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用于TDMoIP实现的E_1功能卡单片机控制研究

作　者: 何花
导　师: 胡钢
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: TDMoIP 时钟恢复单片机控制抖动缓冲区
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 134次
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内容摘要

近十年来,随着全球范围内数据流量的激增以及未来网络中IP技术地位的日渐明晰,IP很有可能成为下一代网络的主体架构。各种基于IP核心的技术即将成为未来信息通信的主导技术。IP报文可承载各种业务,最终实现话音、数据、图像等多种业务融合和网络融合。如何采用统一的技术解决方案来构建下一代信息网络,以提供话音、数据和图像等综合服务,实现电路交换向分组交换过渡并转化,将是21世纪下一代通信网络发展的主要研究方向。TDMoIP技术就是在这一新形势下发展起来的许多应用技术中的一种。其基于TDM over IP的思想,展现了新兴IP与传统TDM的主从关系,为接入网的技术发展带来了新的闪光点。另一种技术VoIP功能也是实现在IP网络中传输TDM实时数据。本文通过在原理,应用等方面比较这两种技术,分析目前中国通信网络发展的现状之后,认为将TDMoIP技术与VoIP技术发展相结合,才能较好的实现电路交换网向分组交换网转型。通过对TDMoIP技术的深入研究,并结合应用实际,我们开发了E1功能卡以实现TDMoIP的主要功能。E1功能卡设计为以太网交换机上的插卡,它能将以太网交换机改进为全业务交换机,形成的整机则是E1网关、分组交换、混合传输三种功能合一的产品,创造了独具特色的组网能力。本文首先比较了TDMoIP和VoIP技术,然后对目前的TDMoIP技术进行了详细的阐述,内容包括TDMoIP技术的原理,以及它对信令的处理,对数据的处理,对丢包的处理和对时钟同步的处理等。因为TDM数据业务的实时性,所以在TDMoIP中对时钟同步有特殊的要求。本文介绍几种时钟同步方案,并分析了不同方案的利与弊。之后本文详细介绍了本课题的TDMoIP实现:E1功能卡。内容包括E1功能卡的设计方案,性能指标要求,功能模块介绍以及应用场合等。E1功能卡实现的难点是TDMoIP的核心技术时钟同步技术。这部分功能主要由单片机编程实现。本文根据E1功能卡的设计方案,主要针对单片机控制研究做了深入的探讨,单片机控制按功能分为4个模块:E1功能卡配置初始化,以太网报头协议处理,时钟调整控制,告警处理。将单片机控制程序分模块进行了详细说明。然后介绍了对E1功能卡的各功能模块,时钟调整性能,告警性能以及综合联测性能的测试结果。结果表明,E1功能卡可以实现预先的设计目标,成功的实现了TDMoIP技术。最后,对E1功能卡的相关扩展作了展望。研究与实现表明,TDMoIP技术的实现是完全可行且非常有效的。

全文目录

目录  4-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-8
简略字表  8-10
第一章引言  10-16
  1.1 电路交换向分组交换的迈进  10
  1.2 新技术  10-14
    1.2.1 TDMoIP  10-11
    1.2.2 VoIP  11-12
    1.2.3 TDMoIP和VoIP比较  12-14
  1.3 本文的目的与贡献  14-16
第二章 TDMoIP技术  16-37
  2.1 TDMoIP技术详细说明  16-30
    2.1.1 TDMoIP原理与帧结构  16-19
    2.1.2 TDMoIP技术  19-25
    2.1.3 TDMoIP操作  25-27
    2.1.4 TDMoIP故障  27-28
    2.1.5 TDMoIP的运行效果监测  28-29
    2.1.6 TDMoIP的应用  29-30
  2.2 TDMoIP的实现(E1功能卡)  30-37
    2.2.1 E1功能卡设计方案:  30-32
    2.2.2 E1功能卡技术参数与性能指标  32-33
    2.2.3 系统功能方框图  33-35
    2.2.4 E1功能卡的应用  35-37
第三章 E1功能卡的单片机控制  37-60
  3.1 初始化模块  37-40
    3.1.1 FPGA配置与初始化  37
    3.1.2 E1数据处理芯片DS21Q50的配置与初始化  37-40
  3.2 相关协议处理模块  40-51
    3.2.1 ARP协议处理  41-43
    3.2.2 ICMP协议处理  43-46
    3.2.3 以太网报头协议处理  46-47
    3.2.4 串口通信协议处理  47-51
  3.3 时钟调整控制  51-54
  3.4 子模块关系  54
  3.5 告警处理  54-58
    3.5.1 FPGA告警与事件  54-55
    3.5.2 E1芯片的告警与事件  55-58
  3.6 单片机实现  58-60
第四章 E1功能卡测试及性能分析  60-68
  4.1 模块测试  60
  4.2 时钟调整性能测试  60-62
  4.3 告警测试  62-63
  4.4 网管测试  63-66
  4.5 误码测试  66-68
第五章 E1功能卡的扩展  68-71
  5.1 IPoTDM扩展  68
  5.2 光modem扩展  68-71
第六章全文总结  71-72
参考文献  72-74
致谢  74-75
附录  75-76
个人简历  76-77
在学期间研究成果及经历  77

用于TDMoIP实现的E_1功能卡单片机控制研究

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