低成本CESoPSN方案及其G.8261测试

CESoPSN（结构化仿真协议）在PTN和IPRAN系统中有极其重要的作用，通过CESoPSN能为PTN和IPRAN上下TDM业务，从而实现2G和3G/4G传输网络的融合和过渡。

SW2016F作为一款小容量的基于PWE3国际协议的CESoPSN芯片方案，具有功能齐备、指标优异、成本低廉的特点，它完全符合G.8261标准的各项测试模板，是PTN和IPRAN实现E1卡的较优方案。

SW2016F是一个FPGA方案，母片采用的是不到一万个逻辑单元的XC6SLS16 ，对如此小的母片单片来实现16E1的CESoPSN电路仿真来说不能不说是一个奇迹，通过图1可见其内部还集成了LIU，用户可选择使是否用其内部的LIU，这样其芯片本身及外围成本都相比当前市面有的方案更低。

图1 SW2016F系统功能框图

对CESoPSN芯片来说指标和稳定性是最重要的，而除了芯片方案本身的稳定性外，其适应网络的能力是其稳定性的一个重要体现，具体就该款芯片而言主要体现在适应数据包在分组网上抖动（PDV）的能力和指标，目前G.8261对此有详尽的要求，同时G.8261的要求也是中国移动根据几年来使用PTN网络心得新近作出的招标必须要求，目前SW2016F是市面上所知唯一测试通过G.8261模板的芯片方案，并且因其通过G.8261不同模板时无需更换代码和作任何设置而具备测试和真正的工程意义，下面就将其网络业务流模型2测试模板1和模板2的测试截图附上，之所以附这两个截图是因为模板1和模板2是目前业内最难同时通过的两个模板，成都朗锐芯公司也是基于对PDV及其算法多年的研究和积累方才在业内率先实现：

网络业务流模型2测试模板1：

tie和mtie分析截图如图2和图3所示：

图2 tie曲线分析图

图3 mtie曲线分析图

网络业务流模型2测试模板2

tie和mtie分析截图如图4和图5所示：

图4 tie曲线分析图

图 5 mtie曲线分析图

测试说明：

1.网络业务流模型1

按照 3GPP，接入业务流包含通话（话音）、数据流（音像）、互动的（例如，http）和后台（sms、电子邮件）。已经知道，在无线网 80%到 90%的业务流是通话，其平均呼叫持续时间从 1分钟到 2分钟。为了能对这种业务流建模，应该将 80%的信息包固定为小尺寸固定比特率信息包，而 20%的信息包具有中等和最大尺寸混合的信息包。

信息包尺寸的分布是：

• 80%的负荷务必是最小尺寸信息包（64个八比特组）；

• 15%的负荷务必是最大尺寸信息包（1518个八比特组）；

• 5%的负荷务必是中等尺寸信息包（576个八比特组）。

最大尺寸信息包出现在突发持续 0.1 s和 3 s之间。

2.网络业务流模型2

比网络业务流模型1更大的信息包构成处理更多数据业务流的网络。为了对这个业务流建模，60%的信息包务必是最大尺寸，40%的信息包是最小和中等尺寸的混合。

信息包尺寸的分布是：

• 60%的负荷务必是最大尺寸信息包（1518个八比特组）；

• 30%的负荷务必是最小尺寸信息包（64个八比特组）；

• 10%的负荷务必是中等尺寸信息包（576个八比特组）。

最大尺寸信息包出现在突发持续 0.1 s和 3 s之间。

（1）测试情况1（模板1）

测试情况1是“静态”信息包负荷的模型。测试情况 1务必使用下列网络条件：

假定时钟恢复处于稳定状态，加 80%网络扰动负荷持续 1 小时。为了在测量之前稳定，允许有一个遵从ITU-T G.8261/Y.1361建议书的附录二关于时钟恢复处理的稳定周期。网络负荷的信息包务必使用网络业务流模型2规定的网络业务流模型。

（2）测试情况2（模板2）

测试情况 2 是网络的负荷突然大和持续改变的模型。它验证网络状态突然大变时的稳定性，以及在存在低频 PDV时漂动的性能。

测试情况 2务必使用下列网络条件：

• 网络负荷的信息包务必使用网络业务流模型1规定的网络业务流模型；

• 为了在测量之前稳定，允许有一个遵从ITU-T G.8261/Y.1361建议书的附录二关于时钟恢复处理的稳定周期。

• 开始加 80%网络扰动负荷 1小时，降到 20% 持续 1小时，反过来增加到 80%持续 1小时，再降到20%持续 1小时，又增到 80%持续 1小时，再降到 20%持续 1小时。如下图1.5所示：

图6 G.8261/Y.1361－阶跃式网络扰动负荷调制

粗略的介绍了SW2016F作为CESoPSN方案的成本和G.8261两个重要模板的测试，在此再简述下其特性：

l 符合IETF PWE3规范，支持ITU-T 建议Y.1413和Y.1453、 IETF RFC4553、RFC5086、MEF-8和 MFA 8.0.0

l 与主流PWE3规范电路仿真芯片互联互通

l 提供1~16个E1接口，最多支持512个64 Kbps双向通道

l E1接口集成Framer和LIU，LIU可选择外接

l 1个100M/1000Mbps(MII/GMII)以太网MAC接口，完全兼容IEEE 802.3标准

l 支持多协议：L2TPv3/IPv4、L2TPv3、IP/UDPv4、IP/UDPv6、Metro Ethernet (MEF-8)和MPLS(MFA-8)

l 0、1或2 层VLAN Tags，支持 802.1p, 802.1q和802.1ad

l 支持ARP和RTP协议（可选），RTP提供绝对或差分时钟标签

l 支持4种独立E1时钟恢复同步模式

自适应时钟恢复

差分时钟恢复

系统时钟恢复

环回时钟恢复

l 自适应时钟恢复精度可达12ppb

l E1封装支持非结构化SAToP、结构化CESoPSN不带CAS和结构化CESoPSN带CAS三种方式

l 在CESoPSN下，每个E1口包括1个TSA模块，可任意时隙分配和任意PW分配

l 在SAToP下，每个E1口包括1个SAT模块

l 每路E1支持封装尺寸1、2、4、8和16帧，每路E1支持抖动缓存深度可达1~256ms

l 每路E1支持丢包和乱序包补偿和处理技术，可指定补偿包内容

l 提供丰富的收发包统计信息和状态告警信息

l 内部专用OAM管理信息及地址映射

l 支持512MBit DDR2 SDRAM

l 系统提供16位并行CPU总线接口或4线SPI总线接口

1.2V内核，1.8V、2.5V和3.3V的I / O供电，FBGA256封装(1.0mm)

综上所述，SW2016F是一个功能齐备、性能优异、成本低廉的CESoPSN方案，同时由于其设计者是国内本土企业，因此具备更为完备的技术和商务支持，现该芯片已被国内部分企业批量商用，其中不乏著名通信设备制造商。