YD T 3965-2021 灵活以太网(FlexE)链路接口技术要求.pdf
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1、 ICS 33.040.20M 33中 华 人 民 共 和 国 通 信 行 业 标 准 YDYD/T 灵活以太网(FlexE)链路接口技术要求 Technical requirements for flexible Ethernet(FlexE)interface and link(报批稿)20-发布20-实施中华人民共和国工业和信息化部 发 布 YD/T I目次前 言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语、定义和缩略语.1 3.1 术语和定义.1 3.2 缩略语.2 4 FlexE 功能模型.3 4.1 FlexE 原理与功能.3 4.2 IEEE 802.3 以太网模型.
2、4 4.3 FlexE 与 IEEE 802.3 以太网模型的关系.4 4.4 FlexE 复用过程.5 4.5 FlexE 客户信号复用过程处理.7 4.6 解复用过程.8 4.7 解复用过程 PHY 层处理.11 4.8 解复用过程交织和开销处理.11 4.9 解复用过程故障处理.11 4.1 解复用过程 FlexE 客户信号提取.11 4.1 解复用过程速率适配处理.11 4.1 解复用过程管理和控制.11 5 FlexE 信号处理机制.11 5.1 FlexE 组.11 5.2 50GBASE-R PHY 构成的 FlexE 组.12 5.3 100GBASE-R PHY 构成的 Fl
3、exE 组.12 5.4 200GBASE-R 或 400GBASE-R PHY 构成的组.12 5.5 FlexE 实例,填充和交织.13 5.6 未装载 FlexE 实例.14 5.7 FlexE 客户信号.15 5.8 FlexE 时隙分配.15 5.9 FlexE 开销和对齐.17 6 FlexE 功能要求.18 YD/T II6.1 FlexE 组功能.18 6.2 FlexE 客户信号产生.19 6.3 开销处理.20 6.4 FlexE 复用过程.4 6.5 FlexE 解复用过程.6 6.6 FlexE 组配置.8 6.7 高能效以太网.9 7 用于 FlexE 的以太网 PH
4、Y 功能模型.9 7.1 40/100G 以太网.9 7.2 50G 以太网.10 7.3 200/400G 以太网.11 8 FlexE 信号传送.13 8.1 传送网不感知 FlexE 信号.13 8.2 传送网传送 FlexE 客户信号.13 8.3 传送网感知 FlexE 信号.14 9 FlexE 接口管理和控制平面要求.15 9.1 FlexE 接口管理要求.15 9.2 FlexE 接口控制平面要求.17 附录 A(规范性附录)有效 66B 编码块.18 附录 B(资料性附录)测试向量.0 附录 C(资料性附录)25G 速率灵活以太网客户信号时隙分配示例.0 附录 D(资料性附录
5、)FlexE 在网络中的应用.0 附录 E(资料性附录)FlexE 客户信号同步.2 YD/T XXXX-XXXX III 前言 本标准按照 GB/T 1.1-2009给出的规则起草。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。本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位:上海诺基亚贝尔股份有限公司、中国信息通信研究院、中国移动通信集团有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、华为技术有限公司、中国信息通信科技集团有限公司、中兴通讯股份有限公司。本标准主要起草人:易小波,李芳,李晗,沈世奎,黄华明,赵俊峰,韩亚雷,张源斌,柳光全,古渊 YD/T XXXX
6、-XXXX 1 灵活以太网(FlexE)链路接口技术要求 1范围本标准规定了灵活以太网链路接口技术要求,包括灵活以太网功能结构、灵活以太网接口要求、垫层(shim)处理、复用和解复用功能、开销安排、客户信号适配、FlexE信号传送、链路和客户信号故障情况下的处理、以及与FlexE相关的100G200G400G以太网PCSPMAPMD部分功能、FlexE接口和链路网络管理和控制平面要求等。本标准适用于采用灵活以太网接口、支持灵活以太网开销和垫层功能处理、以及支持灵活以太网信号传送的设备。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
