1、【碩士論文】以太網在sdh設備中的設計與實現 華中科技大學碩士學位論文 摘要 技術應運而生。 網絡接入技術中越來越多的采用操作簡單而且本錢低的以太網技術，但是當用于 遠距離互聯時，以太網技術由于缺乏網絡管理而且可靠性低失去其優勢。而隨著網 絡技術的開展，以太網的流量由過去的集中于局域網內部轉向廣域網上開展，因此， 以太網的遠距離互聯的需求越來越迫切。SDH是傳輸網中廣泛采用的技術，其網絡 開銷豐富，具有自愈功能，網絡可靠性高，非常適合于長距離傳輸。但是，傳統的 SDH傳輸網是基于語音業務設計，不適合傳輸數據業務。隨著業務的開展，傳輸各 種數據業務的需求越來越迫切，因此新一代的電信傳輸網是基于多

2、業務接入的傳輸 交換平臺。EOS技術是目前解決以太網遠距離傳輸和傳統電信網多業務接入的主要 技術。它可以綜合利用以太網和SDH傳輸網的優勢，是一種比擬好的解決方案。 FPGA的 本文在對EOS關鍵技術進行了深入的研究的根底上，合作完成了EOS SDH傳輸網上傳輸方案 設計和硬件驗證工作。論文給出了以太網在622M和155M G7041定義的基于幀的GFP GFPF 的系統設計和應用討論。論文設計實現了ITU 成幀器和解幀器，提出了三種GFP解幀器同步捕捉機的結構，分析比擬它們的同步 捕捉性能，重點討論相應的硬件實現。最后，論文給出了EOS硬件驗證系統的設計， 著重驗證以太網在SDH傳輸網上的點

3、對點互連應用。 本論文采用概率分析的方法討論了GFP解幀器三種同步捕捉機的同步性能；實 踐上采用硬件描述語言 VHDL 設計驗證了以太網GFP成幀解幀器，并且設計調 試了EOS硬件驗證系統。 關鍵字 同步數字序列， 以太網，通用成幀規程，多業務傳輸平臺 華中科技大學碩士學位論文 1緒言 11論文背景 本課題的背景涉及到電信網、計算機網以及二者在開展過程中的融合。 從上世紀90年代至今，SDH網絡在世界通信領域得到了開展。我國電信網的發 展雖然較興旺國家有些滯后。但近幾年也有長足開展其中，SDH網已在不到十年 的時間里取代了PDH網，并由以骨干網為主的傳統SDH開展為延伸至接入網的 MSTP。

4、SDH網的設計是基于TDM的傳輸網絡【1】，信道按照時隙分配。非常適合實時性 要求很強的語音業務的傳送。同時，SDH網絡有許多非常適合遠距離傳輸的特性 首先，SDH的傳輸信息中有豐富的操作，管理，維護和監視開銷，網絡管理功能強 大；另外，SDH網絡有自愈功能，能在網絡發生故障時，迅速的倒換到保護通道 50res 內 ，網絡的可靠性高；同時，SDH技術已經是比擬成熟的技術，有國際統一的標 準，非常易于國際間的互聯。這些優點讓目前的電信網廣泛的采用SDH技術。 另一方面，以太網技術在世界上應用廣泛。據統計，世界上目前共有5億個以 太網端口，在網絡連接技術中有百分之八十五采用以太網技術，在局域網互聯

5、技術 中有百分之九十五采用以太網技術，以太網可以說是用戶通向網絡的門戶。而且， 目前，在網絡存儲領域，以太網技術也正在得到廣泛的應用。因此，以太網技術已經 成為本地網絡接入技術中最受歡送的技術并且擁有廣闊的應用前景。 以太網得到廣泛應用，是由于其本錢低，操作簡單。但是，正是由于它的簡單 導致它缺乏長途傳輸所需要的操作管理和維護的功能，傳輸距離受到限制。如何實 現以太網的遠距離傳輸是目前研究的熱點。 可見，電信網與以太網，不管是在用戶層面還是在效勞提供商層面，都存在著 互補的需求和可能。隨著通信網的不斷開展，新興業務的不斷出現，傳統的通信網 已經不再滿足只用來傳送語音業務，數據業務越來越占有很大

