大规模光交换系统及其光开关驱动控制电路的设计与实现
本文关键词:大规模光交换系统及其光开关驱动控制电路的设计与实现 出处:《华中科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:全光交换是全光通信网络的重要发展方向。随着大容量、高速率通信网络的日益复杂,新一代大容量、高速率、高效灵活、安全可靠的全光交换网络架构的研究越来越受到人们的关注。其中,全光交换关键技术与器件的研究与开发对于全光交换网络的实现具有重大的意义。 本论文重点研究基于阵列波导光栅(AWG)的全光波长路由技术,提出了基于周期性阵列波导光栅的多通道光交换方案,利用光开关、光波导阵列、并联周期性阵列波导光栅和滤波器等设计了一种超大规模的全光交换系统架构。 为了便于器件集成,选用了全内反射型光开关作为选路开关。通过研究全内反射型光开关的原理结构,基于恒流驱动芯片设计了大规模光开关驱动控制电路,由于I/O端口需求较大,提出了基于现场可编程门阵列(FPGA)的硬件驱动电路,对于电路的各个模块进行了硬件设计,特别对PCB的设计提出了若干要求,可满足多个光开关电流驱动的需求。 用Verilog硬件描述语言编写了FPGA驱动控制程序,通过LVDS接口与光收发模块匹配,并且使用了异步FIFO缓存来进行数据缓存以及时钟同步,对FPGA内部各个模块进行了详细设计,并且都进行了仿真验证,仿真结果表明FPGA软件设计满足系统设计要求。 最后,通过对系统程序的整体仿真验证了系统的功能,并实际搭建电路系统,进行了调试以及测试实验,仿真结果和测试结果均与设计功能符合,,说明基于本论文研究成果可用于实现大规模光开关的驱动控制系统。
[Abstract]:All - optical switching is an important development direction of all optical communication networks . With the increasing complexity of high - capacity and high - rate communication networks , the research of a new generation of all - optical switching network architectures with large capacity , high speed , high efficiency and flexibility , safety and reliability is attracting more and more attention . Among them , the key technology of all - optical switching and the research and development of devices have great significance for the realization of the whole - optical switching network . In this paper , based on the full - optical wavelength routing technology of arrayed waveguide grating ( AWG ) , a multi - channel optical switching scheme based on periodic array waveguide grating is proposed , and an ultra - large - scale all - optical switching system architecture is designed by using optical switch , optical waveguide array , parallel periodic array waveguide grating and filter . In order to facilitate the integration of the device , an all - in - reflection type optical switch is used as the routing switch . By studying the principle structure of the total internal reflection type optical switch , a large - scale optical switch driving control circuit is designed based on the constant current driving chip . The FPGA driving control program is written in the description language of verilog hardware , the LVDS interface is matched with the optical transceiver module , and the asynchronous FIFO buffer is used for data caching and clock synchronization . The FPGA internal modules are designed in detail , and the simulation verification is carried out , and the simulation results show that the software design of the FPGA meets the design requirements of the system . Finally , the function of the system is verified by the whole simulation of the system program , and the circuit system is built . The simulation results and the test results are consistent with the design function , and the driving control system based on the research results can be used to realize the large - scale optical switch .
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.1
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本文编号:1415559
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