7、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。YD/T 1462-2011 光传送网(OTN)接口YD/T 3686-2020 超100Gb/s光传送网(OTN)网络技术要求ITU-T G.8023(2018)支持以太网物理层和灵活以太网设备功能块特性(Characteristics of equipment functional blocks supporting Ethernet physical layer and Flex Ethernet interfaces)ITU-T G.8264 通过分组网络的定时信息分配(Distribution of timing info
8、rmation through packet networks)IEEE 802.3(2018)以太网标准(IEEE Standard for Ethernet)IEEE 802.3cd(2018)以太网标准增补3(IEEE Standard for Ethernet Amendment 3)IEEE 1588-2008 网络测量和控制系统的精确时钟同步协议(Standard for a PrecisionClock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems)OIF FlexE IA 2.1 O
9、IF灵活以太网实施协议2.1(Flex Ethernet 2.1 ImplementationAgreement)3术语、定义和缩略语3.1 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1 灵活以太网客户 FlexE client 灵活以太网接口上承载的一定速率的以太网MAC层数据流,该数据流的速率可以是IEEE 802.3定义的标准以太网速率也可以是其它速率,可选的FlexE客户信号速率可以是10YD/T XXXX-XXXX 2 Gb/s、40 Gb/s或m25 Gb/s。FlexE接口可同时支持上述多种速率的客户,也可以仅仅支持这些速率的一个子集,例如仅支持m25 Gb/s速率信号的Fl
10、exE客户。3.1.2 灵活以太网实例 FlexEinstance一个由 FlexE 客户信号和开销信息组成的 50G 或者 100G 速率的信号单元。3.1.3 灵活以太网组 FlexE group一组绑定起来的 1 到 n 个 FlexE 实例,这些实例承载在一个由 1 到 m 个以太网 PHY绑定而组成通道上。一个或多个相同的 50GBASE-R、100GBASE-R、200GBASE-R 或400GBASE-R PHY 按照 FlexE 协议绑定起来组成 FlexE 组。3.1.4 灵活以太网垫层 FlexE shim按照 FlexE 协议对 FlexE 客户信号进行复用和解复用的功能
11、层。FlexE 复用是指将多路 FlexE 客户信号复用到 FlexE 组的发送方向。FlexE 解复用指的是将多路 FlexE 客户信号从 FlexE 组中分解出来的接收方向。3.1.5 物理编码子层通道 PCS laneIEEE802.3 定义的位用物理编码子层(PCS)的多路逻辑通道,以太网 MAC 信号经过 PCS 层编码以后被均匀分配到这些逻辑通道上,一个或多个 PCS 通道被复用在一起后通过物理通道传输。3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。BER:误码率(Bit Error Rate)CAUI:100Gbps 附加单元接口(100Gbps(C)Attachment Unit Int
12、erface)CRC:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)EEE:高能效以太网(Energy Efficient Ethernet)FCS:帧校验序列(Frame Check Sequence)FEC:前向纠错(Forward Error Correction)LF:本地故障(Local Fualt)LLC:逻辑链路控制(Logical Link Control)LLDP:链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol)LLDPDU:链路层发现协议数据单元(Link Layer Discovery Protocol Data Unit)LP
