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北京交通大学硕士学位论文学生倪东导师 吴重庆 头部校验和 使用

归档日期:07-14       文本归类:帧控制字段      文章编辑:爱尚语录

  北京交通大学硕士学位论文学生倪东导师 吴重庆 头部校验和 使用指定的数学校验方法验证帧头的成帧和传输有效性。 防止环上数据传输死循环的计数位。源节点根据一定的规则设置 每经过一个节点减当收到 的数据帧时将其丢弃。净负荷 数据分组中 该字段为各种格式的客户层数据 在控制或维护分组中 该字段包含了各种信

  北京交通大学硕士学位论文学生倪东导师 吴重庆 头部校验和 使用指定的数学校验方法验证帧头的成帧和传输有效性。 防止环上数据传输死循环的计数位。源节点根据一定的规则设置 每经过一个节点减当收到 的数据帧时将其丢弃。净负荷 数据分组中 该字段为各种格式的客户层数据 在控制或维护分组中 该字段包含了各种信令信息。 用于整个帧的循环冗余校验 与头部校验和字段一起判断错误的位置和来源 以决定下一步的处理。 光弹性分组环 砌墩的技术优势由于 在网络节点仍需要光 光的转换和进行电信号处理因此存在所谓的电子“瓶颈”问题 限制了光纤潜能的发挥。克服电子“瓶颈”最直接的办法是进行光信号处理 即采用光分组交换 来提供高的交换速度 充分有效地利用光纤带宽。随着光子器件技术的不断发展和数据业务的爆炸式增长 光分组交换的研究呈渐热之势。 光弹性分组环就是在这样的背景下提出来的。 的主要区别在于缓存器插入环实现分组的缓存和转发是在光域中实现的 它减小了在分组在传输过程中进行光 光转换所带来的时延加快了整个系统的传输速度 解决了电子“瓶颈”的问题。 相对于的优势如下 减少网络的层次 简化网络管理软件 节省有关传输的开销 提供有效的业务汇聚和更合适的交换粒度 提高了光传输链路的利用率。 北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆 网络拓扑结构 的拓扑结构与相同 是基于两个反向传输的环 相邻节点通过一对光纤连接并可用 进行扩容。 的内环和外环都作为工作通道来传送数据分组和控制分组这样就提高了带宽利用率。当发现网络节点或光纤链路故障时 执行快速倒换机制 数据会在 内倒换到无故障的通道 保证了网络的可靠性。此外 还支持单播、广播和组播等多种操作更有利于数据业务的传送。 网络拓扑结构如图所示。” 节点的一般结构如图所示。节点接收到环上来的光信号后 在控制单元的控制下 将需要下路的分组切换到光接收机 准备下路 而对于过环信号则切换到光缓存器。这时有可能与正在上路的信号发生竞争。控制单元根据当前的竞争情况 决定是发送当前的上路数据包还是转发转发缓存在缓存器中的数据包 从而克服竞争。由此可见 在这种全光网中 环上的数据包是不需要光电转换的。而且这里只使用了一个光缓存器就解决了竞争。由于全光缓存器中不可避免的应用到如光放大器这些比较昂贵的器件 所以光弹性分组换网是一种比较实用的全光网。【 北京交通大学硕上学位论文学生倪东导师 吴重庆光开关转发缓存国国图囵囹圈图 节点结构光合路器 实验网 实验网拓扑结构本实验室的 实验是在国家“ ”计划 编号 资助下完成的。由于尚处于对 的研究探索阶段 所以 实验网的三个节点中号节点是全光节点 采用了基于 的高速光开关结合基于 耦合器的全光缓存器的实现方案 号节点和 号节点是电节点 采用了基于 的高速光开关结合电缓存器的方案 网络中常用的基本数据操作包括上路 节点设备把从其他接口转发过来的数据分组插入到 环的数据流中 节点设备从环的数据流中接收数据分组 交给节点上层作相应处理 北京交通大学硕士学位论文学生倪东导师 吴重庆图 实验网拓扑结构 实验网号节点结构图 号节点内部结构图号节点缝“ 一一’…一一一’一一一…一 一一’一 崮……一茵一用户端 号节点结构号节点的功能相对比较简单。 