アプリケーションノート 4124

DS33X162製品ファミリに関するFAQ

筆者: Arthur Harvey

要約: このアプリケーションノートは、EoPDH Ethernetマッピング製品のDS33X162ファミリに関するよくある質問(FAQ)について紹介します。DS33X162製品ファミリは、キャリアEthernet、Ethernet境界、Ethernetアクセス、MSPP、DSLAM、ROADM、マイクロ波無線、WANルータ、およびEthernet集合体の各アプリケーションで使用されています。これらは、Ethernetサービス配信用のPDHリンクを集約するGFP、VCAT、およびLCASプロトコルをサポートしています。

アプリケーションに関する質問
自分のアプリケーションにどのデバイスを選択したらよいでしょうか?
エンカプスレータ/デカプスレータとは何ですか?
自分の装置をEVC対応にする必要があります。EVCはVCGとどう違いますか?
EoPDHとは何ですか? EoPDHはDSLとどう違いますか?
HDLCカプセル化とGFPカプセル化の違いは何ですか?
DS33X161/DS33X162は、異なる16地点の16のリモートノードにデータを伝送することができますか?
DS33X162を使って4つの異なるリモートノードに接続する場合、トラフィックフォワーディング機構は、安価な4ポートEthernetスイッチを使用した場合と同じですか?
DS33X162製品ファミリは、DS33R41またはDS33Z41に接続することができますか?
DS33X162製品ファミリは、DS33Z11、DS33R11、またはDS33Z44に接続することができますか?
DS33X162製品ファミリのデバイスを使用するには外付けのフレーマ/LIUが必要ですか?
なぜ、ほとんどの場合にマルチフレーム同期を装備する必要があるのですか?
このデバイスによってどのようなフレームレイテンシが追加されますか?
どのようなEthernetのフロー制御がサポートされていますか?
自分のアプリケーションにEthernetのフロー制御を使用するべきでしょうか?
Ethernetインタフェースに提供する帯域幅を制限することができますか?
このデバイスは「Drop & Continue」アプリケーションで使用することができますか?

ハードウェア設計に関する質問
利用可能なリファレンス設計がありますか?
どのような電源デカップリングを使用すればよいでしょうか?
DDR SDRAMインタフェースバスに特別なレイアウト要件がありますか?

ソフトウェア設計に関する質問
データフローに関するプロセッサの関与はどの程度必要ですか?
このデバイスは、送信前にWAN挿入フレームに対して何を行いますか?
WAN挿入フレームの例を提供することができますか?
LAN挿入フレームの例を提供することができますか?
このデバイスはEthernet OAMにどのように使用することができますか?
このデバイスにEthernet (MAC)アドレスをどのように割り当てますか?
このデバイスにIPアドレスをどのように割り当てますか?
SNMPなどの上位プロトコルはどのように実装することができますか?
キューごとに内部フィルレベルが利用可能ですか?

アプリケーションに関する質問

Q) 自分のアプリケーションにどのデバイスを選択したらよいでしょうか?

A) DS33X162製品ファミリの9デバイスから適切なデバイスを選択することは、一見難しそうにみえるかもしれませんが、多くの場合、アプリケーションに基づく簡単な基準セットを使って最適なデバイスを選択することができます。

アプリケーションがポイントツーポイントシステムまたは「ブックエンドソリューション」である場合、通常、1個のエンカプスレータのみが必要です。したがって、選択はDS33X11、DS33X41、DS33X81、DS33X161、およびDS33W11の各デバイスに絞り込まれます。アプリケーションが「ポイントツーマルチポイント」、「ルート型マルチポイント」、「Drop & Continue」、またはメッシュ型システムである場合、複数のエンカプスレータが必要となる可能性があります。DS33X42とDS33W41は、それぞれ2個のエンカプスレータを備え、各カプスレータがポイントツーポイントWANデータ経路のエンドポイントとして動作します。DS33X82とDS33X162は、それぞれ4個のエンカプスレータを備えているため、4つのポイントツーポイントWANデータ経路の発起/終端を行うことができます。

