《光分组交换系统中边缘节点的设计实现及实验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光分组交换系统中边缘节点的设计实现及实验研究（70页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子科技大学 硕士学位论文 光分组交换系统中边缘节点的设计实现及实验研究 姓名：栗晓云 申请学位级别：硕士 专业：光学工程 指导教师：许渤 20100501 摘要 摘要 光分组交换( O P S ) 是未来光网络的发展目标，它具有高速的数据率、透明的 交换传输性和灵活的配置性等优点，能够实现高速宽带数据网的传输与交换。O P S 直接以光分组的形式承载客户网络业务，与光突发交换( O B S ) 不同的是，O P S 不采用预留通道传输目的地址，因此在光分组信号中必须包括光标签以引导光分 组信号进行交换。本实验系统即基于这个理论，采用了自己提出的多重光正交码 ( M O O C ) 作为光标签
2、的格式来搭建实验平台。本文主要负责边缘节点的实现。 边缘节点的功能主要是：将客户业务数据包转换成光净荷，并根据数据包的 目的地址产生标签路由信号发送到标签编码模块，之后产生光分组信号发送到核 心节点进行处理与交换；同时接收核心节点交换后的净荷信号，并将其转换成业 务流发送回客户网络。本文的设计方案即是围绕这些功能而提出的。 边缘节点的具体实现分为硬件和软硬件协同设计两部分。硬件方面，把边缘 节点所有的功能模块集成到一块印制电路板( P C B ) 上，避免了各模块间用总线互 联所造成的延时和不稳定等缺点；该平台主要包括了以下几个模块：F P G A 核心控 制模块、配置电路模块、客户端网络接口
3、模块、净荷信号收发模块、标签路由信 号模块及串口模块等。软硬件协同设计方面，采用了基于A l t e r a 公司所提供的N i o s I I 软核处理器和移植免费的g C l i n u x 嵌入式操作系统来实现客户网络的接入，和基 于硬件语言编程来产生标签路由信号和光分组信号。 最后，搭建了由三个边缘节点和一个核心节点构成的一发二收的星型网络结 构进行了实验研究，包括：客户端网络的接入、标签信号的分配和插入、光分组 信号的产生这三个边缘节点的实验，以及标签与净荷的分离、光分组信号的接收 这两个系统联调的实验。在这些实验中，均取得了比较满意的结果。 关键字：光分组交换，边缘节点，F P G
4、 A ，N i o sI I 软核处理器，i J C l i n u x A b s t r a c t A b s t r a c t O p t i c a lP a c k e tS w i t c h i n g ( O P S ) i sat a r g e to fn e x tg e n e r a t i o no fo p t i c a ln e t w o r k s I to f f e r san u m b e ro fa d v a n t a g e s ：h i g hd a t ar a t e ，t r a n s p a r e n c yo fd a
5、t af o r m a t ，f l e x i b l e d a t aa l l o c a t i o n ，a n dS Oo n O P St e c h n i q u e sC a l lb eu t i l i s e df o r i m p l e m e n t i n gd a t a t r a n s f e r r i n ga n ds w i t c h i n gb e t w e e nh i g h s p e e db r o a d b a n dd a t an e t w o r k s C u s t o m e r s e r v i c
6、 ei sl o a d e dd i r e c t l yi nt h ef o r mo fo p t i c a lp a c k e t s O P St e c h n i q u e sa t ed i f f e r e n t f r o mO p t i c a lB u r s tS w i t c h i n g ( O B S ) t e c h n i q u e sd u et ot h ef a c t ：f o rO P St e c h n i q u e s ，a s ar e s e r v e dc h a n n e li sn o tu s e d
7、f o rt h et r a n s m i s s i o no fad e s t i n a t i o na d d r e s s ，o p t i c a l p a c k e ts i g n a l sm u s ti n c l u d eo p t i c a ll a b e l sb e i n gu s e df o rt h es w i t c ho fo p t i c a lp a c k e t s i g n a l s B a s e do nt h et h e o r ym e n t i o n e da b o v e ，i nt h i s
8、e x p e r i m e n t a ls y s t e m ，M u l t i p l e O p t i c a lO r t h o g o n a lC o d e ( M O O C ) ，w h i c hi sp r o p o s e db y o u rr e s e a r c hg r o u p ，i su s e da s a no p t i c a ll a b e lf o re s t a b l i s h i n gO P S s y s t e m s I nt h i sd i s s e r t a t i o n ，d i s c u s
