100Gbit/s CFP光收发模块的设计与实现

发布时间：2020-12-17 10:42

　　随着用户对网络带宽的需求越来越大,10G光模块逐渐难以胜任日益增长的主干网数据流量,下一代更高速的网络已经开始发展,而且运营商对100G系统进行了大规模部署,100G光模块正是顺应主干光网络的需求而产生的。基于IEEE 802.3ba的100bit/s以太网已经开始商用,相应的100G光收发模块为CFP,其集成度高,支持热插拔,技术方案逐渐成熟,主要应用在核心路由器、交换机和超级计算机等之上。CFP光收发模块的封装形式、引脚安排等硬件和结构要求,由CFP MSA硬件规格协议规定,而CFP MSA管理接口规格协议规定了CFP软件接口、寄存器和信号控制规则。本课题依据两个规格协议,设计实现了10×10G多模CFP光收发模块,在完成光信号和电信号转换的同时,对模块各个监控状态进行上报。硬件部分依据硬件规格协议设计,主要分为电源电路、时钟电路、发射电路、接收电路和信号处理电路五个部分。软件部分依据管理接口规格协议设计,基于初始化、主程序循环和中断服务程序的思想,通过模块化设计的,实现了底层驱动、电路控制和协议功能三个层级的功能。通过从初始化、通信、采样和校准、监控告警以及运行状态等多个方面对模... 

【文章来源】：武汉邮电科学研究院湖北省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的研究背景及其意义
    1.2 100G相关协议及发展现状
    1.3 本课题的主要内容
第2章 CFP整体设计
    2.1 CFP MSA硬件规格协议的关键设计
        2.1.1 整体结构
        2.1.2 CFP硬件信令引脚
        2.1.3 性能参数
    2.2 硬件总体设计方案
        2.2.1 电源电路
        2.2.2 时钟电路
        2.2.3 发射电路
        2.2.4 接收电路
        2.2.5 信号处理电路
    2.3 CFP MSA管理接口规格协议的关键设计
        2.3.1 管理接口
        2.3.2 寄存器
        2.3.3 控制和信令规则
    2.4 软件总体设计方案
        2.4.1 软件设计层级概念
        2.4.2 软件结构
        2.4.3 软件执行流程
    2.5 本章小结
第3章 主要软件模块设计
    3.1 主函数和控制回路
        3.1.1 主函数模块
        3.1.2 控制回路模块
    3.2 采样、监控和告警
        3.2.1 采样模块
        3.2.2 监控模块
        3.2.3 告警状态模块
    3.3 定时与中断
        3.3.1 定时器模块
        3.3.2 中断模块
    3.4 内外通信
        3.4.1 I2C通信模块
        3.4.2 MDIO通信模块
    3.5 存储分配
        3.5.1 EEPROM模块
        3.5.2 Memory模块
    3.6 引脚配置及外围芯片初始化
        3.6.1 GPIO模块
        3.6.2 TrxAccess模块
    3.7 其他软件模块
    3.8 本章小结
第4章 系统测试及结果
    4.1 调试接口
    4.2 上电和初始化测试
    4.3 内外通信测试
    4.4 采样和校准测试
    4.5 监控和告警测试
    4.6 运行状态测试
    4.7 其他测试
    4.8 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
致谢
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 主要英文缩写语对照表



本文编号：2921903