GFP (Generic Framing Protocol) là kỹ thuật sắp xếp dữ liệu có tốc độ bit không đổi và thay đổi vào khung đồng bộ SDH. GFP hỗ trợ nhiều giao thức được sử dụng trong mạng LAN và SAN. GFP thêm vào mào đầu để tăng hiệu quả lớp quang.

Có hai loại thích ứng tín hiệu client được định nghĩa cho GFP:

•Sắp xếp khung GFP (GFP-F) sự đóng gói lớp 2 PDU định hướng kiểu thích ứng. Dữ liệu được đóng gói vào các khung có kích thước thay đổi.

•GFP trong suốt (GFP-T) sự đóng gói lớp 1 hoặc mã khối được định hướng kiểu thích ứng. Các giao thức sử dụng lớp vật lí 8B/10B (như Kênh quang, ESCON, 1000BASE-T) được đóng gói vào khung có kích thước không đổi.

Hình 1: Sự tập hợp dữ liệu gói sử dụng GFP

Gói ở hàng đợi chờ được sắp xếp vào kênh TDM. Ở đầu kia, các gói được sắp xếp ngược trở lại hàng đợi và được phân phối đến từng port. Hình trên là sơ đồ đóng gói và truyền dẫn của khung GFP vào các container VC và được gắn vào khung STM.

1. Phần chung của GFP

Có 2 loại khung GFP được định nghĩa: khung khách hàng GFP và khung điều khiển GFP. GFP cũng hỗ trợ một cơ chế phần mở rộng đầu đề tải trọng linh động để dễ dàng cho việc thích ứng của GFP với các cơ chế truyền thay đổi khác nhau.

•Khung khách hàng GFP

•Đầu đề chính (Core Header): có chiều dài 4 byte, gồm một trường chỉ thị chiều dài PDU (PLI) và một trường kiểm tra lỗi đầu đề chính cHEC. PLI gồm 16 bit chỉ thị số byte trong vùng tải trọng GFP. Giá trị tối thiểu của PLI trong một khung khách hàng là 4, PLI có giá trị 0-3 được dành riêng cho việc sử dụng các khung điều khiển. Trường cHEC chứa CRC-16 bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của phần đầu đề chính thông qua khả năng sửa lỗi đơn bit và phát hiện lỗi đa bit. cHEC được tính toán trên 4 byte đầu đề chính.

Hình 2: Các giao thức và định dạng khung GFP.

- Vùng  tải  trọng (Payload):  Tất  cả  các  byte  trong  khung  GFP  sau  phần  đầu  đề  chính được xem như  là vùng tải trọng GFP, được dùng để truyền thông tin giao thức đặc trưng của khách hàng. Vùng tải trọng GFP có chiều dài từ 4 đến 65535 byte, gồm 2 thành phần chung: trường đầu đề tải trọng và trường thông tin tải trọng, và một trường kiểm tra tuần tự khung tải trọng (pFCS) tuỳ chọn.

•Vùng đầu đề tải trọng (Payload Header): là một vùng có chiều dài thay đổi từ 4 đến 64 byte, để hỗ trợ các thủ tục quản lý liên kết dữ liệu đặc trưng cho tín hiệu   khách hàng. Vùng này gồm 2 trường bắt buộc là trường kiểu (Type) và trường tHEC, và một số lượng biến đổi các trường đầu đề mở rộng (Extension Header). Sự có mặt của phần đầu đề mở rộng, định dạng của nó và sự có mặt của pFCS tuỳ chọn được chỉ thị bởi trường kiểu. Trường kiểu bao gồm các trường sau: PTI (3 bit) PFI(1 bit), EXI (4 bit) và UPI (1 byte). Trường tHEC bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của trường kiểu.

