| 引言 |
| 本文介绍了通信半导体供应商安捷伦科技与中国武汉邮电科学院共同开发的在SONET/SDH架构上提供IP业务的IC解决方案：多协议芯片（MPIC，Multi-Protocol IC)系列中的EoS（Ethernet over SONET/SDH）芯片。此款在SONET/SDH架构上实现以太网透明传输的方案较之现有的其它方案，具有高带宽利用率（虚级联）、低成本（二层处理）、易实现（标准以太网GMII和MII接口）等优势。 |
| 城域网中IP业务传输的技术 |
| 技术与经济领域永远是充满理性的战场。在过去的几年中，DWDM（密集波分复用）、10G SONET/ SDH等技术上的突破使得通信市场的竞争主要专注于长途干线领域。高速、宽带成了的要素。喧嚣过去，兼之经济遭遇挫折，人们开始思考更多更现实的问题，这使得城域网成为新的竞争焦点。 |
| 关注的焦点首先是带宽问题，城域网成为全网高带宽传输的瓶颈。但人们更愿意采用新的二、三层技术更经济地使用带宽，而不是无节制地投资于相对昂贵的物理层传输技术。同时，在城域网范围内，业务的多样性和汇聚效应明显。我们注意到数据业务近年来呈指数增长，以每月流量而言，预计到2003年，将超过1 ,500万太字节(Tera Bytes)，远远大于2001年的100万到200万，其增长速度远远超过话音业务。例如，在城域范围内，多个物理地域上分散的以太网的互联需求增多，宽带接入中以太网接入方案的采用等等。 |
| 对于IP业务在城域范围内的传输，现在主要有如下几种解决方案：IP over Optical，IP over SDH，IP over ATM over SDH，IP over FR over SDH 等。这些方案有其各自的特点及适用范围。对于IP over ATM over SDH和IP over FRover SDH，由于使用范围有限，多一层处理，实际运用中已不是主流，在此不作讨论。 |
| IP over Optical 方案以其简单、高效和相对低成本的特点为部分新兴运营商采用。虽然，基于DWDM的高速长距离光以太网在城域骨干网上取代SONET/SDH是一种趋势。但同时，目前这种方案由于既无ATM的流量控制功能，又无SONET/SDH的快速保护与恢复机制，服务质量（QoS）难保证；兼之Voice over IP技术仍然不成熟；适配层没有标准，多厂家互联有很大困难，这些都严重阻碍了运营商在目前情况下采用纯粹的光以太网方案。 |
| 诚然，已有SONET/SDH架构并不适宜传输IP业务，例如IP包带宽与SDH虚容器带宽不匹配；SONET/SDH固定的速率等级，难以扩展；具有不适宜IP环境的开销等。但是，随着新技术的发展，例如，虚容器级联技术弥补了速率间的不匹配，提高了SDH带宽利用率；GFP/LAPS等链路层协议有利于高速IP业务的传送；基于下一代SONET/SDH技术的多业务平台（MSPP）将取代功能单一的ADM和DCS，使IP over SONET/SDH方案更为可行。同时，在大多数运营商的网络中存在大量的SONET/SDH网络，仅美国投入运营的就至少有十万个SONET环，世界其余地区的总和是美国的两倍。在中国，SDH设备在未来3年里仍将以40%-50%的速度高速增长，预计到2004年市场将会达到55亿美元，而且对于国内的电信运营商来说，尽管因特网数据流量飞速增长，话音业务仍是其收入的主体。因此经济的因素也会使得运营商不会完全放弃大量既存的成熟可靠的SONET/SDH技术。同时，在城域接入端，以太网作为企事业用户及社区宽带入户的主要手段，其低廉的成本、简单的网络结构以及良好的扩展性、灵活性无以匹敌，但同时也存在着无QoS保证、不支持实时业务、网管监控能力弱等。因此将SONET/SDH与以太网各自的优点相结合的新一代面向城域接入的多业务平台越来越受到广泛的关注。在此背景下，安捷伦科技推出了在现有SONET/SDH架构上提供二层透明传输以太网帧的EoS芯片解决方案。 |
| Ethernet over SONET/SDH 技术及其芯片的介绍 |
| Ethernet over SONET/SDH所采用的协议LAPS、GFP |
| 众所周知,以太网信号是突发、不定长的,与要求严格同步的SONET/SDH帧有很大的区别，因此需要采用合适的链路层适配协议来完成从以太网到SONET/SDH之间的帧映射。这与POS(IP over SONET/SDH)系统采用IP/PPP/HDLC/SDH的思路非常相似。目前,主要有两种协议可用来映射封装以太网信号: 由武邮代表中国向ITU-T提出的LAPS(Link Access Procedure - SDH，在SDH上的链路接入规程,ITU-T X.86)；由Lucent和Nortel提出的GFP(Generic Framing Procedure，通用成帧规程，ANSI T1X1.5)。前者已是正式的国际标准；后者目前仍是ANSI的草案，估计在明年年初会被正式批准。它们都是面向无连接的数据链路层协议。下面就简要介绍LAPS/GFP的帧格式以及如何来封装以太网信号。 |
| LAPS |
| LAPS协议同PPP非常相似，是HDLC类协议的一种，可用来承载IP、PPP及以太网数据包，其帧格式见图1： |
| LAPS只支持点对点工作，其地址域、控制域设定为常数且与HDLC兼容，SAPI(Service Access Point Identifier)域用于指明净负荷的类型，然后是净负荷和4字节的CRC校验。LAPS封装以太网数据包的过程为： |
| 1.首先接收以太网MAC帧并检测SFD(Start of Frame Delimiter)子段，将其后所有的字节作为LAPS的净负荷。 |
| 2.添加LAPS的帧开始标志符(0X7e)及生成Address、Control、SAPI域。 |
| 3.对整个LAPS帧除了开始标志符外产生CRC校验。 |
| 4.字节填充处理。 |
| 5.如有必要，插入速率调整字节(0X7d，0Xdd)。 |
| 6.添加LAPS结束标识符。在送入SONET/SDH虚拟器之前，对LPAS帧的所有字节进行X43+1多项式扰码。 |
| 7.如有必要，添加IFG(Inter-Frame Gap，帧间隔)字节(0x7e)。 |
| 8.接收端的解封装LAPS处理与发送端相反，要进行去扰码、CRC错误检验、去除LAPS特定的字节以恢复出以太网MAC帧。 |
| GFP |
| GFP的前身是SDL(Simple Data Link简化数据链路协议)，与LAPS相比较为复杂，它提供了一种通用的将高层信号映射到同步物理传输网络的方法，定义了两种映射方式：Transparent和Frame mapped。前者有固定的帧长度，可及时处理而不用等待整个帧都收到，更适合处理实时业务如视频信号(DVB)和块状编码的信号如存储业务(Fibre Channel，FICON，ESCON)；而后者没有固定的帧长，接收到一完整的帧后再进行处理，可以用来封装IP/PPP或以太网MAC帧。GFP基本的帧格式如图2所示。 |
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