开题报告
目 录
一、选题背景
二、研究目的和意义
三、本文研究涉及的主要理论
四、本文研究的主要内容及研究框架
（一）本文研究的主要内容
（二）本文研究框架
五、写作提纲
六、本文研究进展
七、目前已经阅读的文献
一、选题背景
光纤接入网(Optical Access Network^OAN)依据接入设备是否具有有源性可划分为有源光网络(Active Optical Network,AON)和无源光网络(Passive OpticalNetwork^PON)。目前，主要以无源光网络作为主流技术。PON技术从20世纪90年代开始，经历 了 APON(Asynchronous transfer mode PON)、BPON(Broadband PON)、EPON(Ethemet PON)、GPON(Gigabit-capable PON)技术的演变P]。由于光接入网技术带宽高、速度快的特性，深受国内外研究者关注。
二、研究目的和意义
“宽带中国”战略及实施方案于2013年由国务院正式对外发布。该方案要求，到2020年宽带网络全面覆盖城乡，其中城市宽带网络接入能力为50Mbps、农村家庭宽带接入能力达到12Mbps，1吉比特每秒(Gbps)的宽带接入网能力在部分发达城市家庭用户可实现⑴。随着互联网业务的不断发展和融合，接入网已经被要求不断升级演进以满足更多的用户需求。光接入网具有带宽大、误码率低、可靠性高和抗干扰能力强等优势，逐步成为接入网的主要技术方案。光接入网从有源光网络逐步发展到无源光网络，而GPON则是近年来一项热门的接入网技术，渐渐成为国内接入网的主要技术。标识映射机制能消除传统IP地址在语义上的双重身份，进一步提高网络的可扩展性、移动性、安全性和可控可管性。将GPON技术与标识映射机制结合，不仅提高了接入的传输能力同时也加强了接入网在安全和管理方面的性能，使得未来的接入网更能满足人们日益增长的网络需求。
三、本文研究涉及的主要理论
一体化网络体系主要是由北京交通大学牵头并与其他几所高校联合合作的项目，该项目是针对异质异构网络和新网络体系关于一体化、服务与信息安全、服务普适性、网络移动性、网络的可控可管性等问题的研究，并且该项目得到了国家973项目、863项目和自然科学基金的支持。该体系以“四个标识”和“三次映射”为网络基础架构，形成了新的网络体系机理和架构，通过这种架构形式将新网络体系划分为基础设施层以及普适服务层两个领域。在基础设施层中主要以接入标识(Accessing Identifier,AID)和路由标识(Routing Identifier，RID)作为分界标识，将基础传输网络划分为接入网和核心网两部分。在接入网里终端身份信息等内容由接入标识表示，而在核心网中则是由路由标识来代表，这样就能解决传统的IP双重性问题，将身份和位置进行分离从而更好的增强了信息的安全性，进而实现网络的可控可管性。
LISP技术是由思科公司提出的关于身份和位置分离的协议技术方案。该技术也是将DP划分为两类：一是终端标识(Endpoint Identifier，EID)，该标识用于终端系统里，携带了终端主机的身份信息等内容；二是路由位置标识(RoutingLocator,RLOC),该标识则是用于路由器中，标识着终端主机在核心网里的身份位置信息。LISP采用了險道封装的技术，分别在路由器的出口和入口进行出入数据的封装和解封装，从而实现分离技术。
可编程片上系统(System on a Programmable chip,SOPC)技术是一种特殊的嵌入式系统，主要是由Altera公司在2000年左右的时候提出，该技术的提出是为了弥补原先的片上系统(System on Chip,SOC)技术在开发时间周期、设计成本等问题上的不足，SOPC技术降低设计成本大大缩短开发周期，从而促进了 SOC技术的发展。常见的片上系统有：可编程逻辑阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)>数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)和ARM处理器等，其中FPGA因其价格便宜并且性能强等原因深受开发者喜爱，SOPC技术也因此多以FPGA为基础进行，所以一般提到SOPC技术大多数指的是在FPGA上进行幵发的技术。除了Altera公司之外Xilinx公司也推出了自己的SOPC系统，不同于Altera公司那样将SOPC集成在一个开发平台上，Xilinx公司则是将该系统划分为两个部分EDK和SDK硬件、软件平台。不管SOPC的具体实现形式如何，都应具备以下几个基本特征：1)片上的可编程逻辑资源充足；2)可编程模拟电路可供选用；3)高速的RAM资源；4)嵌入式内核处理器一个以上；5)丰富的IP Core资源可供选择
