千兆以太网成帧模块的设计与实现

摘要

在现有通信网络中，千兆以太网技术已经成为支路业务中的主流网络技术。随着同步以太网标准的建立和IEEE1588 V2协议的发布，通过以太网在物理层恢复时钟以及通过IEEE1588进行时间同步，为下一代IP通信网络的全网同步提供了不同的解决方案。
　　对千兆以太网数据进行成帧处理是千兆以太网数据传输过程中的重要组成部分之一。成帧模块的健壮与否直接影响着整个业务的传输质量及同步精度。
　　本文完成了千兆以太网数据成帧模块的设计。本文设计的成帧模块支持异步以太网传输、同步以太网传输，初步实现了 IEEE1588网络时间同步的报文处理。在异步以太网模式下，能够将千兆以太网数据通过8b/10b解码模块、64b/65b编码模块、GFP成帧模块，最后封装成完整的GFP帧，GFP帧数据进入映射模块；同时 GFP帧数据可以进入自环回完成测试，通过 GFP解帧模块、64b/65b解码模块、8b/10b编码模块的逆向过程，恢复出完整无损的千兆以太网数据。通过速率适配模块的自适应调整功能，能够接受以太网100ppm的频偏，实现异步以太网传输。在同步以太网模式下，不但完成千兆以太网数据的透明传送，还能够在 PHY层恢复时钟，各项指标符合要求。此外，还通过对IEEE1588报文的支持和处理，结合公司其它部门开发的IEEE1588报文处理IP CORE，用一种新型、低价、高精度的方式实现了以太网时间同步。

目录

千兆以太网成帧模块的设计与实现

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF THE FRAMER FOR GIGABIT ETHERNET

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.1.1 千兆以太网介绍

1.1.2 同步以太网介绍

1.1.3 IEEE 1588介绍

1.2 千兆以太网领域国内外研究进展及成果

1.3 本研究课题主要研究内容和结构安排

第2章 千兆以太网成帧模块总体方案

2.1 千兆以太网成帧模块总体框图

2.1.1 异步以太网模式的实现

2.1.2 同步以太网模式的实现

2.1.3 IEEE 1588报文处理实现

2.2 上行客户时钟域模块简介

2.3 上行系统时钟域模块简介

2.4 下行系统时钟域模块简介

2.5 下行客户时钟域模块简介

2.6 本章小结

第3章 千兆以太网成帧模块实现

3.1 上行客户时钟域模块实现

3.1.1 10b码字同步和8b/10b解码模块实现

3.1.2 上行时戳获取模块实现

3.1.3 上行时钟域隔离模块实现

3.2 上行系统时钟域模块实现

3.2.1 上行报文提取模块实现

3.2.2 64b/65b编码模块实现

3.2.3 GFP成帧模块实现

3.3 下行系统时钟域模块实现

3.3.1 GFP解帧模块实现

3.3.2 64b/65b解码模块实现

3.3.3 1588报文识别模块实现

3.3.4 调度模块实现

3.3.5 速率适配模块实现

3.3.6 数据平滑模块实现

3.4 下行客户时钟域模块实现

3.4.1 下行时戳获取模块实现

3.4.2 8b/10b编码模块实现

3.5 本章小结

第4章 仿真及FPGA验证

4.1 仿真和FPGA验证环境介绍

4.2 仿真结果

4.3 FPGA验证结果

4.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