1、ICS 33.040.40 M 32 量昌中华人民共和国国家标准GB/T 28498-2012 在同步数字体系(SDH)上传送以太网帧的技术要求Technical requirements of ethernet over SDH CITU-T X. 86/Y. 1323 , Ethernet over SDH , MOD) 2012-06-29发布2012-10-01实施_IQ6目s臼s剖SN. 虫J段伊伊p川归川川h厅川。回叫e主扩:节 L 吉窑圣商数码防伪中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 28498-2012 目次前言.1 I 范围2 规范性引用
2、文件.3 术语和定义4 缩略语.5 Ethernet over SDH协议框架 2 6 SDH物理层47 LAPS服务功能和协议规范8 封装.69 Gigabit Ethernet over LAPS功能单元 7 10 速率适配.8 11 数据处理.11附录A(资料性附录)本标准的应用领域.13 附录B(资料性附录)LAPS与GFP的比较 M GB/T 28498-2012 目U=i 本标准按照GB/T1. 12009给出的规则起草。本标准修改采用ITU-TX. 86/Y. 1323(在同步数字体系(SDH)上传送以太网帧的技术要求)，规范了基于LAPS的以太网传送技术要求。为了进一步体现标准
3、的完整性，保证使用本标准的设备之间的互通性，将国际标准中的附录I放在正文第11章。本标准保留国际标准的附录E作为资料性附录A，同时为了区别与其他标准在传送技术上的不同，增加了资料性附录B。为便于使用，本标准还删除了国际标准的前言。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由中国通信标准化协会归口。本标准起草单位:武汉邮电科学研究院。本标准的主要起草人:余少华、吉萌、董喜明、范其莲。I 1 范围在同步数字体系。DH)上传送以太网帧的技术要求GB/T 28498-2012 本标准规定了Ethernetframe(由IEEE802.3工作组定义)overSDH协议钱。包括协议框架、物理层规范、
4、链路层服务设施和规范，在技术上修改采用ITU-TX. 86建议。标准中引人的LAPS协议和规范用来为以太网到LAPS提供适配。LAPS描述了一种类似HDLC的成帧结构，用来封装IEEE802.3以太网MAC帧，它提供了点到点全双工操作。本标准适用于同步数字系列CITU-T G. 707) ，但本标准不规定LAPS到SDH的具体映射方法，对所有基于以太网的协议(包括IEEE802.3以太网)以及所有SDH标准不作任何改动。注1:采用Ethernetover SDH的方法是可以进行扩展或修改，以支持新型数据业务。注2:ITU-T X. 86标准中所采用的LAPS不会与HDLC(lSO 3309或R
5、FC1662) LAPB/ITU-T X. 25 , LAPD/ ITU-T Q.921以及LAPF/ITU-TQ. 922在同一物理链路中同时使用。注3:本标准可用于SDH子速率与IEEE802. 3以太网连接。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ITU-T G. 703 (1998) 同步数字接口物理/电气特征(Physical/electrical characteristics of hierar chical digital interfaces)
6、 ITU-T G. 707 (1996) 同步数字系列(SDH)网络节点接口(Networknode interface for the syn chronous digital hierarchy (SDH) ITU-T G. 708 (1999) 同步数字系列(SDH)子类STM-O网络节点接口(SubSTM-O network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) ITU-T G. 957 (1 995) 同步数字系列相关设备和系统光接口(Optical interfaces for equipments a
