Residential Ethernet技術研究與開發(fā).pdf

1、以太網(wǎng)技術的廣泛應用，帶來的是用戶數(shù)量的迅速增長。如今以太網(wǎng)已經(jīng)壟斷了局域網(wǎng)領域，有超過95％的用戶使用以太網(wǎng)連接其內(nèi)部網(wǎng)絡。同時，越來越多的新業(yè)務的出現(xiàn)使得以太網(wǎng)承載的業(yè)務類型也不斷增加，不僅要為傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務提供服務，還要傳送實時的話音或視頻業(yè)務。不同的用戶和不同的應用對服務質(zhì)量有著不同的需求，這些都是靠傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術和增加網(wǎng)絡帶寬所不能解決的問題。本文關注的Residential Ethernet技術就是以改善在以太網(wǎng)上傳輸話

2、音、視頻流等實時業(yè)務服務質(zhì)量的一種技術，它通過在傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術上增加了各個交換設備之間的時間同步，從而產(chǎn)生同步的超幀起始信號，然后按照超幀結(jié)構傳輸各種業(yè)務的數(shù)據(jù)；特定的幀結(jié)構設計有利于更好地更有效地控制實時業(yè)務的時延與時延抖動；量化一點的性能目標是：經(jīng)過一個設備給實時業(yè)務流帶來的時延與時延抖動分別不超過兩個超幀與一個超幀的時間長度(目前超幀的時間長度為125us<'[1]>)。本文以實現(xiàn)同步以太網(wǎng)交換機為目標進行大量研發(fā)工作，對多播注冊

3、與資源預留、以太網(wǎng)網(wǎng)橋之間的資源協(xié)同調(diào)度、自適應的多跳時分復用的資源調(diào)度、時間同步及其算法改進這幾個方面開展了研究。本文的主要工作如下： 同步以太網(wǎng)交換機的研發(fā)：首先跟蹤學習工EEE802.3工作組關于同步以太網(wǎng)技術的技術提案，然后與韓國總部討論開發(fā)內(nèi)容，確定研發(fā)內(nèi)容分為三個階段：第一步階段的任務是在單片F(xiàn)PGA內(nèi)實現(xiàn)同步以太網(wǎng)交換機，完成五路千兆同步/異步混合報文的分析、交換和發(fā)送，并完成主從設備的選擇與設備間的時間同步；第二

4、階段的任務是在單片F(xiàn)PGA內(nèi)完成同步交換與異步交換的集成，實現(xiàn)單片F(xiàn)PGA支持同步與異步兩種交換的功能，經(jīng)過集成交換機處理后的同步業(yè)務服務質(zhì)量不受異步業(yè)務流的影響；第三階段的任務是優(yōu)化與改進設備間時間同步的算法并實現(xiàn)，尤其要改進多跳設備互連情況下設備之間同步后的精度，克服與解決傳統(tǒng)同步算法產(chǎn)生的級聯(lián)誤差隨級聯(lián)級數(shù)呈指數(shù)分布的缺陷，提高同步精度。多播注冊與資源預留的研究：首先研究了傳統(tǒng)以太網(wǎng)中的多播技術不能有效保證服務質(zhì)量的問題；然后提出

5、一種新的綜合多播和資源預留的解決方案；該方案中，接收者可以通過發(fā)送單個消息來達到多播注冊和資源預留的目的，從而能夠快速，高效地提供多播服務質(zhì)量的支持。 以太網(wǎng)交換機資源的調(diào)度的研究：首先研究了以太網(wǎng)交換機在調(diào)度低帶寬高時延性能需求的應用與高帶寬性能需求的應用時存在的問題，然后提出兩個專利。這兩個專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用以及在保證端到端延遲需求的同時兼顧高帶寬需求應用的接入請求。 時間同