光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光纖通信傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，包括光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊、光纖分光器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器、至少一個光纖可調(diào)濾波器，光纖分光器連接光纖可調(diào)濾波器，光纖可調(diào)濾波器連接多路光收發(fā)器、多路光收發(fā)器連接多路接收放大器，多路接收放大器連接多路A/D轉(zhuǎn)換器，多路A/D轉(zhuǎn)換器連接光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊。它可以實(shí)現(xiàn)幾十千米級或者幾百千米級的多通道、高質(zhì)量、高精度，實(shí)時數(shù)據(jù)采集光信號傳輸。
【專利說明】光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖通信傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種多通道光纖通信測量、控制或信號傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖通信，是利用光導(dǎo)纖維傳輸信號，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的一種通信方式。一對單模光導(dǎo)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(qiáng)、保真度高、信號保密度高、工作可靠度高等特點(diǎn)，其采用的高速串行能力的傳輸協(xié)議，具有高可靠性、高帶寬、實(shí)時性高的特點(diǎn)。隨著光纖技術(shù)的進(jìn)步，特別是無水峰的全波窗口光纖的發(fā)展，從1280nm到1625nm的廣闊的光頻范圍內(nèi)，都能實(shí)現(xiàn)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(diǎn)對點(diǎn)、星形、鏈狀、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，中間設(shè)備少，不需要進(jìn)行復(fù)雜的協(xié)議轉(zhuǎn)換。正是如此，光纖通信系統(tǒng)逐漸成為主流通信系統(tǒng)。
[0003]目前，我國已經(jīng)建成以光纖網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)。隨著本地光纖網(wǎng)絡(luò)和3G或者4G移動通信光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，我國的光纖通信領(lǐng)域還有很大的發(fā)展空間。
[0004]光纖通信的基本工作原理是，信源編碼裝置將語音、圖像、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號，再將這些數(shù)字脈沖信號進(jìn)行編碼，獲得數(shù)據(jù)源信號，再通過調(diào)制器將數(shù)據(jù)源信號調(diào)制到無規(guī)律變化光信號，通過光端機(jī)的光發(fā)射器將光信號通過光纖傳輸給另外一個光端機(jī)，另外一個光端機(jī)的光檢測器將獲得的光信號進(jìn)行提取，再經(jīng)過后續(xù)處理得到相應(yīng)的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。
[0005]波分復(fù)用(WDM)和波長轉(zhuǎn)換技術(shù)是光纖通信的核心技術(shù)。波分復(fù)用(WDM)是將兩種或多種不同波長的光載波信號在發(fā)送端經(jīng)復(fù)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(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)；在接收端，經(jīng)解復(fù)用器(Demultiplexer)將各種波長的光載波信號分離，再由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號。波長轉(zhuǎn)換技術(shù)是將從波分復(fù)用終端或其他設(shè)備來的光信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將非匹配波長上的光信號轉(zhuǎn)到符合要求的波長上，從而實(shí)現(xiàn)信號從一個波長向另一個波長的轉(zhuǎn)換。在含有波長轉(zhuǎn)換的網(wǎng)絡(luò)中，光纖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(wǎng)絡(luò)的靈活性，消除光纖通道的波長沖突，有利于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)。
[0006]本世紀(jì)以來，全球產(chǎn)業(yè)逐漸走向集群化、自動化、大規(guī)?；陌l(fā)展方向。為了實(shí)時、有效、準(zhǔn)確地監(jiān)測生產(chǎn)設(shè)備、儀器的實(shí)時運(yùn)行狀況，數(shù)據(jù)采集，特別是高速數(shù)據(jù)采集成為現(xiàn)代工業(yè)控制、電力、醫(yī)藥、化工、物探分析、觀測技術(shù)、航空航天領(lǐng)域必不可少的一部分。隨著產(chǎn)業(yè)的向前發(fā)展，數(shù)據(jù)采集進(jìn)入的領(lǐng)域越來越復(fù)雜，對數(shù)據(jù)采集項的數(shù)量、采用精度、采樣準(zhǔn)確性、采樣速率、采樣實(shí)時性都有更高的要求。多參數(shù)同步測量能力成為評價數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，多參數(shù)同步測量需要系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗干擾能力，更大的傳輸帶寬，更快的傳輸速度，更好的數(shù)據(jù)實(shí)時性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率。
[0007]在信號通信領(lǐng)域，要想提高系統(tǒng)整體的帶寬、整體傳輸速率、整體抗干擾能力，有兩種辦法，一種是對整個網(wǎng)絡(luò)重新設(shè)計，另外一個就是采用多通道技術(shù)。整個網(wǎng)絡(luò)重新設(shè)計，投入大、成本高、要執(zhí)行起來很困難。
