作者：潘 峗 葛 宁 董在望

        摘要：针对SHD多业务传送平台的需求，介绍了一种能够用于SDH接入传输设备中以太网数据业务接入的芯片设计方法。该芯片采用GFP、LCAS、流水处理等先进技术，灵活高效地利用网络带宽，支持QOS，提供了网管的监控接口。

        关键词：多业务传送平台（MSTP） GFP LCAS 虚级联 时分复用 流水线

        基于光同步数字传送网（SDH）的多业务传送平台，是目前我国用于边缘网接入、处理与传送的行业技术标准，被称为MSTP(Multi-service Transport Platform)。以太网数据业务的接入和会聚作为MSTP的关键组成部分，其处理技术正朝着进一步提高交换速度、增强封装的灵活性、提供服务质量保证（QOS）、提升网管能力等方向不断地发展。

        本文介绍的EOS（Ethernet Over SDH）数据接入芯片，主要应用通用成帧规程（GFP，即Generic Framing Procedure）[1]、虚级联（VC，即Virtual Concatenation）[2]、链路容量调整方案（LCAS，即Link Capacity Adjustment Scheme）[3]等先进技术实现以太网数据业务到SDH网络的接入、处理和传送。该芯片能提供百兆以太网接入、四路虚级联组（VCG）[2]的VC和STM-1的SDH端口；上层以太网的业务数据包封装为统一的GFP模式，适合不同的传输速率，保证了数据传输的延时和QOS，便于在SDH网中实现简单、灵活、可扩展的数据传输和交换；通过LCAS技术对VC实现自适应无损动态带宽调整；同时提供强大的网管监控接口。该芯片可用于SDH传输接入设备中进行以太网的数据业务处理。

        1 整体设计

        1.1 协议简介

        GFP是一种新的用于宽带传输的协议标准，能更为灵活有效地映射物理层或逻辑层的数据，同时能更友好地支持QOS机制和客户端的基本管理，非常适合把上层的数据封装成适于SDH网传输的帧格式[4]。GFP的映射机制比较简单，因此实现的复杂度较低，能够被广泛地推广与应用。

        LCAS协议允许虚级联的收发两端能够根据它们之间当前的链路状态动态无损地调整连接数，进一步提高带宽的利用率和灵活性。在虚级联处理中，通常要预先确定传送净荷所需要的连接数目，这虽能满足绝大多数的应用，但是不能实时地调整带宽，LCAS的出现从根本上克服了这种局限[5]。

        1.2 芯片总体功能描述

        芯片总体功能框图如图1所示。从百兆以太网端口一侧到STM-1端口一侧，数据包先进入GFP封装模块，封装后的四路VCG的同步字节数据送入VC处理模块，以TU-12为静荷基本颗粒，最后交换到SDH网络中去；反过来，来自SDH网络中的数据按照TU-12的颗粒尺度经过指针处理后，通过VC处理模块恢复出四路VCG的数据包，再通过GFP模块将封装的标签去掉，重新获得以太网数据。

        
    GFP模块主要完成以太网数据到SDH帧数据的GFP映射和去映射功能。在VC处理模块中利用了LCAS技术，总共四路的VCG以VC-12为净荷基本颗粒，吞吐量不超过一个STM-1的数据率，完成GFP数据包和SDH数据帧的交换。系统上层软件可以直接通过CPU进行网络配置与管理。外挂的大容量SSRAM存储器处理SDH数据帧接收时各个链路之间的数据同步问题。芯片处理网络延时的直接与存储器的容量有关。

        2 核心模块的设计

        VC处理模块是该芯片的核心模块，引入了LCAS，总体结构如图2所示。发送路径采用流水线机制处理GFP模块的FIFO队列中的数据，使得上行到SDH的数据保持连续性，其中的LCAS处理模块采用时分复用轮转状态机的方法；接收路径同样采用时分复用的方法，按时隙交替读写SSRAM，完成数据的同步处理。LCAS发送/接收状态器控制并处理发送和接收模块的虚级联链路的LCAS状态。虚级联配置器根据网管指令由CPU对发送端和接收端完成链路预配置。

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