CN203851161U - 一种基于fpga的具有汇聚功能的协议转换器 - Google Patents
一种基于fpga的具有汇聚功能的协议转换器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，包括采用多通道EOPDH/EOS网桥芯片的FPGA控制器，其输入输出端通过电信总线与SDH模块的输入输出端相连，SDH模块的输入输出端与线路接口单元的输入输出端相连；FPGA控制器的输入输出端通过并行数据地址总线A/D与MCU模块的输入输出端相连；交换单元通过其经过LACP汇聚的MII1接口、MII2接口与FPGA控制器的输入输出端相连。本实用新型充分利用现有的TDM传输网资源，在不改变现有网络结构的前提下，方便、快捷、低成本地满足了大客户的高带宽、多用户的数据接入需求；提供多路百兆电口，一路千兆光/电Combo口，2路1+1和1:1的STM-1接口以及16路E1接口，大大简化了组网的结构。
Description
技术领域
本实用新型涉及以太网通信技术领域，尤其是一种基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器。
背景技术
随着设备经济、技术的发展，传输网逐渐演变成业务网，各个运营商已经大量、直接地在本地传输网开展各个数据的接入业务，尤其是大客户数据接入业务，将本地的以太网信号转换为E1、STM-1信号形式在SDH/PDH数字传输网上进行长距离传输，主要目的是为了延长以太网信号的传输距离。
传统的协议转换器虽然在带宽、汇聚能力、互通性等方面取得了发展和更新，但在大客户端仍面临诸多问题，比如对带宽需求的不断提高，对协议转换器的互通性要求增强，对可管理的要求、可靠性要求、高维护性的要求也不断增高。目前，在协议转换器的组网方案中，需要采用SDH***、大量协转模块、配套机框和一定数量的交换机，设备节点多，故障点多；大客户接入设备多，种类杂，网管无法统一，无法进行灵活的业务调度、故障定位和性能测试。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低，满足了大客户高带宽、多用户数据接入需求，可靠性高、便于维护的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，包括采用多通道EOPDH/EOS网桥芯片的FPGA控制器，其输入输出端通过电信总线与SDH模块的输入输出端相连，SDH模块的输入输出端与线路接口单元的输入输出端相连；FPGA控制器的输入输出端通过并行数据地址总线A/D与MCU模块的输入输出端相连；交换单元通过其经过LACP汇聚的MII 1接口、MII 2接口与FPGA控制器的输入输出端相连。
所述交换单元采用AR8328芯片，其上设置3路以太网百兆电口、MII 1接口、MII 2接口、MII 3接口和RGMII接口。
所述FPGA控制器采用Xilinx XA6SLX45-3芯片。
所述SDH模块采用SE0171芯片，其TTL接口与线路接口单元的输入输出端相连，所述线路接口单元采用XRT83VSH38芯片，线路接口单元输出一路1+1的STM-1接口、一路1:1的STM-1接口和16路E1接口。
所述MCU模块的输入输出端通过SPI总线与线路接口单元的输入输出端相连；所述MCU模块通过其SNI接口与第一百兆PHY芯片相连，第一百兆PHY芯片的输入输出端与交换单元的MII 3接口相连；所述MCU模块通过其MDIO/MDC接口与千兆PHY芯片相连，千兆PHY芯片的输入输出端与交换单元的RGMII接口相连，通过千兆PHY芯片引出Combo复用的千兆光口和千兆电口；所述MCU模块通过其MII接口与第二百兆PHY芯片相连，通过第二百兆PHY芯片引出RJ45管理口。
所述MCU模块的输入输出端分别与FLASH存储器、SDRAM内存相连。
所述第一百兆PHY芯片采用IP101A芯片，所述千兆PHY芯片采用AR8033芯片，所述第二百兆PHY芯片采用IP101A芯片。
由上述技术方案可知，本实用新型将以太网二层交换，EOS/EOP与SDH同步光传输等技术高度融合，极大的简化了网络结构，充分利用现有的TDM传输网资源，在不改变现有网络结构的前提下，方便、快捷、低成本地满足了大客户的高带宽、多用户的数据接入需求；提供多路百兆电口，一路千兆光/电Combo口，2路1+1和1:1的STM-1接口以及16路E1接口；一套网管即可完成管理，且提供了带内和带外网管两种方式。
附图说明
图1为本实用新型的电路框图。
具体实施方式
一种基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，包括采用多通道EOPDH/EOS网桥芯片的FPGA控制器1，其输入输出端通过电信总线与SDH模块2的输入输出端相连，SDH模块2的输入输出端与线路接口单元5的输入输出端相连；FPGA控制器1的输入输出端通过并行数据地址总线A/D与MCU模块3的输入输出端相连；交换单元4通过其经过LACP汇聚的MII 1接口、MII 2接口与FPGA控制器1的输入输出端相连。本实用新型实现了多通道以太网映射到PDH/SDH的汇聚式网桥，既可以点对点组网，也可以点对多点组网，如图1所示。
