YD T 3829-2021 基于公用电信网的宽带客户网络联网技术要求 通用介质有线联网 物理层和数据链路层.pdf

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1、ICS33.040.99 M30 YD 中华人民共和国 通信 行业标准 YD/T XXXXXXXX 基于公用电信网的宽带客户网络联网技术 要求 通用介质有线联网 物理层和数据链 路层 Technical requirements for broadband customer networking based on public telecommunication network - Unified high-speed wire-line based home networking - physical layer and data link layer (ITU-T G.9960,Unifi

2、ed high-speed wireline-based home networking transceivers - System architecture and physical layer specification, ITU-T G.9961,Unified high-speed wireline-based home networking transceivers - Data link layer specification,NEQ) （报批稿） XXXX - XX - XX 发布 XXXX - XX - XX 实施 中 华 人 民 共 和 国 工 业 和 信 息 化 部 发 布

3、 YD/T XXXXXXXX i 目 次 前言 .iii 1 范围 .1 2 规范性引用文件 .1 3 术语与定义 .1 4 缩略语 .13 5 家庭网络结构及参考模型 .17 5.1 家庭网络结构和拓扑 .17 5.2 参考模型 .29 6 模版 .34 6.1 概述 .34 6.2 低复杂度模板 .34 6.3 标准模板 .35 7 物理层规范 .35 7.1 媒质无关规范 .35 7.2 媒质相关规范 .112 8 数据链路层规范 .120 8.1 功能模型及帧结构 .121 8.2 基于 MAP 的媒质接入控制 .134 8.3 发送机会（ TXOPs）与时隙 (TSs) .136 8

4、.4 数据链路层控制参数 .159 8.5 终端节点功能 .163 8.6 域主节点功能 .176 8.7 寻址策略 .240 8.8 MAP 帧结构 .241 8.9 重传与确认协议 .274 8.10 管理和控制消息格式 .286 8.11 信道估计协议 .296 8.12 连接管理 .317 8.13 信息溢出 .322 8.14 在存在相邻域的情况下进行操作 分布式域协调（ NDIM） .322 8.15 与外部电力线网络共存 .365 8.16 带内规划互操作性 .366 8.17 节点信息和功能交换 .368 8.18 指标获取 .368 YD/T XXXXXXXX ii 8.19

5、 省电模式下的操作 .369 8.20 第二层配置和管理协议 (LCMP) .376 8.21 管理消息字段的运行长度压缩 .382 附 录 A （规范性附录） 业余无线电频率 .384 附 录 B （规范性附录） 应用协议汇聚子层 .385 附 录 C （资料性附录） 优先级映射 .389 参考文献 .390 YD/T XXXXXXXX iii 前 言 本标准是基于公用电信网的宽带客户网络联网技术要求系列标准之一 ， 该系列标准的名称和结构如 下： GB/T 33854-2017 基于公用电信网的宽带客户网络联网技术要求 电力线联网； GB/T 38832-2020 基于公用电信网的宽带客户

6、网络联网技术要求 通照一体化高速可见光通信 ； YD/T XXXX-XXXX 基于公用电信网的宽带客户网络联网技术要求 通用介质有线联网 物理 层和数据链路层。 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法参考 ITU-T G.9960-2018 通用介质高速有线家庭联网收发器 系统架构和 物理层规范和 ITU-T G.9961-2018 通用介质高速有线家庭联网收发器 数据链路层规范编制，与 ITU-T G.9960和 ITU-T G.9961的一致性程度为非等效。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由中国通

7、信标准化协会提出并归口。 本标准起草单位：中国信息通信研究院、华为技术有限公司。 本标准主要起草人：程强、曾焱、曹小波、卓安生、王超。 YD/T XXXXXXXX 1 基于公用电信网的宽带客户网络联网技术要求 通用介质有线联网 物理层和数据链路层 1 范围 本标准规定了通用介质有线联网技术（ G.hn）的系统架构和参考模型，模板、物理层（ PHY） 、数 据链路层（ DLL）规范及其它要求。 本标准适用于基于公众电信网的宽带客户网络环境下的通用介质有线联网设备 ， 专用电信网也可参 照使用。 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

