光模块简介（通用8篇）
光模块简介 篇1
光模块简介
以太网交换机常用的光模块有SFP，GBIC，XFP，XENPAK。它们的英文全称: SFP:Small Form-factor Pluggable transceiver，小封装可插拔收发器 GBIC：GigaBit Interface Converter，千兆以太网接口转换器小封装可插拔收发器封装
XFP:10-Gigabit small Form-factor Pluggable transceiver 万兆以太网接口
XENPAK: 10 Gigabit EtherNet Transceiver PAcKage万兆以太网接口收发器集合光纤连接器
光纤连接器由光纤和光纤两端的插头组成，插头由插针和外围的锁紧结构组成。根据不同的锁紧机制，光纤连接器可以分为FC型、SC型、LC型、ST型和KTRJ型。
FC连接器采用螺纹锁紧机构，是发明较早、使用最多的一种光纤活动连接器。
SC是一种矩形的接头，由NTT研制，不用螺纹连接，可直接插拔，与FC连接器相比具有操作空间小，使用方便。低端以太网产品非常常见。
LC是由LUCENT开发的一种Mini型的SC连接器，具有更小的体积，已广泛在系统中使用，是今后光纤活动连接器发展的一个方向。低端以太网产品非常常见。
ST连接器是由AT&T公司开发的，用卡口式锁紧机构，主要参数指标与FC和SC连接器相当，但在公司应用并不普遍，通常都用在多模器件连接，与其它厂家设备对接时使用较多。
KTRJ的插针是塑料的，通过钢针定位，随着插拔次数的增加，各配合面会发生磨损，长期稳定性不如陶瓷插针连接器。
光纤知识
光纤是传输光波的导体。光纤从光传输的模式来分可分为单模光纤和多模光纤。式射散使得单模光纤的传输频带很宽因而适用与高速，长距离的光纤通迅。
在多模光纤中光传输有多个模式，由于色散或像差，这种光纤的传输性能较差，频带窄，传输速率较小，距离较短。
光纤的特性参数
光纤的结构预制的石英光纤棒拉制而成，通信用的多模光纤和单模光纤的外径都为125μm。
在单模光纤中光传输只有一种基模模式，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模
纤体分为两个区域：纤芯(Core)和包层(Cladding layer)。单模光纤纤芯直径为8~10μm，多模光纤纤芯径有两种标准规格，芯径分别为62.5μm（美国标准）和50μm（欧洲标准）。是指光纤的外径。
接口光纤规格有这样的描述：62.5μm/125μm多模光纤，其中62.5μm就是指光纤的芯径，125μm就
单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。
多模光纤使用的光波长多为850 nm。
千兆光口自协商
从颜色上可以区分单模光纤和多模光纤。单模光纤外体为黄色，多模光纤外体为橘红色。千兆光口可以工作在强制和自协商两种模式。802.3规范中千兆光口只支持1000M速率，支持全双工（Full）和半双工（Half）两种双工模式。
自协商和强制最根本的区别就是两者再建立物理链路时发送的码流不同，自协商模式发送的是/C/码，也就是配置（Configuration）码流，而强制模式发送的是/I/码，也就是idle码流。
千兆光口自协商过程
一、两端都设置为自协商模式
双方互相发送/C/码流，如果连续接收到3个相同的/C/码且接收到的码流和本端工作方式相匹配，则返回给对方一个带有Ack应答的/C/码，对端接收到Ack信息后，认为两者可以互通，设置端口为UP状态二、一端设置为自协商，一端设置为强制
自协商端发送/C/码流，强制端发送/I/码流，强制端无法给对端提供本端的协商信息，也无法给对端返回Ack应答，故自协商端DOWN。但是强制端本身可以识别/C/码，认为对端是与自己相匹配的端口，所以直接设置本端端口为UP状态
三、两端均设置为强制模式
双方互相发送/I/码流，一端接收到/I/码流后，认为对端是与自己相匹配的端口，直接设置本端端口为UP状态
光纤是如何工作的？
通讯用光纤由外覆塑料保护层的细如毛发的玻璃丝组成。玻璃丝实质上由两部分组成：核心直径为9到62.5μm，外覆直径为125μm的低折射率的玻璃材料。虽然按所用的材料及不同的尺寸而分还有一些其它种类的光纤，但这里提到的是最常见的那几种。光在光纤的芯层部分以“全内反射”方式进行传输，也就是指光线 进入光纤的一端后，在芯层和包层界面之间来回反射，进而传输到光纤另一端。芯径为62.5μm，包层外径为125μm的光纤称为62.5/125μm 光纤。
