turbo+epon+onu硬件系统的设计

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1、万方数据文章编号：1002—8692(2009)09--0074—02TurboEPONONU硬件系统的设计术·实用设计·章凤麟，林如俭，张俊杰(上海大学特种光纤与光接入网教育部重点实验室，上海200072)【摘要】提出一种基于ALTERA公司的AheraCycloneIII芯片的Turbo以太无源光网络单元(EPONONU)硬件系统设计方案。先分析了TurboEPONONU的核心媒体访问控制器(MAC)的逻辑设计，再选用性价比高的器件设计硬件方案，实现了TurboE—PONONU的TulrboEPON接

2、入功能。该硬件系统具有较低成本和一定的可实现性。【关键词】Turbo以太无源光网络；光网络单元；媒体访问控制；硬件系统；现场可编程门阵列【中图分类号】TN929．1l；TN949．497【文献标识码】ADesignofTurboEPON0NUHardwareSystemZHANGFeng-lin，LINRu-jian，ZHANGJun-jie(KeyLaboratoryofspecialFiberOpticsandopticalAccessNetworksinMinistryofEducation，融删如

3、i渤西e琦咄鼢蟛d200072,China)【Abstract】AnOpticalNetworkUnit(ONU)hardwaresystemdesignschemebasedonAltersCycloneIIIFPGAinTurboEthemetoverPassiveOpticalNetwork(EPON)ispresentedinthispaper．Meanwhile，thelogicdesignofTurboEPONONUMediumAccessController(MAC)isintroduced

4、．1’hen。thehardwaresystemconsistedofdeviceswithhighperformance-priceratio，realizestheaccessfunctionsofTurboEPONONU．11lehardwaresystemhaslowcostandcanberealized．【Keywords】TurboEPON；ONU；MAC；hardwaresystem；FPGAl引言随着数字电视、高清电视、IP—TV和多媒体业务等高带宽业务的展开，对下行带宽的需求越来越大．

5、现有的1．25Gbit／s以太无源光网络(EPON)接人网已经满足不了实际的需求。而2．5Gbit／s的TurboEPON在下行传输速率达到2。5Gbit／s。且其光模块成本相对于1．25Gbit／sEPON而言并没有提高。因此开发TurboEPON的光网络单元(ONU)具有一定的市场价值和研究价值。笔者借鉴上海大学SHU2006EPONONU芯片的研究设计经验．提出了构建TurboEPONONU硬件系统的设计方案。2TurboEPON及ONU功能介绍TurboEPON的协议分层和系统构成与1．25Gbi

6、t／sEPON基本相同。TurboEPON上下行速率是不对称的，分别支持1．25Gbit／s和2．5Gbit／s速率。TurboEPON系统由局侧的光线路终端(OLT)、用户侧的ONU和光分配网络(ODN)组成川。其系统参考结构如图1所示。ONU是TurboEPON系统中的用户端接入设备．提供TurboEPON的接入功能，主要实现以下功能：选择接、收OLT发送的广播数据，进行业务分流；响应OLT发送的各种MPCP控制帧和OAM帧，执行相应控制功能；对用户的以太网数据进行缓存，向OLT报告缓存的队列情况并在

7、OLT分配的上行发送窗口中发送缓存的数据；其他相关的以太网功能IZl。牛源光分路杖：f：一⋯一’N斗3TurboEPONONU的MAC控制器逻辑设计·上海市重点学科建设项目(T0102)；上海市科技重大攻关项目(05dz5003)74堕塑塑堕正面函磊磊再雨再面面丽5丽万方数据图2TurboEPONONUMAC控制芯片逻辑框图前导码的数据传递到帧分类模块。该部分模块的工作频率为125MHz，对时序设计要求非常高。3)帧分类模块。该模块负责将下行数据流分成MPCP控制帧、OAM帧、普通MAC帧(其中包含数据帧

8、和普通的以太网控制帧)3种类型，发送给后续模块作相应的处理。4)下行数据存储管理模块，该模块对大容量的FIFO进行设计与管理．该模块存储下行发送的数据帧，利用8KbyteFIFO单元构建高速的64Kbyte大容量FIFO。实现1．25亿．5Gbit／s以太数据帧的实时本地存储。GMII数据发送模块从下行数据存储管理模块中读取要发送的数据，并利用GMII总线把数据发送到用户端口。MPCP处理模块是TurboEPONONUMAC控