8、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.117 对地非平衡传输（ Transmission aspects of unbalance about earth ） ITU-T G.9962-2018 通用介质高速有线家庭联网收发器管理 规范 （ Unified high-speed wire-line based home networking transceivers - Management specification） ITU-T G.9964-2011 高速通用介质有线家庭联网收发器 功率谱密度规范 (Unified hig

9、h-speed wireline-based home networking transceivers Power spectral density specification) ITU-T G.9972 有线家庭联网收发器共存机制（ Coexistence mechanism for wireline home networking transceivers） ITU-T G.9978-2018 G.hn网络的安全许可（ Secure admission in a G.hn network） ITU-T O.9 评估对地不平衡度的测试配置（ Measuring arrangements to

10、 assess the degree of unbalance about earth） IEEE 802.1ad-2005 局域网和城域网 媒体访问控制桥 增补 4：运营商桥（ IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Virtual Bridged Local Area Networks-Amendment 4: Provider Bridges） IEEE 802.1D-2004 局域网和城域网 ： 媒体访问控制桥 （ IEEE Standard for Local and metropolitan area netwo

11、rks: Media Access Control (MAC) Bridges） IEEE 802.1Q-2018 局域网和城域网 虚拟桥接局域网 -修订 （ IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks Virtual Bridged Local Area Networks Revision） IEEE 802.3-2008 信息技术 -特殊要求 第 3部分 ： 带碰撞检测的载波侦听多路访问 (CSMA/CD)方法和 物理层规范（ IEEE Standard for Information technology-Specific

12、 requirements Part 3: Carrier Sense 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 地址相关表 address association table YD/T XXXXXXXX 2 将节点的 DEVICE_ID与应用实体的 MAC地址相关联，以便通过 DEVICE_ID找到应用实体的表。 3.2 外部域 alien domain 连接到相同的媒质或运行在相邻

13、区域的任何一组非本标准定义的节点。 注：到外部域的桥接方法和避免与外部域相互干扰的协调方法不在本标准讨论范围之内。 3.3 自动流量分类 automatic traffic classification 使节点能自动建立数据流的服务 。 需要该服务支持基于客户端的应用 ， 该应用在数据通信前不能生 成和发送 TSpec。这种情况下，节点的 TSpec可预先配置。 3.4 APDU 大小 APDU size 规定了 APDU的字节长度的参数值。只有固定长度 APDU构成的流才使用该参数。 3.5 误比特率 bit error ratio 接收数据比特中错误比特的数量与接收数据比特总数的比值 。

14、可以用于总的数据比特流和任何的信 息单位比特率。 3.6 频谱划分方案 bandplan 仅与一个域相关联的一个特定的频谱范围 。 在同一个域中 ， 只有当多个频谱划分方案中的任意一个 方案是其他所有方案的子集或超集时，才允许使用多个频谱划分方案。除 RF频段外的频谱划分方案使 用一个低频率和一个高频率来定义， RF频段使用带宽和中心频率来定义。允许使用不同但重叠的频谱 划分方案的多个节点加入一个相同域并通信的方法有待进一步研究。 3.7 基带 baseband 由向上变换频率 FUC = 0且向上搬移频率 FUS = FSCN/2（见 表 78 ）定义的频带。 3.8 邻域间桥 /网桥 br

15、idge to alien domain/network 一种通过实现 L2/L3 层桥接功能将域与邻域 (或邻网络 )互联的设备。 注：实现邻域 /网络桥接超出了本标准的范围。 3.9 广播 broadcast YD/T XXXXXXXX 3 节点向家庭网络中或域中的所有节点同时发送相同帧的一种通信类型。 3.10 载波监听 carrier sense（ CRS） 由接收端产生的表示媒质正在被占用的信号 ， 例如一个或一系列的 PHY帧 ， 或正在发送到媒质上的 一个特殊信号（如 INUSE和 PR）。 CRS可能是一个物理载波监听信号或一个虚拟载波监听标识。物理 载波监听通过分析当前媒质上