多模和单模光纤的区别？
多模：
可以传播数百到上千个模式的光纤，称为多模（MM）光纤。根据折射率在纤芯和包层的径向分布情况，又可分为阶跃多模光纤和渐变多模光纤。
几乎所有的多模光纤尺寸均为50/125μm或62.5/125μm，并且带宽（光纤的信息传输量）通常为200MHz到2GHz。多模光端机通过多模光纤可进行长达5公里的传输。以发光二极管或激光器为光源。
单模：
只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。标准单模（SM）光纤折射率分布和阶跃型光纤相似，只是纤芯直径比多模光纤小得多。
单模光纤的尺寸为9-10/125μm，并且较之多模光纤具有无限量带宽和更低损耗的特性。而单模光端机多用于长距离传输，有时可达到150至200公里。采用LD或光谱线较窄的LED作为光源。区别与联系：
使用光缆时传输损耗如何？
这取决于传输光的波长以及所使用光纤的种类。
850nm波长用于多模光纤时: 3.0分贝/公里 单模设备通常既可在单模光纤上运行，亦可在多模光纤上运行，而多模设备只限于在多模光纤上运行。
1310nm波长用于多模光纤时: 1.0分贝/公里 1310nm波长用于单模光纤时: 0.4分贝/公里
1550nm波长用于单模光纤时: 0.2分贝/公里
何为GBIC？
GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用 GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场上占有较大的市场分额。
何为SFP？
SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比GBIC模块减少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数 量。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC（MINI-GBIC）。
未来的光模块必须支持热插拔，即无需切断电源，模块即可以与设备连接或断开，由于光模块是热插拔式的，网络管理人员无需关闭网络就可升级和扩展系统，对在线用户不会造成什么影响。热插拔性也简化了总的维护工作，并使得最终用户能够更好地管理他们的收发模块。同时，由于这种热交换性能，该模块可使网络管理人员能够根据网络升级要求，对收发成本、链路距离以及所有的网络拓扑进行总体规划，而无需对系统板进行全部替换。支持这热插拔的光模块目前有GBIC和SFP，由于SFP与SFF的外型大小差不多，它可以直接插在电路板上，在封装上较省空间与时间，且应用面相当广，因此，其未来发展很值得期待，甚至有可能威胁到SFF的市场。
何为SFF？
SFF（Small Form Factor）小封装光模块采用了先进的精密光学及电路集成工艺，尺寸只有普通双工SC（1X9）型光纤收发模块的一半，在同样空间可以增加一倍的光端口数，可以增加线路端口密度，降低每端口的系统成本。又由于SFF小封装模块采用了与铜线网络类似的KT-RJ接口，大小与常见的电脑网络铜线接口相同，有利于现有以铜缆为主的网络设备过渡到更高速率的光纤网络以满足网络带宽需求的急剧增长。
网络连接设备接口类型 BNC接口
BNC接口是指同轴电缆接口，BNC接口用于75欧同轴电缆连接用，提供收（RX）、发（TX）两个通道，它用于非平衡信号的连接。
光纤接口
光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有SC、ST、LC、FC等几种类型。对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型，另一端FC连的是光纤步线架。FC是Ferrule Connector的缩写，其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。ST接口通常用于10Base-F，SC接口通常用于100Base-FX和GBIC，LC通常用于SFP。
RJ-45接口
RJ-45接口是以太网最为常用的接口，RJ-45是一个常用名称，指的是由IEC（60）603-7标准化，使用由国际性的接插件标准定义的8个位置（8针）的模块化插孔或者插头。
