MSTP中彈性分組環(huán)MAC數(shù)據(jù)通路的設計.pdf

1、隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展、信息化的普及與業(yè)務發(fā)展的需求，在現(xiàn)有電信網(wǎng)上傳輸IP數(shù)據(jù)成為必然，于是人們提出了下一代電信網(wǎng)（NGN，Next Generation Network）這個概念。下一代電信網(wǎng)是以軟交換為核心，能夠提供包括語音、數(shù)據(jù)、視頻和多媒體業(yè)務的基于分組技術的綜合開放網(wǎng)絡架構，是純IP的智能網(wǎng)絡。基于彈性分組環(huán)（RPR，Resilient Packet Ring）的多業(yè)務傳送平臺（MSTP，Mulli-Service Transp

2、ort Platform）在“城市信息港”的建設中得到了廣泛關注，有可能成為下一代城域傳送網(wǎng)的主流技術。 RPR是IEEE為在環(huán)形拓撲結構上優(yōu)化數(shù)據(jù)包傳輸而提出的一種新媒體接入控制層協(xié)議（MAC，Media Access Control），其提出及不斷完善是受市場需求推動的，因此，RPR出現(xiàn)伊始便受到運營商以及研發(fā)人員的廣泛重視。在很短的時間內(nèi)，多個國際標準化組織相繼成立相關工作組進行標準化工作，并將多個廠家設備互通作為一個重要

3、議程。 RPR的基本數(shù)據(jù)單元是RPR數(shù)據(jù)幀，還為實現(xiàn)網(wǎng)絡管理、公平算法以及速率同步定義了控制幀、公平幀以及空閑幀。RPR環(huán)由順時針、逆時針兩個傳輸方向環(huán)組成，順時針的環(huán)稱為外環(huán)，逆時針的環(huán)稱為內(nèi)環(huán)。雙環(huán)拓撲賦予了RPR更強的魯棒性，由雙環(huán)結構提供的保護也就是所謂的“彈性”，這是RPR的一個重要目標；RPR通過對業(yè)務流量進行分類，并對不同類型的流量采用不同的帶寬分配方式，以此來滿足不同業(yè)務對網(wǎng)絡服務質(zhì)量的要求，這是RPR的一個重要

4、特點；RPR的帶寬公平調(diào)度為每個節(jié)點提供最大的帶寬，防止個別節(jié)點發(fā)生帶寬饑餓和節(jié)點阻塞，實現(xiàn)帶寬公平調(diào)度的核心是公平算法，這是RPR的另一個特點。RPR能夠與多協(xié)議標記交換（MPLS，Multi-Protocol Label Switching）無縫結合，為多業(yè)務交換提供優(yōu)化網(wǎng)絡資源利用和流量性能，同時能夠促進網(wǎng)絡運行穩(wěn)定性的流量工程。 根據(jù)IEEE802．17標準，通過對RPR關鍵技術：不同類型幀的數(shù)據(jù)封裝格式、環(huán)形拓撲結構、

5、網(wǎng)絡性能要求以及網(wǎng)絡故障恢復保護的分析，結合網(wǎng)絡節(jié)點實際工作需求與當前的實驗條件，確定本文的設計方案。本文提出一種新的彈性分組環(huán)MAC數(shù)據(jù)通路設計方案，該方案將RPRMAC數(shù)據(jù)通路劃分為數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)接收過濾以及數(shù)據(jù)發(fā)送三個部分。其中，數(shù)據(jù)接入進行數(shù)據(jù)上環(huán)操作，是把從其他接口轉(zhuǎn)發(fā)過來的數(shù)據(jù)插入到RPR環(huán)的數(shù)據(jù)流中。數(shù)據(jù)接入過濾進行數(shù)據(jù)下環(huán)和過環(huán)操作，也就是節(jié)點設備將幀從RPR環(huán)的數(shù)據(jù)流中接收數(shù)據(jù)并交給節(jié)點上層做相應處理；數(shù)據(jù)發(fā)送模塊需要

6、完成的是將待發(fā)的數(shù)據(jù)在各種控制信號的控制下發(fā)送出去。整個設計過程中結合鏈路速率同步、節(jié)點速率控制和流量公平控制等功能，從而完成RPR節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸以及相關數(shù)據(jù)處理的設計。系統(tǒng)中多次用到隊列技術、總線技術和并行CRC技術。 本系統(tǒng)采用可綜合的Verilog HDL完成設計，并且使用C/C++對部分功能進行了建模、使用System Verilog對部分模塊進行了驗證。本設計的開發(fā)平臺采用Xilinx的集成軟件環(huán)境（ISE，Integ