7、nd systems relating to the synchronous digital hierarchy) ITU-T X. 85/Y. 1321 基于使用LAPS的SDH的IP技术CIPover SDH using LAPS) IEEE 802. 3 (2001) CSMA/CD存取方法和物理层规范(CarrierSense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications) 3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1 以太同在S
8、DH上的传送Ethemet over SDH 以太网(lEEE802.3)和SDH网络的混合数据通信结构。物理层定义为SDH，第二层为3种单元的组合:LLC/MAC/LAPS。GB/T 28498-2012 3.2 链路接入规程LAPS(Link Access Procedure-SDH) HDLC的另一种类型，定义了IPover SDH数据链路服务和协议规范。3.3 LAPS信息字段LAPS information field 由IEEE802. 3(2001)定义的目的地址、源地址、长度/类型、MAC客户数据、PAD字段(如果有)以及完整MAC帧的FCS宇段。3.4 以太网与SDH间的速率
9、适配rate adaptation between Ethernet and SDH 以太网MACMII速率与SDHVC速率间的一种调整机制，用来解决SDH周期性和MAC的突发方式之间的适配问题。4 缩略语4. 1 IEEE 802. 3 (200 1)规范中的缩写词4.2 4.3 LAN LLC MAC MII GMII Local Arca Nctwork Logic Link Control Medium Access Control 岛1ediaIndcpendent Intcrface Gigabit Media Independcnt Interface ITU-T G. 707标
10、准中的缩略语SDH Synchronous Digital Hicrarchy STM Synchronous Transport Module sSTM Sub Synchronous Transport Module VC Virtual Container 其他标准缩略语LAPS Link Access Procedure-SDH SAPI Service Access Point identifier UITS Unacknowledged Information Transfer Service 5 Ethernet over SDH协议框架局域网逻辑链路控制介质访问控制介质无关接口
11、千兆介质元关接口同步数字系列同步传输模式子类同步传输模式虚容器链路接人规程-SDH服务访问点标识符不确认式信息传送服务模式LAPS、以太网和SDH物理层以及速率适配层之间的关系如图l所示，在协调子层上有流控功能。2 G/T 28498-2012 IEEE802. 3 MAC帧协调子层LAPS 速率适配SDH 图1以太网帧、LAPS和SDH间的关系STM-N以及sSTM-n中Ethernetover SDH的分层/协议枝模型分别如图2、图3所示，图4和图5分别为Ethernetover LAPS的协议配置和可能的网络示例。由于以太网和千兆以太网的速率与单个VC-12/VC-ll/VC-2/VC-
12、3/VC-4的速率有较大的差异，在具体实现中可采用相邻级联和虚级联(在ITU-T G. 707中定义)，达到速率适配的目的。例如，为了节省传输带宽，用两个VC3的虚级联适配快速以太网，用7个VC4的虚级联适配千兆以太网。IEEE802. 3 MAC帧LAPS 低阶虚容器High order VC高阶虚容器Multiplex Section复用段Regenerator Section再生段ElectricaljOptical电/光接口列系网太以1lfip-J G.707 G.703jG.957 国2STMN中Etteeto.lei. SD目的分层/协议钱3 GB/T 28498-2012 IEE
13、E802. 3 MAC帧LAPS VC -l1 /VC -12/VC-2 Multiplex Section复用段Regenerator Seclon再生段电/光/无线电接口列系网太以-tltJG.707 G.708 图3STM中Ethernetover SDH的分层/协议枝IPv4/IPv6/IPX IPv4/IPv6/IPX IPv4/IPv6/IJiX LLC LLC lPv4/IPv6/IPX LLC / MAC MAC LLC LAPS LAPS 孔1ACMAC SDH SDH 一-Ether叫咱川S网络图4Ethernet over SDH协议配置LAN LAN Ethemet o