如图1所示，所述FPGA控制器1采用Xilinx XA6SLX45-3芯片，配套的加密芯片采用Dallas公司的DS28E01芯片。所述MCU模块3的输入输出端分别与FLASH存储器、SDRAM内存相连。所述交换单元4采用AR8328芯片，其上设置3路以太网百兆电口、MII 1接口、MII 2接口、MII 3接口和RGMII接口。FPGA控制器1与交换单元4通过2个MII接口相连，由于单个MII接口只支持百兆带宽，通过LACP的汇聚实现STM-1数据155M的数据的收发；FPGA控制器1与MCU模块3通过并行数据地址总线电信A/D实现对FPGA控制器1的配置与初始化；FPGA控制器实现4路以太网接口，每路以太网接口通过VLAN划分到片内63路完全隔离或也可以互通的VCG通道，每个通道经HDLC/GFP封装后根据带宽需求映射到1-16路E1或1-63路VC-12或1-3路VC-3，再经过映射处理通过电信总线与SDH模块2相连，实现了具有汇聚功能的多路以太网到多路E1或多路以太网到SDH的转换。
如图1所示，所述SDH模块2采用SE0171芯片，其TTL接口与线路接口单元5的输入输出端相连，所述线路接口单元5采用XRT83VSH38芯片，线路接口单元5输出一路1+1的STM-1接口、一路1:1的STM-1接口和16路E1接口。SDH模块2的主要功能是在155.52MB/S速率下，处理2路STM-1/AU4上的段开销、通道开销、 高阶指针、支路单元净荷，并且完成VC12、VC3、VC4的全交叉、16路E1信号的映射和解映射、4路以太信号通过SDH***的传输，同时具有时钟***处理功能。线路接口单元5主要实现了E1信号和STM-1信号的数字/模拟转换，线路接口单,5输出的两路STM-1接口，可实现1+1和1:1的数据保护。
如图1所示，所述MCU模块3的输入输出端通过SPI总线与线路接口单元5的输入输出端相连；所述MCU模块3通过其SNI接口与第一百兆PHY芯片相连，第一百兆PHY芯片的输入输出端与交换单元4的MII 3接口相连；所述MCU模块3通过其MDIO/MDC接口与千兆PHY芯片相连，千兆PHY芯片的输入输出端与交换单元4的RGMII接口相连，通过千兆PHY芯片引出Combo复用的千兆光口和千兆电口；所述MCU模块3通过其MII接口与第二百兆PHY芯片相连，通过第二百兆PHY芯片引出RJ45管理口。所述第一百兆PHY芯片采用IP101A芯片；所述千兆PHY芯片采用AR8033芯片；所述第二百兆PHY芯片采用IP101A芯片。所述交换单元4通过RGMII接口与千兆PHY芯片相连实现一个千兆光口和一个千兆电口的Combo功能，通过MII 1和MII 2的聚合实现155M STM-1数据码流与FPGA控制器1的通信，同时引出3路百兆电口实现业务数据的二层交换，通过第一百兆PHY芯片结合MCU模块3实现带内管理功能。
综上所述，本实用新型的核心在于采用EOS/EOP与SDH同步光传输技术，在单台设备内实现点到多点的以太业务汇聚、以太封装和传输功能，在现有的SDH/PDH网络上传输以太数据，满足了大客户业务高速增长的需求，同时具有组网灵活、安全便捷、简化网络结构，管理配置方便，集成度高等优点。
Claims (7)
1.一种基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：包括采用多通道EOPDH/EOS网桥芯片的FPGA控制器（1），其输入输出端通过电信总线与SDH模块（2）的输入输出端相连，SDH模块（2）的输入输出端与线路接口单元（5）的输入输出端相连；FPGA控制器（1）的输入输出端通过并行数据地址总线A/D与MCU模块（3）的输入输出端相连；交换单元（4）通过其经过LACP汇聚的MII 1接口、MII 2接口与FPGA控制器（1）的输入输出端相连。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：所述交换单元（4）采用AR8328芯片，其上设置3路以太网百兆电口、MII 1接口、MII 2接口、MII 3接口和RGMII接口。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：所述FPGA控制器（1）采用Xilinx XA6SLX45-3芯片。
4.根据权利要求1所述的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：所述SDH模块（2）采用SE0171芯片，其TTL接口与线路接口单元（5）的输入输出端相连，所述线路接口单元（5）采用XRT83VSH38芯片，线路接口单元（5）输出一路1+1的STM-1接口、一路1:1的STM-1接口和16路E1接口。
5.根据权利要求2所述的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：所述MCU模块（3）的输入输出端通过SPI总线与线路接口单元（5）的输入输出端相连；所述MCU模块（3）通过其SNI接口与第一百兆PHY芯片相连，第一百兆PHY芯片的输入输出端与交换单元（4）的MII 3接口相连；所述MCU模块（3）通过其MDIO/MDC接口与千兆PHY芯片相连，千兆PHY芯片的输入输出端与交换单元（4）的RGMII接口相连，通过千兆PHY芯片引出Combo复用的千兆光口和千兆电口；所述MCU模块（3）通过其MII接口与第二百兆PHY芯片相连，通过第二百兆PHY芯片引出RJ45管理口。
6.根据权利要求5所述的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：所述MCU模块（3）的输入输出端分别与FLASH存储器、SDRAM内存相连。
7.根据权利要求5所述的基于FPGA的具有汇聚功能的协议转换器，其特征在于：所述第一百兆PHY芯片采用IP101A芯片，所述千兆PHY芯片采用AR8033芯片，所述第二百兆PHY芯片采用IP101A芯片。
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