RS-232接口
RS-232-C接口（又称 EIA RS-232-C）是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会（EIA）联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换 接口技术标准”。该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。
RJ-11接口
RJ-11接口就是我们平时所说的电话线接口。RJ-11是用于西部电子公司（Western Electric）开发的接插件的通用名称。其外形定义为6针的连接器件。原名为WExW，这里的x表示“活性”，触点或者打线针。例如，WE6W 有全部6个触点，编号1到6, WE4W 界面只使用4针，最外面的两个触点(1和6)不用，WE2W 只使用中间两针（即电话线接口用）。
CWDM 与 DWDM
随着Internet的IP数据业务高速增长，造成对传输线路带宽的需求不断加大。虽然DWDM（密集波分复用）技术作为最有效的解决线路带宽扩容的方法，但是CWDM(粗波分复用)技术比DWDM在系统成本、可维护性等方面具有优势。
CWDM与DWDM皆属于波分复用技术，都可以将不同波长的光偶合到单芯光纤中去，一起传输。
CWDM的ITU最新标准为G.695，规定了从1271nm到1611nm之间间隔为20nm的18个波长通道，考虑到普通G.652光纤的水峰影响，一般使用16个通道。因为通道间隔大所以，合分波器件以及激光器都比DWDM器件便宜。
DWDM的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔较小、需要额外的波长控制器件，所以基于DWDM技术的设备较之基于CWDM技术的设备价格高。
PIN光电二极管是在掺杂浓度很高的P型、N型半导体之间，加一层轻掺杂的N型材料，称为I（Intrinsic，本征的）层。由于是轻掺杂，电子浓度很低，经扩散后形成一个很宽的耗尽层，这样可以提高其响应速度和转换效率。
APD 雪崩光电二极管，它不但具有光/电转换作用，而且具有内部放大作用，其放大作用是靠管子内部的雪崩倍增效应完成的。APD是有增益的光电二极管，在光接收机灵敏度要求较高的场合，采用APD有利于延长系统的传输距离。
光模块简介 篇2
1、技术领域和应用产业
低成本高速度超密集型光子学器件与模块可应用于:
(1) 可恢复型光网络通信系统;
(2) 下一代计算机的光学数据中心;
(3) 航空、光学仪器测试等领域的光信号控制系统。
2、技术先进性、成熟性
(1) 超高速微型光交换器件, 国际领先, 已有初试样品。
创新点与优势:建立在新的光交换机制与原理上 (SOI-PLC) , 具有高性能与低成本优势。
性能:超快光交换速度 (<5ns) 、低交换操作功耗 (<5m W) 、低 (芯片上) 光损耗 (1×2/2×2结构:<0.5d B)
(2) 光矩阵交换模块 (OMS) , 国际领先, 样品设计中。
创新点与优势:全集成纳米波导结构, 新光交换单元与新网络结构的有效结合, 半导体CMOS加工技术。
性能目标:以128×128为例, 10.0d B芯片上光损耗<5ns;交换速度<-30d B串音;8×8为起点目标, 128×128为最高目标。
(3) 波长选择交换模块 (WSS) , 国际领先, 样品设计中。
创新点与优势:全集成纳米波导结构 (非PLC阵列波导光栅结构、非液晶器件、亦非MEMS技术) , 半导体CMOS加工技术。
性能目标:以1×9为例, 5.0d B芯片上光损耗;<5ns交换速度;<-20d B串音;1×2为起点目标, 1×9为5年内最高目标。
光模块简介 篇3
4 结 论
作为10GEPON系统的关键部分，突发模式光收发一体模块对于其发展和推进起着重要的作用。文中分别针对OLT端和ONU端的突发模式光收发模块的特点和难点展开研究，并进行了理论分析和原理设计。在OLT端，对其整体结构进行了设计，主要包括连续模式的1G/10G信号的调制和发射、双速率突发模式信号的接收和高速的时钟和数据恢复电路，重点分析了其难点技术——双速率接收方式，提出了可行的解决方法。在ONU端，为了节约制备成本，选用了单纤双向组件，并结合突发式激光驱动电路和连续式接收电路构成整体的设计，通过增加产生预偏置电流的电路，优化了激光器的快速响应时间，提高了系统的整体性能指标。相关设计对于今后10GEPON突发模式光收发一体模块的研究和制备，有着重要的指导意义。
