VC虚级联、GFP和LCAS简介

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1、VC 虚级联、虚级联、GFP 和和 LCAS 简介简介在 SDH 网络上传送以太网业务主要涉及到 3 个新标准：VC 虚级联（VC Virtual concatenation） 、通用封装过程 GFP（Generic framing procedure）和连接容量调整安排 LCAS（Link capacity adjustment scheme） 。VC 虚级联用于在 SDH 上配置带宽灵活的容器承 载各种新业务，LCAS 用于在 VC 虚级联时提供带宽的无损动态调整以及在参与虚级联的 部分 VC 失效时提供保护，GFP 则是目前最流行的 SDH 网络和光传送网络上的链路层封装 协议。VC 虚

2、级联的技术细节在新版 ITU_T G.707 上（G.707/Y.1322 10/2000）描述，GFP 的技术细节在 ITU_T G.7041/Y.1303(12/2001)上描述，LCAS 的技术细节在 G.7042/Y.1305（11/2001）上描述。 VC 虚级联：虚级联： VC 虚级联的基本思想是将多个 VC 级联起来实现一个带宽可灵活设置的容器 （VCG）用于承载新业务，在源端将业务分散到各个参加级联的 VC 中，参加级联的多个 VC 在网络中独立传输，在宿端再通过时延补偿将各个 VC 承载的业务汇合成完整的业务流。 与 VC 实级联相比，因 VC 虚级联只需要对源端和宿端的设备

3、进行升级，而不需要改动传 输路径经过的中间设备，能很方便地在现有 SDH 网络上实现各种新业务的传送，所以该技 术对在 SDH 网络上传送各种新的宽带业务非常重要。 ITU-T G.707 定义了 2 种 VC 虚级联：高阶 VC 虚级联，即 VC-3/4 虚级联（VC-3/4- Xv）和低阶 VC 虚级联，即 VC-2/1 虚级联（VC-2-Xv/ VC-12-Xv/VC-11-Xv） 。 因同一 VCG 的不同 VC 在中间传输过程中单独传输，到宿端时不同的 VC 引入的时延 不同，需要在宿端进行时延差补偿。为在宿端能补偿较长的时延差，对 VCG 中每个 VC 新 加一个专门的开销 MFI

4、（复帧指示） 。另外为区分一个 VCG 中的不同的 VC，对 VCG 中每 个 VC 再新加一个专门的开销 SQ（序列指示） 。通过 MFI 和 SQ 可保证宿端经过处理后恢 复出与源端顺序完全相同的字节流。 （注意 VCG 中的每个 VC 都有各自的开销） 对 VC-3/4-Xv，MFI 和 SQ 开销安排在 H4 字节中，见表 11-1/G.707/Y.1322。通过 H4 字节定义了 1 个 2 级的复帧，第一级复帧 MFI1 为 4 BIT，共 16 帧（16125S=2mS） ， 第二级复帧 MFI2 为 8 BIT，共 256 个第 1 级复帧（2562mS=512 mS） ，通过

5、定义 2 级复 帧，可实现最大 256 mS 的时延识别和补偿。MFI 是一个计数器，在源端，每发 1 帧， MFI1 值加 1，每发 1 个第一级复帧，MFI2 值加 1。对同一帧，同一 VCG 中的所有 VC 值 发送的 MFI 相同。每个 VC 的 SQ 值是固定的，用于指示该 VC 是 VCG 中第几个 VC，在 VC-3/4-Xv 中，第 1 个 VC-3/4 的 SQ 值为 0，第 2 个 VC-3/4 的 SQ 值为 1，第 X 个 VC-3/4 的 SQ 值为 X-1。SQ 为 8BIT，所以组成 1 个高阶 VCG 的最大 VC 数为 256 个。对VC-2/1-Xv，MFI

6、和SQ开销安排在K4的第2 BIT中。如对VC-12-Xv，在原VC-12复帧的基 础上，定义了1个有32个复帧组成的“超”复帧，帧长为16ms。该“超”复帧通过K4的第1 BIT定帧。注意只有当V5字节中的信号标签（BIT5BIT7）为“101” （表示扩展信号标签） 时，K4的第1BIT才用于定义复帧。K4的第1BIT用于表示扩展的信号标签，格式如图9- 10/G.707/Y.1322所示，用11BIT的MFAS（“0111 1111 110“）界定复帧。K4 第 2BIT 构成的复帧结构如图 11-9/G.707 所示，BIT15 为 MFI，共 5 个 BIT 可区分 32 个“超”复

7、帧（3216mS=512 mS） ，可实现最大 256 mS 的时延识别和补偿。同样， MFI 是一个计数器，在源端，每发 1 个“超”复帧，MFI 值加 1。对同 1“超”复帧，同 一 VCG 中的所有 VC 值发送的 MFI 相同。BIT6BIT11 为 SQ，共 6 个 BIT，所以组成 1 个低阶 VCG 的最大 VC 数限制为 64 个。每个 VC 的 SQ 值是固定的，用于指示该 VC 是 VCG 中第几个 VC，在 VC-2/1-Xv 中，第 1 个 VC-2/1 的 SQ 值为 0，第 2 个 VC-2/1 的 SQ 值为 1，第 X 个 VC-2/1 的 SQ 值为 X-1。