14、ver LAPS网络说明:0边缘节点;OSDH传输设备z一一一一-SDH物理连接。图5Ethernet over SDH网络示例6 SDH物理层对SDH以面向八位组的同步点到点全双工链路进行处理，SDH帧是一个面向八位组的同步复用映射结构，定义了一系列的标准速率、格式和映射方法。表1为VC(虚容器)的带宽值，表2为目前规定GB/T 28498-2012 的STM带宽值。不需使用控制信号，在向/从同步净荷包封中的插入/提取过程(见ITU-TX. 85/Y. 1321附录。中使用自同步扰码/解扰码函数(X43十1)。本标准使用新的ITU-TG. 707中定义的虚容器的相临级联和虚级联。表1虚容器带
15、宽虚容器类型虚容器带宽/(kbit/s) 虚容器净荷/(kbit/ s) VC-ll 1 664 1 600 VC-12 2240 2 176 VC-2 6848 6 784 VC-3 48960 48384 VC-4 150 336 149 760 VC-4-4c 601 344 599 040 VC-4-16c 2 405 376 2 396 160 VC-4-64c 9 621 504 9 584 640 注:祷表示留待以后研究。表2STM接口速率同步传输模式类型同步传输模式比特率/(kbit/s)sSTM-ll 2880 sSTM-12 5 184 sSTM-14 9792 sSTM-
16、18 19 792 sSTM-1l6 37444 sSTM-21 7488 sSTM-22 14400 sSTM-24 28224 STM-O 51 840 STM-1 155 052 STM-4 622 080 STM-16 2 488 320 STM-64 9 953280 在本标准中LAPS可以等效为一种物理编码子层(PCS)，提供映射到SDH虚容器相接u边率的点到点传送。所支持的UITS是一种无连接模式的服务。一般情况下可在LAPS和SDH之间采用速率适配。它提供一种机制调节以太网MACMII速率到SDHVC速率，以及由于SDH和MAC分别以周期和突发时钟运行，防止MAC帧进入SDHV
17、C时被写入SDH开销中。5 GB/T 28498-2012 7 LAPS服务功能和协议规范Ethernet over SDH中LAPS帧的默认最大值应能够支持1600个八位组(至少)的信息宇段。MAC的SAPI值分配为OxfeOl(十六进制)0 LAPS的相关服务功能和协议规范在ITU-TX. 85/Y. 1321的附录A中定义。注:在ITU-TX. 85/Y. 1321的附录A中的3层或网络层或基于IP的网络飞IP包和2层或数据链层应分别替换为MAC层、MAC帧和LAPS。8 封装LAPS链路实体从MAC层通过协调子层和等价的MII(介质元关接口)接收帧，这里不采用地址过滤功能。LAPS信息
18、字段定义在图6中的阴影区域中。图7表示封装MAC宇段后的LAPS帧格式。图7中阴影区域的八位组和位顺序保持原以太网的顺序原封不动。LAPS和MAC的帧校验序列的计算分别参考ITU-TX. 85/Y. 1321和IEEE802. 3(2001L Ethernet over SDH功能单元转发除源链路端口外的所有输入LAPS信息字段到其对等链路中，并允许在转发前把一个或多个帧输入到缓冲区中。图8所示为协调子层/MII和LAPS/SDH间的关系。八位组从上到下传输前导码帧起始定界符目的地址(DA)源地址(SA)f是度/类JfJMAC客户数据PAD FCS 第0位第7位I.位组中的位按从左到右服序传输
19、7个八位组1个八位组6个八位组6个八位组2个八位组4615个I.位组4个八位组MSB 图6IEEE 802. 3 (200 1 )以太网MAC帧、LAPS定义的信息字段格式位于阴影区域6 标志(Ox7e)MSB MSB 地址(Ox04)MSB 控制(Ox03)MSB SAPI第一个八位组(Oxfe)MSB SAPI第二个八位组(OxOl)帧中. 应的地址(DA)位组从上源地址(SA)到下传长度I类型送MAC客户数据填充MAC锁校验序列LAPS帧校验序列MSB 标志(Ox1e)MSB 第8位LSB LSB LSB LSB LSB LSB 第1位GB/T 28498-2012 1个.位组1个)1.
