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OTN承载40Gb/s以太网的关键技术研究与实现

作　者: 郝静
导　师: 李文耀
学　校: 武汉邮电科学研究院
专　业: 通信与信息系统
关键词: 光传送网 40G以太网电路设计实验测试
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着光网络All IP化及宽带和IPTV等业务的发展,传输光网络向高速大容量的方向发展,并要求光传送网具备高生存性和高可靠性。现有的基于宽带业务的SDH和WDM传送网已经不能够满足大颗粒的传送要求:SDH所具有的小颗粒不能够解决流量交叉调度的问题;WDM缺乏节点调度能力和组网能力,缺乏有效的网络维护管理手段,OTN集合了SDH和WDM的优点,作为新的传输网技术,其承载以太网业务是必须的,日益增长的带宽汇聚的需求使得10Gb/s Ethernet的链路汇聚能力接近极限,从而更高速率的40GE及100GE的发展进入正轨。采用40G OTN传输技术主要源于两个方面的考虑:(1)在实际的网络中路由器的ECMP(等开销多路径路由)组内链路数为2~3个,若采用10G链路,带宽最大为80~160G;若采用40G链路,带宽则为640G;(2)通过综合比较,40G的传输设备和40G的路由器的成本要低于同样容量的10G的传输设备和10G路由器的成本总和。所以,采用40Gb/s的接口可以有效地减少10Gb/s的链路数,简化了网络的结构和提高了节点的可扩展性,更能够简化网络故障时的定位和恢复功能。本论文第一章首先介绍了国内外OTN技术的研究现状和发展趋势以及40G Ethernet的最新进展,提出了论文主要研究内容和论文结构;第二章基于ITU-T G.709标准以及IEEE 802.3以太网协议介绍了OTN的层次结构、OTN帧结构以及实现40G以太网的关键技术,然后提出OTN承载40G以太网的实现方式;第三章提出了OTN承载40G以太网信号的硬件实现;第四章对所设计的硬件方案进行测试,结果表明指标完全符合要求,可以投入使用;第五章对全文进行了总结。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-16
  1.1 国内外OTN 技术的研究现状及发展趋势  8-13
    1.1.1 OTN 技术提出的背景  8-10
    1.1.2 OTN 技术的研究现状及发展趋势  10-13
  1.2 40G Ethernet 技术的研究现状及应用情况  13-14
  1.3 论文的主要研究内容及创新点  14-15
  1.4 论文的组织结构  15-16
第2章 40G Ethernet over OTN 的关键技术研究  16-37
  2.1 OTN 的分层体系结构  16-19
    2.1.1 OTN 网络的分层模型  16-17
    2.1.2 OTN 接口信息结构  17-19
  2.2 G.709 OTN 帧结构  19-22
    2.2.1 OTUk、ODUk 和OPUk 的帧结构  19-20
    2.2.2 OTUk、ODUk 和OPUk 的开销  20-22
    2.2.3 映射及复用结构  22
  2.3 40G Ethernet 的分层结构及物理层规范  22-26
    2.3.1 40G Ethernet 的分层结构  22-25
    2.3.2 40G Ethernet 的物理层规范  25-26
  2.4 40G Ethernet over OTN 的实现方式  26-32
    2.4.1 40G 以太网信号的透明映射要求  26-27
    2.4.2 40G 以太网信号映射至OPU3 的实现方式  27-31
    2.4.3 4×10GbE LAN 映射进40G OTN 的实现方式  31-32
  2.5 40G Ethernet over OTN 的关键技术  32-36
    2.5.1 客户侧互连技术  32-33
    2.5.2 调制码型技术  33-35
    2.5.3 FEC 技术  35-36
    2.5.4 色散补偿技术  36
  2.6 本章小结  36-37
第3章 40G Ethernet over OTN 的设计与实现  37-49
  3.1 40G Ethernet over OTN 的功能要求分析  37
  3.2 40G Ethernet over OTN 的总体设计方案  37-39
  3.3 40G Ethernet over OTN 的具体实现方案  39-41
    3.3.1 总体数据处理流程  39-40
    3.3.2 40G Ethernet over OTN 的FPGA 实现方案  40-41
  3.4 串/并转换模块芯片的选择  41-43
  3.5 648/668 编解码模块的设计  43-45
    3.5.1 648/668 Encoder 模块的设计  44
    3.5.2 648/668 Decoder 模块的设计  44-45
  3.6 GFP 成帧模块的划分与设计  45-47
    3.6.1 GFP 成帧模块的划分  45-47
    3.6.2 ING_GFPF_MAP 和EG_GFPF_DEMAP 模块的设计  47
  3.7 40G OTN 成帧模块的设计  47-48
  3.8 本章小结  48-49
第4章实验测试与结论  49-54
  4.1 实验平台的搭建  49-50
  4.2 实验测试指标与测试方法  50-51
    4.2.1 实验测试指标  50
    4.2.2 实验测试步骤  50-51
  4.3 实验测试结果分析与结论  51-54
    4.3.1 端口吞吐量测试  51-52
    4.3.2 端口丢包率的测试  52-53
    4.3.3 测试结论  53-54
第5章论文总结与展望  54-55
  5.1 论文总结  54
  5.2 下一步研究工作  54-55
参考文献  55-57
致谢  57-58
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  58-59
附录2 主要英文缩写语对照表  59-60

OTN承载40Gb/s以太网的关键技术研究与实现

内容摘要

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