[發明專利]一種地震數據長距離傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 200910080328.8
• 申請日: 2009-03-18
• 公開（公告）號: CN101839995A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 武杰;姜耕;孔陽;易碧金;曹俊文;孫崇海;高華;劉婉會;盧濤
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司
• 主分類號: G01V1/22
• 分類號: G01V1/22
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術領域

本發明涉及一種利用長距離以太網傳輸方法的大型地震儀器交叉站和采集站之間野外數據長距離傳輸的地震數據長距離傳輸方法及系統。

背景技術

美國IO公司的系統4儀器，其數據通道的兩對雙絞線均采用了485傳輸模式，傳輸速率最高為16Mbps，數傳距離110m。

法國SERCEL公司最新的428儀器，交叉站和采集站之間采用雙絞線電纜連接，數傳速率為16Mbps，數傳距離55m。

而我們在設計當中使用了長距離以太網物理層芯片ANX5802后，數傳速率可以達到40Mbps，數傳距離220m。

ANX58xx完全兼容IEEE802.3協議的物理層部分。通過符合IEEE802.3協議的自協商機制，ANX58xx可以自動選擇10Base-T、100Base-T或100Base-FX的工作速率，可以自動選擇全雙工或是半雙工模式。

在全面兼容IEEE802.3協議自協商機制的基礎上，ANX58xx為支持多種長距離傳輸模式，對現有的自協商機制進行了合理的擴展。ANX58xx利用IEEE802.3協議第28章規定的相關寄存器組中的預留部分，設置相關的控制信息，使得ANX58xx可以自動識別對端設備是否具有長距離傳輸特性。如果對端設備也支持長距離模式的以太網收發，則雙方設備進行自動協商，并根據線纜的長度和質量，自動選擇適合的傳輸模式和通信速率。如果對端設備是普通的以太網收發器，則ANX58xx自動選擇與之兼容的工作模式。同時，ANX58xx可在普通以太網收發模式的基礎上，將傳輸距離提高30％。

ANX58xx之所以能夠支持如此長距離的數據傳輸，主要得益于硅谷數模公司將D-PHY?10G系列產品的自適應DSP處理技術和高性能AD/DA成功的引入到以太網物理層傳輸領域，從而使傳輸距離得以大幅度延伸。

另外，ANX58xx提供的自動線纜糾錯功能使得該產品能夠自動識別線纜反接錯誤，包括發送/接收反接(Auto?Crossover)和線纜正負反接(Auto?Polarity?Correction)，并能自動糾正錯誤，無需用戶介入；同時，ANX58xx具備獨有的線纜長度計算功能，為用戶提供線纜故障檢測和定位功能。當線纜出現故障，導致設備不能工作的時候，這一功能可以迅速向用戶報告線纜故障的位置，以及可能導致故障的原因，極大地方便了用戶地故障定位和排除。在MAC層接口方面，ANX58xx支持RMII、SMII、SS-SMII、DDR-SMII四種縮減管腳的MII接口，用戶可以通過相應的管腳配置方便地選擇需要的接口形式，以便與各種MAC無縫對接。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用長距離以太網傳輸方法的大型地震儀器交叉站和采集站之間野外數據長距離傳輸的地震數據長距離傳輸方法及系統。滿足未來地球物理勘探向大面積、高密度發展的要求。

本發明所述的地震數據長距離傳輸系統包括ANX5802芯片，FPGA，一對雙絞線；相鄰兩個采集站通過雙絞線連接，雙絞線通過ANX5802芯片與FPGA連接，FPGA內由一個發送狀態機和兩個接收buffer組成，兩個buffer分別與前級雙絞線和本級采集站CPU連接，發送狀態機連接后級雙絞線。采集站數據轉發過程：

(1)ANX5802芯片為長距離以太網物理層芯片，用作雙絞線的信號驅動和信號均衡。在雙絞線數據傳輸過程中，數傳的方向為單向，靠近交叉站方向的前一級采集站，既要轉發遠離交叉站的后一級采集站的地震數據，還要將自己收集的地震數據發往交叉站，越靠近交叉站大線上傳輸的數據越多，要求的傳輸速率也就越高，在2000道@2ms施工時，不包括數據幀的幀頭、幀尾、CRC校驗的純地震數據額外開銷傳輸速率要求達到達24Mbps；

(2)FPGA為每個采集站實行硬件轉發數據包的數據傳輸結構件，雙絞線上的數據按幀發送和接收，幀長度為固定值，FPGA內的發送狀態機會輪流檢查兩個buffer，當任意一個buffer中放滿一幀數據時，就會被發送狀態機選中發往后級采集站；

(3)每一級采集站在收到后一級采集站傳遞過來的數據包后，都由FPGA把數據包接收下來，然后對數據包進行包頭的重新整理轉發給前一級采集站；同時本級采集站收集的地震數據由CPU打包后發送給FPGA，由FPGA在轉發后一級采集站數據包的間隔插入到數據傳輸的鏈路中一起發送給前一級采集站。