为光接收单元 它在输入的数据流中搜索帧同步字 并对输入数据分组的目的地址进行判断 如果为本地分组则将此分组下路。外调制器和 激光器组成了光发射部分。可编程码型发生器作为 号节点的“用户” 它将需要发送的数据通过发射单元加入到 环网中去 即数据上路 实验网号节点结构图 号节点内部结构图图中各功能单元的作用 北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆 光接收单元 完成光 电转换 提取时钟完成比特同步 从数据流中搜索帧同步信号 完成帧同步 进行本地地址信息匹配 控制下路光开关 输出帧同步信号和地址信息给 调度控制单元等功能。 调度控制单元 对光接收单元和光发射单元传递过来的信息进行处理 并根据一定的算法来协调整个节点工作 避免过环数据分组和上路数据分组产生冲突。 高速电控光开关 全光缓存器读 写操作的控制光源 全光缓存器 它可以在控制光的作用下对输入的数据分组进行缓存 光发射单元 它能够将上路的数据分组进行缓存 并在 的调度控制下完成电 光转换 将上路分组承载到光信号输出。一 一一 一一一 一一一一一一 号节点结构号节点工作机理 从上游节点 号节点到达本地节点的数据分组 经过 光纤耦合器后 分光比为 分作两路 一路进入光接收单元 另外 路经过一段光纤延迟线到达高速光开关 。光接收单元对数据帧进行经光 电变换、串 并变换、比特同步等一系列操作后 对数据分组的帧头信息进 北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆行处理 如搜索帧同步信号、完成帧同步、本地地址信息识别等一系列操作 如果判断为本地分组则光接收单元会控制下路光开关 使此分组下路 否则直接转发。 控制单元收集来自光接收单元和光发射单元的信息 然后根据一定的算法分别控制全光缓存器和光发射单元 来解决过环数据分组和上路数据分组的竞争问题。因此 可以看出 号节点仅对数据分组的帧头信息进行处理 避免了对净负荷的光 光的转换这一方面消除了电子“瓶颈” 另一方面大大减少了节点的处理时间 提高了节点容量。 实验网 号节点结构 号节点与 号节点相比只是少了一个全光缓存器 其工作机理与 号节点相似。只是由于 号节点缺少了光缓存器 当过环数据分组和上路数据分组发生竞争时 控制单元必须根据一定的算法对二者进行取舍即必须将其中一个丢弃。图 号节点结构实验网帧格式在 实验网中每一个数据帧可以分为三个小帧 其中第一帧为有效帧 其它两个为填充帧。下图是 实验网的帧格式 北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆有效帧填充帧 填充帧 字节 字节 字节其中 有效帧的具体格式如图 所示帧头净负荷 字节— 数据 字节 前导码帧同步字目的地址源地址 字节 字节 字节 字节 前导码 个字节。她 帧同步字 个字节 有效帧的帧结构构造填充帧和填充帧 是为了使光接收单元能够正确地接收而加入的。因为如果一帧中的长连零数过多 就会使光接收单元的时钟提取部分进入失步状态 从而无法正确完成比特同步。因此 填充帧 和填充帧 的内部数据可以都是 这样有利于时钟信号的提取。 本人的主要工作根据项目进度 本人的工作主要分为三个阶段 项目中由于没有高速的光信号源 只有电的信号源 所以设计制作了 的光信号源。此信号源采用可编程码型发生器 作为射频信号源 通过 放大器和外调制器对 激光器输入的直流光信号进行调制 输出所需要的光信号。二、负责 实验网络的三个节点光接收单元的设计和调试工作。首先在较低的速率等级 上设计制作了光接收单元 并在此基础上将数据速率提升到 。