20、位组1个八位组1个八位组1个)1.位组6个八位组6个)1.位组2个)1.位组46 15个)1.位组4个八位组4个八位组图7封装MAC字段后的LAPS帧格式，其中阴影部分的比特顺序保持原以太网顺序原封不动9 Gigabit Ethernet over LAPS功能单元Ethernet over SDH应用到千兆以太网时只采用全双工模式。IEEE802. 3(2001)以太网和LAPS/SDH的功能单元如图8所示。7 GB/T 28498-2012 说明:LAPS 链路接人规程-SDH;SDH 同步数字系列;AUI一一接入单元接口;MDI-介质相关接口;MII一介质元关接口;GMII 千兆位介质无
21、关接口;高层LLC-逻辑链路控制MAC控制(可选)MAC-介质存取控制MAU 介质接入单元zPLS一物理层信号;PCS-物理编码子层zPMA-物理介质接人zPHY-物理层设备;PMD一-物理介质相关。图8Ethernet Over SDH中协调子层/MII与LAPS/SDH间关系10 速率适配有两种情况需要速率适配。一种是VC-4的有效负荷速率超出以太网端口数据传输速率的情况，另一种情况是SDH有效负荷的传输速率低于以太网端口传输速率。如果在LAPS传输过程中需要进行速率适配，发送实体通过在帧中发送序列Ox7d，Oxdd增加速率适配八位组Oxdd。该项操作在透明性处理之后、添加结束标志之前进行
22、。在接收方向，当接收实体在LAPS帧中检测到序列Ox7d，Oxdd时，移去速率适配字节Oxdd。该项操作在透明性处理之前、检测到结束标志之后进行。1 O. 1 由以太网传输速率超过snH有效负载速率引起的速率限制Ethernet over LAPS是一种将以太网帧直接映射到不同SDH传输速率的方法。但是当映射过程中如果出现速率不匹配，就需要进行调整。采用ITU-TX. 86接口生成IEEE802. 3x流控PAUSE帧来控制以太网接口的传输速率，以适应sub-VC-4和其他低于标准以太网接口的传输有效负荷的速率适配。在ITU-TX. 86中使用以太网流控可使传输线路上的ADMs(分插复用器)和
23、LTEs(线端设备)的接口在sub-VC-4传输有效负荷上与CPE的以太网端口速率相匹配。ITU-TX. 86中使用以太网流控也可以预防过度使用的传输链路上的数据丢失。当超出指定的传输有效负荷速率时，这是一种更好的丢弃数据的速率整形处理方法。10.2 暂停帧(PAUSE帧)的产生GB/T 28498-2012 IEEE 802.3(2001)中，条款31MAC控制飞附录31AMAC控制字符分配和附录31BMAC控制PAUSE操作中，涵盖了以太网接口功能的定义和暂停帧功能。为了让ITU-TX. 86的接口具备此项功能，ITU-TX. 86的实体必须能够发送所需的暂停帧来补充以太网接口和子层的功能
24、，从而防止LAPS封装映射到SDH净荷的速率过高。在发送所需暂停帧之时，需要得到在收到以太网帧并封装进LAPS之后所剩余的SDH净荷容量。SDH净荷剩余的容量将被作为SDH净荷输入缓存区的大小。以太网暂停帧将在SDH传输净荷输入缓存区中产生、并且被插入到数据流中，在SDH净荷接收缓存中取出，在LAPS子层被解封装。暂停帧在SDH净荷输入缓存区中产生，并且被加到任何还没有送到以太网协调子层之前的以末网帧解封装之后的队列前。对任何已经解封装、到达协调子层正在进行处理的以太网帧不进行中断。以太网MAC控制服务JlJ户以太网协调子层以太网数据流FIFOLAPS封装SDH净荷插入缓存SDH sub-VC
25、4传输汾衍802.1 (r)标准以太网网桥/交换机以太网MAC控制服务用户以太网协调子层以太网数据流FlFO以太网MAC控制LAPS解封装暂停帧产生SDH争荷移tU缓存SDH sub-VC-4接收浮街 入图9ITU-T X. 86/旦1323在ITU-TX. 86数据系统接口中IEEE802. 3x的处理流程以太网交换机的X.86接口和传输节点的ITU-TX. 86接口远离以太网传输接口的以太网暂停帧的产生有些区别。在ITU-TX. 86接口和以太网交换机共存做互连设备之用时，只需要通过以太网协调子层直接将暂停帧传给MAC控制子层，图9给出了在以太网网桥和交换机的ITU-TX. 86接口上产生
