万兆以太网技术及应用

万兆以太网（10GbE)是一种高速以太网技术，这种以太网采用IEEE802.3以太网媒体访问控制（MAC）协议、帧格式和帧长度。它的优点是减少网络的复杂性，兼容现有的局域网技术，降低系统费用，并提供更快、更新的数据业务。10GbE与弹性分组数据环（RPR）结合产生的10GRPR技术。吸收了10GbE的经济性、光纤环网的高带宽效率和可靠性，是一种非常有潜力的宽带城域网技术。     

以太网帧

帧是一系列标准化的数据位，是网络通信的基本单元，本对帧的基本结构，传输和控制功能进行了简要介绍，帧结构的提供一种封装来承载数据，以太网使用载波侦听多访问／冲突检测CSMA／CD规则控制帧的传输，PAUSE帧是一种MAC控制帧，用来实现PAUSE功能，在全双工以太网链路上实现流量控制。     

无线传输以太网音视频流的帧重组方法

针对煤矿井下利用无线传感网技术传输音视频流存在着丢包严重的问题,提出了一种基于FPGA实现的对以太网数据帧进行拆/组的方法,即在发送端将一个以太网帧拆分成若干个小的数据包进行传输,在接收端将小数据包组合成以太网帧,并对丢失或损坏的数据进行一定的处理,最后对接收到的数据帧重新计算帧校验序列(FCS)。该方法有效利用了丢失部分数据的以太网帧,提高了有效数据的利用率,减小了音视频流中数据丢失对接收端收到的音视频流质量造成的影响。     

基于FPGA器件的高速以太网入侵检测系统设计与实现

本文设计并实现了一种基于FPGA芯片的G比特以太网入侵检测系统。该系统将以太网数据帧头部和数据帧负荷相分离。首先利用Xilinx公司的XC2V1000型FPGA芯片实现数据帧头部的匹配；然后利用操作系统核心态模块实现数据帧负荷的匹配。从而将操作系统计算量降至最低．极大地提高了入侵检测系统整体性能实验数据证明．该系统可有效实现对高速以太网中多种攻击的检测与响应。     

以太网交换控制电路流量控制研究与实现

针对以太网交换控制电路帧丢失问题，研究了以太网交换的流量控制技术，在以太网交换控制电路设计中采用了流量控制机制，实现了基于数据缓冲策略的流量控制功能，解决了数据缓冲区可用容量不足造成的数据帧丢失问题。     

基于以太网帧的嵌入式数据传输方案及实现

针对传统嵌入式以太网系统存在的数据传输速率低,通用性、实时性和扩展性差等问题,提出一种基于以太网帧的数据传输系统设计方案。数据传输采用以太网帧格式,基于LibPCAP库网络数据捕获技术实现数据的采集,使用FPGA器件适应系统间接口的差异。介绍了系统设计方案,详细说明了MAC层的FPGA逻辑实现和基于LibPCAP库的以太网帧的数据采集技术,并讨论了系统的优化。通过在声纳模拟器的以太网数据传输系统中应用,表明了该方案的可行性。     

万兆以太网MAC的流量控制电路设计与实现

深入研究以太网组帧、传输的方式以及流量控制的原理,结合万兆以太网介质访问控制(XGMAC)64 bit数据并行处理的特点,针对PAUSE帧响应周期长、占用硬件资源多的问题,设计了一种精简的基于PAUSE帧的流量控制电路,在ISE中逻辑综合与仿真。验证结果表明,该电路可满足万兆以太网流量控制的要求。     

问与答

问:请问光纤接入网的结构主要有哪些形式? 答:光纤接入网的结构主要有以下几种形式: 由一组光纤来连接光纤线路终端和光纤网络单元的点对点结构。包括链形点对点和环形点对点结构,这种形势是在光纤线路终端和光纤网络单元之间,采用SDH或SPDH技术组成链形或环形网的链形点对点和环形点对点结构。在光纤线路终端和光纤网络单元之间采用有源分光器组成有源光纤网络AON的有源双星结构。在光纤线路终端和光纤网络单元之间采用无源分光器组成无源光纤网络PON的无源星形结构。 SDH和光纤线路终端综合的光纤接入网结构,在本地交换机与光纤线路终端之间采用SDH传输技术形成环形自愈网络的综合光纤接入网结构。问:在光缆上直接传输IP数据包应采用哪种帧格式? 答:在光缆上直接传输IP数据包有两种方法。一种是单路传输,另一种是波分复用多路传输。为了在传输过程中便于管理控制,需要对数据流进行分帧。目前可以采用的帧格式主要有两种:SDH和千兆位以太网。在广域网上进行远距离传输时。除了需要进行光放大以外,为了防止光色散使波形畸变造成误码,每隔一定距离要加一个电再生器。     