13、I:低功耗空闲控制码(Low Power Idle)MAC:媒质访问控制(Media Access Control)MDI:媒质相关接口(Medium Dependent Interface)OMF:开销复帧(Overhead Multi-Frame)OSI:开放式系统互联(Open System Interconnect)YD/T XXXX-XXXX 3 PCS:物理编码子层(Physical Coding Sublayer)PHY:物理层设备(Physical Layer Device)PMA:物理媒质连接子层(Physical Medium Attachment)PMD:物理媒质相关子层
14、(Physical Medium Dependent)PPM:百万分之几(Parts Per Million)RPF:远端 PHY 故障(Remote PHY Fault)RS:调和子层(Reconciliation Sublayer)TLV:类型长度数值(type-length-value)TTL:生存周期(Time to Live)xMII:x 类型媒质无关接口(x type of Medium Independent Interface)4FlexE 功能模型4.1FlexE 原理与功能灵活以太网技术通过绑定一路或者多路 IEEE802.3 定义的 PHY,以 66B 编码块为基本单元进
15、行通道化处理来支持多路灵活以太网客户信号,每路客户信号的速率既可以与现有的 IEEE802.3 定义的以太网接口速率相对应,也可以提供多种其它速率。这些灵活以太网客户信号速率既可以大于承载 FlexE 的单个以太网物理接口的速率(对应带宽绑定的情况),也可以小于单个物理接口的速率(对应子速率和通道化应用的情况)。FlexE 可以看成是OIF 多链路变速器(MLG)技术的演进,它消除了对绑定 PHY 数量的限制(MLG2.0,仅支持一个或两个 100GBASE-R PHY)以及对 FlexE 客户速率的限制(MLG2.0 仅支持 10G和 40G 客户信号速率)。FlexE 链路接口支持的一般功
16、能如下:a)多路以太网 PHY 的绑定,例如通过绑定两个 100GBASE-R PHY 来支持 200G 灵活以太网客户信号速率。b)以太网 PHY 的子速率,例如通过 100GBASE-R PHY 的通道化来支持 50G 灵活以太网客户信号速率。c)单个 PHY 或一组绑定的 PHY 内的通道化,例如通过两个绑定的 100GBASE-R PHY 支持一个 150G 和两个 25G 的灵活以太网客户信号速率。FlexE 接口也支持上述功能的混合,通过一组绑定的 PHY 来提供通道化的子速率,例如通过三个绑定 100GBASE-R PHY 支持一个 250G 灵活以太网客户信号速率。多路以太网
17、PHY 利用 FlexE 技术进行绑定来提供多路 FlexE 客户接口的逻辑模型见图 1。FlexE垫层处理FlexE 客户1接口FlexE 客户2接口FlexE 客户N接口PHY 1PHY 2PHY M 图 1 FlexE 接口模型 YD/T XXXX-XXXX 4 4.2IEEE 802.3 以太网模型FlexE 技术支持 50G、100G、200G、400G 速率的 IEEE802.3 以太网 PHY 的绑定和通道化。IEEE 802.3 以太网功能模型以及与 OSI 模型的关系如图 2 所示,IEEE 802.3 以太网标准与 OSI 模型的第 1 层(物理层)和第 2 层(数据链路层
18、)相关,每层又可以划分为多个子层用来规范具体操作。OSI 数据链路层(第 2 层)包括逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制(MAC)子层,这些子层适用于各种介质和速率的以太网。LLC 层的作用是识别以太网帧携带的数据,MAC 层定义了访问和控制以太网功能的协议。与 OSI 参考模型的物理层相对应,IEEE 802.3 以太网的物理层分为物理编码子层(PCS)、物理介质连接子层(PMA)和物理介质相关子层(PMD)。100M 及以上速率的以太网功能模型如图 2 所示。RSMDI物理媒质应用层表示层会话层传送层网络层链路层物理层逻辑链路层或其它MAC客户实体MAC控制(可选)MAC其它高层协议OS
19、I模型100M及以上速率以太网xMIIPCSPMAPMDPHY图 2 IEEE 802.3 100M 及以上速率以太网功能模型 FlexE 链路捆绑和通道化功能通过 FlexE 垫层(Shim)来实现,其它层功能要求见IEEE802.3。4.3FlexE 与 IEEE 802.3 以太网模型的关系对应 IEEE 802.3 以太网功能模型的定义,FlexE 垫层功能位于 PCS 子层中,PCS 子层被 FlexE 垫层分割成上半部分和下半部分。每个 FlexE 客户都有自己独立的 MAC 功能实体和调和子层 RS。位于 PCS 层之下的各层在功能上和 IEEE802.3 一致。FlexE 垫层
