GFP協(xié)議可編輯范本

GFP協(xié)議GFＰ(GｅnｅrｉｃFramiｎgProcｅｄｕrｅ,通用成幀規(guī)程)是一種通用映射技術，它可將變長或定長的數(shù)據(jù)分組，進行統(tǒng)一的適配處理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務在多種高速物理傳輸通道中的傳輸。一方面,GＦP采用靈活的幀封裝以支持固定或可變長度的數(shù)據(jù),ＧFＰ能對可變長度的用戶ＰDＵ(ProtocolDataUnit,協(xié)議數(shù)據(jù)單元)進行全封裝,免去對數(shù)據(jù)的拆分、重組及對幀的填充，簡化了系統(tǒng)的操作，提高了系統(tǒng)的處理速度和穩(wěn)定度；另一方面,ＧFP不像LＡPS以特定字符7E填充幀頭來確定幀邊界，ＧFP使用類似于AＴＭ中基于差錯控制的幀定界方式，以ＨEC(HＹPERLINK＂hｔtp://ｗww.dzsc.ｃｏｍ/sｔock-ｉｃ/HEAD.hｔml"＼ｔ”_blank"HeadＨYPＥＲLIＮK"ｈtｔp：/／www。ｄzｓｃ。com／stocｋ／E/ERROR.hｔml”\ｔ”_blａnｋ”ErrorCheck，幀頭錯誤檢驗）為基礎,通過兩字節(jié)當前幀的凈荷長度和兩字節(jié)的幀頭錯誤檢驗來確定幀的邊界,這種顯示幀長度指示的方式可減少邊界搜索處理時間,對于有較高同步需求的數(shù)據(jù)鏈路來說相當重要，同時它克服了靠幀標志定位帶來的種種缺點，進一步加快了處理速度,適應下一代SDH高速的要求．GＦＰ標準定義了兩種模式：透傳模式和幀映射模式。GＦＰ—T(透明映射的GFＰ)是一種面向塊狀碼的數(shù)據(jù)流模式,實現(xiàn)對時延敏感的SAN網(wǎng)（StorageArｅａNetｗoｒk,存儲區(qū)域網(wǎng))的線路碼的高效和透明地傳輸,它面對的是FｉberChannel（HYPＥRLＩNK”hｔtp：/／wｗｗ.／ｐrodｕct/searｃｈｆile／28７0。htｍｌ”＼ｔ”_ｂlank”光纖通道）、FICON和ESCONHＹPERLINK"http://www。dzsc．com/prｏduct/sｅarchfile／５540。htmｌ”\t”_blａnk”接口的數(shù)據(jù)流。GFP—F(幀映射的GFP)是一種面向PDU的數(shù)據(jù)流模式,用作傳輸IP協(xié)議、多協(xié)議標記交換(MPLS)和以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)流。在這里我們主要介紹適用于傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的GFP－F模式。GFP幀結(jié)構(gòu)GFP協(xié)議定義了兩種類型的GFP幀：ＧFＰ客戶幀和ＧFP管理幀。ＧFP的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，按字節(jié)排列，它包括GFP幀頭（CｏrｅHYＰＥＲLINK”http：//www．dzsｃ.com/ｓｔock—ic／HEADＥR。html"\ｔ”_blank"Ｈｅadｅr）和GFP凈荷區(qū)(GＦPPayloadＡrｅa)兩部分．GＦP幀頭包括幀長度標識(PＬI,PaｙlｏaｄLengthIndｉcaｔor）和幀頭錯誤檢驗（CoｒeHEC）。PLＩ為2個字節(jié),表明幀的凈荷長度，當PＬI大于或等于4時，表明該幀是GＦP客戶幀，否則為ＧFP管理幀（目前只定義了PLI等于0時的空閑幀）。幀頭錯誤檢驗也為2個字節(jié)，它采用ＣRC-16的檢錯方法給幀頭提供保護。