSA

Рис. 11 Формат строки информации, передаваемой в бите 2 байта К4

Команды, входящие в данную строку полностью идентичны командам, содержащимся в сверхцикле байта Н4 контейнеров 3-го и 4-го уровней (см. табл. 6 и пояснения к ней).

5. СТРУКТУРА ВИРТУАЛЬНЫХ СЦЕПОК ОТN

Современная тенденция развития глобальных транспортных сетей предполагает последовательный переход к полностью оптической транспортной сети ОТN (Оptical Transport Network – OTN) [9], которая должна стать базовой для реализации глобальной информационной инфраструктуры (ГИИ). Концепция OTN предполагает создание как открытых оптических интерфейсов, так и интерфейсов, ориентированных на стандартные физические интерфейсы систем SDH

уровней STM-16, STM-64 и STM-256.

Открытые оптические интерфейсы предполагается использовать для непосредственного подключения к оборудованию ОТN, формирующего те или иные оптические сигналы для высококачественной передачи этих сигналов между узлами ОТN, которые могут быть удалены друг от друга на значительные расстояния. Однако в настоящее время стандарты и оборудование для открытых оптических интерфейсов находится в стадии исследования, а интерфейсы для систем SDH достаточно полно стандартизированы и существует оборудование, отвечающее этим стандартам.

Структура транспортной сети ОТN, показана на рисунке 12. Клиентская нагрузка поступает на уровень оптического канала OCh (Optical channel), в котором

29