可定制的光突發(fā)交換實驗平臺的設計與實現(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，結合了兩者的優(yōu)點，是一種實現(xiàn)IP over DWDM的有效方案。其中，OBS實驗平臺的研究是決定OBS走向實用的關鍵之一。 本文著眼于可定制化的OBS實驗平臺的設計與實現(xiàn)。在目前國內外的研究中，OBS實驗平臺的核心節(jié)點和邊緣節(jié)點都傾向使用靈活，低成本的FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)來實現(xiàn)。本文針對OBS核心節(jié)點處理速度，

2、以及邊緣節(jié)點突發(fā)收發(fā)的需求，提出并實現(xiàn)了基于FPGA的可定制化的OBS實驗平臺設計方案，為OBS系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了新的思路。 論文首先介紹了OBS的產生背景與基本原理，并分析了國內外研究現(xiàn)狀及相關實驗系統(tǒng)的實現(xiàn)。 隨后，分別對OBS核心節(jié)點和邊緣節(jié)點的設計需求進行分析，并設計了可定制的OBS實驗平臺的總體結構，包括FPGA系統(tǒng)板，以及基于其IO擴展的多網(wǎng)卡接口板。該結構具有靈活快速、低成本等優(yōu)點，滿足了核心節(jié)點與邊緣節(jié)點的

3、設計需求。 接下來，為可定制的OBS實驗平臺設計并實現(xiàn)了基于FPGA的片上系統(tǒng)，并擴展出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)，并集成了自行設計的網(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，分四個層次對可定制的OBS實驗平臺的可行性和有效性進行測試和驗證：實現(xiàn)并測試了基于硬件底層的MAC驅動，驗證了物理層； 基于μC/OSII操作系統(tǒng)平臺與LwIP協(xié)議棧，測試驗證