MSTP中彈性分組環(huán)MAC數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展、信息化的普及與業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，在現(xiàn)有電信網(wǎng)上傳輸IP數(shù)據(jù)成為必然，于是人們提出了下一代電信網(wǎng)（NGN，Next Generation Network）這個(gè)概念。下一代電信網(wǎng)是以軟交換為核心，能夠提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體業(yè)務(wù)的基于分組技術(shù)的綜合開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是純IP的智能網(wǎng)絡(luò)。基于彈性分組環(huán)（RPR，Resilient Packet Ring）的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP，Mulli-Service Transp

2、ort Platform）在“城市信息港”的建設(shè)中得到了廣泛關(guān)注，有可能成為下一代城域傳送網(wǎng)的主流技術(shù)。 RPR是IEEE為在環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上優(yōu)化數(shù)據(jù)包傳輸而提出的一種新媒體接入控制層協(xié)議（MAC，Media Access Control），其提出及不斷完善是受市場(chǎng)需求推動(dòng)的，因此，RPR出現(xiàn)伊始便受到運(yùn)營(yíng)商以及研發(fā)人員的廣泛重視。在很短的時(shí)間內(nèi)，多個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織相繼成立相關(guān)工作組進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，并將多個(gè)廠家設(shè)備互通作為一個(gè)重要

3、議程。 RPR的基本數(shù)據(jù)單元是RPR數(shù)據(jù)幀，還為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、公平算法以及速率同步定義了控制幀、公平幀以及空閑幀。RPR環(huán)由順時(shí)針、逆時(shí)針兩個(gè)傳輸方向環(huán)組成，順時(shí)針的環(huán)稱(chēng)為外環(huán)，逆時(shí)針的環(huán)稱(chēng)為內(nèi)環(huán)。雙環(huán)拓?fù)滟x予了RPR更強(qiáng)的魯棒性，由雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供的保護(hù)也就是所謂的“彈性”，這是RPR的一個(gè)重要目標(biāo)；RPR通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行分類(lèi)，并對(duì)不同類(lèi)型的流量采用不同的帶寬分配方式，以此來(lái)滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的要求，這是RPR的一個(gè)重要

4、特點(diǎn)；RPR的帶寬公平調(diào)度為每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供最大的帶寬，防止個(gè)別節(jié)點(diǎn)發(fā)生帶寬饑餓和節(jié)點(diǎn)阻塞，實(shí)現(xiàn)帶寬公平調(diào)度的核心是公平算法，這是RPR的另一個(gè)特點(diǎn)。RPR能夠與多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS，Multi-Protocol Label Switching）無(wú)縫結(jié)合，為多業(yè)務(wù)交換提供優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源利用和流量性能，同時(shí)能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定性的流量工程。 根據(jù)IEEE802．17標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)RPR關(guān)鍵技術(shù)：不同類(lèi)型幀的數(shù)據(jù)封裝格式、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、

5、網(wǎng)絡(luò)性能要求以及網(wǎng)絡(luò)故障恢復(fù)保護(hù)的分析，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)際工作需求與當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)條件，確定本文的設(shè)計(jì)方案。本文提出一種新的彈性分組環(huán)MAC數(shù)據(jù)通路設(shè)計(jì)方案，該方案將RPRMAC數(shù)據(jù)通路劃分為數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)接收過(guò)濾以及數(shù)據(jù)發(fā)送三個(gè)部分。其中，數(shù)據(jù)接入進(jìn)行數(shù)據(jù)上環(huán)操作，是把從其他接口轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)插入到RPR環(huán)的數(shù)據(jù)流中。數(shù)據(jù)接入過(guò)濾進(jìn)行數(shù)據(jù)下環(huán)和過(guò)環(huán)操作，也就是節(jié)點(diǎn)設(shè)備將幀從RPR環(huán)的數(shù)據(jù)流中接收數(shù)據(jù)并交給節(jié)點(diǎn)上層做相應(yīng)處理；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊需要

6、完成的是將待發(fā)的數(shù)據(jù)在各種控制信號(hào)的控制下發(fā)送出去。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)合鏈路速率同步、節(jié)點(diǎn)速率控制和流量公平控制等功能，從而完成RPR節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸以及相關(guān)數(shù)據(jù)處理的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中多次用到隊(duì)列技術(shù)、總線技術(shù)和并行CRC技術(shù)。 本系統(tǒng)采用可綜合的Verilog HDL完成設(shè)計(jì)，并且使用C/C++對(duì)部分功能進(jìn)行了建模、使用System Verilog對(duì)部分模塊進(jìn)行了驗(yàn)證。本設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)采用Xilinx的集成軟件環(huán)境（ISE，Integ