参考文献：
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申涵光简介 篇4
申涵光简介
[清](公元一六一九年至一六七七年)字和孟，(一作孚孟)一字凫盟，直隶永年人，申佳允之子。生于明神宗万历四十七年，卒于清圣祖康熙十六年，年五十九岁。少颖异，博涉经史。以孝行学问著名。顺治间，恩贡生。因父殉国难，绝意进取。杜门奉母，足迹不及城市。康熙七年，(公元一六六八年)诏徵山林隐逸之士，大学士魏裔介将荐之，力辞而止。涵光文高洁宕逸，尤长于诗。早与杨思圣、殷岳为石交，后与岳及张盖称“畿南三才子”。著有聪山集十四卷，《清史列传》及《荆园小语》等，并传于世。
光模块简介 篇5
汪立文1，万蕴杰2，唐小军1，胡良勇1，姜中蛟1
中国测试2012年，第38卷，第2期，页码52-55
（1.广州计量检测技术研究院，广东 广州 510010； 2.广东省建筑设计研究院，广东 广州 510010）
摘要：随着LED技术的持续发展，其检测方法和评价标准成为了世界LED产业所面临的共同挑战。该文介绍了LED模块的光强分布、光通量、光强、相关色温、显色指数、色品坐标、色品容差、平均颜色不均匀性和最大颜色不均匀性等光色性能参数的测试方法，并结合自己在检测LED模块产品检测工作中的积累，总结了LED模块相具体条件下应选用的测试方法。关键词：LED模块；光色性能；光通量；分布光度计系统；光强积分法
中图分类号：TM923.34；TM930.12文献标志码：A文章编号：1674-5124（2012）02-0052-04
Study on testing color performance of LED module for general lighting
WANG Li-wen1，WAN Yun-jie2，TANG Xiao-jun1，HU Liang-yong1，JIANG Zhong-jiao1
（1.Guangzhou Institute of Measurement and Testing Technology，Guangzhou 510010，China；
2.The Architectural Design and Research Institute of Guangdong Province，Guangzhou 510010，China）
Abstract: With the sustainable development of LED technology，the test method and evaluation criterion become the challenge which the global LED industry faces.This paper introduced the methods for testing light color performances，such as the light intensity and its distribution，luminous flux，and correlated color temperature，color rendering index，color coordinates，color tolerance color uniformity，average and maximum color uniformity for LED modules.Through the accumulation at test work for LED modules，the authors summarized the corresponding test methods which should be selected on specific conditions for LED modules.Key words: LED module； light color performance； luminous flux； distribution photometer system； light intensity integral method
《中国测试》中文核心期刊2012第2期
光模块简介 篇6