VCAT/LCASプロトコルによって、WANデータ経路は複数のT1/E1またはDS3/E3リンク経由で送信することができます。次に検討すべきアプリケーション要件は、各WANデータ経路に必要なTDMリンクの数とタイプです。この質問に対する回答の場合、通常、選択は最低そのリンク数のTDMポートを備えたデバイスに絞り込まれます。たとえば、16個のE1リンクを持つ単一WAN経路が必要な場合、適用可能なソリューションは、DS33X161とDS33X162です。各8個のE1リンクを持つ2つのWANデータ経路が必要な場合、適用可能なソリューションはDS33X162のみです。4個のDS-3リンクが必要な場合、適用可能なソリューションはDS33X41、DS33X42、DS33X81、DS33X82、DS33X161、およびDS33X162です。

3番目に検討すべき選択基準は、システムに必要なEthernetインタフェースの数です。DS33X42、DS33X82、およびDS33X162は、シングル1000Mbpsインタフェースまたはデュアル10/100Mbpsインタフェースをサポートしています。DS33X11、DS33W11、DS33X41、DS33W41、DS33X81、およびDS33X162は、シングル10/100/1000Mbpsインタフェースをサポートしています。どのデバイスも、外付けのEthernetスイッチチップを使用することによって、追加のEthernetポートを増設することができます。また、DS33X11のPCB実装面積を1とした場合、DS33W11とDS33W41のPCB実装面積は半分で、その他のデバイスのPCB実装面積は3分の1であることも注意に値します。この製品ファミリのデバイス間でデザインを移行したり、複数のPCBアセンブリオプションに単一のデザインを提供したりすることは簡単です。

データシートの表1-1には、この製品ファミリの各デバイス間の差異化要因の完全リストが記載されています。

Q) エンカプスレータ/デカプスレータとは何ですか?

A) エンカプスレータとは、Ethernet LANからフレームを取り込んで、WANネットワーク経由の伝送用にそれらを準備する回路です。デカプスレータとは、WANからカプセル化したフレームのストリームを受信して、フレームをEthernet LAN経由の伝送用に準備することによって、逆の機能を実行します。DS33X162製品ファミリでは、エンカプスレータ/デカプスレータは、情報の挿入/削除やトラフィックの優先順位付けなど、さまざまなパケット処理機能も実行します。WAN接続の各エンドにエンカプスレータ/デカプスレータペアが配置されている必要があります。Virtual Concatenation (VCAT)プロトコルを使用して、エンカプスレータのデータは複数の物理PDHリンクを経由して伝搬して、スループットの向上とレイテンシの低減を実現することができます。この目的に使用されるリンクバンドルのVCATの用語は、Virtually Concatenated Group (VCG)です。各エンカプスレータは1個のVCGをサポートします。

Q) 自分の装置をEVC対応にする必要があります。EVCはVCGとどう違いますか?

A) EVC (Ethernet Virtual Connection)は、Ethernetサービスを提供するときに経由する2ポイント(通常は2つの物理的なEthernetインタフェース)間の経路です。EVCに属するフレームのみがEVCの各エンドポイントに送信されます。DS33X162製品ファミリに基づく機器は、通常、エンカプスレータ当り最低1つのEVCをサポートすることができます。EVCを提供するために、VCG (Virtually Concatenated Group)を使用することができます。または、シングルラインを使用することができます。追加のEVCのサポートは、サービスの物理ポートに基づくVLANタグをサポートする追加のEthernetスイッチを使用して追加することができます。

Q) EoPDHとは何ですか? EoPDHはDSLとどう違いますか?