16、的物理信号来实现 。 虚拟载波监听则基于 PHY帧时长或 PHY帧序列时长信 息实现，这些信息来自于帧头，或通过其他方法由节点获取（如在另一个帧中）。 3.11 信道 channel 节点间的传输通道 。 信道就是传输通道 。 逻辑上 ， 信道就是两个或者多个节点间传递数据所使用的 通信介质实例。 3.12 编码开销 coding overhead 编码冗余（如错误修正编码或 CRC的冗余比特）造成的开销。 3.13 串扰 crosstalk 由外部域或其他家庭网络带来的干扰（包括帧冲突）。 3.14 客户端 client 网络中具备唯一地址（比如 MAC地址）的应用实体。 3.15 连接 c

17、onnection 两个节点间由如下参数唯一标识的流： 源 DEVICE_ID 目的 DEVICE_ID 相关 LPDU 的管理队列标记 （ MQF） 域值 ， 它指示了流是传送数据 LLC 帧还块还是管理 LLC 帧块 相关 LPDU 的 CONNECTION_ID 域值 ， 它指示了流的标识 ， 是否流和 QoS 参数或者优先 级队列相符合， 是否流符合优化的 QoS。 3.16 竞争型时隙 contention-based time slot (CBTS) 在一组节点中所允许的竞争接入时隙。 YD/T XXXXXXXX 4 3.17 竞争型发送机会 contention-based tr

18、ansmission opportunity (CBTXOP) 只针对基于竞争的接入定义的共享发送机会 3.18 免竞争型时隙 contention-free time slot (CFTS) 在共享的发送机会内分配给单个节点的时隙 3.19 免竞争型发送机会 contention-free transmission opportunity (CFTXOP) 分配给单个节点的发送机会。 3.20 约定信息速率 committed information rate（ CIR） 规定了为业务流保留的最小速率。速率的单位为比特 /秒，并规定了业务流传送的最小数据量。域 主节点和相关节点应能够根据流量

19、的约定信息速率传送。如果流的实际的信息速率小于约定信息速率， 域主节点可重分配这部分过剩的带宽 。 该参数的数据是在 APC的输入处测得 。 如果忽略该参数 ， 那么不 需要为流保留带宽。 3.21 域接入点 domain access point 在中心化模式中用来支持所有节点中继通信的唯一节点。 3.22 域 ID domain ID 域唯一标识符。 3.23 数据 data 在介质上或参考点间传递的单独承载了信息的比特或字节 。 数据包括用户 （应用 ） 数据和其它辅助 信息（开销，包括控制开销和管理开销等）。数据不包括不传递信息的比特和字节，比如前导码。 3.24 数据连接 data

20、connection 为传递数据 LLC帧块建立的连接。 3.25 数据帧 data frame YD/T XXXXXXXX 5 有序的一组针对应用层的比特或字节（例如以太帧），包括开始和结束定界符 3.26 数据速率 data rate 单位时间内传送比特的平均数量。常用的单位时间为 1s。 3.27 设备 ID DEVICE_ID 由网络中域主节点在节点注册期间分配节点的唯一标识符。 3.28 域 domain 家庭网络的一部分 ， 它由域主节点和其它注册到域主节点的所有节点构成 。 在本标准中 ， 术语域默 认为本标准定义的域 ， 外部域表示非本标准定义的域 。 其它限定词 （比如电力线

21、 ） 可以加到域或者外部 域。 3.29 域主节点 domain master 管理协调同一域中所有其它节点 （例如分配带宽资源和管理用户优先级 ） 的节点 。 具备域主节点能 力的节点具备所有终端节点或者中继节点的能力。 3.30 域名 domain name 由用户指定的 32字节的域标识符 3.31 终端节点 endpoint node 用于区分域主节点的功能和非域主节点的功能。 3.32 流 flow 与特定应用相关的两个节点间的单向数据流 ， 或者与特定的 QoS要求相关的数据流 ， 或者与以上二 者均相关的数据流。 3.33 流 ID Flow_ID 由节点在生成流的时候分配给业务

