Việc sắp xếp trực tiếp cỏc tải tin HDLC/PPP vào trong GFP được ỏp dụng để chuyển tải cỏc khung HDLC/PPP theo phương thức ban đầu của chỳng. Cỏc tải tin HDLC/PPP phải được đúng gúi trong một khung như HDLC. Định dạng của khung PPP được mụ tả trong IETF RFC 1661, mục 2. Định dạng của khung như HDLC được mụ tả trong IEFC RFC 1662, mục 3. Cú một sự xắp xếp một-một giữa PDU PPP/HDLC lớp cao hơn và PDU GFP. Đặc biệt, ranh giới của PDU GFP được liờn kết với cỏc ranh giới của cỏc PDU HDLC/PPP lớp cao hơn sắp xếp khung. Mối quan hệ giữa cỏc khung MAC Ethernet và cỏc khung GFP này được minh hoạ trong hỡnh 2.27.
G.7041/Y.1303_F7-2 PPP/HDLC frame GFP frame Octets PLI cHEC Type tHEC Flag GFP Extension Hdr Address Control PPP type PPP information (Pad)
Frame Check Sequence (FCS)
Bits 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 2 4 2 2 2 2 0-60 GFP payload Bits Octets
Hỡnh 2.27: Mối quan hệ giữa HDLC/PPP và khung GFP
a) Đúng gúi khung PPP
Tất cả mọi octet trong khung PPP/HDLC, bao gồm cả bất kỳ trường Thụng tin PPP tuỳ ý đệm vào, được đặt trong trường Thụng tin tải tin của khung GFP. Liờn kết cỏc octet được duy trỡ và cũng duy trỡ xỏc nhận bit trong cỏc octet. Đặc biệt, trờn cơ sở từng octet một, cỏc bit 0 và 7 của byte PPP/HDLC tương ứng với cỏc bit 8 và 1trong byte tải tin GFP.
b) Phối hợp hoạt động cho mụ tả GFP/HDLC
GFP khụng dựa vào cỏc đặc tớnh của cờ cựng với cỏc octet trỏnh điều khiển cho cỏc mục đớch mụ tả khung. Cỏc nguyờn tắc sau đõy ỏp dụng đối với quỏ trỡnh xử lý cỏc khung HDLC đồng bộ-octet bởi một chức năng phối hợp hoạt động của GFP/HDLC:
1) Cỏc cờ cựng với cỏc octet trỏnh điều khiển được loại bỏ khi khung PPP/HDLC được tỏch ra từ luồng octet khỏch hàng tới. Sau đú khung PPP/HDLC đó tỏch ra
(giải mó) được đưa tới bộ xử lý sắp xếp tại nguồn phỏt GFP để đúng gúi cỏc chuỗi con vào trong khung GFP.
2) GFP tỏch khung PPP/HDLC ra khỏi khung GFP. Sau đú khung PPP/HDLC đó tỏch ra (khụng mó hoỏ) được đưa tới lớp khỏch hàng để xử lý cỏc chuỗi con. Cỏc cờ và đặc tớnh trỏnh điều khiển được khụi phục sau đú bằng cỏch chốn cỏc đặc tớnh cờ (vớ dụ, 0 ( 7e trong hệ 16) và đặc tớnh trỏnh điều khiển (vớ dụ, 0 ( 7d trong hệ 16).
c) Tuỳ chọn cấu hỡnh tải tin PPP
G.7041/Y.1303_F7-3
PPP/HDLC-like frame GFP frame
Octets PLI cHEC Type tHEC GFP extension hdr PPP protocol PPP information PPP padding (Optional) PPP/HDLC FCS Bits 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1-2 1 2 4 2 2 2 2 0-60 GFP payload Octets Bits
Hỡnh 2.28: Mối quan hệ giữa PPP/HDLC và khung GFP
Cỏc sửa đổi cho định dạng khung giống-PPP/HDLC cú thể thực hiện sử dụng thủ tục tuỳ chọn cấu hỡnh đối với Giao thức Cấu hỡnh Tuyến (LCP). Vớ dụ, định dạng của khung GFP sau khi thực hiện thành cụng cho Tuỳ chọn Cấu hỡnh đối với Nộn Trường Điều khiển và Địa chỉ (ACFC) như minh hoạ trong hỡnh 2.28. Cỏc thủ tục cấu hỡnh như vậy là tớn hiệu khỏch hàng và thực hiện quỏ trỡnh chuyển tải GFP-F.