A) EoPDHとは、T1/E1およびDS3/E3リンクで構成されるPDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)ネットワーク上のネイティブEthernet (第2層)フレームのトランスポートです。xDSLシステムは通常、PDHネットワークの一部として見なされません。また、従来の住宅用xDSLシステムは、第3層IPデータグラムのみを転送し、ARP、BPDU、RSPT、またはEthernet OAMなどの第2層の各プロトコルがこれらのシステム上で実行されるのを阻止します。EoPDHテクノロジに関する包括的な白書については、アプリケーションノート3849「Ethernet-over-PDHテクノロジの概要」を参照してください。

Q) HDLCカプセル化とGFPカプセル化の違いは何ですか?

A) HDLCカプセル化は、数十年の間、レガシシステムで使用されてきました。しかし、HDLCの場合、フレームの開始と終了を示すために使用される「フラグシーケンス」が伝送されるデータ内にネイティブに存在する場合に問題が発生します。HDLCは、問題のあるシーケンスをより長い問題のないシーケンスと置き換える必要があります。ワーストケースの場合、これによって、利用可能な帯域幅が予測される値の最低50%に抑えられる可能性があります。GFPの場合、エラー訂正付きの長さ表示するヘッダを使用して、この問題を回避します。予測可能なオーバヘッドのため、通常、GFPカプセル化手法のほうが新しいシステムに推奨されています。DS33X162製品ファミリは、HDLCとGFPの両方をサポートしています。

Q) DS33X161/DS33X162は、異なる16地点の16のリモートノードにデータを伝送することができますか?

A) できません。DS33X162は、4つのエンカプスレータを備えているため、各DS33X162が通信可能な異なるリモートノードの最大数は、4つです。5つ以上のWAN経路が必要な場合、外付けEthernetスイッチを使用する必要があります。

Q) DS33X162を使って4つの異なるリモートノードに接続する必要がある場合、トラフィックフォワーディング機構は、安価な4ポートEthernetスイッチを使用した場合と同じですか?

A) 違います。DS33X162はVLANタグ情報を使用してフレームをエンカプスレータに転送します。今日のエンタプライズ環境で装備されている大半の一般的なEthernetスイッチは、Ethernet宛先アドレス情報のみを使用し、不完全な学習およびフィルタ機構を使用することによってトラフィックを転送します。不完全な機構を使用すると、一部のトラフィックではすべてのポート上に送信される場合が発生します。一人のユーザのデータが意図しない複数の受信者に送信され、セキュリティおよびプライバシ上の問題が発生します。DS33X162のVLANフォワーディングを使用すると、特定の物理的経路内のユーザトラフィックの格納と管理を行う明確に定義されたトラフィックフローが可能になります。

Q) DS33X162製品ファミリは、DS33R41またはDS33Z41に接続することができますか?

A) できません。DS33R41およびDS33Z41は、独自の逆多重化プロトコルを使用しています。DS33X162製品ファミリは、ITU規格のVCAT/LCASプロトコルを使用しています。2つのプロトコルには互換性がありません。

Q) DS33X162製品ファミリは、DS33Z11、DS33R11、またはDS33Z44に接続することができますか?

A) できます。DS33X162製品ファミリの各デバイスは、シングルPDH接続上でレガシHDLCをサポートするオペレーティングモードを持っています。これは、DS33Z11、DS33R11、およびDS33Z44で使用されるのと同じプロトコルです。DS33X162ファミリの各デバイスのレビジョンA1は、このオペレーションをサポートしていませんでしたが、それ以降のすべてのレビジョンはこのレガシHDLCプロトコルをサポートしています。

Q) DS33X162製品ファミリのデバイスを使用するには外付けのフレーマ/LIUが必要ですか?

A) ほとんどのアプリケーションでは、外付けのT1/E1またはDS3/E3フレーマとラインインタフェースユニット(LIU)がマルチフレーム同期信号を提供するために必要です。例外は、ビットスタッフィングされたHDLCを使用する単一物理リンク経由のポイントツーポイント接続の場合です。DS33X162製品ファミリの各デバイスは、マキシムのトランシーバやフレーマの製品ラインとシームレスにインタフェースするように設計されています。

Q) なぜ、ほとんどの場合にマルチフレーム同期を装備する必要があるのですか?