22、流的唯一标识符。 3.34 YD/T XXXXXXXX 6 帧 frame 带有开始和停止分界符的一组有序比特或字节。 3.35 全局控制器 global master 一种提供域间协调 (例如通信资源 ， 优先级配置 ， 域控制器策略和串扰消除 )的功能 。 全局控制器同 样可以转发远端管理系统 (例如 ， BBF定义的 CPE WAN管理协议 )发送的管理消息以支持宽带接入 。 详细 说明和应用需要继续研究。 3.36 授权间隔 grant Interval 该参数值定义了为特定流分配的连续 CFTXOP间的以毫秒为单位的标称间隔。通过参考时间 t0定义 了执行该参数的目标时间表 ， 同时

23、期望的发送时间为 ti = t0 + i interval。 实际的 CFTXOP时间 ti应满足 ti jitter/2 ti ti + jitter/2， 此处的间隔就是规定的授权间隔 ， 并且抖动是可以接受的抖动 。 CFTXOP 的大小由参数 APDU大小规定。当规定了授权间隔，也应规定 APDU大小。 3.37 隐藏节点 hidden node 域内无法和其它节点直接通信的节点 3.38 家庭网络 home network 两个或更多的节点能够通过直接方式 ， 或在物理层通过中继节点 ， 或是在物理层之上通过跨域桥进 行通信。一个家庭网络通常包括一个或多个域。 3.39 带内管理消息

24、 in-band management message 通过 A接口在应用实体与 DLL管理实体间交换的管理消息。它由 A接口处标准的 ADP表示。 3.40 域间网桥 inter-domain bridge 在物理层之上互连两个不同域的节点的网桥功能。 3.41 帧间隔 inter-frame gap PHY帧的最后一个符号的最后一个采样到随后的 PHY帧的前导码的第一个符号的第一个采样间的 时间测量。 YD/T XXXXXXXX 7 3.42 抖动 jitter 在时延平均值之上或者之下的时延变化测量 。 最大抖动定义为时延平均值之上与之下的最大时延变 化。 3.43 时延 latency

25、 从帧的最后一个通过发送协议栈分配参考点发送的比特实例到整个帧到达接收协议栈分配参考点 间的延迟测量 。 平均和最大时延估计设为所有延迟测量的第 99个百分位计算 。 如果特定流的重传使能了 ， 延迟则还包括重传时间。 3.44 逻辑接口 logical interface 一种由语义 ， 句法和符号属性定义的信息流接口 。 逻辑接口不定义表达该信息所需要的物理信号属 性。它仅由一系列原语定义。 3.45 叶节点 leaf node 生成树中链接到单个节点的节点 3.46 管理连接 management connection 为传递管理 LLC帧块建立的连接 3.47 最大信息速率 maxim

26、um Information Rate（ MIR） 该速率以比特 /秒为单位 ， 且和 APC收到的 APDU相关 。 因此该参数不包括开销 。 如果忽略此参数或 者设为 0的话，则没有明确的强制最大速率。该域只是规定了一个边界，而非保证可达到这个速率。例 如，本认定超过最大信息速率的 APDU会被延迟或者丢弃。 3.48 最大突发流量 maximum Traffic Burst 假设业务流没有使用当前任何可用资源情况下，节点应容纳的业务流最大连续突发（单位为千字 节） 。 该参数的必要性在于 A接口的物理速率可能大于业务物流的最大信息速率参数 。 最大突发流量设 置为 0，应表示无最大突发流

27、量保留的要求。 3.49 最大时延 maximum Latency YD/T XXXXXXXX 8 该参数的值规定了 APDU包从进入节点 APC和转发该 APDU到目的节点之间的最长毫秒间隔。该参 数表示了域主节点和相关节点对于流的约定 （或录取标准 ） ， 并应提供保证 。 对于超过约定信息速率的 流域主节点和相关节点不必满足流的约定。 3.50 管理帧头 management overhead 用于管理目的的帧头的一部分 (例如家庭网络发现，信道估计，确认，建流或终止流 )。 3.51 媒质 medium 允许节点间物理连接的单一线路类型的线路设施 ， 连接到相同媒质的节点可在物理层上通

