本文關鍵詞：多業(yè)務光網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的設計

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【摘要】：隨著光纖技術的快速發(fā)展,光纖通信已成為現(xiàn)代最重要的通信方式之一,由于光纖通信具備頻帶寬、通信容量大、傳輸距離遠、損耗低、抗干擾能力強等特點被廣泛應用于各種場合,其中光纖通信在寬帶局域網(wǎng)中的應用已成為未來局域網(wǎng)通信方式的發(fā)展趨勢。但是,隨著人們生活水平日益提高,網(wǎng)絡業(yè)務飛速發(fā)展,局域網(wǎng)需要支持多種業(yè)務類型信號的傳輸,并且能夠?qū)崟r地為各業(yè)務類型信號的傳輸提供所需帶寬,從而導致局域網(wǎng)建設中普遍存在多業(yè)務類型融合、光纖資源緊張等問題。為了提高光纖利用率,實現(xiàn)帶寬資源共享,避免低水平的重復建設,構造一種適應性廣、易維護、費用低的高帶寬多業(yè)務傳輸平臺是必然趨勢。本文基于時分復用(TDM)和粗波分復用(CWDM)雙重復用技術基礎上,對多業(yè)務光網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)原理進行了研究,提出了一種多業(yè)務光網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的設計方案并完成了相關的硬件電路設計和軟件設計。該系統(tǒng)主要由多業(yè)務數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、光傳輸模塊、監(jiān)控模塊組成。其中多業(yè)務數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)的采集和時分復用傳輸,由數(shù)據(jù)采集電路完成視頻數(shù)據(jù)、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)的自適應采集；以FPGA芯片Spartan 3E (XC3S500E)為核心芯片,利用Verilog語言編寫了多業(yè)務數(shù)據(jù)的TDM傳輸和8B10B編碼程序；采用SN65LV1023A和SN65LV1224B芯片分別實現(xiàn)了多業(yè)務數(shù)據(jù)的并串、串并轉(zhuǎn)換功能。光傳輸模塊主要實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)的電光轉(zhuǎn)換和波分復用傳輸,該模塊采用SFP光纖收發(fā)器實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)的電-光、光-電轉(zhuǎn)換功能；采用粗波分復用／解復用器實現(xiàn)多路不同波長光信號的波分復用／解復用功能。監(jiān)控模塊主要實現(xiàn)SFP光纖收發(fā)器和數(shù)據(jù)采集電路狀態(tài)監(jiān)控功能,并將監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳至上位機,其中以STC12C5A60S2單片機為核心芯片,利用C語言完成了監(jiān)控程序的編寫,采用RS485通信電路實現(xiàn)單片機和上位機的數(shù)據(jù)通信。完成系統(tǒng)各個模塊的硬件電路和軟件設計后,搭建了實驗平臺,分別對各個模塊進行了軟硬件調(diào)試,并且研制了實驗樣機驗證了整個系統(tǒng)的功能。實驗結果表明：所設計的多業(yè)務光網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多路多業(yè)務數(shù)據(jù)的混合傳輸,并實現(xiàn)了系統(tǒng)的實時監(jiān)測功能,在基于TDM和CWDM雙重復用技術基礎上解決了單根光纖傳輸能力不足問題,大大節(jié)省了光纖資源,降低了系統(tǒng)成本,在未來寬帶局域網(wǎng)建設中具有廣泛的應用價值,以及顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.11

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