SFP光模块与POS技术的使用研究及其在Internet上的应用

摘要

本论文通过制作POS单板,详细介绍了SFP光模块与POS技术的使用研究及其在Internet上的应用。本文对POS-PHYLEVEL2和CompactPCISpecification进行了较为深入的研究。全文共分为五章:第一章引论,概要介绍了POS技术的产生背景以及本课题的目的。第二章概要介绍了光模块的原理,并对光模块的最新发展状况做了一些归纳。详细介绍了POS-PHYLEVEL2规范,并对POS-PHYLEVEL3以及当前骨干网上常用的OIFSPI4.2进行了简要说明。第三章详细描述了POS单板的模块划分以及各部分的功能实现,并对单板设计中的重要流程进行了详细说明,同时对CompactPCIHotSwap规范的具体实现进行了深入说明。第四章描述了单板设计中的重点与难点,包括:对单板的热插拔处理流程进行了详细解释和说明;对SFP光模块常用的电接口电平(LVPECL)进行了深入研究;对单板配置流程中时序转换部分进行了详细说明,并附加了该部分的CPLD代码;对板内FPGA的程序加载做了详细说明,并附加了该部分对CPLD代码。第五章则对单板调试过程进行了汇总,对单板设计过程中的一些错误进行了反省,附加了一些重要的信号测试波形,并对单板的不足与下一步的完善工作提出了自己的看法。本文为POS技术的常用协议进行了解释和说明,并对POS单板的技术实现和设计与调试中的重点与难点进行了详细解说。

目录

第一章 引论

1.1 POS 技术的起源

1.2 POS 物理层连接概述

1.3 本课题产生背景

第二章 POS 规范以及光模块简介

2.1 光模块简介

2.2 光模块主要性能指标

2.2.1 保证接收端的光功率

2.2.2 防止光功率饱和

2.2.3 光模块使用总结

2.3 光模块发展趋势

2.3.1 发展的方向之一:小型化

2.3.2 发展的方向之二:低成本、低功耗

2.3.3 发展的方向之三:高速率

2.3.4 发展的方向之四:远距离

2.3.5 发展的方向之五:热插拔

2.4 IP OVER SDH/SONET 规范概述

2.4.1 POS-PHY LEVEL 2 规范概述

2.4.2 POS-PHY LEVEL 3 规范概述

2.4.3 OIF SP14.2 规范概述

第三章 单板模块划分

3.1 单板概述

3.2 单板模块划分

3.3 详细描述

3.3.1 PCI 桥片(21154)

3.3.2 PCI-LOCAL BUS 桥片(83816)

3.2.3 物理层芯片(9785)

3.2.4 FPGA 模块

3.2.5 POS-PHY 芯片

3.2.6 时钟处理

3.2.7 电源处理

3.2.8 复位流程

3.2.9 cPCI 热插拔处理

3.2.10 cPCI PCI 信号处理

3.3 单板布线约束

3.3.1 PCB 概况

3.3.2 PCB 布局

3.3.3 PCB 层叠设置

3.3.3 关于器件正反面放置的问题

3.3.4 关键信号列表(Critical Nets List)

第四章 单板实现重点与难点

4.1 热插拔

4.1.1 普通 PCI 接口单板不能热插拔的原因

4.1.2 单板热插入拔出过程

4.1.3 热插拔连接过程

4.1.4 热插拔总体要求

4.1.5 控制信号处理

4.2 SFP 光模块常用电接口的使用

4.2.1 PECL 电平的输入输出结构

4.2.2 PECL 和 LVPECL 电平的对接

4.2.3 PECL 电路的偏置

4.2.4 PECL 电路耦合方式总结

4.3 单板配置流程中的重点

4.4 FPGA 加载方式说明

第五章 单板调试记录与测试波形

5.1 单板 COMPACTPCI 调试记录

5.2 单板其它部分调试记录

5.3 测试项目通过情况清单以及测试结果

5.4 重要测试数据、波形记录

5.4.1 重要时钟波形

5.4.2 并 行 总 线 波 形

5.4.3 差 分 信 号

5.4.3 电 源 及 其 纹 波

结束语

参考文献

致谢

附 录

个人简历