28、信 ， 如果 不是使用正交的信号（例如时分或者频分）也会互相干扰。 3.52 组播 multicast 节点向家庭网络中或域中的一个或者多个节点同时发送相同帧的一种通信类型。 3.53 组播客户端 multicast client 通过接收节点的 A接口生成要求接收组播流的应用。 3.54 组播组 multicast group 组播流接收者的集 ， 它由发送者分配使用相同的 BAT和分配 Mc-ACK帧间隙 ， 并且由组播组 ID标识 。 3.55 组播组 ID multicast group ID 组播组产生时分配的组播 DID和发送者的设备 ID的组合。对于接收者它是组播组的唯一标识。

29、3.56 组播源 multicast source 通过发送节点的 A接口生成组播流的应用。 3.57 网络数据速率 net data rate 收发机应用接口处的数据速率。 3.58 节点（网络节点） node（ network node） YD/T XXXXXXXX 9 任何具备本标准定义的收发器的网络设备 。 在本标准中使用属于 “节点 ”表示本标准定义的节点 ， 使 用术语 “外部节点 ”表示非本标准定义的节点。在节点和外部节点前可添加额外的限定符（比如中继） 。 3.59 非叶节点 non-leaf node 生成树中链接到多个节点的节点。 3.60 点到点模式 peer-to-pe

30、er mode 一种域的运行模式 ， 在该模式中域内的所有节点都仅使用点到点模式 （不通过中继节点 ） 相互通信 。 在点到点模式中，不应存在中继节点。 3.61 集中模式 centralized mode 一种域的运行模式 ， 在该模式中域内的所有节点通过一个单独的中继节点进行中继通信 。 在集中模 式中，仅应存在一个中继节点，且该节点为域接入节点（ DAP）。 注： DAP也可以作为域控制器。 3.62 统一模式 unified mode 一种域的运行模式 ， 在该模式中所有节点根据需要使用点到点模式或集中模式进行通信 ， 并且一些 中继节点可以具有附加功能 。 统一模式可用来支持隐藏节点

31、 。 在统一模式中 ， 可存在一个以上的中继节 点。 3.63 通带 passband 由向上变换频率 FUC = 0且向上搬移频率 FUS FSCN/2（见 表 78 ）定义的频带。 3.64 点到点通信 peer-to-peer communication 域内的一种通信方式，在该通信方式下节点间不通过中继节点直接建立信号流。 3.65 物理接口 physical interface 一种定义了如何利用物理信号属性来传输信息的接口 。 是通过信号参数 (例如功率谱密度 ， 时间 )和 连接器类型来定义的。 3.66 原语 primitives YD/T XXXXXXXX 10 用于定义逻辑

32、接口和参考点的参数和函数 3.67 优先级 priority 用来判断特定帧在介质访问传输中相对重要性的值。 3.68 轮询间隔 polling Interval 当流量以固定间隔固定包大小为特征时，并且不是一直有包发送时，该参数会被用到，例如 VOIP 的静音抑制 。 该参数以毫秒为单位 ， 规定了针对特定流的连续发送机会间以毫秒为单位的最大的标称间 隔。通过参考时间 t0定义了执行该参数的理想时间表，其中期望的轮询时间 ti = t(i1) + interval。 3.69 服务质量 quality of service 家庭网络中对通信质量的一系列要求 。 对服务质量的支持涉及到能够为不

33、同流提供不同优先级的机 制，或者能够对基于一系列服务质量参数的流定量的保证性能。 3.70 参考点 reference point 能对单个流提供通用的观察或者测量点的逻辑或者物理的位置。 3.71 注册 registration 节点加入域的过程。 3.72 中继节点 relay node 除了具备域主节点或者终端节点功能之外，域中在隐藏节点间中继 LCDU和 APDU的节点。域中主 节点和任何的终端节点都可作为中继节点。 3.73 中继通信 relay communication（ REL） 一种通过中继节点来实现域内节点间通信的类型 。 中继节点从一个节点接收信号并推送到接收节点 。 3

34、.74 家庭网关 residential gateway 一种桥接家庭网络和接入网络的设备。 YD/T XXXXXXXX 11 3.75 共享的发送机会 shared transmission opportunity (STXOP) 分配给一组节点的发送机会。 3.76 生成树 spanning tree 为了避免形成环路，以连接所有域中节点树的形式表示域拓扑的图。 3.77 射频 RF 向上变换频率 FUC 0且中心频率 FC = FUC + FUS FSCN/2的频段。 3.78 阻带 stopband 频带中不允许传输的部分。 3.79 子载波（ OFDM 子载波） sub-carrie