A) Ethernet-over-PDH規格は、マルチフレームアライメント信号を使用する場合のみに適合することができるアライメント要件を持っています。

Q) このデバイスによってどのようなフレームレイテンシが追加されますか?

A) 連続的なアンダサブスクライブ状態の場合、LIFO (Last-bit-In to First-bit-Out)のフレームレイテンシは100µs以下です。オーバサブスクライブ状態の場合、フレームレイテンシは多数のファクタによって決定され、単純に記述することはできません。このデバイスの厳格優先度(Strict Priority)およびラウンドロビン(Round Robin)のフレームスケジュールアルゴリズムは、低優先順位のフレームに対して高優先順位のフレームのレイテンシを小さくするために使用することができます。

Q) どのようなEthernetのフロー制御がサポートされていますか?

A) DS33X162製品ファミリは、フルおよびハーフデュープレックス動作のIEEE® 802.3準拠のフロー制御を提供します。フロー制御は、設定可能で、ディセーブルにすることができます。

Q) 自分のアプリケーションにEthernetのフロー制御を使用するべきでしょうか?

A) 一部のアプリケーションでは、Ethernetの第2層フロー制御は、上位層のフロー制御プロトコルと干渉する可能性があります。たとえば、TCP/IPフロー制御は、システムの性能を超えるタイミングを検出するために失効フレームに依存します。TCP/IPフロー制御は、失効フレームが検出されるまで、フローレートを増大させ、検出した時点で、安定したストリームが維持されるまで、失効フレームの数に基づくバックオフおよび再送アルゴリズムを使用します。失効フレームがない場合、TCP/IPはフローレートの増大を試み続けます。TCP/IPフロー制御がEthernetフロー制御と併用されている場合、望ましくない結果が発生する場合があります。システム設計者は、システム全体に対するフロー制御の影響を注意深く調べて、システムがEthernetフロー制御またはフレーム破棄のいずれを使用するかを決定する必要があります。

Q) Ethernetインタフェースに提供する帯域幅の値を制限することができますか?

A) できます。専用情報レート(CIR)コントローラを使用することで、Ethernetインタフェースに利用可能な帯域幅の値をプログラムし、それを0 Mbpsから最大PDHラインレートまでダイナミックに調整することができます。

Q) このデバイスは「Drop & Continue」アプリケーションで使用することができますか?

A) できます。DS33X82とDS33X162のデバイスは、VLAN ID情報に基づくいくつかの複合設定をサポートしています。

ハードウェア設計に関する質問

Q) 利用可能なリファレンス設計がありますか?

A) あります。最新のリファレンス設計の詳細については、の技術サポートまでお問い合わせください(英語のみの対応となります)。

Q) どのような電源デカップリングを使用すればよいでしょうか?

A) 必要なデカップリングの量は、電源に存在するノイズによって異なりますが、デカップリングレイアウトの一般的な推奨事項がいくつかあります。
  1. デバイスの電源ごとに最低1個の0.1µFセラミックキャップを配置してください。
  2. デカップリングはできる限りデバイスの電源端子の近くに配置してください。
  3. 電源またはグランドへのビアは他のキャップと共有しないでください。
  4. 必要電圧には可能な最小キャップパッケージを使用してください。
  5. プレーンとの接続はできる限り広いトレースを使用してください。
  6. プレーンを分割しないでください。高周波プレーンは高速デバイスの近くに保持してください。
  7. ボードの電源ごとに最低1個の4.7µFタンタルキャップを使用してください。
Q) DDR SDRAMインタフェースバスに特別なレイアウト要件がありますか?

A) あります。DDR SDRAMバスのトレースは長さとインピーダンスができる限り緊密にマッチングしている必要があります。信号スタブは回避する必要があります。ライン終端回路を簡素化するP2Pモードがサポートされています。レイアウトに関する個別的な質問については、にて技術サポートスタッフがお応えしています(英語のみの対応となります)。

ソフトウェア設計に関する質問

Q) データをフローするにはどの程度プロセッサの関与が必要ですか?