20、在IEEE802.3 以太网模型中的位置如图 3 所示。YD/T XXXX-XXXX 5 IEEE 802.3以太网.RS逻辑链路层或其它MAC客户实体MAC控制(可选)1#客户MAC其它高层协议RS逻辑链路层或其它MAC客户实体MAC控制(可选)N#客户MAC其它高层协议FlexE垫层PMAPMDMDI物理媒质IEEE 802.3以太网1#部分PCSPMAPMDMDI物理媒质IEEE 802.3以太网2#部分PCSPMAPMDMDI物理媒质M#部分PCS部分PCS部分PCS 图 3 FlexE 与 IEEE 以太网模型的对应关系 4.4FlexE 复用过程基于 50GBASE-R PHY、1
21、00GBASE-R PHY、200GBASE-R PHY、400GBASE-R PHY的 FlexE 复用功能模型分别如图 4、图 5、图 6、图 7 图 7 所示。FlexE组时隙分配控制差错控制块产生开销插入50G PHY 1IEEE802.3以太网PHYFlexE处理流程Nx50G FlexE组参考点50G PHY功能.50G PHY 250G PHY NIdle插入/删除Idle插入/删除Idle插入/删除.66b编码的FlexE客户a66b编码的FlexE客户b66b编码的FlexE客户zFlexE#AFlexE实例时隙分配FlexE#BFlexE实例时隙分配FlexE#NFlexE
22、实例时隙分配2x66b填充2x66b填充2x66b填充客户信号时钟域FlexE时钟域图 4 基于 50GBASE-R 的 FlexE 组复用功能模型 YD/T XXXX-XXXX 6 FlexE组时隙分配控制差错控制块产生开销插入100G PHY 1IEEE802.3以太网PHYFlexE处理流程Nx100G FlexE组参考点100G PHY功能.100G PHY 2100G PHY NIdle插入/删除Idle插入/删除Idle插入/删除.66b编码的FlexE客户a66b编码的FlexE客户b66b编码的FlexE客户zFlexE#AFlexE实例时隙分配FlexE#BFlexE实例时隙
23、分配FlexE#NFlexE实例时隙分配客户信号时钟域FlexE时钟域图 5 基于 100GBASE-R 的 FlexE 组复用功能模型 FlexE组时隙分配控制差错控制块产生开销插入200G PHY 1IEEE802.3以太网PHYFlexE处理流程Nx200G FlexE组参考点200G PHY功能.200G PHY 2200G PHY NIdle插入/删除Idle插入/删除Idle插入/删除.66b编码的FlexE客户a66b编码的FlexE客户b66b编码的FlexE客户zFlexE#A+1FlexE实例时隙分配FlexE#AFlexE实例时隙分配2x66b填充2x66b填充66b交织
24、FlexE#B+1FlexE实例时隙分配FlexE#BFlexE实例时隙分配2x66b填充2x66b填充66b交织FlexE#N+1FlexE实例时隙分配FlexE#NFlexE实例时隙分配2x66b填充2x66b填充66b交织客户信号时钟域FlexE时钟域图 6 基于 200GBASE-R FlexE 组复用功能模型 YD/T XXXX-XXXX 7 FlexE组时隙分配控制差错控制块产生开销插入400G PHY 1IEEE802.3以太网PHYFlexE处理流程Nx400G FlexE组参考点400G PHY功能.400G PHY 2400G PHY NIdle插入/删除Idle插入/删除
25、Idle插入/删除.66b编码的FlexE客户a66b编码的FlexE客户b66b编码的FlexE客户zFlexE#A+3FlexE实例时隙分配FlexE#AFlexE实例时隙分配FlexE#B+3FlexE实例时隙分配FlexE#BFlexE实例时隙分配FlexE#N+3FlexE实例时隙分配FlexE#NFlexE实例时隙分配66b交织66b交织66b交织.2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充2x66b填充客户信号时钟域FlexE时钟域图 7 基于 400GBASE-R F
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