OBS网络核心节点的硬件设计与实现

OBS网络核心节点的硬件设计与实现

论文摘要

随着Internet业务量对带宽要求的不断增长,全光网必将成为下一代网络的重要组成部分,而光突发交换(Optical Burst Switch)的提出为建立高性能低成本的全光网提供了一种新的途径。OBS网络主要由边缘节点和核心节点两个部分组成,网络的核心节点完成数据突发帧的交换。其根据控制分组所包含的信息进行路由选择和波长带宽预留分配,从而保证数据在全光领域中的传输。本论文主要对OBS系统中核心节点硬件实现进行研究,结合作者的实际设计经验,对核心节点主控板和光交叉矩阵的硬件架构,芯片选型,模块之间的连接及测试方式进行了详细的阐述,并进行了实验测试验证。对设计中产生的问题和注意事项给予了具体的说明,提出了对系统进行进一步改进与优化的方法。论文首先对OBS网络及其关键技术进行了概述,介绍了OBS试验网络的架构。试验网络由三个边缘节点和四个核心节点构成。在此试验网络的基础上,介绍了核心节点的作用和地位。论文随后对核心节点主控制板的设计进行了详细的描述。从功能要求出发,在整体硬件架构,芯片选型,硬件模块的连接,PCB设计及板级测试等方面,做出了具体说明,并提出改进意见和建议。论文也对光交叉矩阵的设计做了详细介绍,依据功能要求,设计出矩阵的整体结构,后就其实现进行了具体分析描述,包括矩阵单元驱动板的硬件设计,驱动程序的实现,矩阵的测试等,同时也基于光交叉矩阵在OBS系统运行中出现的问题,提出了改进想法。最后对整个论文技术部分做了总结,分析了OBS实验网络的局限性和实际运行中出现的问题,对下一步工作进行了展望。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 OBS网络概述
  • 1.1 OBS网络的背景和特点
  • 1.2 OBS网络结构与关键技术
  • 1.2.1 OBS网络核心节点
  • 1.2.2 OBS网络边缘节点
  • 1.3 论文主要内容
  • 第二章 核心节点主控制板的设计与实现
  • 2.1 核心节点主控板的总体设计与功能要求
  • 2.2 核心节点主控板的设计与实现
  • 2.2.1 主要芯片选型
  • 2.2.2 光收发模块与S2064的连接
  • 2.2.3 主控FPGA与S2064的连接
  • 2.2.4 主控FPGA与上层嵌入式系统的连接
  • 2.2.5 主控FPGA与光交叉矩阵的连接
  • 2.2.6 设计细节及注意事项
  • 2.3 主控板的测试
  • 2.3.1 电源测试
  • 2.3.2 时钟信号的测试
  • 2.3.3 芯片功能测试——主控FPGA的测试
  • 2.3.4 芯片功能测试——S2064的测试
  • 2.3.5 光收发模块的测试
  • 2.3.6 其他外围接口的测试
  • 2.4 核心节点主控板的改进与优化
  • 第三章 核心节点光交叉矩阵的设计与实现
  • 3.1 核心节点光交叉矩阵的总体结构和功能要求
  • 3.1.1 光交叉矩阵的要求
  • 3.1.2 光交叉矩阵的结构
  • 3.2 高速光开关驱动板的设计与实现
  • 3.2.1 高压电源的设计与实现
  • 3.2.2 驱动电路的设计与实现
  • 3.2.3 光开关驱动程序的设计
  • 3.3 光交叉矩阵的测试
  • 3.3.1 单板测试
  • 3.3.2 系统测试
  • 3.4 核心节点光交叉矩阵的改进与优化
  • 第四章 论文工作总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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