多功能网络测试仪及其部分模块的FPGA实现

论文摘要

随着互联网产业的兴起,网络基础设施规模和应用领域不断扩大,网络设备开发和网络运营维护都离不开各种网络测试仪器,产生了规模庞大的网络测试仪器市场。目前我国自主生产的网络测试仪功能有限,无法满足国内市场的广泛需求,国外测试仪则价格昂贵,而且我国尚未完全掌握核心技术。因此,开发具有我国独立知识产权、功能丰富与性能优良、集成度与性价比均高的网络测试仪器,可以促进我国网络测量技术与产业健康发展,且该测试仪预期可获得广泛应用。本文结合“多功能网络测试仪研制”课题,综述了SDH原理、10GE原理、ATM原理和FPGA设计技术,在比较与分析现有网络测试仪表功能的基础上,论证了多功能网络测试仪的功能与性能指标。本文提出了一种多功能网络测试仪及其功能模块的实现方案,设计了该网络测试仪的工作流程。本文重点研究了多功能网络测试仪中测试数据处理器的具体实现,并采用VHDL语言编程实现了其中的信元时延测试模块、PoS3接口和调度模块的FPGA设计与验证。本文还研究了一种可用于多功能网络测试仪的改进型网络时延测试方法、时延抖动计算和测试方法,并初步分析了这些方法的性能。最后总结全文,指出了下一步研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外网络测试仪技术研究现状
• 1.1.1 国内外网络测试技术
• 1.1.2 国内外网络测试仪简介
• 1.2 本文的研究意义
• 1.3 本文工作及内容安排
• 第二章 相关基础技术原理
• 2.1 SDH原理
• 2.1.1 SDH技术简介
• 2.1.2 SDH映射原理简介
• 2.2 10G以太网技术
• 2.3 ATM技术
• 2.3.1 ATM技术简介
• 2.3.2 ATM信元结构
• 2.4 PoS-PHY Level 3接口规范
• 2.5 FPGA设计技术原理
• 2.5.1 FPGA设计流程简介
• 2.5.2 数字系统的状态机设计原理
• 第三章 多功能网络测试仪的总体方案设计
• 3.1 多功能网络测试仪的功能
• 3.2 多功能网络测试仪功能模块的实现
• 3.2.1 测试数据处理器
• 3.2.2 SDH处理器
• 3.2.3 万兆以太网控制器
• 3.2.4 微机控制系统
• 3.2.5 一体化光收发器
• 3.2.6 光收发器
• 3.3 多功能网络测试仪工作流程
• 3.3.1 10G以太网测试工作流程
• 3.3.2 ATM以及PPP/HDLC网络测试工作流程
• 3.4 测试数据处理器的实现方案
• 3.4.1 时延测试模块
• 3.4.2 调度模块
• 3.4.3 ATM测试模块
• 3.4.4 分组测试模块
• 3.4.5 10G以太网测试模块
• 3.4.6 相关接口模块
• 第四章 测试数据处理器部分子模块的FPGA设计与验证
• 4.1 信元时延测试子模块设计与仿真验证
• 4.1.1 发送方向设计与仿真验证
• 4.1.2 接收方向设计与仿真验证
• 4.2 PoS-PHY Level 3接口的设计与仿真验证
• 4.2.1 PoS-PHY Level 3接口发送方向设计与仿真验证
• 4.2.2 PoS-PHY Level 3接口接收方向设计与仿真验证
• 4.3 调度模块的设计与仿真验证
• 4.3.1 调度模块信元测试模式设计与仿真验证
• 4.3.2 调度模块分组测试模式设计与仿真验证
• 第五章 网络时延与时延抖动测试技术研究
• 5.1 网络时延测试技术及其研究
• 5.1.1 时延测试技术概述
• 5.1.2 一种非同步时延测试方法研究
• 5.2 一种非同步新型时延抖动测试方法研究
• 5.2.1 时延抖动测试技术概述
• 5.2.2 一种非同步的新型时延抖动测试方法研究
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读研期间研究成果