[0008]通信領(lǐng)域的多通道技術(shù)，是指將多個區(qū)域的通信信號通過獨(dú)立的線纜直接匯聚到信源裝置，形成多個并行的信號通道接入，獲得所有信號通道帶寬總和的信源帶寬。每個信號通道的信號波相互隔離，沒有干擾，有效降低系統(tǒng)整體的噪聲水平，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時性。
[0009]目前基于銅基電纜的高速串口能夠以千兆位速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，采用多通道傳輸技術(shù)可以獲得超過IOOGbps的數(shù)據(jù)傳輸率.不過傳輸距離受到極大的限制，只能獲得米級傳輸距離。
[0010]光纖線纜傳輸擁有銅基電纜傳輸無法比擬的單通道帶寬，傳輸距離，傳輸速度，傳輸保真度和防干擾能力，采用多通道技術(shù)可以獲得千米級傳輸距離，同時具有更低的系統(tǒng)噪聲水平，更好的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和實(shí)時性。
[0011]采用以上的多通道技術(shù)，即使是采用光纖網(wǎng)絡(luò)，也只能實(shí)現(xiàn)千米級傳輸距離，對于廠區(qū)比較大的工業(yè)企業(yè)、環(huán)境比較差的物探行業(yè)、航空航天研究和生產(chǎn)領(lǐng)域還是無法實(shí)現(xiàn)有效的高速數(shù)據(jù)采集。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]為了克服現(xiàn)有技術(shù)在進(jìn)行多通道數(shù)據(jù)傳輸時，最大只能實(shí)現(xiàn)千米級的傳輸距離，無法對超過這個傳輸距離的設(shè)備，采用基于光纖通道的高速數(shù)據(jù)采集的技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)。
[0013]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，包括光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊、光纖分光器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器、至少一個光纖可調(diào)濾波器，光纖分光器連接光纖可調(diào)濾波器，光纖可調(diào)濾波器連接多路光收發(fā)器、多路光收發(fā)器連接多路接收放大器，多路接收放大器連接多路A/D轉(zhuǎn)換器，多路A/D轉(zhuǎn)換器連接光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊。
[0014]本發(fā)明投入使用時，第一步，檢查、調(diào)試設(shè)備:檢查光纖分光器、光纖可調(diào)濾波器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器之間的硬件連接是否正常，如果出現(xiàn)異常，予以糾正；第二步，加電測試設(shè)備:啟動電源，確認(rèn)光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)工作狀態(tài)是否正常，正常后才投入使用；第三步，參數(shù)設(shè)定，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置可調(diào)濾波器的參數(shù)，確定允許通過的波長；第四步，執(zhí)行系統(tǒng)任務(wù)，光纖分光器將多個光纖網(wǎng)絡(luò)傳入的光信號按波段進(jìn)行耦合、分支，再分配到每個輸出通道，實(shí)現(xiàn)光信號按波段重新分配光纖通道，再通過和每個通道相連的光纖可調(diào)濾波器將光纖網(wǎng)絡(luò)的光信號按照設(shè)定波長進(jìn)行濾波，允許通過的光信號進(jìn)入多路光收發(fā)器，多路光收發(fā)器將光信號轉(zhuǎn)發(fā)給多路接收放大器，每個通道的光信號通過多路接收放大器時，產(chǎn)生光子激輻射效應(yīng)，產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子，產(chǎn)生光信號放大，再將放大后的光信號傳輸多路A/D轉(zhuǎn)換器，多路A/D轉(zhuǎn)換器將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，實(shí)現(xiàn)光纖通信到電通信之間的轉(zhuǎn)換，再將電信號傳輸給光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊。
[0015]本系統(tǒng)的工作原理是，在光纖通信現(xiàn)有的波分復(fù)用和波長轉(zhuǎn)換技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過建立光信號處理平臺進(jìn)行光信號的抽取濾波，針對不同波長的光信號選擇不同的光纖通道，再將這些光信號匯聚到光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊。具體如下:利用光纖分光器將多個光纖網(wǎng)絡(luò)的光信號按波段進(jìn)行耦合、分支、再分配，利用光纖可調(diào)濾波器從分配后的光信號中挑選出所需的波長的光信號，再通過多路光收發(fā)器接收、轉(zhuǎn)發(fā)給多路接收放大器，多路接收放大器產(chǎn)生光子激輻射效應(yīng)，產(chǎn)生大量與自身完全相同的光子，將每個通道的光信號放大，再將放大后的光信號傳輸多路A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行每個通道的光信號轉(zhuǎn)電信號的工作，獲得的電信號傳輸給光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行后續(xù)的處理，以實(shí)現(xiàn)多通道的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。
