多业务光网络传输系统的设计

发布时间：2017-11-04 17:25

  本文关键词：多业务光网络传输系统的设计

  更多相关文章： 光纤通信 多业务光网络 FPGA 时分复用 粗波分复用

【摘要】：随着光纤技术的快速发展,光纤通信已成为现代最重要的通信方式之一,由于光纤通信具备频带宽、通信容量大、传输距离远、损耗低、抗干扰能力强等特点被广泛应用于各种场合,其中光纤通信在宽带局域网中的应用已成为未来局域网通信方式的发展趋势。但是,随着人们生活水平日益提高,网络业务飞速发展,局域网需要支持多种业务类型信号的传输,并且能够实时地为各业务类型信号的传输提供所需带宽,从而导致局域网建设中普遍存在多业务类型融合、光纤资源紧张等问题。为了提高光纤利用率,实现带宽资源共享,避免低水平的重复建设,构造一种适应性广、易维护、费用低的高带宽多业务传输平台是必然趋势。本文基于时分复用(TDM)和粗波分复用(CWDM)双重复用技术基础上,对多业务光网络传输系统原理进行了研究,提出了一种多业务光网络传输系统的设计方案并完成了相关的硬件电路设计和软件设计。该系统主要由多业务数据收发模块、光传输模块、监控模块组成。其中多业务数据收发模块主要实现多业务数据的采集和时分复用传输,由数据采集电路完成视频数据、以太网数据、音频数据、控制数据的自适应采集；以FPGA芯片Spartan 3E (XC3S500E)为核心芯片,利用Verilog语言编写了多业务数据的TDM传输和8B10B编码程序；采用SN65LV1023A和SN65LV1224B芯片分别实现了多业务数据的并串、串并转换功能。光传输模块主要实现多业务数据的电光转换和波分复用传输,该模块采用SFP光纤收发器实现多业务数据的电-光、光-电转换功能；采用粗波分复用／解复用器实现多路不同波长光信号的波分复用／解复用功能。监控模块主要实现SFP光纤收发器和数据采集电路状态监控功能,并将监控数据上传至上位机,其中以STC12C5A60S2单片机为核心芯片,利用C语言完成了监控程序的编写,采用RS485通信电路实现单片机和上位机的数据通信。完成系统各个模块的硬件电路和软件设计后,搭建了实验平台,分别对各个模块进行了软硬件调试,并且研制了实验样机验证了整个系统的功能。实验结果表明：所设计的多业务光网络传输系统能够实现多路多业务数据的混合传输,并实现了系统的实时监测功能,在基于TDM和CWDM双重复用技术基础上解决了单根光纤传输能力不足问题,大大节省了光纤资源,降低了系统成本,在未来宽带局域网建设中具有广泛的应用价值,以及显著的经济效益和社会效益。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.11

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本文编号：1140416