6.6. Технология gfp и ее применение в оптической транспортной сети
На рис. 6.41 представлена позиция технологии GFP (Generic Framing Procedure – общая процедура формирования кадра) стандарт ITU-T среди ряда решений по передаче пользовательской информации (звука, видео, данных).
Технология GFP обеспечит более эффективное использование ресурсов транспортных сетей OTN для доставки данных нереального времени. Она находится в одном ряду с ATM, но поддерживает передачу кадров переменной емкости. Общая структура кадра GFP представлена на рис. 6.42 [16].
Формат кадра GFP может иметь несколько назначений:
– пользовательские с передачей трафика и управления в интересах пользователя;
– управление с кадрами обслуживания и технического управления ОАМ (скрытые функции от пользователя) и свободные кадры.
Кроме того, кадр GFP предусмотрен для реализации двух возможностей передачи: прозрачный (GFP-T, Transparented) и с отображением кадра пользователя (GFP-F, Frame mapped).
6.7. Технология Ethernet последнего поколения
Последнее поколение техники Ethernet имеет расширенные возможности по переносу пользовательских сообщений. Согласно международной стандартизации (рекомендации ITU-T G.8010/Y.1306) оно представлено двумя классами интерфейсов:
– интерфейсы Ethernet, специфицированные в серии IEEE 802.3 (LAN), IEEE P802.3ah (PON);
– интерфейсы транспортной сети Ethernet EoT (Ethernet-over-Transport), специфицированные рекомендацией ITU-T G.8012/Y.1308 (2004). Основное внимание в дальнейшем уделяется интерфейсам ЕоТ.
Рис. 6.41 Услуги и технологии транспортировки данных в современных решениях:
SAN, Storage Area Network – сети с памятью (серверы услуг); IP, Internet protocol
протокол межсетевых взаимодействий; MPLS, Multiprotocol Label Switching –многопротокольная коммутация по меткам; RPR, Resilient Packet Ring –самовосстанавливающееся пакетное кольцо; FR, Frame Relay – ретрансляция кадров; РРР, Protocol Point-to-Point – протокол передачи «точка-точка»; HDLC, High-level Data Link Control – высокоуровневое управление каналом передачи данных; ESCON, Enterprise Systems Connection – соединение учрежденческих систем; Fiber Channel, волоконное соединение (канал); FICON, Fibre Connection – волоконное соединение; DVB, Digital Video Broadcast – цифровое телевидение; ATM, Asynchronous Transfer Mode – асинхронный режим передачи; GFP, Generic Framing Procedure – общая процедура разбиения на кадры; SDH, Synchronous Digital Hierarchy – синхронная цифровая иерархия; OTN, Optical Transport Network – оптическая транспортная сеть; OTH, Optical Transport Hierarchy – оптическая транспортная иерархия; WDM, Wavelength Division Multiplex – мультиплексирование с разделением по длине волны
Рис. 6.42 Формат кадра GFP
6.7.1. Стандарты Ethernet Ethernet стандарта ieee 802.3
Стандарт IEEE 802.3 прошел длительный путь эволюционного развития от технологии доступа с контролем коллизий на витой паре, «тонком» или «толстом» коаксиальном кабеле, до одномодовых световодов с дуплексной раздельной передачей и построением пассивной оптической сети. При этом скоростной режим изменился от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с .
В процессе эволюции Ethernet менялся не только скоростной режим, но и формат кадров передачи, в которых учитывались возможности дуплексной передачи и хронометраж передачи. Пример двух различных форматов кадров приведен на рис. 6.43.
Рис. 6.43. Форматы кадров Ethernet
Назначение полей кадров Ethernet:
преамбула состоит из семи байт 10101010;
SFD, Start-of-Frame-Delimiter – начальный ограничитель кадра состоит из одного байта 10101011, появление его указывает на то, что следующий байт относится к заголовку;
DA, Destination Address – адрес назначения длиной от 2 до 6 байт;
SA, Source Address – адрес источника от 2 до 6 байт, содержит адрес узла-отправителя данных;
L/T, Length/Type – длина или тип кадра указывает в 2-х байтах на длину или тип кадра, последний может быть задействован для обозначения разнотипных кадров;
поле данных может содержать до 1500 байт;
поле PAD (Padding) заполняет недостающее пространство данных до 46 байт;
FCS, Frame Check Sequence – поле контрольной суммы (CRC-32);
SOP, Start of Packet – поле указывает на начало кадра пассивной оптической сети PON;
резервное поле 4 байта;
LLID, Logical Link Identificator – индивидуальный идентификатор узла PON в 2-х байтах;
первый бит LLID указывает на вид соединения «точка-точка» или «точка-многоточка», а остальные 15 бит содержат собственно индивидуальный адрес узла E-PON;
CRC, Circle redundancy Check – контрольная сумма по преамбуле.
Рис.6.44. Протокольная структура Ethernet
Протокольная организация Ethernet предусматривает контроль коллизий, т.е. одновременную передачу по общей линии сообщений более чем одной станцией. Для этого в различных версиях Ethernet предусмотрены такие механизмы, как CSMA/CD или МРСР и т.д.
Метод доступа CSMA/CD (Carrier-Sense Multiply-Access/Collision Detection) называется методом коллективного доступа с опознанием несущей и обнаружением коллизий и применяется исключительно в сетях с логической общей шиной, к которой подключаются рабочие станции. Метод доступа МРСР (Muiti-Point Control Protocol) – протокол управления множеством узлов, который представляет порядок передачи данных и устраняет коллизии.
Совместно с формированием логических кадров передачи данных протоколы доступа являются частью логической структуры интерфейсов Ethernet, соответствующих физическому и канальному уровням модели взаимодействия открытых систем OSI (рис. 6.44).
Протокол управления логическим каналом LLC может поддерживать одну из процедур передачи:
– передача без установления соединений и без подтверждений (дейтаграммы);
– передача с установлением соединения (образования логического канала) и подтверждением;
– передача без установления соединения, но с подтверждением. Протоколы управления доступом к среде MAC это уже рассмотренные
примеры CSMA/CD и МРСР.
Физическое кодирование PCS зависит от вида среды передачи, например, используется кодирование 4В5В в формате NRZ для передачи по волоконно-оптической линии. Более подробную информацию о Ethernet IEEE 802.3 приведена в литературе [2, 41, 56,60–65].