[0016]和現(xiàn)有技術(shù)在多通道數(shù)據(jù)傳輸中，采用米級的電通信多通道傳輸系統(tǒng)和千米級的光纖通信多通道傳輸系統(tǒng)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用光纖分光器來實(shí)現(xiàn)多個光纖網(wǎng)絡(luò)的接入和按波段重新分配光纖通道，采用光纖濾波器來濾除接收端不需要的光信號，讓需要的光信號通過，采用光纖分光器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器、來保證選通濾波后的光信號在一個光纖通道上傳遞，從而保證光信號的純凈性，還極大減少后續(xù)處理的工作量，提高系統(tǒng)效率；本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)千米級的高速多通道傳輸，還可以實(shí)現(xiàn)幾百公里級甚至上千公里級的高速多通道傳輸，它可以和幾個遠(yuǎn)程的光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)多個遠(yuǎn)程點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)采集，這對跨國企業(yè)和大型集團(tuán)公司，或者項目分布在多個遠(yuǎn)程點(diǎn)的公司來說，在設(shè)備管理，過程控制、項目跟蹤方面具有積極的意義，正是這樣本發(fā)明具有很高的產(chǎn)業(yè)價值。
[0017]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0018]為了進(jìn)一步優(yōu)化，確保多路光收發(fā)器有能力處理濾波選通后的光信號，作為優(yōu)選，多路光收發(fā)器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和光纖輸出端口，每個光纖可調(diào)濾波器通過光纖和一個多路光收發(fā)器的光纖輸入端口相連，多路光收發(fā)器的光纖輸出端口連接多路接收放大器。
[0019]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號接收能力的進(jìn)一步改進(jìn)。采用多路光收發(fā)器可以確保濾波后的光信號保持在一個光纖通道上傳輸，不會再摻雜其他波段的光信號，保持選通的效果。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇多路光收發(fā)器的型號和規(guī)格。
[0021]為了進(jìn)一步優(yōu)化，確保多路接收放大器有能力處理濾波選通后的光信號，作為優(yōu)選，多路接收放大器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和光纖輸出端口，多路接收放大器的光纖輸入端口和多路光收發(fā)器的光纖輸出端口通過光纖相連，多路接收放大器的光纖輸出端口和多路A/D轉(zhuǎn)換器通過光纖相連。
[0022]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號放大能力的進(jìn)一步改進(jìn)。采用多路接收放大器，確保放大前，放大中，放大后的一個波段的光信號在同一個光纖通道上傳輸，不會再摻雜其他波段的光信號，保持選通的效果。
[0023]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇多路接收放大器的型號和規(guī)格。
[0024]為了進(jìn)一步優(yōu)化，確保多路A/D轉(zhuǎn)換器有能力處理濾波選通后的光信號，作為優(yōu)選，多路A/D轉(zhuǎn)換器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和電信號輸出端口，多路A/D轉(zhuǎn)換器的光纖輸入端口和多路接收放大器的光纖輸出端口通過光纖相連,多路A/D轉(zhuǎn)換器的電信號輸出端口和光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊電連接。
[0025]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號轉(zhuǎn)換能力的進(jìn)一步改進(jìn)，采用多路A/D轉(zhuǎn)換器，確保光信號轉(zhuǎn)換前，光信號轉(zhuǎn)換中，光信號轉(zhuǎn)換后的一個波段的信號在同一個通道上傳輸，不會再摻雜其他的信號，保持選通的效果。[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇多路A/D轉(zhuǎn)換器的型號和規(guī)格。
[0027]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)構(gòu)合理性和可配置能力，作為優(yōu)先，光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊包括第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片、FPGA現(xiàn)場可編程門陣列、中央處理器、Flash存儲器、高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM、PC1-EXPRESS接口，多路A/D轉(zhuǎn)換器、高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM、Flash存儲器、PC1-EXPRESS接口與FPGA現(xiàn)場可編程門陣列連接，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程門陣列、第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片均與中央處理器連接。
[0028]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)整體可配置能力的進(jìn)一步改進(jìn)。采用Flash存儲器來存儲配置程序，系統(tǒng)啟動快，數(shù)據(jù)安全、可靠；采用高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM為FPGA提供高速數(shù)據(jù)緩存，有利于提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)的能力，以適應(yīng)更高速、更大容量的數(shù)據(jù)傳輸載荷；采用FPGA現(xiàn)場可編程門陣列可通過配置FPGA現(xiàn)場可編程門陣列的電路邏輯，來增加或移除功能，同時修補(bǔ)邏輯漏洞或者改善性能。采用第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片為處理器提供異步時鐘，根據(jù)光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的工作負(fù)荷自行調(diào)整時鐘頻率，從而調(diào)整中央處理器的工作頻率，這種時鐘頻率的自行調(diào)整，有利于降低處理器的功耗，同時確保數(shù)據(jù)傳輸要求，中央處理器還對FPGA現(xiàn)場可編程門陣列及其他板載芯片執(zhí)行管理職能；采用PC1-EXPRESS接口可實(shí)現(xiàn)FPGA現(xiàn)場可編程門陣列和計算機(jī)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)交換，其每向數(shù)據(jù)傳輸帶寬高達(dá)4GB/s，雙向數(shù)據(jù)傳輸帶寬有8GB/s。
