作者：潘 赟 葛 寧 董在望

        摘要：針對SHD多業務傳送平臺的需求，介紹了一種能夠用于SDH接入傳輸設備中以太網數據業務接入的芯片設計方法。該芯片采用GFP、LCAS、流水處理等先進技術，靈活高效地利用網絡帶寬，支持QOS，提供了網管的監控接口。

        關鍵詞：多業務傳送平臺（MSTP） GFP LCAS 虛級聯 時分復用 流水線

        基于光同步數字傳送網（SDH）的多業務傳送平臺，是目前我國用于邊緣網接入、處理與傳送的行業技術標準，被稱為MSTP(Multi-service Transport Platform)。以太網數據業務的接入和會聚作為MSTP的關鍵組成部分，其處理技術正朝著進一步提高交換速度、增強封裝的靈活性、提供服務質量保證（QOS）、提升網管能力等方向不斷地發展。

        本文介紹的EOS（Ethernet Over SDH）數據接入芯片，主要應用通用成幀規程（GFP，即Generic Framing Procedure）[1]、虛級聯（VC，即Virtual Concatenation）[2]、鏈路容量調整方案（LCAS，即Link Capacity Adjustment Scheme）[3]等先進技術實現以太網數據業務到SDH網絡的接入、處理和傳送。該芯片能提供百兆以太網接入、四路虛級聯組（VCG）[2]的VC和STM-1的SDH端口；上層以太網的業務數據包封裝為統一的GFP模式，適合不同的傳輸速率，保證了數據傳輸的延時和QOS，便于在SDH網中實現簡單、靈活、可擴展的數據傳輸和交換；通過LCAS技術對VC實現自適應無損動態帶寬調整；同時提供強大的網管監控接口。該芯片可用于SDH傳輸接入設備中進行以太網的數據業務處理。

        1 整體設計

        1.1 協議簡介

        GFP是一種新的用于寬帶傳輸的協議標準，能更為靈活有效地映射物理層或邏輯層的數據，同時能更友好地支持QOS機制和客戶端的基本管理，非常適合把上層的數據封裝成適于SDH網傳輸的幀格式[4]。GFP的映射機制比較簡單，因此實現的復雜度較低，能夠被廣泛地推廣與應用。

        LCAS協議允許虛級聯的收發兩端能夠根據它們之間當前的鏈路狀態動態無損地調整連接數，進一步提高帶寬的利用率和靈活性。在虛級聯處理中，通常要預先確定傳送凈荷所需要的連接數目，這雖能滿足絕大多數的應用，但是不能實時地調整帶寬，LCAS的出現從根本上克服了這種局限[5]。

        1.2 芯片總體功能描述

        芯片總體功能框圖如圖1所示。從百兆以太網端口一側到STM-1端口一側，數據包先進入GFP封裝模塊，封裝后的四路VCG的同步字節數據送入VC處理模塊，以TU-12為靜荷基本顆粒，最后交換到SDH網絡中去；反過來，來自SDH網絡中的數據按照TU-12的顆粒尺度經過指針處理后，通過VC處理模塊恢復出四路VCG的數據包，再通過GFP模塊將封裝的標簽去掉，重新獲得以太網數據。

        
    GFP模塊主要完成以太網數據到SDH幀數據的GFP映射和去映射功能。在VC處理模塊中利用了LCAS技術，總共四路的VCG以VC-12為凈荷基本顆粒，吞吐量不超過一個STM-1的數據率，完成GFP數據包和SDH數據幀的交換。系統上層軟件可以直接通過CPU進行網絡配置與管理。外掛的大容量SSRAM存儲器處理SDH數據幀接收時各個鏈路之間的數據同步問題。芯片處理網絡延時的直接與存儲器的容量有關。

        2 核心模塊的設計

        VC處理模塊是該芯片的核心模塊，引入了LCAS，總體結構如圖2所示。發送路徑采用流水線機制處理GFP模塊的FIFO隊列中的數據，使得上行到SDH的數據保持連續性，其中的LCAS處理模塊采用時分復用輪轉狀態機的方法；接收路徑同樣采用時分復用的方法，按時隙交替讀寫SSRAM，完成數據的同步處理。LCAS發送/接收狀態器控制并處理發送和接收模塊的虛級聯鏈路的LCAS狀態。虛級聯配置器根據網管指令由CPU對發送端和接收端完成鏈路預配置。

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