分别设计并调试了 光接收单元的硬件和软件使它们能够完成光 电转换、串 并转换、时 北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆钟提取、搜索帧同步信号、帧同步、本地地址信息识别、控制下路光开关 输出帧同步信号和地址信息给 调度控制单元等功能。三、参与整个系统的联调工作。这部分的工作可以分为以下几个部分 单个节点内部的联合调试 光接收单元与基于 的高速光开关的联调 光接收单元对接受到的数据分组的目的地址与本地地址相比较 如果是发往本地的分组 则控制光开关使其下路 否则直接进行转发 光接收单元与全光缓存器的联调 在项目初期 光接收单元代替 来控制全光缓存器的读 写操作 光接收单元与 调度控制单元的联调 光接收单元输出帧同步信号和 路地址信息给 根据这些信息来协调整个节点工作 光接收单元与上路源的联调 为了使整个系统的时钟保持同步 光接收单元将时钟提取芯片恢复出来的时钟分频后作为上路源的参考时钟。 整个 实验网的联合调试号节点和 号节点之间的联调 号节点对 号节点发出的数据分组进行判决 如果是发往 号节点的则直接下路 否则进行转发。但此时还需要考虑 号节点的上路分组和转发分组的竞争问题。 号节点和 号节点之间的联调 号节点对 号节点发出的数据分组进行判决 如果是发往 号节点的则直接下路 否则进行转发。但此时还必须解决 号节点的上路分组和转发分组的竞争问题。 号节点和 号节点之间的联调 号节点对 号节点发出的数据分组进行判决 如果是发往 号节点的则将此分组下路 由于 号节点没有光开关 因此下路数据是由光接收单元输出的并行电信号 。北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆第二章 光信号源设计随着光通信技术特别是波分复用技术的发展 半导体激光器的调制技术对系统性能的影响越来越大。当调制速率达到 以上时 在脉冲时间内 光波长会有所变化 造成光频谱展宽 称为“频率啁啾”现象 其直接后果是减少有效传输距离。因此 在高速远距离光纤通信系统结构中 都需要采用外调制方案。我们采用 可编程码型发生器设计制作了最高速率可达 的信号源。此信号源有以下优点 既可以输出伪随机序列 也可以输出用户自定义的码型 输出光信号的速率可以任意调节 调节步长为 最高达到 输出光信号的功率可以调节 输出光信号的消光比可达 以上。 光信号源实现方案我们采用 激光器和外调制器相结合来实现光信号源。图 信号源它既可以输出伪随机序列 序列长度分别为 也可以自定义输出格式同时 输出信号的频率可以在 内任意调节 调节步长为 。由于输出的信号幅度较小 一般不能直接驱动外调制器 因此需要外加 放大器。此外 北京交通大学硕士学位论文学生 倪东导师 吴重庆放大器的增益还应该能够调节 这样可以使输出 信号的幅度保持稳定。外调制器完成对输入直流光的调制 它的性能直接决定了输出光信号的质量。驱动电路一是给 放大器和外调制器提供稳定的直流电源 二是通过它来调节 放大器的增益和外调制器的偏置电压。 关键器件选择 外调制器目前使用的光外调制器主要有两种 波导型外调制器和电子吸收型半导体调制器。型外调制器调制速率高 波长的啁啾噪声为零 几乎不受光纤色散的限制 得到了广泛应用。 生产的外调制器。它工作在波段 最高调制速率可达 零啁啾 单端驱动 马赫一曾德尔型外调制器 而且内部集成有光电二极管。 外调制器数据处理能力高达 性能参数具体参数的典型值啁啾系数 插入损耗 回光损耗 电光带宽电带宽 驱动电压端口 偏置电压范围 端口阻抗直流 欧姆偏置端口阻抗 直流 欧姆探测器的消光比 探测器的光电带宽 探测器的响应度 探测器的暗电流室温 反向偏压

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