可定制的光突發(fā)交換實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、光突發(fā)交換（OBS）作為一種新型的快速光交換方式，其帶寬粒度介于光線路交換(OCS)和光分組交換(OPS)之間，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種實(shí)現(xiàn)IP over DWDM的有效方案。其中，OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究是決定OBS走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵之一。 本文著眼于可定制化的OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在目前國(guó)內(nèi)外的研究中，OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的核心節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)都傾向使用靈活，低成本的FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文針對(duì)OBS核心節(jié)點(diǎn)處理速度，

2、以及邊緣節(jié)點(diǎn)突發(fā)收發(fā)的需求，提出并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的可定制化的OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案，為OBS系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了新的思路。 論文首先介紹了OBS的產(chǎn)生背景與基本原理，并分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及相關(guān)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。 隨后，分別對(duì)OBS核心節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)需求進(jìn)行分析，并設(shè)計(jì)了可定制的OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)，包括FPGA系統(tǒng)板，以及基于其IO擴(kuò)展的多網(wǎng)卡接口板。該結(jié)構(gòu)具有靈活快速、低成本等優(yōu)點(diǎn)，滿足了核心節(jié)點(diǎn)與邊緣節(jié)點(diǎn)的

3、設(shè)計(jì)需求。 接下來(lái)，為可定制的OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的片上系統(tǒng)，并擴(kuò)展出3塊網(wǎng)卡接口。該片上系統(tǒng)包括了NiosII片上處理器及其SOPC系統(tǒng)，并集成了自行設(shè)計(jì)的網(wǎng)卡模塊。其中網(wǎng)卡模塊由可定制化的物理層模塊與MAC層模塊組成。 最后，分四個(gè)層次對(duì)可定制的OBS實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可行性和有效性進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證：實(shí)現(xiàn)并測(cè)試了基于硬件底層的MAC驅(qū)動(dòng)，驗(yàn)證了物理層； 基于μC/OSII操作系統(tǒng)平臺(tái)與LwIP協(xié)議棧，測(cè)試驗(yàn)證