26、和处理暂停帧的流程。MAC控制子层将利用ITU-TX. 86子层产生的控制帧作为反馈信号去降低传输速率。MAC控制子层也会对通过传输链路的ITU自TX.86接口接收到的暂停帧作出反应。当ITU-TX. 86的接口在一个传输设备节点的远端时，暂停服务的处理必须通过传输设备和用户端的CPE以太网发送接口的以太网链路进行处理。图10给出了一个AMD传输设备上的ITU-TX. 86接口的流量控制流程。ITU-TX. 86接口往以太网链路向CPE注入暂停帧，来提供MAC控制子层的流量后压反馈。当给以太网暂停帧配置恰当的阁值级别和正确的暂停时间操作码时，CPE数据传输速率将会降低到传输系统的净荷速率以进行
27、匹配。MAC控制功能将会使连接用户的以太网端口和具有ITU-TX. 86接口的传输设备AMD和终端设备之间的净荷速率匹配。9 GB/T 28498-2012 与用户数据交换机相连的标准以太网链路CPE以太网接口以太网物理层接收以太网物理层发送以太网协调子层以太网协调子层以太网数据流FIFO以太网数据流FIFO川晰飞机LAPS封装以太网MAC控制LAPS解封装暂停帧产生SDH1争荷插入缓存SDHr争荷移出缓存SDH sub-VC-4传输净荷SDHsub-VC-4接收冷荷图10ITU-T X. 86/Y. 1323在ITU-TX. 86传输系统接口中IEEE802. 3x的处理流程10.3 决定何
28、时发出暂停帧决定何时发送暂停帧将取决于净荷输入缓存区的门限值，从而避免过载和数据丢失，这个门限值必须考虑以太网链路的速度和到第一个MAC控制子层的距离所决定的延迟。潜在的以太网帧发送容量的最大窗口是在CPE以太网接口的发送处理过程中最大以太网帧窗口或从ITU-TX. 86发送处理过程中的最大以太网帧窗口。LAPS封装处理延迟也应计算在内，因为不同的ITU-T X. 86 LAPS封装处理和SDH净荷插入处理技术不同，这些实现过程、延迟也不一样。同时当ITU-TX. 86用于将以太网帧映射进SDH时，也会因以太网接口的类型不同时，以太网的最大传输距离和速度也不一样的情况。IEEE802. 3(2
29、001)包含了CPE以太网接口发送端根据不同的接口速率进行暂停操作的时间考虑。这些考虑提供了一个净荷插入处理流程的门限值、从而产生初始化暂停帧。这个门限值用于决定暂停时间操作码中的暂停时间。同时IEEE802.3(2001)也包括了推荐的接口速率来考虑决定暂停时间操作码。暂停帧的数量和速率以及暂停的时间将取决于上述的时限考虑。其他的实现因素也可以用来确保暂停帧的更可靠。10.4 从ITU-TX. 86以太网接口发送暂停帧的图解发送MAC控制暂停帧的图解(见图11)为:10 GB/T 28498-2012 接收的以太网帧=True开始LAPS封装LAPS封装完成LAPS帧移入挣街插入缓存/FIF
30、OL_一一一一-一一一一一一一插入缓存/FIFO最大容量二三门限=True 暂停帧发送带有Pause - time 操作数的暂停帧产生产生的暂停帧=True 净荷插入缓存门限通过图11ITU-T X. 86/Y. 1323-发送暂停帧的图解门数据处理11. 1 LAPS发送处理1) 通过MH或GMII从MAC/GMAC处接收MAC/GMAC帧，检测SFD(帧起始定界符); 2) 同步到SDB时钟53) 增加LAPS帧起始标志COx7e); 4) 增加SAPI、控制和地址宇段到LAPS帧中;5) 对地址、控制、SAPI和LAPS信息字段(图7中的阴影部分)运算产生FCS，但不包括标志、帧间隙、速
31、率适配序列、中断Abort序列(Ox7d7e，可选字节)八位组p的在LAPS帧中进行透明性处理或八位组填充:Ox7eOx7d，Ox5盯Ox7d注Ox7d，Ox5d;在传送速率适配序列、Abort序列、标志序列时，不进行人位组填充。7) 如果需要，通过发送序列Ox7d，Oxdd在LAPS帧中增加速率适配八位组Oxdd;8) LAPS帧添加结束标志COx7e); 的如果需要，增加IFGC帧间隙)填充八位组COx7e);10) 发送到SDH净荷之前，对所有八位组进行扰码。11. 2 LAPS接收处理1) 在处理前，对所有八位组进行解扰码;2) 如果需要，移去IFGC帧间隙)填充八位组COx7e);
