Residential Ethernet技術(shù)研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，帶來(lái)的是用戶(hù)數(shù)量的迅速增長(zhǎng)。如今以太網(wǎng)已經(jīng)壟斷了局域網(wǎng)領(lǐng)域，有超過(guò)95％的用戶(hù)使用以太網(wǎng)連接其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，越來(lái)越多的新業(yè)務(wù)的出現(xiàn)使得以太網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)類(lèi)型也不斷增加，不僅要為傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)提供服務(wù)，還要傳送實(shí)時(shí)的話(huà)音或視頻業(yè)務(wù)。不同的用戶(hù)和不同的應(yīng)用對(duì)服務(wù)質(zhì)量有著不同的需求，這些都是靠傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)和增加網(wǎng)絡(luò)帶寬所不能解決的問(wèn)題。本文關(guān)注的Residential Ethernet技術(shù)就是以改善在以太網(wǎng)上傳輸話(huà)

2、音、視頻流等實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的一種技術(shù)，它通過(guò)在傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)上增加了各個(gè)交換設(shè)備之間的時(shí)間同步，從而產(chǎn)生同步的超幀起始信號(hào)，然后按照超幀結(jié)構(gòu)傳輸各種業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)；特定的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于更好地更有效地控制實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延與時(shí)延抖動(dòng)；量化一點(diǎn)的性能目標(biāo)是：經(jīng)過(guò)一個(gè)設(shè)備給實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)流帶來(lái)的時(shí)延與時(shí)延抖動(dòng)分別不超過(guò)兩個(gè)超幀與一個(gè)超幀的時(shí)間長(zhǎng)度(目前超幀的時(shí)間長(zhǎng)度為125us<'[1]>)。本文以實(shí)現(xiàn)同步以太網(wǎng)交換機(jī)為目標(biāo)進(jìn)行大量研發(fā)工作，對(duì)多播注冊(cè)

3、與資源預(yù)留、以太網(wǎng)網(wǎng)橋之間的資源協(xié)同調(diào)度、自適應(yīng)的多跳時(shí)分復(fù)用的資源調(diào)度、時(shí)間同步及其算法改進(jìn)這幾個(gè)方面開(kāi)展了研究。本文的主要工作如下： 同步以太網(wǎng)交換機(jī)的研發(fā)：首先跟蹤學(xué)習(xí)工EEE802.3工作組關(guān)于同步以太網(wǎng)技術(shù)的技術(shù)提案，然后與韓國(guó)總部討論開(kāi)發(fā)內(nèi)容，確定研發(fā)內(nèi)容分為三個(gè)階段：第一步階段的任務(wù)是在單片F(xiàn)PGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步以太網(wǎng)交換機(jī)，完成五路千兆同步/異步混合報(bào)文的分析、交換和發(fā)送，并完成主從設(shè)備的選擇與設(shè)備間的時(shí)間同步；第二

4、階段的任務(wù)是在單片F(xiàn)PGA內(nèi)完成同步交換與異步交換的集成，實(shí)現(xiàn)單片F(xiàn)PGA支持同步與異步兩種交換的功能，經(jīng)過(guò)集成交換機(jī)處理后的同步業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量不受異步業(yè)務(wù)流的影響；第三階段的任務(wù)是優(yōu)化與改進(jìn)設(shè)備間時(shí)間同步的算法并實(shí)現(xiàn)，尤其要改進(jìn)多跳設(shè)備互連情況下設(shè)備之間同步后的精度，克服與解決傳統(tǒng)同步算法產(chǎn)生的級(jí)聯(lián)誤差隨級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)呈指數(shù)分布的缺陷，提高同步精度。多播注冊(cè)與資源預(yù)留的研究：首先研究了傳統(tǒng)以太網(wǎng)中的多播技術(shù)不能有效保證服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題；然后提出

5、一種新的綜合多播和資源預(yù)留的解決方案；該方案中，接收者可以通過(guò)發(fā)送單個(gè)消息來(lái)達(dá)到多播注冊(cè)和資源預(yù)留的目的，從而能夠快速，高效地提供多播服務(wù)質(zhì)量的支持。 以太網(wǎng)交換機(jī)資源的調(diào)度的研究：首先研究了以太網(wǎng)交換機(jī)在調(diào)度低帶寬高時(shí)延性能需求的應(yīng)用與高帶寬性能需求的應(yīng)用時(shí)存在的問(wèn)題，然后提出兩個(gè)專(zhuān)利。這兩個(gè)專(zhuān)利的提出可以使得以太網(wǎng)有效地支持低帶寬高延遲性能需求的應(yīng)用以及在保證端到端延遲需求的同時(shí)兼顧高帶寬需求應(yīng)用的接入請(qǐng)求。 時(shí)間同