高速率傳送網(wǎng)平臺(tái)的物理層編碼研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)今時(shí)代信息技術(shù)的快速發(fā)展帶來的是寬帶需求的不斷提升，大數(shù)據(jù)、視頻、電信化應(yīng)用等業(yè)務(wù)的出現(xiàn)或普及使得傳統(tǒng)通信管道面臨日益巨大的壓力。隨著上一代100G傳送網(wǎng)絡(luò)的成熟與世界范圍內(nèi)的推廣，人們開始著手研發(fā)更高容量的下一代傳送網(wǎng)設(shè)備，同時(shí)各大通信標(biāo)準(zhǔn)制定組織如電氣電子工程師協(xié)會(huì)、國際電信聯(lián)盟亦已開始起擬相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)?？梢灶A(yù)見在不久的將來，高速率的傳送網(wǎng)將在全球通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用。
　　本文主要內(nèi)容為基于FPGA（Field Progra

2、m Gate Array，現(xiàn)場可編程邏輯門陣列）下傳送網(wǎng)物理編碼子層的邏輯實(shí)現(xiàn)。整體邏輯設(shè)計(jì)參考IEEE802.3ba標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)草案，在超高速率傳送網(wǎng)平臺(tái)的技術(shù)背景與分層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，詳細(xì)描述了其物理編碼子層所涉及的編碼原理、關(guān)鍵技術(shù)。如通過對(duì)擾碼原理的分析，完成自同步擾碼算法的FPGA實(shí)現(xiàn)；依托流量適配功能的設(shè)計(jì)，使得傳送網(wǎng)絡(luò)帶寬利用更加高效與智能化；同步頭與對(duì)齊字的設(shè)計(jì)，使傳送網(wǎng)絡(luò)具備自動(dòng)對(duì)齊修復(fù)功能，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)健壯性；通道分發(fā)后再比特

3、復(fù)用的設(shè)計(jì)，完成對(duì)光模塊的適配功能；對(duì)CRC（Cyclic Redundancy Check，循環(huán)冗余校驗(yàn)）碼的設(shè)計(jì)，保證了數(shù)據(jù)流的準(zhǔn)確接收。
　　本文的邏輯實(shí)現(xiàn)依托于MLD（Multi Lane Distribution，多通道分發(fā)）機(jī)制。MLD機(jī)制是本文設(shè)計(jì)中的核心機(jī)制，在物理編碼子層下將數(shù)據(jù)分發(fā)至多路虛擬邏輯通道，稱之為虛通道，對(duì)多路虛通道進(jìn)行邏輯上的單獨(dú)處理。在本文的邏輯模塊中，高速率數(shù)據(jù)流往往被分發(fā)為多路低速率比特?cái)?shù)據(jù)，

4、在對(duì)每路數(shù)據(jù)單獨(dú)處理后于再將多路低速率數(shù)據(jù)在合并，以此解決當(dāng)前技術(shù)和工藝水平下無法直接適配超100G物理通道與光波長的問題。
　　本文最后對(duì)邏輯模塊進(jìn)行了驗(yàn)證與仿真，不僅給出了單個(gè)邏輯模塊的仿真結(jié)果圖，同時(shí)還結(jié)合上下行對(duì)應(yīng)模塊給出了驗(yàn)證結(jié)果圖，并在最后附上收發(fā)數(shù)據(jù)流的比較測試。在整個(gè)過程中，仿真工具采用的是Mentor公司的Modelsim，以此完成邏輯模塊的仿真；硬件實(shí)現(xiàn)平臺(tái)采用XILINX公司的vivado開發(fā)平臺(tái)，以此完成代