32、3) 检测LAPS帧的起始标志COx7e); 11 GB/T 28498-2012 的当检测到序列(Ox7d，Oxdd)时，移去LAPS帧中的速率适配八位组Oxdd;5) 在LAPS帧中移去八位组(透明性处理): Ox7d , Ox5e注Ox7町Ox7d , Ox5d注Ox7d;的检查地址、控制和SAPI宇段的有效性;7) 执行FCS生成和校验;的检测结束标志(Ox7e); 的使MAC帧与MIIRX_CLK同步;10) 增加前导序列和SFD(帧起始定界符)，通过MII或GMII发送到MAC/GMAC中。11. 3 错误帧处理当某一个数据包包含错误信息，需终止或丢弃该数据包时，MII或GMII接
33、口通过TX_ERR提供一种指示功能，通知LAPS链路实体。Ethernet over SDH支持两种选择来终止一个错误帧。第一种为通过插入Abort序列Ox7d7e来终止一个数据包。远端接收机接收到该代码后，接收机将丢弃该帧(终止序列八位组也需进行解扰码)。第二种方法为，通过简单地插入FCS宇节生成FCS错误，LAPS链路实体终止错误数据包。可通过管理接口来控制终止模式的选择。帧属于下列情况之一为无效帧z1) 没有以两个标志序列定界;或者2) 标志序列之间的八位组数少于6;或者3) 包含有一个错误的帧校验序列;或者。包含一个与接收端不匹配的服务访问点标识符;或者5) 包含一个不可识别的控制字段
34、值。元效帧将被丢弃而元需通知发送者。对该帧不进行任何处理。12 附录A(资料性附录)本标准的应用领域GB/T 28498-2012 A.1 如图A.l所示，SDH专网连接2层交换机的10BASE-T、100BASE-T、1000BASE-X接口。10M/100 M/1 OOOM交换机端口. .- ; .-.-;/ / .- ; / / ,/ ,./ / / 10 M/lOO Ml1 000 M 2层交换机说明:ADM一一-分插复用器。 AMD AMD Ethemet over LAPS 设备图A.1 Ethernet over SDH的专网实例10 M/lOO Ml1 OOOM交换机端口.-.
35、- ; J/fl .- .- / / .-; ./ / .- ; / 10 M/lOO Ml1 OOOM 2层交换机A.2 SDH公网用IEEE802.3(2001)以太网连接3层交换机或路由器(见图A.2)。10 M/lOO Ml1 OOOM交换机端口. / ; ,.-/.-/ / .- _; / / / ./ / / ; / 10 M/lOO Ml1000M 3层交换机说明zADM-一分插复用器。 AMD A岛四Ethemet over LAPS设备，在高速情况下进行线速处理图A.2 Ethemet over SDH公网实例10 M/lOO阳1000M交换机端口.-.- ; /l /- _
36、/ / / / / / I .- ; / 10 M/lOO Ml1 OOOM 3层交换机13 GB/T 28498一-2012附录B(资料性附录)LAPS与GFP的比较LAPS与GFP的比较如表B.1所示。表B.1LAPS与GFP进行比较功能LAPS GFP 多协议封装能力支持支持工作方式L1或L2.元帘建立连接L1或L2.元需建立连接帧定界方式Escape Code PLI 帧间填充1字节4字节多个子通道的传送不支持支持GPON 不支持支持存储域网络不支持支持E1!E3!E4 支持不支持DS3 不支持支持近端和远端的流量控制功能支持不支持速率适配功能支持不支持传送效率64字节包高8.9%.1
37、518字可以节包高51%与老标准PPP!HDLC兼容性兼容不兼容是否作为RPR的物理层是是对IPv6Jumbo Payload (9 136 k字面向字节和面向比特面向字节和面向nibble节的支持14 NFON|寸NH阁。国华人民共和国家标准在同步数字体系(SDH)上传送以太罔帧的技术要求GB/T 28498-2012 中* 中国标准出版社出版发行北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网址总编室:(010)64275323发行中心:(010)51780235读者服务部:(010)68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1.25 字数30千字2012年10月第一次印刷开本880X12301/16 2012年10月第一版* 书号:155066. 1-45727 21.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68510107:价打印H期:2012年11月12日F002A