•Đầu đề mở rộng (Extension Header): là một trường dài từ 0 đến 60 byte (gồm eHEC) hỗ trợ các đầu đề liên kết dữ liệu đặc trưng công nghệ, ví dụ như nhận dạng liên kết ảo, các địa chỉ nguồn và đích, số port, loại dịch vụ, .... Trường  kiểm  tra  lỗi  đầu  đề  mở  rộng  (eHEC): CRC-16 bảo vệ tính toàn vẹn nội dung của phần đầu đề mở rộng.

•Trường Check sum: pFCS (Payload Frame Check Sequence) có 4 byte, tuỳ chọn, chứa mã sửa lỗi CRC-32 bảo vệ nội dung của trường thông tin tải trọng GFP.

 Hình 3: GFP định dạng sắp xếp các client.

GFP-F có thể được sử dụng cho Ethernet, PPP/IP và HDLC như là các giao thức mà tính hiệu quả và tính mềm dẻo là quan trọng. Để thực thi quá trình đóng gói thì cần phải nhận hoàn tất gói client nhưng thủ tục này làm tăng độ trễ, GFP thì không thích hợp cho các giao thức nhạy thời gian.

•Khung điều khiển GFP

              Các khung điều khiển được sử dụng trong việc quản lý kết nối GFP, các giá trị PLI từ 0 đến 3. Khung PLI = 0 được gọi là khung rỗng (Idle frame) là một khung đặc biệt gồm 4 byte, chỉ bao gồm phần đầu đề chính GFP và không có vùng tải trọng. Khung  rỗng  được  sử  dụng  để  duy  trì  một  tốc  độ  bit  không  đổi  khi  không  có  PDU khách hàng nào sẵn sàng truyền

2.GFP sắp xếp khung (GFP-F)

Trong khung GFP-F, nếu một gói client hoàn tất thì nó được sắp xếp hoàn toàn vào khung GFP. Các gói rỗi thì không được truyền, kết quả là tăng hiệu quả truyền dẫn. Tuy nhiên, các kỹ thuật riêng được quy định để truyền tải từng loại giao thức.

3.GFP trong suốt (GFP-T)

GFP trong suốt (GFP-T) là một giao thức độc lập, phương thức đóng gói mà tất cả các từ mã được giải mã và sắp xếp vào các khung GFP có chiều dài cố định. Các khung được truyền ngay lập tức mà không phải chờ gói dữ liệu client được nhận hoàn tất. Vì vậy, nó cũng là cơ chế truyền tải lớp 1 bởi vì tất cả các ký tự client được chuyển đến đầu cuối một cách độc lập không có vấn đề gì nếu đó là thông tin, header, điều khiển, hoặc bất kỳ loại mào đầu nào.

GFP-T thì rất tốt cho các giao thức nhạy độ trễ, SAN. Bởi vì, không cần xử lý khung client hoặc đợi khung đến khi hoàn tất. Lợi thế này được khắc chế bởi sự hiệu quả do nút MSPP nguồn vẫn phát lưu lượng khi không có dữ liệu nhận từ client.

4. Khả năng GFP

GFP cho phép các nút MSPP cung cấp hai dịch vụ TDM và gói định hướng, quản lý các mức ưu tiên truyền dẫn và loại bỏ thích hợp. GFP chỉ là một thủ tục đóng gói nhưng mạnh mẽ và chuẩn hóa tốt cho việc truyền các gói dữ liệu trên SDH và OTN.

GFP sử dụng kỹ thuật phát họa cơ bản HEC giống như ATM, vì vậy nó không cần các bit hoặc byte nhồi. Kích thước khung có thể dễ dàng thiết lập chiều dài không đổi.

Khi sử dụng kiểu GFP-F, có một lựa chọn tiêu đề mở rộng GFP, được sử dụng như một giao thức riêng như địa chỉ nguồn / đích, số port, lớp dịch vụ,... Giữa các loại EXI tuyến tính hỗ trợ submultiplexing trên một đường, nhận dạng kênh (CID) cho phép ghép kênh đoạn nhỏ qua kênh VC kiểu GFP.