宽带综合数据光同步网高速率传输可靠性的研究

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1、沈阳理工大学硕士学位论文摘要以太网是目前局域网与工业网络的主流网络，由于其协议采用CSMA/CD的协议，实时性有时无法保证，存在难以实现多种数据综合传输的缺点。为了能从根本上克服以太网的这种缺点，同时又能很好的与下一代网络(NGN)衔接，希望设计一种全新的网络，它能够使不同业务、不同数据结构、不同传输速率、不同连接信令都能在同一种网络中进行传输，这就是宽带综合数据光同步网(WIDOSNet）。其解决上述诸多问题的方法就是，按需求分配信道容量，实现传输与业务分离、传输与控制分离。宽带综合数据光同步网的网络结构主要由集中器与节点两部分构成。在过去的节点系统设计中，

2、其背板的数据传输是一种并行的传输方式。由于网络需求的传输速率不断地提升，在数据速率超过1Gbps时，很多在低频时不必考虑的问题都突显出来，如反射、串扰、同步开关噪声等信号完整性等问题，并行传输方式不再是可靠与经济的方法。如何解决在硬件系统中遇见的瓶颈，这就是本文论述与设计的：采用高速串行的传输方式替代原设计的并行传输方式的方案。文中对宽带综合数据光同步网这种高速数字电路在设计和实现过程中会出现的信号完整性问题进行了说明，对反射和串扰两大主要信号完整性问题的解决方案进行了仿真分析并给出了抑制策略。然后基于串行的传输方式对宽带综合数据光同步网的网络节点结构进行了改

3、进的设计，为了更好的满足系统传输的高速性与可靠性，提出了一种基于FPGA的解决方案并设计了硬件电路。关键词：宽带综合数据光同步网；网络节点；信号完整性；串行传输；FPGA沈阳理工大学硕士学位论文AbstractEthernetisthemainstreamnetworkoflocalareanetworkandthenetworkofindustryatpresent.AsaresultoftheprotocolusedCSMA/CD,itcan’tensurethereal-timequalityanytime,andtheshortcomingsofcom

4、plexofanintegrateddatatransmission.Inordertofundamentallyovercometheseshortcomingsandhaveaverygoodlinkwiththenextgenerationnetworks(NGN).Wehopetodesignanewnetwork,itenablesdifferentbusiness,differentdatastructures,differenttransmissiondatarates,differentsignalingdatalinkthatcanbetra

5、nsmittedinanetwork,itisWIDONet.Thebasicapproachtoaddressthesemanyproblemsistoallotchannelcapacityandachievetheseparationoftransmissionfromoperationandcontrol.ThenetworkofWIDOSNetismainlycomposedofconcentratorsandnodes.Intheformerdesign,thedatawastransmittedinaparallelmode.Whenthedat

6、atransmissionrateisover1Gbps,manysignalintegrityproblemswillappearsuchasreflex,crosstalk,simultaneousswitchnoiseandsoon,sotheparalleltransmissionmodeisnolongerasteadyandeconomicway.Howtosolvethebottle-neckinthehardwaredesign,thisisthedesignofthispaper:usingthehigh-speedserialtransmi

7、ssionmodeinsteadoftheoriginalparalleltransmissionmodescheme.Thisthesisfirstgaveadetailedexplanationaboutthesignalintegrityproblemsduringthedesignofhigh-speeddigitalcircuit,andmadeanalyzeandsimulationoverthereflexandcrosstalk.Basedontheserialtransmissionmode,proposeanimproveddesignfo

8、rthenetworknodestru