2.2.2.3. Tải tin kờnh quang qua FC-BBWỴSONET
Định dạng của một PDU kờnh quang băng rộng-2 (FC-BBWỴSONET) được đưa ra trong ANSI INSITS 342-2001 (FC-BB), mục 6. Đối với cỏc mục đớch tương thớch trờn cơ sở GFP-F, giả thiết một sắp xếp một-một giữa cỏc PDU kờnh quang và cỏc PDU FC-BBWỴSONET (như trờn chỉ tiờu kỹ thuật FC-BB), và giữa cỏc PDU FC- BBWỴSONET và PDU GFP (như trong tiờu chuẩn này). Chỉ mối quan hệ sắp xếp giữa PDU FC-BBWỴSONET và PDU GFP được trỡnh bày trong tiờu chuẩn này.
Đúng gúi PDU FC-BBWYSONET
Tất cả cỏc octet trong PDU FC-BBWỴSONET bắt đầu từ Mào đầuỴLLC/SNAP tới Tải tin bản tin BBW được đưa vào trong trường thụng tin tải tin của khung GFP. Cả hai liờn kết-octet và nhận dạng bit trong cỏc otet được duy trỡ trong PDU GFP. Cấu trỳc của Mào đầuỴBBW và Tải tin bản tin BBW (nếu cú) cho cỏc PDU FC- BBWỴSONET được mụ tả trong ANSI INSITS 342-2001. Mối quan hệ giữa cỏc khung FC-BBWỴSONET và cỏc khung GFP được minh hoạ trong hỡnh 2.29.
G.7041/Y.1303_F7-4
FC-BB-2_SONET PDU GFP frame
Octets PLI cHEC Type tHEC GFP extension hdr LLC/SNAP hdr BBW message payload Bits 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 8 4 0-2148 2 2 2 2 0-60 GFP information BBW hdr Octets Bits
Hỡnh 2.29: Mối quan hệ giữa SONET băng rộng-2 kờnh quang (FC-BBW-SONET) và khung GFP
2.2.2.4. Xử lý lỗi trong GFP-F
Trờn lối vào, cỏc PDU phỏt hiện cú lỗi phải được loại bỏ trước khi truyền dẫn bởi bộ xử lý sắp xếp tại nguồn phỏt khỏch hàng. Cỏc PDU phỏt hiện cú lỗi trong khi truyền dẫn bởi bộ xử lý sắp xếp tại nguồn phỏt khỏch hàng phải thờm vào một chuỗi gồm tất cả cỏc bit một, và truyền đi với một FCS tải tin cú bổ sung tất cả 32-bit. Những hoạt động này đảm bảo rằng quỏ trỡnh xử lý GFP kết cuối, hoặc đầu cuối khỏch hàng, sẽ xoỏ bỏ cỏc PDU bị lỗi.
Cỏc khớa cạnh về lỗi tớn hiệu đặc trưng khỏch hàng
Khi bộ xử lý sắp xếp tại nguồn phỏt GFP-F phỏt hiện một lỗi tớn hiệu khỏch hàng tại lối vào thỡ hoạt động thụng thường (nếu cú thể) là đưa tới lối ra một tớn hiệu chỉ thị cảnh bỏo (AIS) về lỗi tớn hiệu khỏch hàng.
Trong trường hợp khụng thể cú AIS cho tớn hiệu khỏch hàng thỡ cú thể tạo ra một CMF [csf] tại bộ xử lý sắp xếp tại nguồn phỏt GFP-F, như gửi một chỉ thị "Lỗi tớn hiệu khỏch hàng". Cỏc chỉ thị thực hiện-phụ thuộc khỏc cho tớn hiệu khỏch hàng bị lỗi
(vớ dụ, mất xung nhịp từ giao diện giữa cỏc mạch tớch hợp) cú thể được mó hoỏ như Lỗi tớn hiệu khỏch hàng.
2.2.2.5. Tải tin RPR IEEE 802.1
Định dạng của cỏc khung RPR được đưa ra trong IEEE 802.17, mục 8. Cú một sự sắp xếp một-một giữa một khung RPR và PDU GFP. Để cho rừ ràng, mối quan hệ giữa cỏc khung RPR và cỏc khung GFP được minh họa trong hỡnh 2.30.