這是GＦP一大特點，它通過計算接收到數(shù)據(jù)的幀頭錯誤檢驗值與數(shù)據(jù)本身比較來實現(xiàn)幀的定位，通過ＰＬI知道幀的長度，這樣就可迅速、直接地把凈荷從GFＰ幀中提取出來,從而避免了HDＬC協(xié)議的需要大量時間的繁瑣操作。在發(fā)送和接收ＧＦP幀前，四字節(jié)的幀頭要與十六進制數(shù)B6AＢ３1E0進行異或以實現(xiàn)所謂的擾碼功能。GFP凈荷區(qū)包括:凈荷頭(ＰａyｌｏadHeadｅｒ）、凈荷信息域(PaｙloaｄInformatiｏn）和凈荷的幀檢驗序列(PayloadFCＳ)三部分，而凈荷頭包括:凈荷類型(PayloadType)、凈荷類型的ＨＥC(TypeHEＣ）和擴展頭(ＥxtenｓｉonHeaｄeｒ)三部分。凈荷類型為２個字節(jié)，表明GＦP凈荷信息的內(nèi)容和格式。它包括凈荷類型標識（PTI)、凈荷FCS標識（PFI）、擴展幀頭標識(EＸI）和用戶凈荷標識（UPI）。PＴＩ為3ｂit，表明該GFP幀為客戶數(shù)據(jù)幀還是客戶管理幀;PFＩ為1bit,表明有沒有凈荷的FCS;EXＩ為4bit，表明采用哪種擴展幀頭:空擴展幀頭、線性擴展幀頭還是環(huán)擴展幀頭？？；ＵPI為8ｂｉt，表明GＦP凈荷中的數(shù)據(jù)類型等。從ＵPＩ字節(jié)可以看出GFP是支持多種數(shù)據(jù)類型的,如Etherｎet、IP、FｉberＣhanｎel、FICOＮ、ESCON等，這也是GFＰ的一大特點。凈荷類型的HEC為2個字節(jié),采用CRC-16給凈荷類型提供保護.GFP的擴展頭為0~6０字節(jié)，有三種類型:空擴展頭、線性擴展頭和環(huán)擴展頭,由ＥXI來設定?？諗U展頭,此時擴展頭為0字節(jié),GＦP幀的凈荷為單一類型；線性擴展頭,用以支持多客戶通過點到點結(jié)構(gòu)來共享GFP幀的凈荷;環(huán)擴展頭，用以支持多客戶通過環(huán)結(jié)構(gòu)來共享ＧFP幀的凈荷，與IEEE802.17ＲPR(ＲeｓiｌientPaｃｋetＲing，彈性分組數(shù)據(jù)環(huán)）的MＡC類似。由此可見,GFP提供一個靈活的擴展幀頭以適應多樣的傳輸機制，這就為SＤH提供靈活廣泛的應用，而這是HDLC所無法比擬的。凈荷的幀檢驗序列為4個字節(jié),采用CRＣ—32來保護凈荷的完整.它為可選的，凈荷FCS標識(PＦI),當ＰFI為1時,則存在，否則不存在。同樣，在發(fā)送和接收GFP幀時，凈荷區(qū)的所有字節(jié)要進行X^43+1并行擾碼。（2)ＥＴHEＲNETＭAＣ幀的GFP封裝格式MAC幀與GFP幀的映射關系如圖2所示.MAC幀的格式在IEEE８0２。3中進行了定義。MAC幀與GFP幀是一一對應的關系,在進行GFP包封之前,要對MAＣ幀進行一幀的緩存，以獲?。停粒脦拈L度,該長度加上凈荷頭的長度形成2字節(jié)的PLＩ標識,并對PLＩ進行CRＣ16計算得到2字節(jié)的HEC值，PLI與HEC值形成4字節(jié)的GＦＰ幀頭。凈荷類型中的ＰTI等于００0,表明該GFP幀為客戶數(shù)據(jù)幀,PFＩ等于0,表明該ＧFＰ幀沒有凈荷的FCS，EXI等于0000,表明該ＧFP幀沒有擴展頭，UPI等于00000001,表明該ＧFP幀為以太網(wǎng)ＭＡC幀的映射。對凈荷類型進行ＣRC16計算,得到凈荷類型的HＥＣ值，由于沒有擴展頭,此時凈荷頭由凈荷類型和凈荷類型的HEC4字節(jié)組成。凈荷信息域包含了從目的地址到ＦCS的所有MＡC幀字節(jié)(去除了ＭAC幀的前導碼)。這樣MAＣ幀進行ＧＦP包封后的格式如表1所示.在沒有有效的ＭＡＣ幀發(fā)送時,可以直接發(fā)送GＦＰ的空閑幀,空閑幀擾碼后的格式如表2所示。(3)ＧFP幀的同步ＧFＰ幀要實現(xiàn)兩項非常重要的功能:捕獲GFP幀頭以及保持幀同步。幀同步情況分為同步狀態(tài)、預同步狀態(tài)和搜索狀態(tài)。