6、的比重。因此需要解 決在SDH網絡上傳送數據業務的問題【2】o下一代網絡技術的開展方向就是要實現多 華中科技大學碩士學位論文 效勞的供給平臺MSTP MultiServicePlatform ，也就是要實現在傳統 Transporting 通信網上同時傳輸和交換多種類型的業務，并且要保證網絡的可靠性和傳輸的有效 性 遠距離傳輸問題，又可以滿足基于SDH的電信網多業務接入的問題，并且可以同時 利用以太網和SDH傳輸網的優點。目前國外的芯片廠商已經有相關的產品問世， 象LUCENT公司的2個千兆以太網口在25GSDH上傳輸的芯片解決方案和 SDH上的芯片 傳輸方案。在整個rr產業鏈中，掌握這些核心

7、Ic和技術的公司賺取了行業利潤的 相當局部。在國內，雖然一些公司也正在研發類似的產品，但是整體水平依然與世 界先進水平有差距。所以，不管從我國信息產業的獨立開展考慮，還是從經濟效益 考慮，我們都應該獨立解決SDH的多業務接入方案。本工程通過EOS方案的設計 與實現，解決了目前亟待解決的以太網傳輸問題，相信這有助于系統解決我國電信 傳輸網向下一代傳輸網技術平滑過渡的問題，因此，具有很大的科研和實用價值。 本課題主要是要實現以太網在SDH電信網上的傳輸，研究其中的關鍵問題， 并最終實現相關f-t,ga的設計。驗證工作。 12相關技術概述 121SDH速率等級和映射結構 表1-1SDH標準速率等級

8、l 信號 STM1 S研訂4 S11M16 S，n證64 622080Mbs2488320Mbs9953280Mb$ I 速率 155520Mbs 為STMN，見表1-1，它是由N個STM-1信號按字節間插的方式同步復接而成。 所以STMN的信號速率為STM1信號速率的N倍131。 2 華中科技大學碩士學位論文 作為新一代數字傳輸體制，SDH能兼容已有的兩大體系的PDH信號，同時又能 大小不同的容器，SDH實現了不同速率等級，不同業務信號的兼容。 圖1-1SDH復用映射結構 122半雙工以太網及CSMACD協議 以太網出現于大約30年前。在很長一段時間內，以太網幾乎被用作CSMACD Sens

9、e AccesswithCollision 閣 CareerMultiple Detection載波偵聽多址訪問沖突檢 測 協議的同義詞。CSMACD協議是為共享總線局域網設計的，這些共享的總線 組成了公共信道。所有連在總線上的節點形成一個沖突域，同一個沖突域內的節點 相互競爭來使用總線。圖12顯示了CSMACD協議的原理16。 工模式。一個節點如果想發送數據，會先偵聽信道。如果信道忙，那么該節點會等到 信道空閑再開始發送。如果在發送期間，別的節點沒有發送數據 即沒有碰撞 ， 這個幀就被認為成功發送，接收節點不給發送節點發acknowledge確認然而，當 一個以太網幀在信道中開始傳播，還沒有傳到遠端時，遠端的節點可能因為沒檢測 到信道忙，認為信道當前空閑，于是也開始發送自己的數據，這樣就造成了碰撞， 雙方必須重傳。引發碰撞的相關節點將各自等待一個隨機數，再重傳。當以太網的 規模比擬大時，即連接在共享總線上的節點增多時，由于頻繁發生碰撞、重傳，實 際網絡傳輸速率會大大低于共享總線實際可以支持的最大傳輸速率。當節點數超過 3 華中科技大學碩士學位論文 一定門限，傳輸效率迅速惡化。為了使CSMACD正確工作，一個節點不能在遠端 發生的碰