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]:Optical switching is an important development direction in all-optical network. With large capacity, high speed communication network is increasingly complex, a new generation of large capacity, high speed, efficient and flexible, safe and reliable research on all-optical switching network architecture has attracted more and more attention. The research and development of key technologies and devices for all-optical switching has of great significance to the realization of all-optical switching network.
This thesis focuses on the study of array waveguide grating (AWG) wavelength routing technology, proposed exchange scheme of multi-channel light cycle based on array waveguide grating, using optical switch, optical waveguide array, parallel periodic array waveguide grating and filter design of a large scale optical exchange system.
In order to facilitate the integration of devices, the use of the TIR switch as routing switch. The principle of optical switching by studying the total internal reflection, constant current driver design of large-scale optical switch drive control circuit based on I/O port, due to greater demand, is proposed based on field programmable gate array (FPGA) hardware driver for each module circuit, circuit of hardware design, especially puts forward some requirements for the design of PCB, which can meet a plurality of light switch current drive demand.
Using Verilog hardware description language FPGA driver control program, through the LVDS, and the optical transceiver module interface, and the use of asynchronous FIFO cache to cache data and clock synchronization, each module of the internal FPGA of the detailed design, and simulation, simulation results show that the FPGA software design to meet the system design requirements.
Finally, through the simulation of the whole system program to verify the function of the system, and set up the circuit system, debugging and testing, the simulation results and test results are consistent with the design function, based on the research results of this thesis can be used to implement large-scale optical switch drive control system.
【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:1415560
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