A) 通常のユーザトラフィックの場合、ホストプロセッサのインタラクションは不要です。デバイスのデータプレーンと制御プレーンは完全に分離されています。構成が完了すると、ホストプロセッサはステータスと割込みを監視するだけで、必要な場合にのみアクションを取ります。ユーザは、デバイスのトラップ、抽出、および挿入の各機能を利用して、管理プロトコルの実装または他の機能の実行を選択することができます。この場合、特定セットのユーザ設定条件に適合するフレームが、データプレーンと制御プレーンの間を通過して、ホストプロセッサによって処理されることになります。ホストプロセッサの処理要件は、特定のプロトコルまたはアプリケーション実装によって異なります。

Q) このデバイスは、送信前にWAN挿入フレームに対して何を行いますか?

A) WAN挿入FIFOに配置されたフレームを送信する場合、このデバイスは、基本的なフレームデリニエーション機能を管理して、ユーザによって他の機能をプログラム可能にします。HDLCモードの場合、HDLCのスタート/ストップフラグはデバイスによって自動的に挿入されます。GPFペイロード長とcHEC値は、GFPモードのときにデバイスによって挿入されます。カプセル化のCRC値、GFPタイプヘッダ、GFP拡張ヘッダ、VLANタグ、またはその他のフレーム変更は、WAN挿入FIFOに配置される前に、ユーザソフトウェアによって実行される必要があります。

たとえば、cHDLCカプセル化を含むWANフレームを挿入する場合を考えてください。ユーザソフトウェアは、Ethernetフレームの開始前に、cHDLCの4バイトアドレス、制御、およびプロトコルヘッダバイトを挿入して、結果のデータをWAN挿入FIFOに書き込む必要があります。以下に示すcHDLC例は、パケット全体、およびWAN挿入FIFOに書き込まれるデータについての概要です。

Q) WAN挿入フレームの例を提供することができますか?

A) WAN挿入フレームの例は次のようになります。
Encode: cHDLC
Length: 4 HDLC + 132 Ethernet
H HDR:  Cisco HDLC Unicast IP (0F 00 80 00)
MAC DA: Internet Multicast (01 00 5E 7F FF FF)
MAC SA: Dallas Semiconductor (00 60 35 12 34 56)
VLAN:   PRI 0, CFI 0, VID 2047 (81 00 07 FF)
Type:   IP (08 00)
E HDR:  45 00 00 6E 00 00 00 00 40 72 EB 2E
Net SA: 198.019.001.100 (C6 13 01 64)
Net DA: 198.019.001.101 (C6 13 01 65)
Data:   AA + Analysis Data
E FCS:  84 96 3B 14

0F 00 08 00 01 00 5E 7F FF FF 00 60 35 12 34 56 
81 00 07 FF 08 00 45 00 00 6E 00 00 00 00 40 72 
EB 2E C6 13 01 64 C6 13 01 65 AA AA AA AA AA AA 
AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA 
AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA 
AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA 
AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA 
AA AA 00 04 20 01 00 08 00 00 00 00 2F 78 D4 F4 
D0 87 2B 0B 84 96 3B 14
Q) LAN挿入フレームの例を提供することができますか?

A) LAN挿入フレームの例は次のようになります。
Destination Address: 00:45:54:48:5f:30
Source Address: 00:0e:7f:a5:65:c6 
Type: IP (0800)
IP version 4 (45) 
DiffServ = 00
Length =60 bytes (003c)
Identification (64ed)         
Flags & Fragment offset = 0 (0000)
Time to live=128 (80) 
Protocol = ICMP (01) 
Header Checksum (5480) 
Source IP = 192.168.0.2 (c0a80002)
Destination IP = 192.168.0.1 (c0a80001)
Begin ICMP message (0800)
ICMP Message: 
 97570200
 b4046162     :ICMP Message 
 63646566     :ICMP Message
 6768696a     :ICMP Message 
 6b6c6d6e     :ICMP Message 
 6f707172     :ICMP Message 
 73747576     :ICMP Message
 77616263     :ICMP Message 
 64656667     :ICMP Message 
 6869         :ICMP Message End
Ethernet FCS CRC-16 (870e)