Khung RPR Khung GFP Octet 2 PLI 2 cHEC 2 Type 2 tHEC
N Khung RPR Tải tin
GFP Octet Bit MS B LS B 1 2 3 4 5 6 7 8 Hỡnh 2.30: Mối quan hệ giữa RPR và GFP
Đúng gúi RPR
Tất cả cỏc octet của khung RPR được đưa vào trong trường Thụng tin tải tin GFP. Mặc định là khụng cú mở rộng mào đầu và khụng sử dụng trương pFCS. Liờn kết- octet được duy trỡ và xỏc định bit trong cỏc octet cung được duy trỡ.
2.2.2.6. Sắp xếp trực tiếp MPLS vào cỏc khung GFP-F
Việc sắp xếp trực tiếp MPLS vào GFP được dự định ỏp dụng cho chuyển tải cỏc PDU MPLS-chốn trực tiếp qua tải SDH. PDU MPLS unicast hoặc multicast chứa một hoặc nhiều lối vào kiểu ngăn xếp nhón đặc trưng MPLS và một trường thụng tin tải tin MPLS. Tất cả cỏc octet trong PDU MPLS được đưa vào trong trường thụng tin tải tin của một khung GFP-F. Liờn kết-octet và nhận dạng bit trong octet được duy trỡ trong PDU GFP-F. Việc sắp xếp trực tiếp MPLS vào trong GFP này được dự định là sắp xếp mặc định khi cỏc tớn hiệu khỏch hàng MPLS được tải trực tiếp qua mạng chuyển tải.
FCS tải tin GFP được yờu cầu và tớnh toỏn và được chốn vào trong trường pFCS. Trường PFI được thiết lập là 1. Mối quan hệ giữa PDU MPLS và khung GFP-F được minh hoạ trong hỡnh 2.31.
Hỡnh 2.31: Mối quan hệ khung GFP và MPLS Unicast
2.2.2.7.Sắp xếp trực tiếp cỏc PDU IP và IS-IS vào trong cỏc khung GFP-F
Việc sắp xếp trực tiếp cỏc PDU IPv4, IPv6 và cỏc OSI vào trong GFP được dự định ỏp dụng để chuyển tải trực tiếp cỏc PDU IP/OSI qua cỏc tải SDH. PDU IPv4 (IETF RFC 791/STD0005), PDU IPv6 (IETF RFC 2460) và PDU IS-IS (ISO/IEC 10589) chứa một hoặc nhiều lối vào mào đầu đặc trưng khỏch hàng và một trường thụng tin tải tin khỏch hàng. Tất cả cỏc octet trong PDU khỏch hàng được đưa vào trong trường thụng tin tải tin của một khung GFP-F. Liờn kết-octet và nhận dạng bit trong octet được duy trỡ trong PDU GFP-F.
FCS tải tin GFP được yờu cầu và tớnh toỏn và được chốn vào trong trường pFCS. Trường PFI được thiết lập là 1. Mối quan hệ giữa cỏc PDU IPv4, IPv6 hoặc IS-IS và khung GFP-F được minh hoạ trong hỡnh 2.32.
2.2.3. Cỏc vấn đề liờn quan đến GFP-T
Trong GFP-T, dữ liệu được đưa vào cỏc khung GFP-T cú chiều dải chuẩn hoỏ theo mó hoỏ 64B/65B. Đầu tiờn, cỏc từ 8B/10B sẽ được giải mó để tỡm cỏc cờ dữ liệu và điều khiển và được mó hoỏ lại thành cỏc khối 64B/65B, sau đú cỏc khối này được sắp xếp vào một khung GFP cú chiều dài xỏc định, và được phỏt ngay mà khụng cần đợi toàn bộ khung dữ liệu khỏch hàng.
2.2.3.1. Cỏc vấn đề về băng tần truyền tải
Kớch thước kờnh GFP-T được lựa chọn tuỳ theo tớn hiệu khỏch hàng. Nhiều VC SDH/SPE SONET được nhúm lại với nhau thành một ống băng tần cao hơn giữa cỏc điểm đầu cuối của luồng mắc chuỗi ảo. Cỏc SPE/VC thành viờn trong luồng mắc chuỗi ảo khụng cần phải nằm trong cỏc khe thời gian tiếp giỏp nhau. Điều đú đó làm đơn giản hoỏ việc thực hiện và làm tăng tớnh linh hoạt cả việc mắc chuỗi ảo. Hơn nữa, mắc chuỗi ảo thụng suốt trờn cỏc node trung gian, chỉ cỏc điểm đầu cuối của luồng mắc chuỗi ảo là cần cú chức năng này.