四、本文研究的主要内容及研究框架
（一）本文研究的主要内容
本文一共分为六章，章节概要如下：第一章为引言，阐述了本文的意义和研究背景，从光接入网技术、身份与位置分离技术和SOPC技术这三个方面，简单介绍了目前国内外的研究情况，与此同时也对本文结构进行了解析。第二章介绍GEM顿结构和顿定界，以及标识映射的原理、详细结构和相应的映射规则，同时介绍SOPC开发平台结构和幵发流程。第三章是本文验证系统的映射部分设计，详细阐述了验证映射系统的映射主体选择、映射方式选择、映射存储问题、以及整体映射系统的功能以及相应的设计方案，对在设计中出现的问题进行详尽的讨论。第四章详细陈述了本文验证系统的硬件环境设计和实现、标识映射模块的实现、GEM帧封装模块的设计与实现以及上层测试系统的设计与实现，详细讨论了实现中出现的问题以及相应的解决方案。第五章对验证系统进行全面的功能测试，先详细介绍测试的环境以及硬件配置及测试工具，接着针对各个细节功能分别进行测试，同时对结果进行记录和分析。第六章对全文进行总结，并对后续研究工作进行展望。
（二）本文研究框架
本文研究框架可简单表示为：
五、写作提纲
致谢 5-6
摘要 6-7
ABSTRACT 7-8
序言 9-13
1 引言 13-19
1.1 研究背景以及意义 13
1.2 国内外研究现状 13-16
1.2.1 光接入网技术国内外研究现状 13-14
1.2.2 身份与位置分离技术的国内外研究现状 14-16
1.2.3 SOPC技术的国内外研究现状 16
1.3 论文的主要工作和结构 16-19
2 GEM帧结构与标识映射技术 19-27
2.1 GEM帧结构 19-21
2.1.1 GEM帧结构 19-20
2.1.2 GEM帧头定位和传输方式 20-21
2.2 标识映射技术 21-23
2.2.1 一体化标识网络系统结构 21-22
2.2.2 标识映射的映射关系类型及其原理 22-23
2.3 基于FPGA的SOPC开发 23-25
2.3.1 SOPC开发流程 23-24
2.3.2 SOPC开发技术 24-25
2.4 本章小结 25-27
3 验证系统映射方案设计 27-41
3.1 验证系统映射模块总体设计方案 27-28
3.2 标识映射方式设计 28-34
3.2.1 映射技术选择 28
3.2.2 映射主体选择 28-31
3.2.3 标识方式分析 31-34
3.3 标识映射的存储设计 34-36
3.4 协议栈数据转发设计和结构模块 36-39
3.4.1 协议栈数据转发设计 36-38
3.4.2 协议栈结构模块设计 38-39
3.5 本章小结 39-41
4 验证系统的实现 41-73
4.1 验证系统整体框架图 41
4.2 系统硬件环境和开发平台 41-51
4.2.1 NIOS Ⅱ和开发平台简介 42-44
4.2.2 硬件环境系统构成 44-47
4.2.3 硬件驱动实现 47-51
4.3 LWIP协议模块实现 51-55
4.3.1 LWIP协议栈简介 52-53
4.3.2 LWIP的移植实现 53-55
4.4 数据链路层传输模块的实现 55-64
4.4.1 LWIP现有串行通信类型以及原理 56-57
4.4.2 SLIP协议实现 57-60
4.4.3 GEM成帧模块实现 60-64
4.5 网际层模块实现 64-69
4.6 应用层测试模块实现 69-72
4.6.1 网络配置 69-70
4.6.2 服务器通信模块实现 70-72
4.7 本章小结 72-73
5 验证系统的验证与测试 73-85
5.1 系统平台和网络拓扑 73-75
5.1.1 网络环境 73-74
5.1.2 相关设备配置以及相应的测试工具简介 74-75
5.2 分块功能测试 75-83
5.2.1 PC与FPGA以太网通信测试 75-79
5.2.2 FPGA间串口通信测试 79-80
5.2.3 映射功能测试 80-82
5.2.4 GEM帧封装测试 82-83
5.3 本章小结 83-85
6 总结与展望 85-87
参考文献 87-91
六、本文研究进展(略)
七、目前已经阅读的主要文献
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