[0029]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0030]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高PGA現(xiàn)場可編程門陣列的電路邏輯配置能力，實(shí)現(xiàn)更好的系統(tǒng)功能和電路邏輯，作為優(yōu)先，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程門陣列為Xilinx XC5VLX110T。
[0031]FPGA現(xiàn)場可編程門陣列的可編程輸入輸出單元、可配置邏輯塊、數(shù)字時鐘管理模塊、嵌入式塊RAM、布線資源、底層內(nèi)嵌功能單元、內(nèi)嵌專用硬核各模塊的性能和功能直接取決于其核心芯片。
[0032]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)綜合可配置能力的進(jìn)一步改進(jìn)。Xilinx是FPGA現(xiàn)場可編程門陣列行業(yè)的技術(shù)先行企業(yè)，Virtex-5系列芯片是Xilinx公司推出的全球首款65nm FPGA產(chǎn)品，使用1.0V三柵極氧化層工藝，使用創(chuàng)新的ExpressFabric構(gòu)架并實(shí)現(xiàn)終極的系統(tǒng)集成平臺。XC5VLX110T屬于對低功耗串行I/O的高性能邏輯進(jìn)行優(yōu)化的LXT平臺。
[0033]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇FPGA現(xiàn)場可編程門陣列的型號。
[0034]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高中央處理器對系統(tǒng)各模塊的管理能力，作為優(yōu)選，中央處理器為Cortex-M3核ARM微處理器LPC1769。
[0035]光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的能力的有賴于系統(tǒng)處理器的管理能力，還有賴于系統(tǒng)處理器對跟蹤調(diào)試功能的支持并提供相關(guān)接口，系統(tǒng)處理器用于控制FPGA芯片的工作狀態(tài)以及緩存隊列調(diào)度，對FLASH配置芯片進(jìn)行管理。
[0036]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)管理能力的進(jìn)一步改進(jìn)。CorteX-M3核ARM微處理器LPC1769，是面向行業(yè)嵌入式市場的低功耗的芯片它具有JTAG接口，支持JTAG調(diào)試，提供了專門的指令追蹤單元。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇中央處理器的型號。
[0038]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高光纖可調(diào)濾波器的光信號選擇能力，作為優(yōu)選，光纖可調(diào)濾波器的型號為FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016中任意一項。[0039]光纖可調(diào)濾波器性能的鑒別主要通過光學(xué)噪聲濾波和信道動態(tài)鎖定來評價，極低的低的插入損耗特性和可靠地鎖定能力是一個高質(zhì)量的光纖可調(diào)濾波器必須具備的條件，它是實(shí)現(xiàn)極低的誤碼率和高靈敏度的基礎(chǔ)。
[0040]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號選擇能力的進(jìn)一步改進(jìn)。FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016具有小于1.5 dB的插入損耗特性，它們的特性高度接近愛里函數(shù)，光學(xué)工程師可以非常準(zhǔn)確地設(shè)計他們的系統(tǒng)性能參數(shù)。
[0041]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇光纖可調(diào)濾波器的型號。
[0042]為了進(jìn)一步優(yōu)化，提高光收發(fā)器的光信號轉(zhuǎn)換和收發(fā)能力，作為優(yōu)先，光收發(fā)器的型號為 FTRJ-8519-1-2.5。
[0043]以上是對光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換和收發(fā)能力的進(jìn)一步改進(jìn)。采用Finisar公司FTRJ-8519-1-2.5光收發(fā)器，它采用850nm激光器，提供2.125Gbps傳輸速率，具有良好的抖動和EMI特性。
[0044]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇光收發(fā)器的型號。
[0045]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.和現(xiàn)有技術(shù)在多通道數(shù)據(jù)傳輸中，采用米級的電通信多通道傳輸系統(tǒng)和千米級的光纖通信多通道傳輸系統(tǒng)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用光纖分光器來實(shí)現(xiàn)多個光纖網(wǎng)絡(luò)的接入和按波段重新分配光纖通道，采用光纖濾波器來濾除接收端不需要的光信號，將濾波后的光信號保持在一個光纖通道上傳輸，從而保證光信號的純凈性，還極大減少后續(xù)處理的工作量，提高系統(tǒng)效率；本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)千米級的高速多通道傳輸，還可以實(shí)現(xiàn)幾百公里級甚至上千公里級的高速多通道傳輸，它可以和幾個遠(yuǎn)程的光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)多個遠(yuǎn)程點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)采集，這對跨國企業(yè)和大型集團(tuán)公司，或者項目分布在多個遠(yuǎn)程點(diǎn)的公司來說，在設(shè)備管理，過程控制、項目跟蹤方面具有積極的意義，正是這樣本發(fā)明具有很高的產(chǎn)業(yè)價值。
[0046]2.本發(fā)明采用光纖濾波器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器之間的順次連接，這種流水線處理光信號的方式，具有損耗低，信號轉(zhuǎn)換效率高，最重要的是能獲得更好高質(zhì)量的還原電信號，更低的系統(tǒng)噪聲水平。