Cỏc tớn hiệu mắc chuỗi ảo được ký hiệu là <loại SPE/VC>-Xv, với X là số cỏc SPE/VC được mắc chuối. Vớ dụ, STS-3c-7v là mắc chuối ảo 7 SPE STS-3c, tương đương với VC-4-7v SDH. Bảng 2.9 đưa ra kớch cỡ kờnh mắc chuỗi ảo nhỏ nhất cú thể được sử dụng cho cỏc GFP-T khỏc nhau.
Bảng 2.8: Kớch cỡ kờnh mắc chuỗi ảo mang cỏc GFP-T khỏc nhau Tớn hiệu khỏch hàng Băng tần tớn hiệu khỏch hàng chưa mó hoỏ) Kớch cỡ kờnh truyền tải mắc chuỗi ảo nhỏ nhất Băng tần kờnh truyền tải danh định Số siờu khối ớt nhất /khung GFP Băng tần mào đầu trong trường hợp dư lớn nhất/nhỏ nhất Băng tần tải quản lý khỏch hàng tốt nhất ESCON 160 Mbit/s STS-1- 4v/VC-3-4v 193,536 Mbit/s 1 5,11Mbit/s/24,8 Mbit/s 6,76 Mbit/s FC 850 Mbit/s STS-3c- 6v/VC-4-6v 898,56 Mbit/s 13 412Kbit/s/85,82 Mbit/s 2,415 Mbit/s Gigabit Ethernet 1,0 Gbit/s STS-3c- 7v /VC-4-7v 1,04832 Gbit/s 95 281 bit/s/1,138Mbit/s 376,5 Kbit/s Lưu ý:
- Băng tần dư nhiều nhất khi số cỏc siờu khối được sử dụng /khung GFP là nhỏ nhất. Băng tần dư nhỏ nhất đối với giỏ trị N cho phộp chỉ 1 khung quản lý khỏch hàng /khung dữ liệu GFP. Khung quản lý khỏch hàng 160 bit được thừa nhận cho trường
hợp cú băng tần dư nhỏ nhất (với 1 CRC-32). Đối với cả 2 trường hơp, đều khụng sử dụng cỏc mào đầu mở rộng.
- Băng tần tải quản lý khỏch hàng tốt nhất được giả sử với 8 byte tải /khung quản lý khỏch hàng và cỏc điều kiện băng tần mào đầu dư nhỏ nhất.
Trong thực tế, cỏc kờnh SDH phải cú băng tần lớn hơn một chỳt so với lượng băng tần mà nú cần để mang tớn hiệu GFP. Do đú, bộ đệm lối vào tớn hiệu khỏch hàng của bộ sắp xếp GFP sẽ tràn. Cú 2 cỏch để xử lý tỡnh trạng này. Cỏch thứ nhất là đệm toàn bộ khung GFP-T của cỏc ký tự dữ liệu khỏch hàng trước khi bắt đầu phỏt khung GFP đú. Tuy nhiờn, cỏch này làm tăng độ ỡ của bộ sắp xếp và kớch cỡ bộ đệm. Cỏch thứ 2 là sử dụng một mó điều khiển giả 64B/65B như một ký tự 65B_PAD 4 bit. Bất cứ khi nào khụng cú ký tự khỏch hàng trong bộ đệm lối vào thỡ bộ sắp xếp sẽ coi như vẫn cú một ký tự điều khiển khỏch hàng và đưa ký tự 65B_PAD 4 bit đú vào. Xem minh hoạ trờn hỡnh 3.26. Bộ giải sắp xếp tại đầu kia của tuyến GFP sẽ coi ký tự này như một pad giả và loại nú khỏi luồng dữ liệu. Nhờ sử dụng ký tự 65B_PAD mà kớch cỡ bộ đệm lối vào bộ sắp xếp đó được giảm chỉ cũn 8 byte (lượng dữ liệu đũi hỏi để tạo thành một khối 64B/65B) cộng với số byte mào đầu SDH và mào đầu khung GFP. Luụn luụn tồn tại độ ỡ là 8 byte do bộ sắp xếp khụng thể hoàn thành việc mó hoỏ khối 64B/65B chừng nào nú biết được rằng cú cỏc từ mó điều khiển trong 8 ký tự sẽ chứa khối đú.