35、r (OFDM sub-carrier) 调制发送比特到的 OFDM子信道对应的中心频率。 3.80 子载波间隔 sub-carrier spacing 任意两个相邻 OFDM子载波之间的频率差距。 3.81 子信道（ OFDM 子信道） sub-channel (OFDM sub-channel) OFDM调制技术的基本单元。 OFDM调制器将信道带宽划分为一组平行的子信道。 3.82 符号（ OFDM 符号） symbol (OFDM symbol) 承载了一个或多个数据比特的 OFDM信号对应的固定时间单元 。 OFDM符号由多个正弦波形式的子 载波组成，可调制多个数据比特到一个 OFD

36、M符号，并在称为符号时间的固定时间内发送。 3.83 符号帧 symbol frame 由单个 OFDM符号时期内的比特组成的帧。通过 参考点在 PMA和 PMD之间交换。 3.84 YD/T XXXXXXXX 12 符号速率 symbol rate 节点将 OFDM符号发送的媒质上的速率，单位为符号 /秒。符号速率仅在连续发送的时间周期内计 算。 3.85 吞吐量 throughput 一定时间内从源节点的应用层接口到目的节点的应用层接口之间总的数据发送量 ； 一般用 bps表示 。 3.86 时隙 time slot(TS) 在共享的发送机会内，一个或多个节点开始发送机会对应的时间间隔。

37、3.87 流量合约 traffic contract 节点和域主节点间的协议 ， 它规定了被保证的带宽和 QoS参数 ， 比如时延和抖动 。 在建立数据流期 间， TSpec由节点提供给域主节点以建立流量合约参数。如果在 TSpec中给定的参数条件下，合约无法 建立，域主节点可拒绝建立流。这被称为拒绝服务。 3.88 发送机会 transmission opportunity (TXOP) 单个节点或一组节点有权初始化发送的持续时间间隔。 3.89 流量优先级 traffic priority 如果两条流的 TSpec参数除了优先级都相同，较高优先级的流应保证较低的延迟。对于 TSpec参数

38、不同的流，优先级参数不应优先于任何不一致的流 QoS参数。域主节点应使用该参数决定 CFTXOP和 CFTS分配中的优先级。当可用带宽不足时，较高优先级的业务流应优先分配资源。 3.90 流量规范 traffic specification(TSpec) TSpec用于描述和特定数据流相关一系列参数、特性和期望的服务质量。 TSpec由和节点相关的客 户端在数据流建立之前提供。 TSpec可以包括以下任意 QoS属性： Traffic Priority, Maximum information Rate, Maximum Traffic Burst, committed information

39、 Rate。 3.91 可接受抖动 tolerated Jitter 在域主节点为流分配了特定的 TXOP后，该参数定义了流的最大时延变化（抖动），单位为毫秒。 抖动为最大实际时延和最小实际时延的差值。 YD/T XXXXXXXX 13 3.92 单播 unicast 节点向另一单个节点发送帧的一种通信类型。 3.93 用户优先级 user priority 由分类器分配给特定帧的值，它决定了一个帧的相对重要性。 3.94 线路类型 wire class 具有相同特性的线路，例如同轴电缆，家庭电力线，电话线和五类线。 3.95 实际 PSD actual PSD(APSD) 一次传输中实际注入

40、节点的功率谱密度 。 如果定义 ， 它小于或等于发送功率谱密度和功率谱密度上 限。 3.96 最大实际 PSD maximum actual PSD(APSD_MAX) 在所有发送 PSD中最大的发送 PSD。该值通常小于等于 PSD上限。 3.97 PSD 上限 PSD ceiling(PSDC) PSD上限规定了发送信号功率谱密度的限制 (即上限 )。 PSDC是与频率无关的量 ， 以 dBm/Hz为单位 。 3.98 发送功率谱密度模板 transmit PSD mask(TxPSD) 允许注入节点的最大发送功率谱密度模板。它也受到 PSDC的限制。 3.99 发送功率 transmitted power 发