[發明專利]基于千兆無源光網絡的中心節點裝置

在審

• 申請號: 201310433249.7
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103491461A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 孫偲晟;李戎;陸赟
• 申請（專利權）人: 上海電控研究所
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/25
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及光纖網絡通信技術領域，具體地，涉及一種基于千兆無源光網絡的中心節點裝置。

背景技術

在各種工業現場以及車載系統中，包含大量的圖像、信號傳輸，比如CCD圖像系統、雷達、GPS導航等，這些設備間的數據還要進行共享、交換和轉換，這就要求快速構建一個基于以太網的無源光纖網絡。而現有應用于工業現場和車載系統的無線網絡都是借用于主干網絡技術，其網絡的不僅帶寬窄，而且容易受外界信號干擾，在工業現場和車載系統中，工況惡劣，使現場網絡工作很不穩定。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種基于千兆無源光網絡的中心節點裝置，在車內構建一個快速高效的具有以太網特性的無源光纖網絡。

根據本發明的一個方面，提供一種基于千兆無源光網絡的中心節點裝置，其特征是，包括電源模塊、中心節點MAC層模塊、中心節點高速物理層模塊以及光電轉換模塊，所述電源模塊分別與所述中心節點MAC層模塊、中心節點高速物理層模塊以及光電轉換模塊電連接，為其提供電能，所述中心節點高速物理層模塊與所述中心節點MAC層模塊通信連接，所述光電轉換模塊與所述中心節點MAC層模塊通信連接，所述光電轉換模塊通過光纖連接接入節點。

優選地，所述中心節點高速物理層模塊包括數據發送單元、數據接收單元和突發數據恢復單元，所述中心節點高速物理層模塊提供標準的GMII接口與MAC層模塊互聯。

優選地，所述中心節點MAC層模塊包括時隙管理單元、幀解析單元、數據發送單元和數據接收單元。

優選地，所述光電轉換模塊包括接入點光電轉換單元和輸出點電光轉換單元，光電轉換模塊將從接入節點接收上來的光信號通過所述接入點光電轉換單元轉為電信號，并通過所述中心節點高速物理層模塊處理送往中心節點MAC層模塊；光電轉換模塊將所述中心節點MAC層模塊和所述中心節點高速物理層模塊發送過來的電信號通過所述輸出點電光轉換單元轉換為光信號，并發往光網絡接入節點。

優選地，所述光電轉換模塊接收光信號的方式是突發性接收，所述光電轉換模塊發射光信號是連續性發射。

優選地，其特征在于，中心節點MAC層模塊采用EP3C40F324芯片的FPGA邏輯電路模塊。

優選地，其特征在于，所述中心節點高速物理層模塊采用型號為TLK2541的電路模塊。

優選地，其特征在于，所述光電轉換模塊采用型號為LTE4302的光電模塊。

優選地，其特征在于，所述中心節點裝置采用單纖雙向通信模式，接收波長為1310nm，發送波長為1490nm。

優選地，所述中心節點裝置還包括輔助模塊，所述輔助模塊包括FPGA的配置單元和時鐘源，所述中心節點MAC層模塊的運行速度是125MHz，所述光電轉換模塊連接的高速差分信號運行速度是1.25GHz。

與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：

（1）千兆以太網兼容性好的特點和光纖網絡帶寬大、不受外界電磁環境干擾的優勢；

（2）采用了FPGA實現網絡的邏輯鏈路層協議，通過光突發傳輸技術結合高速物理層串行芯片提高了網絡傳輸實時性；

（3）整體架構簡單，可以在工業現場快速構建一個光纖網絡。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：

圖1為本發明的中心節點裝置模塊示意圖；

圖2為本發明的中心節點裝置的邏輯結構圖；

圖3為本發明的網絡整體結構圖；

圖4為本發明的中心節點數據通信流程圖；

圖5為本發明的中心節點網絡管理流程圖；

圖6為本發明的光纖網絡數據幀格式示意圖；

圖7為本發明的光纖網絡控制幀格式示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。