00 45 54 48 5f 30 00 0e 7f a5 65 c6 08 00 45 00 
00 3c 64 ed 00 00 80 01 54 80 c0 a8 00 02 c0 a8
00 01 08 00 97 57 02 00 b4 04 61 62 63 64 65 66
67 68 69 6a 6b 6c 6d 6e 6f 70 71 72 73 74 75 76
77 61 62 63 64 65 66 67 68 69 87 0e
Q) このデバイスはEthernet OAMにどのように使用することができますか?

A) このデバイスは、Ethernet OAMフレームを含む、01:80:C2:xx:xx:xxのスロープロトコルでフレームをトラップするように設定することができます。このアドレス範囲にあるすべてのフレームは、ホストマイクロプロセッサによって抽出用のFIFOに保持されます。ホストマイクロプロセッサは、OAMメッセージの解析、解釈、および応答を行うことができます。

Q) このデバイスにEthernet (MAC)アドレスをどのように割り当てますか?

A) 通信にEthernet (MAC)アドレスを選択するソフトウェアを使用してください。LAN抽出に関連付けられたMACアドレスの場合、値はSU.LEDAL、SU.LEDAM、およびSU.LEDAHレジスタにプログラムされます。異なる(または同じ) MACアドレスをSU.WEDAL、SU.WEDAM、およびSU.WEDAHレジスタのWAN抽出に使用することができます。

Q) このデバイスにIPアドレスをどのように割り当てますか?

A) ほとんどのネットワーク機器では、EthernetアドレスアレスをIPアドレスに関連付けるのは、アドレス解決プロトコル(ARP)という第2層プロトコルで実行されます。ホストプロセッサは、デバイスのトラップと挿入機能をソフトウェアARPエージェントの通信パスとして使用する必要があります。

Q) SNMPなどの上位プロトコルはどのように実装することができますか?

A) SNMPは、DS33X162製品ファミリのデバイスを使用して実装可能な他の上位プロトコルと同様に、お客様によるソフトウェア開発が必要となります。マキシムは、現時点では、上位プロトコルソフトウェアを提供していません。DS33X162製品は、RMON MIB用のSNMPエージェントをソフトウェアに実装するために必要なハードウェアサポートを提供しています。特に、このデバイスはユニキャストフレーム(つまり、機器に割り当てられたEthernetフレームアドレス)のトラップと挿入を可能にします。「SNMPエージェント」は、ホストマイクロプロセッサ上で実行してSNMPフレームを処理するソフトウェアアプリケーションです。SNMPエージェントを実装するには、ユーザは、ARPクライアントを含む、各自のマイクロプロセッサ上で実行する最小TCP/IPスタックのソフトウェアを開発(または購入)する必要があります。DS33X162は、RMON MIBに必要なハードウェアカウンタも備えています。SNMPエージェントは、ソフトウェア内でSNMPメッセージを処理可能である必要があります。SNMPエージェントは、RMONメッセージに応答するために、ハードウェアカウンタを読み取ります。お客様は、リモート構成やさらに複雑なステータスメッセージを含む、デバイスのすべての機能にアクセス可能な独自のSNMP MIBを開発することもできます。

Q) キューごとに内部フィルレベルが利用可能ですか?

A) できません。フィル値は、GbEアプリケーションで最大1Gbpsまでのレートで変化することができるため、低速なホストプロセッサに対して意味がありません。ただし、キューの残りスペースが一定量以下になったときに割込みの生成ができるように、利用可能なキューの残りスペースのスレッショルドを設定することができます。このスレッショルド設定値は、すべてのLANキューに共通です。
次のステップ
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