8、GFP: GFP 是 1 个上层客户层业务和传送通道之间的通用适配协议，其与客户层和传送层的 关系如图 1/G.7041/Y.1303 所示。GFP 内部可细分为通用子层和客户相关子层。Figure 2/G.7041/Y.1303 - GFP Relationship to Client Signals and Transport Paths GFP 包含帧映射 GFP（GFP-F） ，即客户层数据是基于协议数据单元（PDU）的，如 PPP/HDLC 和以太网 MAC 帧等，和透明 GFP（GFP-T） ，即客户层数据是基于块编码的， 如 Fibre Channel、 ESCON/SBCON

9、等。对于 SDH 上传送以太网业务，我们主要关心客户 层数据是以太网 MAC 帧的 GFP-F 协议细节。GFP Common Aspects (Payload Independent) GFP Client Specific Aspects (Payload Dependent) Ethernet IP/PPP Other Client Signals SDH VC-n Path OTN ODUk Path Other octet- synchronous paths CORE HEADERPAYLOAD AREA16-bit PAYLOAD LENGTH INDICATORcHEC (CR

10、C-16)CLIENT PAYLOAD INFORMATION FIELDOPTIONAL PAYLOAD FCS (CRC-32)PAYLOAD HEADERS (4-64 BYTES)b) Fields constituting a GFP client frame Figure 6-1/G.7041/Y.1303 - Frame Format for GFP Client Frames GFP 客户帧结构如图 6-1/G.7041/Y.1303 所示，包含 4 字节的核心帧头和净荷。 核心帧头： 包含 2 字节的协议数据单元长度指示域（PLI）和 2 字节的核心头差错控制（cHEC） 。

11、 PLI 表示净荷的长度（字节数） ，取值范围为 465535，PLI 值 03 保留给 GFP 控制帧使 用，目前定义的控制帧仅有空闲帧（IDLE frames） ，PLI=0。空闲帧只有 PLI 和 cHEC，PLI 和 cHEC 值全为 0。cHEC 是 PLI 域的 CRC-16 差错控制码（生成多项式为 G(x) = x16 + x12 + x5 + 1） ，可校正单 BIT 差错并检测多 BIT 差错。核心帧头用于 GFP 定帧和指示该帧中净 荷的长度。核心帧头需要扰码，扰码采用与 16 进制数 B6AB31E0 异或的方式。 净荷：Figure 6-3/G.7041/Y.1303

12、 - GFP Payload Area FormatPayload FCS (Optional) 1 2 3 4 5 6 7 8 Octet Transmission Order Bit Transmission Order Octet Bit Payload Header Payload Information Field 4 0 to 65535-X X=4 to 64 5 6 7 8 9 6 . . . n 净荷部分的结构如图 6-3/G.7041/Y.1303 所示，包含净荷头、净荷信息域和可选的帧校 验序列（FCS） 。是否存在 FCS 由类型域中的 PFI 指示，FCS 是 GFP

13、 帧净荷域的 CRC-32 校验，4 字节，生成多项式为 G(x)=x32 + x26 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x1 + 1。 净荷头：Figure 6-4/G.7041/Y.1303 - GFP Payload Header Format 净荷头结构如图 6-4/G.7041/Y.1303 所示，长度可在 4 字节到 64 字节之间。包含类型 域（TYPE）和类型域的头差错控制（tHEC） ，和可能的扩展头和扩展头差错控制（eHEC） 。GFP 类型域 GFP 类型域共 2 字节

14、，tHEC 是 TYPE 域的 CRC-16 差错控制码。TYPE 域的具体结构 如图 6-5/G.7041/Y.1303 所示。 Figure 6-5/G.7041/Y.1303 - GFP Type Field Format 其中 PTI（Payload Type Identifier）为净荷类型指示，目前定义了 2 种客户帧：客户数 据帧（PTI=“000” ）和客户管理帧（PTI=“100” ） 。客户管理帧用于 GFP 客户相关处理层 源端向客户相关处理层宿端传送控制信息。目前定义了 2 种客户管理帧，用于源端告知宿 端客户信号失效（CSF）：客户信号失效信号丢失（UPI=1）和客户

15、信号失效字符同步 丢失（UPI=2） 。 PFI（Payload FCS Indicator）为净荷 FCS 指示，指示该帧是否存在净荷帧校验序列 （FCS） ，PFI1 表示存在 FCS，PFI=0 表示不存在 FCS。 EXI（Extension Header Identifier）为扩展头指示，表示扩展头类型。目前定义了 3 种Extension Header Field tHEC eHEC 1 2 3 4 5 6 7 8 Octet Transmission Order Bit Transmission Order Octet 2 2 Bit Type 2 0 to 60 5 6 7

16、8 9 . . . 1 2 3 4 5 6 7 8PTIEXIPFIBitBitUPI15 14 13 12 11 10 9 87 6 5 4 3 2 1 056Octet Transmission OrderBit Transmission Order扩展头类型，EXI=0 表示无扩展头；EXI1 表示线性扩展头；EXI=2 表示环扩展头。 UPI（User Payload Identifier）为用户净荷指示，与 PTI 相关，对客户管理帧，UPI 定 义如上所述。对客户数据帧，UPI 表示客户数据的种类，具体定义如表 6-3/G.7041/Y.1303 所示。Table 6-3/G.7041/Y.1303 - User Payload Identifie