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发布日期: 2011年1月8日

在光网络上传输40G/100G以太网服务

毫无疑问,电信运营商在适应城域网和长距离网络的信息流增长方面面临着比以往任何时候都更为艰巨的挑战。运营商可以考虑多种显而易见的方法,其中之一就是采用更多光纤。然而,这需要铺设额外的光纤以及/或者安装新硬件,导致这种方法并不合适而且费用昂贵。运营商还可以向现有光纤增加更多波长;然而,现有光纤的色度色散和偏振模色散特征会给更狭窄的通道间隔的性能带来限制。最后,运营商还可以考虑在现有网络上提升传输速率:通过从10G升级到40/100G,运营商就可以保留现有光纤基础设施和传输网络的很大部分。

为了应对电信行业对更高带宽的需求,成立了IEEE高速研究组(HSSG)来着手开发40 GbE和100 GbE标准。同时,IEEE和国际电信联盟(ITU)也展开了更加紧密的合作。幸运的是,ITU第15研究组批准将G.709光传送网(OTN)标准扩展到超过当前OTU3(43 Gbit/s)的更高速率,并规定OTU4(112 Gbit/s)作为使用通用映射规程(GMP)承载100 GbE客户端服务的新最佳速率。

通用映射规程(GMP)

如今,ITU-T G.709规定了在OTN上映射恒定比特率(CBR)和基于数据包的客户端信号的两种方法。可以使用 ODUflex(n x 1.25 Gbit/s支路的聚合)以适合客户端信号的比特率映射客户端信号,另外,如果客户端信号的比特率接近传统ODUk(k = 0、1、2、3、4)速率,则可以使用 GMP 将客户端信号直接映射到ODUk 中。通常而言,GMP用于应对客户端和服务器(为传输层)之间的额定比特率差以及二者之间可能发生的时钟变化。

在将40G/100G以太网客户端信号映射到OTU3/OTU4中时,服务器帧(或复帧)可能包含数据或其他信息。在该映射过程中,会在服务器帧上尽可能均匀地分布数据。此外,发送器和接收器知道填充到每个帧或复帧中的数据量对于确保客户端信号的正确映射和去映射至关重要。

在使用GMP的情况下,OPUk开销包括带有其净荷类型(PT)字节和其他六个调整控制(JC1、JC2、JC3、JC4、JC5和JC6)字节的一般净荷结构标识(PSI),如图1所示。JC1、JC2和JC3字节包含14位Cm字段(C1、C2、. . C14位)、1位增量指示器(II)字段、1位减量指示器(DI)字段和8 位CRC-8字段,它包含对JC1、JC2和JC3字段的错误校验码。GMP使用这些调整控制字节将OPUk净荷区传输的净荷字节数量通知给接收端;会为每个帧均进行该操作。传输的净荷字节数量由Cm“字”指示,OPU帧中传输的字节数量的变化则由两个专用位指示:增量指示器和减量指示器。另一方面,JC4、JC5和JC6字节包含10位CnD字段(D1、D2、. . D10位)、5位CRC-5字段,它包含对4至8位和9保留位(用于未来的国际标准(RES))的错误校验码。GMP使用CnD参数提供有效机制来适应需要满足更严格抖动需求的客户端信号(即SONET/SDH客户端信号)。

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图1.GMP调整控制字节

映射基于OTN的40G/100G以太网

可以使用GMP将以103.125 Gbit/s速率运行的100G以太网客户端信号直接映射到OPU4净荷区(104.35 Gbit/s)中。然而,40G以太网客户端信号的情况并非如此简单,具体参见图2。40G以太网信号(41.25 Gbit/s)使用64B/66B线路编码,所以稍微大于标准OPU3净荷区(40.15 Gbit/s)。因此,为了在ODU3上传输40G以太网服务,将64B/66B数据块转码为1024B/1027B数据块代码以降低大小。然后使用GMP将得到的转码数据(40.117 Gbit/s)流映射到标准OPU3中。

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图2. 40G/100G以太网映射到OPU3/OPU4中

应对需求

随着运营商致力于满足持续增长的带宽需求,40G/100G以太网部署逐渐展现出其吸引力。不过,在WAN上经济高效地传输40G/100G以太网服务的能力将至关重要。如今,EXFO推出的40G/100G便携式解决方案提供了用于试运行、开通和鉴定OTN上运行的40G和100G以太网服务的一套完整测试功能;该解决方案由便携式FTB-500平台和FTB-85100G Packet Blazer 100G/40G以太网测试模块构成。使用该解决方案,运营商就可以在具有不同信息流特征的OTN上映射40G/100G以太网服务、在整个OTN上运行端到端误码率(BER)测试以及测量误码相对于已发送比特数的比率。在该测试配置中,FTB-85100G Packet Blazer提供了对OTU3/OTU4(包括光通道净荷单元(OPU)、光数据单元(ODU)、光传输单元(OTU)和OTL 层)相关警报、误码和偏差测量的完整分析功能。40G/100G模块还提供GMP相关测量,包括Cm和CnD统计数据,以确保在接收端正确恢复客户端信号。一旦端到端地验证了OTN(嵌入 40G/100G以太网客户端服务)之后,运营商就可以证明客户端到客户端的实际40G/100G以太网服务的质量,从而进一步进行服务验证。它包括验证100%吞吐量下的40G/100G以太网IP信息流传输,以及确保时延测量不会影响客户的服务等级协议(SLA)。

结论

对于需要稳定可靠且灵活多变的方法来提供40G/100G以太网服务的运营商而言,基于OTN的网络正在成为“首选网络”。利用EXFO的 FTB-85100G新推出的Ethernet-over-OTN测试功能,运营商可以确保运行中的所有新40G/100G线路均被证实能够处理它们将来可能面临的所有要求苛刻的服务。如果不采用合适的40G/100G测试设备来执行这些测试例程,事情就会变得复杂并且烦琐。