以太网帧传输中延时补偿的研究

以太网的帧传输在数据位出错、接收缓冲区满或其他异常情况下,接收器会简单地丢弃帧,特别是在高速传输或网络互连设备中更为明显。虽然以太网提供了重传机制,但是这样会带来延时的不确定性,为传输电路数据的时钟特性,适应以太网承栽电路数据IP包的需求,通过分析以太网数据传输特点,提出了一种包丢失及延时补偿的设计方法,并在FPGA中实现了包丢失补偿的缓冲器设计。     

浅谈在Linux系统中以太网数据帧的监听与分析

以太网数据传输通过广播实现,在同一网段的所有网卡事实上都可以访问在共享的物理介质上传输的所有数据。但在系统正常工作时,一个合法的网络接口应只响应两种数据帧:一是帧的目标MAC地址与本地MAC地址相符;二是帧的目标地址是广播地址。若要监听所有流经网卡的数据帧,当用于监听的主机连接在共享型以太网集线器上时,采用"混杂"模式可以监听到同一冲突域上传输的数据帧;但当监听的主机连接在交换机上时,可以利用交换机的端口镜像(Port Mirroring)功能实现监听。     

电力光纤入户(PFTTH)及四网融合技术研究

光纤入户已成为发展智能电网的迫切需求,为达到小区用户安全可靠用电和全程光纤数据业务传送的目的,本文对电力光纤入户工程中光纤复合低压电缆和无源光网络2个关键技术的概念、特点和作用建立进行了详细的分析,得出电力光纤入户工程组网的方法,并据此规划建设智能用电小区电力光纤入户的网络架构和组网设计原则,制定了基于以太网方式无源光网络的光纤复合低压电缆入户组网配置方案,并付诸于应用实施。实施过程中首先明确了智能用电小区电力光纤入户工程的组网结构设计内容,节点配置以及三网融合与用电信息采集设备的配置内容,同时对入户纤缆的配置及光纤接续方式进行了阐述。结果表明智能小区电力光纤入户工程网络结构设计合理,运行安全稳定,为大力推广智能电网建设奠定了基础。     

EDS在配电自动化系统中的应用

通过对传统的光纤以太网通信方式的分析,根据配电自动化系统的特点,设计出用以太网设备服务器或交换机EDS代替光纤收发器或光端机的新型通信方案。侧重介绍了EDS的特点以及基于EDS的配电自动化系统光纤以太网的组网方法。研制的嵌入该新型通信方式的配电自动化系统产品已投入现场运行。实践证明,其性能优越,技术先进。     

改进的WRR策略在交换式工业以太网中的最大时延计算

为满足不同类型的数据在交换式工业以太网中传输的不同要求,在交换机中引入具有优先级队列的加权轮循(Weighted Round Ring,WRR)策略,应用网络演算理论推导不同类型的数据在该策略下的等待时延上界,得出计算公式,并与绝对优先级调度算法进行比较,展现该策略在工业以太网中应用的优越性.     

煤矿污水处理信息化系统的设计与应用

根据工程实例,介绍了某煤矿污水处理系统的现状。为提高该煤矿污水处理的信息化水平,提出采用工业光纤以太网技术、OPC技术和监控软件相结合的方式构建污水处理信息化系统。该系统实现了对多个污水处理系统的集中管理、分散控制和信息共享,提高了污水处理的自动化水平和信息化水平。     

