通用成帧规程GFP(Generic Framing Procedure)是光同步数字传输网SDH上的新型数据包传输协议,简化了Data over SDH体系,可以支持各类高层客户信号。随着数字传输网由SDH网络向OTN(Optical Transport Network)的过渡,GFP协议作为新一代面向无连接的数据链路层协议,如何在OTN成功应用,成为许多通信设备供应商和运营商的研究重点。本文在分析SDH网的缺陷和不足后,提出基于OTN网的GFPT(Generic Framing Procedure Transparent)封装技术,完成8bits GFPT的FPGA的实现和验证。
(1)本文以Gigabit Ethernet Over OTN技术中的GFP协议的实现为研究背景,详细阐述了数字传输网的历史背景,数字传输网经历了三代发展,从最初的T1/E1到SDH网,再到今天的OTN。并且对数字传输网的未来发展趋势进行了详细描述。分析本文涉及到的相关协议,重点阐述了IEEE802.3以太网协议、OTN协议以及GFP协议。
(2)阐述一种2.5G的基于GFPT封装的OTN ADM实现方法,采用模块化设计思想,详细描述GFPT Over OTN ADM的功能要求、数据处理流程、硬件实现以及芯片选型方案。由于本文主要针对FPGA设计,所以重点从逻辑资源、RAM资源、I/O管脚和时钟频率等级等方面分析FPGA的选型技巧,通过比较最终选择altera公司的EP2SGX60C作为本设计的FPGA器件。
(3)针对GFP协议的标准规定,完成GFPT协议的FPGA设计方法。对GFPT映射和解映射模块按功能划分模块,明确各模块实现的具体功能,确定各个模块的接口信号和时序关系,采用同步设计方法、独热码状态机、异步时钟处理等技术进行电路设计,并且指导verilog编码,利用synplify进行综合,最后用quartusII进行后端设计,后端设计使用TimingQuest进行时序分析,最后得到bit文件进行上板测试。
(4)采用白盒法和黑盒法相结合的方法对GFPT模块进行仿真验证,详细分析基于verilog的验证平台,并且针对单板在网元上的具体应用进行上板测试,阐述上板测试时针对GFP的测试用例的执行情况,根据验证结果进行对该设计的功能和性能进行分析。
最终的测试和运行结果表明,本文所设计的GFPT模块能够达到功能要求,可以正确组装SUPERBLOCK块并且个数可配,封装GFP帧也能达到协议标准。其所在系统能够传送两路GE业务,不丢包,达到了设计要求。
