OTN承载FlexE的以太网PHY接口描述

相比传统的标准Ethernet，Flex Ethernet（FlexE）的本质是将以太网速率与实际物理接口通过FlexE Shim层实现了速率分离。

这使得映射以太网 MAC 速率成为可能，该速率可以大于或小于Ethernet PHY速率。在阅读以下内容前，需要理解FlexE Client、FlexE Group和Ethernet PHY之间的关系。

如上图，FlexE Client是FlexE的客户侧业务类型；FlexE Group是若干绑定的Ethernet PHY的集合，例如将多路100GE物理端口绑定在一起形成FlexE Group；FlexE Shim实现FlexE Client到 FlexE Group的复用和解复用。

同时，我们也需要了解FlexE提供的三种基本功能：捆绑(Bonding)、子速率(Sub-Rate)和通道化(Channelization)。

基于以上功能，OTN承载FlexE的以太网PHY接口可以使用下面描述的三种模式中的一种来操作:

1. FlexE unaware 无感知模式

在这种情况下，OTN不知道FlexE，这种模式下使用的是FlexE的捆绑功能。例如，这种情况下，OTN网络不区分是否是FlexE数据，传输网络按照PCS编码进行透明传输。

来自每个以太网PHY的有效负载被独立地使用PCS码字透明映射到适当的ODUk中，该ODUk由OTU承载。

如果FlexE Group通过多个OTU传送，那么为了控制FlexE Group之间的差分延迟，所有OTU必须通过同一OMS链路传送。

从而可以实现跨OTN光传输网络的端到端超大带宽通信。

2. FlexE Aware感知

在这种情况下，OTN能够感知到FlexE，这种模式下利用的是FlexE的子速率特性，但是FlexE Group没有终结。这种情况下，支持OTU携带的比特率与以太网PHY的比特率不匹配或者不是以太网PHY速率的倍数。

在同一个FlexE Group中，来自1个或多个Ethernet PHY中的FlexE Client,, 被映射到OTU携带的ODUflex中。

如果FlexE Group通过多个OTU传送，那么为了控制FlexE Group之间的差分延迟，所有OTU必须通过同一OMS链路传送。

在以太网Ethernet PHY的比特率大于OTU比特率或不是OTU比特率的整数倍的情况下，传输网络可以丢弃来自OTN网络入口处的不可用日历Calendar时隙的bit或bytes。

这些bit或bytes在OTN网络出口处用固定值重新插入（以恢复原始以太网Ethernet PHY的比特率）。

从而解决OTN网络可以传输小于FlexE接口PHY带宽的数据。

3. FlexE Terminated终结

在这种情况下，FlexE Client在进入传输网络前被边缘设备被终结，使用的是FlexE 的通道化和捆绑功能。FlexE Group之间通过差分延迟补偿来对齐，并且FlexE Client被提取。

然后将每个FlexE Client映射到ODUflex。每个FlexE Client（在ODUflex中携带）可以路由到不同的目的地。

通道这种模式可以解决FlexE数据长距离传输的问题。

上面讲到了FlexE与OTN在接口处的几种操作模式，那么FlexE到ODUk的映射（通过OPUflex）是到底如何实现的？

在这里，我们将业务分成两类，一类是基于分组的客户业务，这些业务都可以通过以太帧的数据流呈现；第二类是OTU不匹配以太网速率或以太网PHY速率的倍数的业务。需要根据G.709协议的规定，可以通过如下方式实现：

1. 分组业务通过IMP映射到OPUflex

这里的IMP 指的是空闲映射规程(Idle Mapping Procedure)。

聚合带宽大于100Gbit/s的分组Client信号可以呈现为以太网MAC帧和帧间间隙的n×25gbit/数据流时，然后按照IEEE 802.3的规定，编码为64B/66B的Flex Client信号，再映射到OPUflex（IMP，s）；

聚合带宽小于或等于100Gbit/s的分组Client信号可以表示为10、25、40、50，75或100 Gbit/s的以太网MAC帧和帧间间隙数据流，然后按照IEEE 802.3的规定将64B/66B编码为FlexE Client信号，再将其映射为OPUflex（IMP，s）。

也就是说具有任何速率的聚合带宽的一组分组Client信号可呈现为以太网MAC帧和帧间间隙的数据流，都可以映射为OPUflex（IMP）。

但是需要注意的是，如是非以太网数据包，Client信号在呈现之前已经假设被封装到以太网MAC帧中了。

以上IMP映射的OPUflex负载由4个3808字节(如下图)。在IMP控制机制的控制下，经过加扰的Client信号的66B块被映射到OPUflex的66 bits有效负载区域。

在这里，66B块被对齐，以便sync报头的第1bit出现在OPUflex有效负载中字节的1、3、5或7 bit位置之一。

图：用于映射FlexE Client信号的OPUflex帧结构

在这里，此映射的OPUflex开销包括：

有效载荷结构标识符（PSI），包括有效载荷类型（PT）、Client信号失败（CSF）和用于未来国际标准化的保留字的7个字节RES；

RES：15/16列为将来的国际标准化7个保留字节。

2. FlexE Aware业务映射到OPUflex

如Flex-Aware业务的含有p个100G FlexE Client，需要映射到m×100G FlexE Group信号中，每个100G FlexE Client按照下图进行压缩、填充和交织。这将产生长度为1024×n块的FlexE子速率Sub Group信号。

图：Full/partial 速率的FlexE的实例交织

上图中：

p：图左位置 ，表示FlexE Client，按Flex实例编号升序排列;

np：图黄色区域，表示要传输的FlexE 5G等效Calendar的时隙数；

上面的p个100G FlexE Client映射到m×100G FlexE Group信号可能产生剩余的（m-p）x 100G FlexE，那么这些剩余的FlexE实例将通过其他ODUflex信号传输。

同时，上面的FlexE Aware业务中的每个100G FlexE实例都是从100G、200G或400G以太网PHY中提取的100G FlexE实例。

因此，在k×200GBASE-R 的PHY上的FlexE Group中，每个PHY配备1个或2个FlexE实例，在k×400GBASE-R的PHY上的FlexE Group中，每个PHY配备1个或4个FlexE实例。

审核编辑：刘清