论文部分内容阅读
随着互联网应用、视频应用、高清电视的发展,现有的带宽已经很难满足人们的需求,接入网面临着前所未有的挑战。FTTx作为宽带接入技术的代表,可以有效突破接入网的“瓶颈”,是“最后一公里”的终极形式。GPON作为FTTx中最具潜力的一支,具有高速率、高带宽、用户接口丰富等众多优点。随着光器件性能提高、成本降低,GPON在接入网领域优势将越来越明显。数据交换缓存结构是GPON系统设计的关键。共享缓存是一种成熟且通用的数据交换缓存结构。本论文主要围绕GPON ONU侧共享缓存电路的设计与实现开展研发工作。论文首先介绍了光纤接入技术的发展,比较了现有的几种具有代表性的PON接入技术,阐述了GPON技术的国内外发展现状及技术优势,分析了ONU侧共享缓存电路对GPON系统的影响。论文接着介绍了GPON系统的总体结构、工作原理、GEM封装及设计结构。GPON ONU无论下行还是上行传输都可能会出现数据拥塞现象,需要使用数据缓存电路来进行流量控制和带宽分配。根据共享缓存结构的数据流向框图,论文给出了ONU侧共享缓存电路的RTL设计与实现。论文在分析了上下行数据流量及带宽的基础上,提出了支持以太网数据包封装、多接口汇聚(3个GE口1个EXT扩展口)、多队列调度的ONU共享缓存电路的详细设计方案,包括电路整体结构、模块划分、各模块设计与实现。论文设计的ONU共享缓存电路主要包括以太网gemac、IBS总线、IDQ入队准备、QP队列管理、ODQ_SCH调度、MCL存储器管理、OBS、MPI配置、异步FIFO、CRC校检等模块。本文对各个模块提出设计方案,用Verilog HDL完成RTL设计。论文最后对各个模块的RTL设计及整个共享缓存电路的RTL设计进行了功能仿真和FPGA原型验证。功能仿真和FPGA原型验证的结果表明,本文设计的ONU共享缓存电路能够正常工作,符合功能和性能上的设计要求。