[實用新型]可配置FPGA的光纖通道數據接口卡

有效

• 申請號: 201320564705.7
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN203434983U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 胡鋼;邱昆
• 申請（專利權）人: 成都成電光信科技有限責任公司
• 主分類號: H04B10/25
• 分類號: H04B10/25
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 謝敏

技術領域

本實用新型涉及光纖通信傳輸技術領域，具體說是一種光纖通信測量、控制或信號傳輸數據接口裝置。

背景技術

光纖通信，是利用光導纖維傳輸信號，以實現信息傳遞的一種通信方式。一對單模光導纖維可以同時開通35000個電話，和電通信相比具有傳輸頻帶寬、傳輸損耗低、損耗均勻且不受溫度的影響、抗干擾能力強、保真度高、信號保密度高、工作可靠度高等特點，其采用的高速串行能力的傳輸協議，具有高可靠性、高帶寬、實時性高的特點。隨著光纖技術的進步，特別是無水峰的全波窗口光纖的發展，從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內，都能實現低損耗、低色散傳輸，傳輸容量呈幾百倍、幾千倍甚至上萬倍的增長。同時光纖通信采用點對點、星形、鏈狀、環形網絡拓撲結構，中間設備少，不需要進行復雜的協議轉換。正是如此，光纖通信系統逐漸成為主流通信系統。

目前,我國已經建成以光纖網絡為基礎的骨干網和城域網。隨著本地光纖網絡和3G或者4G移動通信光纖網絡建設的推進，我國的光纖通信領域還有很大的發展空間。

波分復用(WDM)和波長轉換技術是光纖通信的核心技術。波分復用(WDM)是將兩種或多種不同波長的光載波信號在發送端經復用器(Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光纖通信線路的同一根光纖中進行傳輸的技術；在接收端，經解復用器(Demultiplexer)將各種波長的光載波信號分離，再由光接收機作進一步處理以恢復原信號。波長轉換技術是將從波分復用終端或其他設備來的光信號進行轉換，將非匹配波長上的光信號轉到符合要求的波長上，從而實現信號從一個波長向另一個波長的轉換。在含有波長轉換的網絡中，光通道能通過在不同的鏈路上用不同的波長建立，從而大大提高網絡的靈活性，消除光通道的波長沖突，有利于網絡的運行、管理和維護。

光纖通信系統不僅包括基礎的硬件系統，還包括監控管理系統，其主要功能是對組成光纖通信系統的各種連接設備進行性能和工作狀態的監測，發生故障時會自動告警并予以處理，對保護倒換系統實行自動控制。同時它還可以實現對數據的實時顯示和存儲，以及對存儲的數據進行即時分析處理。監控管理系統不僅可以接收光端機發送的光纖通道數據，還可以直接與另一個光纖網絡終端進行互連。

光纖通信系統的運行和監控功能主要是通過光纖通道數據接口卡來實現。光纖通道數據接口卡的系統功能和電路邏輯比較復雜，需要較多的可配置邏輯塊。這種可配置性主要通過FPGA現場可編程門陣列來實現，設計工程師利用FPGA上的資源將許多系統功能配置到器件的邏輯電路上，縮減系統電路板上的電路數量，設計工程師還可以利用FPGA的可配置特性來更改邏輯以增加或移除功能、修補邏輯漏洞或者改善性能。

光纖通道數據接口卡采用的FPGA現場可編程門陣列包括光纖通道數據處理模塊、數據緩存、和計算機連接的總線控制模塊、光纖通道數據存儲卡工作狀態寄存器組。其中設計工程師可對光纖通道數據處理模塊、和計算機連接的總線控制模塊進行配置，通過配置調整實現邏輯，使各個模塊處于最佳的工作狀態，增加FPGA各模塊工作的協調性和穩定性，進而提高FPGA的整體性能。還通過配置光纖通道數據接口卡，來適應所在的光線通道網絡，消除實際應用中發現的問題，從而最大程度地滿足光纖網絡的運行和監測需求。

目前的光纖通道數據接口卡主要用于特定的數據采集行業中，主要有采用單片機MCU為控制核心的光纖通道數據接口卡，和采用FPGA和PCI總線的光纖通道數據接口卡，這兩種光纖通道數據接口卡對于單個設備、小容量的數據采集或者監控基本夠用了，但是面對大容量、高速度、高保真的光纖網絡，這兩種光纖通道數據接口卡就無法勝任了，同時現有的光纖通道數據接口卡配置能力較弱，僅能實現簡單的配置。

實用新型內容

為了克服現有技術在采用光纖通道數據接口卡來監控和仿真光纖網絡時，采用單片機MCU為控制核心的光纖通道數據接口卡根本不適合高速光纖網絡的數據采集任務，采用PCI總線為接口的光纖通道數據接口卡，其數66MHZ的數據帶寬，無法滿足光纖網絡GHZ的帶寬需求，只能執行簡單的數據采集作業，無法實現光纖網絡的監控和仿真作業，同時現有的光纖通道數據接口卡配置能力較弱，僅能實現簡單的配置。

為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案：