[0047]3.本發(fā)明采用ARM架構(gòu)的處理器和高配置能力的FPGA現(xiàn)場可編程門陣列來集成和管理各個功能單元，其可根據(jù)接入的多通道系統(tǒng)，調(diào)整配置，簡單、方便、功能強(qiáng)大，這個系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)低功耗、高速率、高精度、多通道同步地進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集。
[0048]本發(fā)明解決了多通道數(shù)據(jù)傳輸中，采用現(xiàn)有技術(shù)只能實(shí)現(xiàn)千米級的傳輸距離，可以實(shí)現(xiàn)幾百公里級甚至上千公里級的高速多通道傳輸，它可以和幾個遠(yuǎn)程的光纖通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對接，實(shí)現(xiàn)多個遠(yuǎn)程點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)采集，本發(fā)明具有很高的產(chǎn)業(yè)價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]為了更清楚地說明本發(fā)明的實(shí)施例，下面將對描述本發(fā)明實(shí)施例中所需要用到的附圖作簡單的說明。顯而易見的，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，還可以根據(jù)下面的附圖，得到其它附圖。
[0050]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0051 ] 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯而易見的，下面所述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明實(shí)施例中的一部分，而不是全部。基于本發(fā)明記載的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下得到的其它所有實(shí)施例，均在本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
[0052]實(shí)施例一:
如圖1所示，本發(fā)明，包括光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊、光纖分光器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器、至少一個光纖可調(diào)濾波器，光纖分光器連接光纖可調(diào)濾波器，光纖可調(diào)濾波器連接多路光收發(fā)器、多路光收發(fā)器連接多路接收放大器，多路接收放大器連接多路A/D轉(zhuǎn)換器，多路A/D轉(zhuǎn)換器連接光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊。
[0053]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0054]實(shí)施例二:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號放大能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的多路光收發(fā)器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和光纖輸出端口，每個光纖可調(diào)濾波器通過光纖和一個多路光收發(fā)器的光纖輸入端口相連，多路光收發(fā)器的光纖輸出端口連接多路接收放大器。
[0055]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇多路光收發(fā)器的型號和規(guī)格。
[0056]實(shí)施例三:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號放大能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?二的任意一個實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的多路接收放大器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和光纖輸出端口，多路接收放大器的光纖輸入端口和多路光收發(fā)器的光纖輸出端口通過光纖相連，多路接收放大器的光纖輸出端口和多路A/D轉(zhuǎn)換器通過光纖相連。
[0057]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇多路接收放大器的型號和規(guī)格。
[0058]實(shí)施例四:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號轉(zhuǎn)換能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?三的任意一個實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的多路A/D轉(zhuǎn)換器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和電信號輸出端口，多路A/D轉(zhuǎn)換器的光纖輸入端口和多路接收放大器的光纖輸出端口通過光纖相連，多路A/D轉(zhuǎn)換器的電信號輸出端口和光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊電連接。
[0059]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇多路A/D轉(zhuǎn)換器的型號和規(guī)格。
[0060]實(shí)施例五:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)整體可配置能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?四的任意一個實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊包括第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片、FPGA現(xiàn)場可編程門陣列、中央處理器、高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM、Flash存儲器、PC1-EXPRESS接口，多路A/D轉(zhuǎn)換器、高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM、Flash存儲器、PC1-EXPRESS接口與FPGA現(xiàn)場可編程門陣列連接，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程門陣列、第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片均與中央處理器連接。[0061]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0062]實(shí)施例六:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)綜合可配置能力的，本實(shí)施例在實(shí)施例五的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的FPGA現(xiàn)場可編程門陣列為Xilinx XC5VLX110T。