由預同步狀態(tài)到同步狀態(tài)所需的有效幀頭數(shù)目N可以由使用者配置。搜索狀態(tài)為鏈路鏈接初始化或ＧＦＰＨYPERＬＩＮK”http:／/www。ｄｚ/ｐｒｏduｃt/ｓearｃhfilｅ/8381。ｈtmｌ”\t"_ｂlaｎk”接收器接收失敗時的基本狀態(tài)。接收器使用當前的4字節(jié)數(shù)據(jù)來搜索下一幀，如果計算出的CoｒeHEＣ值與數(shù)據(jù)域中的CoreHＥC值相同,則接收器暫時進入預同步狀態(tài),否則,它移到下一字節(jié)繼續(xù)進行搜索。預同步狀態(tài)時，根據(jù)PLI能夠確定幀的邊界，當連續(xù)N個GＦP幀被正確檢測到，則進入同步狀態(tài)。同步狀態(tài)為一個規(guī)則的操作狀態(tài),它檢查PLI值,確定CoreＨEC值,提取幀的PDU，然后到下一幀,如此循環(huán),各狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移如圖3所示。ＨYPERLINＫ"ｈttp:／/wwｗ.dｚ/pｒoｄuct／searchfｉle／3720.ｈtml＂＼ｔ"＿bｌanｋ＂ＦPＧＡ的實現(xiàn)在本設計中采用了HYPEＲLINK"ｈｔtp:／/wｗｗ。dzsc。ｃom／icｓｔock/７５8/XILINX.html"\ｔ”_blaｎk”XILIＮX公司的HYPＥＲLINK"http:/／wwｗ。dzｓ/icstock/757/XCV2０0E。html”\t"_blanｋ”XCV20０EＨYPEＲLＩNK"hｔtp:/／www.dzｓｃ.com/produｃｔ/sｅａrchfile/64６5.htmｌ”\t”_ｂlａnk”芯片,它是一片擁有30萬系統(tǒng)門,高速、可靈活編程的FPGA．(1）MAC幀到GFP幀包封的實現(xiàn)包封在FPGA中實現(xiàn)的框圖如圖4所示。FPＧA通過GMII或ＭIIMAＣ接口以字節(jié)的方式接收一個完整的MAC幀,去除幀前導碼后進行MAC幀的緩存,同時對幀長進行計數(shù),并保存在ＦIFO中，當有一幀緩存結(jié)束時,取出該幀的長度值加上凈荷頭的長度后得到PＬI,算出其CRC值形成GFP的CoreHｅaｄｅｒ,再加上固定的4字節(jié)凈荷頭(只有TyｐｅHeａder,無ＥxtensiｏnHeadｅｒ)，此時從緩存區(qū)取出MAC幀的內(nèi)容加在凈荷頭之后，完成GFP的包封。當沒有有效的MAC幀發(fā)送時,必須插入完整的4字節(jié)空閑幀,兩者進行復用后，分別進行ＣoreHeaｄeｒ擾碼(與十六進制數(shù)B6AB31E0異或）和Ｐａyloａd擾碼(Ｘ＾43＋1)。擾碼完成后直接發(fā)送給ＳDＨ的虛容器中。(２）ＧFP幀到ＭAＣ幀解包封的實現(xiàn)解包封在FPGA中實現(xiàn)的框圖如圖5所示。?從SDH虛容器中接收到數(shù)據(jù)后,分別送入GFP幀同步的Deliｎeａt(yī)ioｎ模塊和Payload解擾碼模塊中，Delｉneaｔion模塊實現(xiàn)GFP幀的同步捕捉和保持,從由預同步狀態(tài)到同步狀態(tài)所需的有效幀頭數(shù)目N取為1,為避免有效的數(shù)據(jù)丟失,進入預同步狀態(tài)后，該幀的payload也是有效的,Delineatiｏn模塊輸出一個pａyload＿ｖａｌid信號給Ｐａｙloａd解擾碼模塊，指示其對有效的數(shù)據(jù)進行X＾４3＋1解擾碼。對解擾后的GＦP幀進行解包封,在解包封時要注意一些錯誤的處理,如要對TyｐｅHeaderHＥC值進行檢查,若正確還要對TypeHeader中的各項值（PＴI，PFＩ，EXI,UPI)進行檢查,看接收到的數(shù)據(jù)是否為所需的ＭAC幀類型,若有錯誤則把