10G EPON協(xié)議分析儀中前向糾錯(cuò)與業(yè)務(wù)識(shí)別的研究.pdf

1、隨著人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷增長(zhǎng)的需求，萬兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（10G EPON）接入網(wǎng)技術(shù)在近年得到了飛速發(fā)展并且已經(jīng)試點(diǎn)部署，但10G EPON協(xié)議分析儀研究卻滯后。
　　目前10G EPON協(xié)議分析儀功能單一，僅根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)解碼數(shù)據(jù)，然后打包成相應(yīng)的以太網(wǎng)協(xié)議報(bào)文輸出，這就導(dǎo)致傳統(tǒng)10G EPON協(xié)議分析儀只能用于接入網(wǎng)側(cè)捕獲以太網(wǎng)協(xié)議報(bào)文。但分析無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）接入側(cè)的網(wǎng)絡(luò)信道和業(yè)務(wù)承載狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同協(xié)議和業(yè)務(wù)精細(xì)化控制和管

2、理，對(duì)以太網(wǎng)上層協(xié)議和業(yè)務(wù)進(jìn)行分析是其工程應(yīng)用關(guān)鍵所在。
　　為了完善10G EPON協(xié)議分析儀的功能，本文提出了一種協(xié)議分析儀新方案，除了解析10G EPON協(xié)議外，還能實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)識(shí)別功能。10G EPON協(xié)議解析模塊解碼10G EPON協(xié)議，其關(guān)鍵是前向糾錯(cuò)譯碼。業(yè)務(wù)識(shí)別模塊是通過相關(guān)技術(shù)識(shí)別業(yè)務(wù)報(bào)文類型，分析PON網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)分布狀況，為實(shí)現(xiàn)智能管道和提高用戶服務(wù)質(zhì)量提供基礎(chǔ)。
　　針對(duì)10G EPON協(xié)議分析儀方案設(shè)計(jì)與

3、功能完善，本文主要研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)包括：
　　(1)通過對(duì)前向糾錯(cuò)譯碼的分析，利用QuartusII13.0軟件和Verilog語言編寫硬件代碼并進(jìn)行驗(yàn)證。通過代碼優(yōu)化，降低了資源消耗。本文所設(shè)計(jì)譯碼器最多能糾正16個(gè)錯(cuò)誤碼元且完成一個(gè)前向糾錯(cuò)碼塊的譯碼時(shí)間只有72個(gè)周期，滿足10Gbps高速數(shù)據(jù)處理的性能需求。
　　(2)研究了PON網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)識(shí)別技術(shù)，提出了基于深度學(xué)習(xí)的業(yè)務(wù)識(shí)別方案。本文采用了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和降

4、噪自編碼（DAE）作為識(shí)別模型來驗(yàn)證方案的可行性，并且根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景改進(jìn)了CNN結(jié)構(gòu)以及兩種模型的訓(xùn)練方式，最后使用MATLAB通過調(diào)試網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)完成了驗(yàn)證。對(duì)于公開數(shù)據(jù)集，兩種模型都達(dá)到了97％的準(zhǔn)確率；對(duì)于私有數(shù)據(jù)集，兩種模型都達(dá)到了99%的準(zhǔn)確率，但DAE在訓(xùn)練時(shí)間上比CNN更具優(yōu)勢(shì)。本文中CNN和DAE的研究結(jié)果表明，對(duì)于特征數(shù)據(jù)，CNN和DAE體現(xiàn)了較強(qiáng)的分類能力；對(duì)于業(yè)務(wù)報(bào)文數(shù)據(jù)，CNN和DAE體現(xiàn)了較強(qiáng)的提取特征能力。因