End-to-end performance of 10-gigabit Ethernet on commodity systems

Apart form the success in local-area networks (LANs) and system-area networks and anticipated success in metropolitan and wide area networks (MANs and WANs), Ethernet continues to evolve to meet the increasing demands of packet-switched networks. Although the recently ratified 10-Gigabit Ethernet standard differs from earlier Ethernet standards, primarily in that 10GbE operates only over fiber and only in full-duplex mode, the differences are largely superficial. More importantly, l0GbE does not make obsolete current investments in network infrastructure. The 10GbE standard ensures interoperability not only with existing Ethernet but also with other networking technologies such as Sonet, thus paving the way for Ethernets expanded use in MANs and WANs. The world's first host-based 10GbE adapter, officially known as the Intel PRO/10GbE LR server adapter, introduces the benefits of l0GbE connectivity into LAN and system-area network environments, thereby accommodating the growing number of large-scale cluster systems and bandwidth-intensive applications, such as imaging and data mirroring. The 10GbE controller is optimized for servers that use the I/O bus backplanes of the peripheral component interface (PCI) and its higher speed extension, PCI-X.     

Real-time frequency compensatory filter for adjusting dynamic bandwidth of single-degree-of-freedom sensor system

This paper presents a real-time frequency compensatory filter to control the dynamic bandwidth of a single-degree-of-freedom dynamic system. Especially, the filter is applied to a novel fiber optic accelerometer system to prove its performance. The accelerometer is very profitable for monitoring civil infrastructures; however, it has a limitation such as small dynamic bandwidth. Therefore, it is needed to extend the dynamic bandwidth of the accelerometer by using the frequency compensatory filter. In this paper, the novel fiber optic accelerometer is introduced shortly, and then the compensatory filter is applied to the fiber optic accelerometer to control its natural frequency and damping ratio. Several simulations and experiments are carried out to prove the performance of the compensatory filter. The simulations show particularly the effect of sample rate on the effectiveness of the implemented filter. As a result, it is shown that the presented compensatory filter with a proper sample rate is an efficient way to broaden the dynamic bandwidth of the fiber optic accelerometer.     

和利时MACSV系统在纯碱生产装置上的应用

主要介绍国产和利时HOLLiAS-MACSV系统在青海碱业二期120万吨/年纯碱工程项目上的应用.项目为DCS(Distributed Conlrol system,简称集散控制系统)在国内纯碱行业继一期之后运用规模最大的DCS系统,物理I/O点数超过万点,系统及网络采用100Mbps工业以太网和光缆进行数据传输.通过...     

Risk of extreme events via multiobjective decision trees:application to telecommunications

Simultaneous transmission of high-resolution video, digital audio, and data over fiber optic cables is only one of the many new services that the rapidly changing telecommunications industry will soon be providing to users. Currently, federal regulations are restraining telephone companies from entering the video entertainment business, but with the capabilities that technology can provide, their entrance into the market in the long run is inevitable. Telephone companies are facing the decision of whether or not to invest in fiber optic cables in local telephone loops. They also need a way of determining optimal timing for the installation of fiber optic technology in the network. The authors focus on the risks involved in developing an optimal investment plan for expansion of a telecommunications network. This problem is modeled using a multiobjective decision tree where the objective of monetary return from a particular alternative is traded off against the customer satisfaction which that alternative achieves. At each chance node in the decision tree, a continuous probability distribution represents the possible outcomes. To examine the risk of extreme events, the probability distribution is required, rather than only the expected value. To retain all distribution information, a simulation is used to generate a set of Pareto optimal alternatives for various scenarios considered in the model     

水下航行体控制系统快速原型设计

基于V模式的控制系统开发流程,研究了适用于水下航行体控制系统开发的快速原型仿真系统,进行了控制系统快速原型设计。利用dSPACE、光纤反射内存网、以太网、相应的物理效应仿真硬件和xPC技术建立了拓展性很强的快速原型仿真系统。给出了水下航行体的运动方程组,进行了控制律设计和不同控制参数下的半实物仿真。实践证明,控制系统快速原型技术的发展有力地支持了日益复杂的水下航行体控制器的开发。     

光纤传感技术在煤矿电参数测量中的应用

介绍了光纤电压、电流传感器在煤矿中的应用，在工频电压４～６ｋＶ和工频电流１００～１０００Ａ条件下验证了该光纤电参数传感器电压误差小于１％、电流误差小于３％。指出了提高电流检测精度是提高光功率、降低前放噪声及有效收集磁场的有力措施