9、 s i o n sa r ep r e s e n t e do ft h ei m p l e m e n t a t i o no f e d g en o d e s i nO P Ss y s t e m s T h ef u n c t i o n so ft h ee d g en o d e si n c l u d e ：1 ) t r a n s f e r r i n gc u s t o m e r s e r v i c ed a t ap a c k e t si n t oo p t i c a lp a y l o a d ；2 ) g e n e r a t
10、i n gr o u t i n gl a b e ls i g n a l st ob es e n t t ol a b e le n c o d em o d u l ea c c o r d i n gt ot h ed e s t i n a t i o na d d r e s so fd a t ap a c k e t s ；3 ) a f t e rt h a t ， g e n e r a t i n go p t i c a lp a c k e ts i g n a l st ob es e n tt oac o r en o d ef o rp r o c e s s
11、a n ds w i t c h i n g ；4 ) a tt h es a m et i m e ，r e c e i v i n gt h ep a y l o a ds i g n a l sf r o mt h ec o r en o d e ，a n dt r a n s f e r r i n g t h e mi n t os e r v i c es t r e a m st ob es e n tt oc u s t o m e rn e t w o r k s T h ed e s i g ni nt h i s d i s s e r t a t i o ni sp r
12、 o p o s e db a s e do nt h ea f o r e m e n t i o n e df u n c t i o n s T h e i m p l e m e n t a t i o no fe d g en o d e sc o n s i s t so ft w op a r t s ：h a t d w a t ea n ds o f t w a r e I n t h eh a r d w a t ep a r t ，a l lf u n c t i o n so fe d g en o d e sa r ei n t e g r a t e di n t
13、oaP r i n t e dC i r c u i tB o a r d ( P C B ) ，i no r d e rt oa v o i dt h ef l a w so fd e l a ya n du n s t a b l es t a b i l i t yd u et ob u sc o n n e c t i o n s b e t w e e nd i f f e r e n tm o d u l e s I nt h ee s t a b l i S h e ds y s t e mp l a t f o r m t h e r ea t es e v e r a lm
14、a i n m o d u l e s ：F P G Am o d u l e so fc o r ec o n t r o l ，a l l o c a t i o nc i r c u i tm o d u l e s ，i n t e r f a c em o d u l e s f o rc u s t o m e rn e t w o r k s ，t r a n s c e i v e rm o d u l e sf o rp a y l o a ds i g n a l s ，l a b e lr o u t i n gm o d u l e s ， s e r i a li n
15、 t e r f a c em o d u l e s ，a n dS Oo n I nt h es o f t w a r ep a r t ，b a s e do nt h eN i o sI Ip r o c e s s o r a n df r e et r a n s p l a n t e dI - t C l i n u xe m b e d d e do p e r a t i o ns y s t e m sp r o v i d e db yA l t e r a , a c c e s s n A b s t r a c t o fc u s t o m e rn e t
16、 w o r k si s i m p l e m e n t e d , w h i l s tb a s e do nt h e h a r d w a r el a n g u a g e p r o g r a m m i n g , l a b e lr o u t i n gs i g n a l sa n do p t i c a lp a c k e ts i g n a l sa l eg e n e r a t e d F i n a l l y , e x p e r i m e n t a li n v e s t i g a t i o n s a l eu n d e r t a k e no fao n e t r a n s m i t t e r - t w o 。 r e c e i v e r ss t a rn e t w o r k ，w h i c hc o n s i s t so ft h r e ee d g en o d e sa n do n ec o r en o d e S u c h