[0063]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇FPGA現(xiàn)場可編程門陣列的型號。
[0064]實(shí)施例七:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的系統(tǒng)管理能力，本實(shí)施例在實(shí)施例五?六的任意一個實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的中央處理器為Cortex-M3核ARM微處理器LPC1769。
[0065]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇中央處理器的型號。
[0066]實(shí)施例八:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的光信號選擇能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?七的任意一個實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的光纖可調(diào)濾波器的型號為FFP-TF2RC5013T 和 FFP-TF2RC5016 中任意一項。
[0067]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇光纖可調(diào)濾波器的型號。
[0068]實(shí)施例九:
為了提高光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換和收發(fā)能力，本實(shí)施例在實(shí)施例一?八的任意一個實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步地改進(jìn)，本實(shí)施例的多路光收發(fā)器的型號為FTRJ-8519-1-2.5。
[0069]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際需求自由選擇光收發(fā)器的型號。
[0070]如上所述便可實(shí)現(xiàn)該發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:包括光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊、光纖分光器、多路光收發(fā)器、多路接收放大器、多路A/D轉(zhuǎn)換器、至少一個光纖可調(diào)濾波器，所述光纖分光器連接光纖可調(diào)濾波器，所述光纖可調(diào)濾波器連接多路光收發(fā)器、所述多路光收發(fā)器連接多路接收放大器，所述多路接收放大器連接多路A/D轉(zhuǎn)換器，所述多路A/D轉(zhuǎn)換器連接光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述多路光收發(fā)器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和光纖輸出端口，每個光纖可調(diào)濾波器通過光纖和一個多路光收發(fā)器的光纖輸入端口相連，多路光收發(fā)器的光纖輸出端口連接多路接收放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述多路接收放大器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和光纖輸出端口，多路接收放大器的光纖輸入端口和多路光收發(fā)器的光纖輸出端口通過光纖相連，多路接收放大器的光纖輸出端口和多路A/D轉(zhuǎn)換器通過光纖相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述多路A/D轉(zhuǎn)換器包括至少和光纖可調(diào)濾波器數(shù)量一樣的光纖輸入端口和電信號輸出端口，多路A/D轉(zhuǎn)換器的光纖輸入端口和多路接收放大器的光纖輸出端口通過光纖相連，多路A/D轉(zhuǎn)換器的電信號輸出端口和光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖通道數(shù)據(jù)處理模塊包括第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片、FPGA現(xiàn)場可編程門陣列、中央處理器、高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM、Flash存儲器、PC1-EXPRESS接口，多路A/D轉(zhuǎn)換器、高速數(shù)據(jù)緩存器SRAM、Flash存儲器、PC1-EXPRESS接口與FPGA現(xiàn)場可編程門陣列連接，F(xiàn)PGA現(xiàn)場可編程門陣列、第一參考時鐘芯片、第二參考時鐘芯片均與中央處理器連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述FPGA現(xiàn)場可編程門陣列為 Xilinx XC5VLX110T。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述中央處理器為Cortex-M3 核 ARM 微處理器 LPC1769。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述光纖可調(diào)濾波器的型號為FFP-TF2RC5013T和FFP-TF2RC5016中任意一項。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖網(wǎng)絡(luò)多通道傳輸系統(tǒng)，其特征在于:所述多路光收發(fā)器的型號為 FTRJ-8519-1-2.5。
【文檔編號】H04B10/572GK103475412SQ201310414025
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月12日
【發(fā)明者】胡鋼, 邱昆 申請人:成都成電光信科技有限責(zé)任公司