基于SOPC技术的以太网远程网桥的的设计与实现.pdf

原创性声明 声明：本文的核心思想及方案设计实现均为本文作者原创，除了文中特别加以标注 的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果。 设计题目：基于 SOPC 技术的以太网远程网桥的设计与实现 作者签名： 吴昆 日期： 二 OO 六年六月二十日 基于 SOPC 技术的以太网远程网桥的设计与实现 Design and implementation of the E1-Ethernet adapter based on SOPC 摘要：本文主要介绍在以太网远程网桥中多路 E1 信号输入情况下的数据缓存、时钟恢复、信号 编码转换以及 NIOS 处理器平台的设计，并用 Altera 的 Cyclone 器件实现的整个过程。包括 简单介绍以太网网桥的原理，SOPC 技术在系统中的作用和地位，并详细介绍了此系统用fpga 设 计实现的过程。 Abstract ：This paper introduce the design and implementation of the E1-Ethernet adapter based on SOPC platform, and it is implemented by Altera Cyclone series product. The introduction of this paper includes the function module such as E1 data buffer，E1 line clock recovery, frame synchronization,E1 frame organize, HDB3 code and decode, interface to NIOS processor in the whole system, and the details of the design and implementation by FPGA. 1. 概述 在传统的电信网中，采用 SDH 为主的网络架构，以 TDM 方式向用户提供语音和窄带数据 业务。SDH 网建设成本高、带宽利用率低，而且难以提供多种业务。随着数据业务的快速增长 以及IP 网络技术的进步，IP 技术日益成为新一代传输网络的主导。与此同时，传统的话音业务 和其它基于电路交换的业务如何被 IP 网络支持成为众多电信运营商所面临的一大难题，虽然目 前已经出现了 VoIP 技术，但是其应用仅局限于话音业务，且通话质量不高，还需要扩展的 PBX 。 为此，TDMoverIP 技术应运而生，即在 IP 网上透明地传输TDM 业务。我们在这里称之为以太 网远程网桥，以基本原理是将以太网数据不做解释和处理，直接封装为以太网数据包，然后通 过基于分组交换的以太网传送到目的端，目的端再将收到的数据包打开，并恢复出原始的 TDM 数据流。如图 1 所示。对用户而言，不需要考虑中间的传输媒介，相当于为用户提供一条透明 的通道。 - 1 - TDM 电路 TDM 电路 E1/T1 E1/T1 以太网 图 1 TDMoverIP 2001 年，城域以太网论坛（MEF ）就开始了有关运营商级以太网架构的研究，并达成共识。 随着以太网业务的不断发展，以太网正在向城域网甚至广域网迈进。另外，现在 E1/T1 以及 SDH/SONET 等专线业务很普遍，为了使以太网也能够提供这些基于电路交换的业务，以太网 论坛于 2002 年开始定义了在城域以太网上提供电路仿真业务的需求。电路仿真即通过异步网络 传送同步电路（如 E1/T1 ），最初是用在ATM 上仿真，现在可扩展到 IP/ 以太网。这里，将以太 网电路仿真技术统称为TDMoverIP 。 TDMoverIP 相对于 VoIP ，其优越性是十分明显的，它主要有以下特点： 1）对于协议和信令是透明的 2 ）实现比较简单且价格不贵 3 ）提供低延迟的高质量语音，通过可配置的包