10G 以太网光接口的 FPGA 实现
1 概述
随着人们对通信信息的充裕性、及时性和便捷性的要求越来越高，能够随时
随地、方便而及时地获取所需信息，变得越来越重要。2002 年，IEEE 通过了 10
Gb/s 速率的以太网标准——IEEE 802.3ae[1]。10G 以太网作为传统以太网技术
的一次较大的升级，在原有的千兆以太技术的基础上将传输速率提高了 10 倍，
以满足人们对移动通信业务的要求。
2009 年 1 月国内 3G 牌照正式发放，标志着我国 3G 时代的到来。为了适应
移动通信的发展，各大运营商展开了大规模的 3G 移动通信网络建设；而移动通
信网络建设的核心是基站建设，其成本也是最高的。此外，基站的性能好坏也是
移动通信服务质量的决定因素。所以，运营商在不断寻求新的方式以提高通信服
务质量的同时，也在努力降低通信网络建设的成本。分布式基站具有成本低、环
境适应性强、工程建设方便的优势，从而代表了下一代基站的的基本走向。
分布式基站的核心是把传统的宏基站基带处理单元 BBU 和射频拉远单元 RRU
分离，二者通过光纤连接。网络部署时，BBU 集中置放，其容量较大，实现了容
量和覆盖之间的转换；RRU 置于天面，其环境适应性强，并且多个 RRU 可以共享
BBU 基带资源，节省基带投资。为了实现基站和直放站之间更有效的互通，爱立
信、华为、NEC、北电网络及西门子五大集团合力制定了 CPRI 接口协议。该接口
的标准协议成为了一个公共的可用指标之一。
2 CPRI 协议简述[2]
CPRI（Common Public Radio Interface）协议定义了两个协议层——物理
层（L1）和数据链路层（L2）。CPRI 接口是位于 REC(Radio Equipment Contorl,
无线设备控制)和 RE(Radio Equipment，无线设备)之间以及两个 RE 之间的内部
数据化接口；有 3 种不同的信息流（用户平台数据流 SAPIQ、控制和管理平台数
据流 SAPCM 和同步平台数据流 SAPS）经过 CPRI 接口传输。
3 FPGA 实现 CPRI 协议传输方案
3.1 基本方案
用 FPGA 实现 CPRI 协议传输具有以下 2 种方案。
(1) 方案一
RocketIO 收发器的 FPGA 来实现 CPRI 协议的光纤通信[3]。其中，RocketIO
收发器是 Xilinx 公司在 Virtex2Pro 芯片及以上系列芯片上集成的专用串行通信
模块，在使用时不占用 FPGA 其他资源。在 Virtex5 系列 FPGA 中，RocketIO 称
为 GTP。
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