[发明专利]基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种GPON系统仿真平台的实现及其控制方法，尤其涉及一种基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法。

背景技术

使用无源光网络(PON)的光纤到家(fibre to the home；FTTH)被看做是最有可能的接入演进方案，用于支持提供给顾客的实时和数据的服务。PON技术的演进方案正在从早期的BPON、EPON系统的部署快速发展成更新型GPON系统的测试，并且朝着长距离GPON方向发展，操作速率和分光比也在增加。大多数PON标准化以及研发检查将注意力集中在PON的上游操作所需要的动态带宽分配(DBA)上，例如由Angelopoulos等人所报道。但是，下游服务(诸如IPTV)被看做是关键服务之一，而在此领域的业务建模和实验工作却是有限的。

实际组网前需要提供一种方法来检查PON协议，该方法现实可行并且可以随着技术演进而快速更新，允许协议设计快速地从设计成为实施方案。此外，对于将模拟作为测试新的电信概念的方法，新近已经存在一些批评。这些批评中的一些针对的是方法的不佳(或有限)；但是，还存在一个总体可信度问题。因此，需要提供一种构建GPON系统的仿真实现及控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，能够快速构建GPON系统进行仿真，并且易于调整控制方案，可信度高。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，包括如下步骤：a)采用两个FPGA板相连构成一个光网络单元；b)采用两个FPGA板相连构成一个光线路终端；c)采用一个FPGA板构建仿真光网络单元，所述仿真光网络单元仿真产生到达该节点的来自任何光网络单元的上游流量；d)将步骤a)中的多个光网络单元、步骤b)中的多个光线路终端以及步骤c)中的仿真光网络单元通过单模光纤和无源分光器相连组成GPON系统，所述光网络单元通过以太网交换机和客户端相连，位于上游链路的光线路终端和内容服务器、重新配置存储库相连；d)在光线路终端的输出端设置缓冲器进行下游差异化业务测试。

上述的基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，其中，所述光网络单元、光线路终端和仿真光网络单元提供可编程的逻辑模块对计算资源进行重新配置并通过高速收发机相互连接。

上述的基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，其中，所述光网络单元、光线路终端和仿真光网络单元对计算资源重新配置过程如下：接收来自以太网的数据，执行时钟数据恢复和帧定位将位与位元组/字边界相对准；利用数据分类器剖析接收的数据并且根据不同的策略进行分类，然后将经过分类的数据存储到各个缓冲器中；对各个缓冲器中的分类数据根据定制的逻辑模块执行用户数据的处理，包括封装/解封装、维护有限状态机、所接收数据的恢复、流量定形、缓冲器优先权排列以及用户协议处理；经定制的逻辑模块处理后的数据经由网络接口转发至终端用户。

上述的基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，其中，所述两个FPGA板之间的数据传输速率为1.24吉比特/秒。

上述的基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，其中，所述下游差异化业务包括实时视频业务和背景业务，所述实时视频业务的优先级高于背景业务的优先级。

上述的基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，其中，所述GPON系统以平均7Mb/s数据速率的视频流朝下游方向的光网络单元发送测试业务；高于所允许的峰值速度的测试业务将在缓冲器中被延迟，直至更多的令牌到达，当缓冲器的大小达到预设阈值时，维持高优先权的实时视频业务，抛弃低优先权的背景业务。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的基于FPGA构建GPON系统的仿真实现及控制方法，通过采用两个FPGA板相连分别构成光网络单元和光线路终端，进而通过单模光纤和无源分光器相连组成GPON系统，从而能够快速构建GPON系统进行仿真，并且易于调整控制方案，可信度高。

附图说明

图1为本发明基于FPGA构建GPON系统的架构示意图；

图2为本发明基于FPGA构建仿真光网络单元的功能方块示意图；

图3为本发明基于FPGA构建GPON系统的仿真控制流程示意图；

图4为本发明对于不同的OLT输出缓冲器大小以及优先权方案的应用包损失比较示意图；