[发明专利]光传送网络中的时隙加密

说明书

技术领域

本公开与光传送网络帧的加密有关。

背景技术

国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)已经开发了一系列用于波分多路复用(WDM)网络的光传送网络(OTN)标准。这些标准覆盖了通过光纤通道传送/接收数据的物理层、信号速率、格式和设备需求。本申请中所用的OTN是依据用于WDM信号的ITU-T建议G.709标准而实现的网络。

一般而言，OTN为由通过光纤通道连接的多个节点组成的数据网络。OTN提供密集波分多路复用(DWDM)链路，这些链路允许高光通道和信号的数据速率、多路复用、切换管理、监控，以及生存能力。考虑到其高数据速率，OTN非常适用于要求跨远距离进行数据传输的应用。

附图说明

图1根据这里所提及的技术的示例OTN线卡的框图，经加密和认证的数据是从该OTN线卡发送的。

图2为用于加密/认证OTN帧以通过OTN进行传输的方法的流程图。

图3A和图3B为示出了在示例性加密/认证操作之前和之后的OTN帧的示意图。

图4为示出了向经加密的OTN帧添加头部/尾部信息的示意图。

图5为示意性地示出了将头部和尾部映射入被加密的OTN帧的框图。

图6为具有八十(80)个时隙的OTN净负荷的示意图。

图7为被配置为执行这里所呈现的时隙加密技术的装置的框图。

图8为用于加密/认证OTN帧以通过OTN进行传输的方法的高层次流程图。

具体实施方式

概述

光传送网络(OTN)帧包含被分为多个时隙的光通道净负荷单元。该OTN帧在发送器处被接收，并且这些时隙被分组为时隙块。两个或多个时隙块被选择以进行加密，并且被并行地加密/认证以生成经加密的OTN帧，其中仅某些时隙块被加密。

示例实施例

一般地，OTN包含布设于广阔的地理区域的多个光纤。有时，所述光纤被布设在难于提供对光纤的安全访问的区域(例如，不友好的或敌对的地区/国家)中。考虑到OTN覆盖的广阔的地理区域以及光纤被布设于潜在的不友好的地区，OTN可能会遭受窃听、劫持或其他安全威胁。这样一来，运营商可通过向(尤其是针对敏感应用(例如，数据中心的长途连接，云计算，金融或军事网络等)的)所传输的流量添加安全措施来保护OTN净负荷。

已经发布了多个OTN标准，这些OTN标准被称作OTU1、OTU2、OTU2e、OTU3、OTU3e2和OTU4。OTU1的线路速率近似为每秒2.66千兆比特(Gbps)，OTU2的线路速率近似为10.70Gbps，OTU2e的线路速率近似为11.09Gbps，OTU3的线路速率近似为43.01Gbps，OTU3e2的线路速率近似为44.58Gbps，OTU4的线路速率近似为112Gbps。光传送迅速向100Gbps实现方式发展，100Gbps实现方式在接下来的几年中可能被广泛布设，并且已经宣布了400Gbps和每秒1兆兆比特(Tbps)传送的解决方案。这样一来，有期望发布支持这些和其他线路速率和信号速度的进一步的OTN标准。

某些加密和认证算法可以在当前线路速率近似为10Gbps的硅技术中实现，但难于在更高的线路速率下实现。此外，在当前硅技术为10Gbps或以上的情况下，需要复杂计算的更高安全等级的算法一般不实用。这样一来，OTN的高线路速率对使用当前硅技术的数据安全和认证提出了挑战。

这里所提及的技术将光传送的高速与加密相结合。这里所呈现的OTN加密技术利用并行加密处理对OTN净负荷的选定部分进行加密，从而限制了加密引擎的复杂度，并且允许所述实现方式扩展为支持更高的比特速率。为便于说明，将参考OTU4来描述这里所呈现的OTN加密技术。应当注意的是，这里所提及的技术可以结合其他OTN标准来实现，或者可以针对利用支持更高的线路速率和信号速度的任何未来标准的实现方式进行扩展。

在ITU-R建议G.709中定义的OTN帧结构包括四(4)个区域，即：(1)光通道净负荷单元(OPU)，(2)光通道数据单元(ODU)，(3)光通道传送单元(OTU)，和(4)用于前向纠错(FEC)代码的区域。OPU为净负荷被映射的区域，ODU包含具有额外开销字节的OPU，并且OUT包含帧、尾部踪迹标识符(TTI)、8比特交错奇偶校验(BIP-8)代码、以及通用通信通道(GCC)字节。