100Gbit/s以太网关键技术研究及实现

文章首先介绍了100Gbit/s以太网及传输的关键技术,然后分析了现有商用高速光电子器件状况,介绍了烽火通信科技股份有限公司在100Gbit/s以太网接口及设备方面的研究进展和成果,以及4×25Gbit/s信号在常规G.652和G.657光纤上50km无误码传输的研究研究进展。研究成果表明,100Gbit/s以太网技术已经成熟,可以实现商用。

基于波分多址的10 Gbit/s EPON的MAC层协议研究

提出了一种下行采用10 Gbit/s广播,上行采用1 Gbit/s波分多址的万兆以太无源光网络体系结构,该结构实际上下行为点对多点,上行为点对点.为解决该体系结构下的MAC(媒体接入控制)层协议控制问题,提出了一种协议模型.有别于IEEE标准802.3ah-2004的MPMC(多点MAC控制)子层,该模型提出了MWMC(多波长MAC控制)子层.给出了该结构下P2PE(点对点仿真)的实现方法,包括MWMC子层和调和层的扩展与修改以及10GBASE-R和1000BASE-X的物理层的扩展.通过点对点仿真可以使基于波分多址的万兆以太无源光网络在协议层面看起来就像上下行均采用点对点技术一样.

100 Gbit/s CFP光收发模块的研究

随着网络流量的持续增长,100 Gbit/s以太网已开始商用,100 Gbit/s以太网的客户侧光模块为100 Gbit/s CFP(小型可插拔式)光收发模块。文章介绍了100 Gbit/s CFP光收发模块的相关标准,并给出了一种模块的设计方案。该模块由速率转换单元、发射单元、接收单元及控制单元组成。依照IEEE 802.3ba标准对模块进行了测试,结果显示该模块单通道发射平均光功率达到了1.47dBm,接收灵敏度达到了-9.5dBm,各项性能完全符合相关标准,能够应用于100 Gbit/s以太网中。

400Gbit/s光模块的技术浅析

随着IEEE 802.3ba标准的制定完成,100Gbit/s以太网技术已经得到验证并标准化。400Gbit/s以太网和OTN(光传输网)标准成为了下一步人们关注的焦点。文章基于现行100Gbit/s标准,讨论了双载波偏振复用的16QAM(正交幅度调制)、阵列相干探测等以太网和OTN的400Gbit/s光网络模块相关技术。

25 Gbit/s SFP+光收发合一模块的技术方案

25Gbit/s SFP+光收发合一模块的设计实现为现有以太网和服务器升级路线提供了另一种更为有效且可行的解决方案。介绍了25Gbit/s以太网技术标准和32GFC(光纤通道)相关标准进展以及25Gbit/s光模块的封装形式,阐述了25Gbit/s光模块的基本原理和结构框图;详细分析了25Gbit/s光模块的技术方案、接口指标和器件芯片要求,为25Gbit/s光收发模块的设计和实现提供了参考。

400 Gbit/s FR4光收发模块的研究

如今数据中心的业务流量需求急剧上升,很多服务商早已开始着手400 Gbit/s以太网通信系统的建设。相比于100 Gbit/s光模块,400 Gbit/s光模块可提供更高的传输带宽以及更低的功耗和成本。针对上述需求,文章提出了一种应用于数据中心光通信网络系统的400 Gbit/s光收发模块设计方案。首先介绍了400 Gbit/s光模块的相关协议及标准,然后给出了模块的总体设计框架,主要从速率转换、发射、接收和监控4部分进行了阐述,最后对该模块进行了测试。测试结果表明,该模块符合各项协议与标准的规定,是一种能实现数据中心400 Gbit/s以太网传输的良好解决方案。

万兆以太网TCP/IP传输系统设计

针对当今核物理实验领域对数据传输系统提出的高性能、高稳定性要求,完成了基于FPGA的万兆以太网TCP/IP传输系统的设计。文中主要工作在于精简优化传统TCP/IP协议栈,对TCP/IP协议栈模块自顶向下进行模块化设计,并调用10 Gbit Ethernet MAC与PHY的IP核配合使用,在FPGA内部实现基于IEEE 802.3的TCP/IP协议数据的接收、缓存、控制、发送等功能。此外还搭建了万兆以太网测试平台,对本设计的基本功能进行全面测试:完成了ARP协议报文的请求与应答、ICMP协议报文的请求与应答、客户端与服务器端之间的数据传输链路测试,且测试过程无数据包丢失。测试结果表明,该设计已基本满足高性能与高稳定性的要求,应用于核物理实验的读出平台前景优势明显。

基于MC9S12NE64的千兆以太网交换机设计

介绍了MC9S12NE64单片机的功能特性及以MC9S12NE64为CPU的交换机设计,详细阐述了8FE+2GE千兆以太网交换机的软硬件设计,比较了本设计与单芯片实现以太网设计的优缺点。本设计突出特点是交换机之间可以连成自愈环,有快速故障检测和恢复的功能。

中国联通城域网的建设

在分析中国联通城域网特点及建设的基础上 ,对联通城域网所承载的移动业务、集团大用户、智能小区等业务需求进行了分析 ,同时就当前城域网所采用的 ATM( Asynchronous Transfer Mode)、千兆以太网、MSTP ( Multi Service Ttansport Platform )、 DWDM ( Dense Wavelength Division Multiplexing)技术进行了论述 ,提出联通城域网分层 (核心层、汇聚层和接入层 )结构 ,并结合联通城域网各层的具体实际情况 ,提出联通城域网各层应采用的 ATM、MSTP等几种技术和几种建设方式的建议 ,以指导联通公司城域网建设。

基于FPGA的50GMII设计与实现

为提高通信网络设备中以太网接口的带宽能力,需要提升以太网媒体独立接口(Media Independent Interface,MII)的数据转换效率。利用FPGA可实现硬件加速的优点,通过拓展接口数据位宽和提高时钟频率的方法,采用多模块并行计算处理模式,设计实现具有50 Gbit/s的MII模块(50GMII)。相较已有的10 Gbit/s以太网MII规范,所设计的接口数据位宽发生改变,在提高整体模块数据转换效率的同时,可以保证时钟频率不至于大幅提高,有利于设计模块的稳定性,高位宽数据的组帧转换处理成为本设计的重点。实践表明,该方法能够正确实现以太网用户侧和线路侧的数据格式转换,并达到50Gbit/s数据吞吐速率,具有较强的实用性。

基于FMC标准的万兆以太网卡

结合FMC标准与IEEE 802.3ae协议标准,设计了一种基于FPGA夹层卡(FPGA Mezzanine Card,FMC)标准的万兆以太网卡,满足现代工业大数据量传输应用的要求。FMC标准接口可实现多通道高速接口,解决应用母板与网卡之间的数据传输瓶颈。使用Verilog硬件描述语言设计了地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)与用户数据报协议(User Datagram Protocol,UDP)的硬件协议栈,实现开放式系统(Open System Interconnect,OSI)模型的传输层;Xilinx 10 G Ethernet subsystem IP与小型化可热插拔(Small Form-factor Pluggable,SFP)光接口实现OSI模型的网络层、数据链路层、物理层。通过FMC母板、万兆以太网卡、PC上位机组建的网络成功测试了万兆以太网通信。

千兆以太网的协议体系及网络拓扑

讨论了千兆以太网的协议体系结构 ,介质访问控制子层的功能及其网络拓扑结构 ;

下一代网络技术——IP over DWDM浅谈

本文就当前IP传输发展的趋势 。