Hỡnh 2.35: Vớ dụ về việc đưa thờm ký tự 65B_PAD
Cỏc khung quản lý khỏch hàng trong GFP sẽ sử dụng băng tần “chia sẻ” cho cỏc ứng dụng quản lý khỏch hàng. Cỏc khung quản lý khỏch hàng này cú chiều dài tối đa (gồm cỏc byte mắc chuối GFP) và, do cú độ ưu tiờn thấp hơn so với dữ liệu khỏch hàng nờn chỳng chỉ được gửi đi khi bộ đệm lối vào gần rỗng. Để hỗ trợ cỏc khung quản lý khỏch hàng này, cần đưa thờm 20 byte vào bộ đệm lối vào.
2.2.3.2. Cỏc vấn đề về điều khiển lỗi
a) Phỏt hiện lỗi
Cỏc từ mó 8B/10B cú khả năng phỏt hiện lỗi. Nhưng việc tăng hiệu suất băng tần bằng cỏch sắp xếp lại dữ liệu từ cỏc từ mó 8B/10B vào cỏc từ mó 64B/65B đó làm mất đi phần lớn năng lực phỏt hiện lỗi này. Cú 4 tỡnh huống mà cỏc lỗi bit cú thể gõy ra cỏc vấn đề nghiờm trọng với cỏc từ mó 64B/65B.Thứ nhất, khi bit cờ đầu tiờn của từ
mó nhận được bị lỗi. Do giỏ trị của bit cờ này thụng bỏo rằng khối chứa cỏc từ mó điều khiển và dữ liệu, hoặc chỉ chứa dữ liệu, nờn một lỗi cũng cú thể làm cho cỏc byte bị nhận sai. Vớ dụ, nếu khối ban đầu chứa bất kỳ cỏc từ mó nào thỡ cỏc từ mó này sẽ được hiểu như là dữ liệu. Số cỏc byte dữ liệu bị hiểu sai là cỏc từ mó điều khiển sẽ phụ thuộc vào giỏ trị của bit đầu tiờn của cỏc byte. Dữ liệu bị đổi nhầm thành cỏc từ mó điều khiển cú thể làm mất một khung dữ liệu khỏch hàng, gõy nờn cỏc sự cố phỏt hiện lỗi cho dữ liệu khỏch hàng vỡ cú khả năng khung khỏch hàng bị cắt đú hoỏ ra lại cú một giỏ trị CRC đỳng. Vấn đề thứ hai là, vấn đề tương tự xảy ra khi một khối chứa cỏc ký tự điều khiển và bit chỉ thị từ mó điều khiển cuối cựng bị ảnh hưởng bởi một lỗi. Vấn đề thứ 3 xảy ra khi cú cỏc lỗi trong địa chỉ vị trớ từ mó điều khiển, khiến cho bộ sắp xếp sẽ đặt từ mó điều khiển vào sai vị trớ. Vấn đề thứ 4 xảy ra khi cú cỏc lỗi trong phần giỏ trị từ mó điều khiển 4 bit, khiến cho bộ sắp xếp tạo ra một từ mó điều khiển sai. Bầt kỳ một lỗi nào gõy ra một từ mó điều khiển sai hoặc khụng chớnh xỏc cũng gõy ra những hậu quả nghiờm trọng.
Để nõng cao khả năng phỏt hiện lỗi, người ta thờm vào mỗi siờu khung một CRC- 16. Khi một lỗi được phỏt hiện thỡ cơ chế điều khiển lỗi tin cậy nhất là bộ sắp xếp sẽ loạ bỏ tất cả cỏc dữ liệu nằm trong siờu khung bị lỗi. CRC-16 cũn cú khả năng sửa lỗi đơn.
b) Trộn tải
Phần tải tin của khung GFP sẽ được trộn bằng một bộ trộn tự đồng bộ, tất cả cỏc bit tải GFP bao gồm cả cỏc bit CRC của siờu khối sẽ được trộn. Đa thức CRC-16 (x16+x15+x12+x10+x4 +x3+x2+x+1) được lựa chọn cho siờu khối GFP-T, đa thức này đảm bảo rằng bộ trộn cú khả năng phỏt hiện lỗi bộ ba và khả năng sửa lỗi đơn (tuỳ chọn).
2.2.3.3 Cỏc khung quản lý khỏch hàng (CMF)