企业信息化涵盖计划层、执行层、自动化层及控制层四个层次的内容，计划层是以ERP为主的企业管理系统，目前其发展已相对成熟。作为衔接上层ERP与底层控制的MES，由于其“上传下达”的集成作用，在企业车间底层与管理上层信息化架起一座桥梁。
易往公司一直致力于企业MES解决方案咨询与实施服务，经过多年的MES实施经验，研发了EW-MES平台，该平台可满足企业MES应用需要，并可根据客户个性化要求进行二次开发。
EW-MES平台包括执行层与自动化层两个层次应用
执行层包括生产管理、物料管理、质量管理、能源管理四大业务模块；
自动化层包括ANDON、AVI、PMC以及RC四大业务模块，涵盖了生产执行过程主要的核心业务，各模块间相互集成，即可单独应用，也可整体应用，满足当前汽车企业“统一规划、分步实施”的信息化规划原则，可分阶段，分模块进行MES实施推进。
EW-MES在企业信息化规划中位于中间的执行层，上接计划层规划管理信息，将之分解为可执行任务，将完成信息反馈计划层；下接控制层，监控底层自动化设备运行，传递运行指令要求，最终形成信息闭环。对外提供与ERP、DMS、SCM、BOM软件系统及PDA、RFID、PLC等硬件平台接口，实现数据的及时传递与信息集成。
EW-MES平台具有强大的集成功能，能够与企业ERP/PLM/CAPP等其他信息化系统进行集成，如SAP、UGS和PTC等，全力为企业打造从生产现场到企业上层管理的全方位信息化解决方案。同时，易往MES也能和国内其他品牌的ERP/PDM/CAPP系统实现集成应用。
EW-MES制造执行系统功能架构
/ 18
EW-MES制造执行系统产品特点&先进性
1）► IT技术与自动化技术融合
一体化MES解决方案，业界首创自动化与信息化的完美融合，向上承接ERP等管理系统，向下承接底层PLC控制系统，全面支持制造业生产过程管控。通过EAI及ESB接口方式与软件系统集成，利用OPC技术，集成自动化设备，采集动态数据，图形化展示设备状态信息，远程监控现场设备运行状态。
2）► 遵循先进的技术标准
/ 18 遵循SOA的思想，以服务为抽象的手段，将企业中各个系统应用程序的不同功能单元抽象为服务，通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。遵循ISA-95国际标准，以EW-MES平台为基础，开发了面向不同行业的应用插件，形成面向各行业应用的MES解决方案。3）► 提供MES自开发技术平台
技术无关性指 “屏蔽”了操作系统、软件基础架构等的技术细节，开发人员在利用业务基础平台开发管理软件应用系统时，关注的焦点在于企业业务逻辑、企业运营管理模式，而不用关心采用何种具体技术来实现。这种技术无关性，还实现了跨平台运行的独立性，即通过开发的组态软件能够顺利地在各种不同异构环境下运行，同时为二次开发提供了可行性和便利性。4）► 生产过程数据采集技术
采用强大数据采集引擎、整合数据采集渠道（RFID、条码设备、PLC、Sensor、IPC、PC等）覆盖整个工厂制造现场，保证海量现场数据的实时、准确、全面的采集。根据不同生产车间的生产过程信息采集对象、频次的不同要求，采用分层次/分车间的信息采集技术，较好地实现了车间生产信息的采集。对于采集对象固定、采集信息频次不高的生产信息，采用较粗放式的手工实时录入生产信息采集方法；对于采集对象多、采集信息频次高的生产信息，采用“条码+手持PDA”或“条码+PC+条码扫描枪”的信息采集方式；对于环境恶劣（如汽车厂的涂装车间）或数据自动化采集要求高的情况，可采用RFID方式，完全自动化采集，无须人工操作，效率极高。5）► 支持多工厂数据模型
工厂数据模型是整个MES应用系统的核心，也是工厂内部所有相关应用系统集成和数据交换的基础。从生产过程管理与控制的核心业务流程入手，分析流程和流程中相关的业务数据，准确描述工厂关键增值业务数据及关键辅助业务数据，并参照ISA-95标准，建立了适合离散制造企业生产过程特点的MES工厂数据模型，包括业务模型、功能模型和信息模型。支持多工厂组织架构，可以实现集团下多工厂间扩展应用，采用一套软件平台，一套基础数据，并实现多工厂间生产制造业务的协同，可减少企业的重复投资。6）► 完善的功能模块
EW-MES平台经过多年的实施经验积累，形成了功能完善的解决方案，涵盖了生产管理、质量管理、物料管理、设备管理、Andon管理、数据采集、自动化控制等模块，能够帮助制造企业提高生产管理水平，实现精益制造，提升产品质量，降低生产成本。
/ 18 EW-MES制造执行系统的应用
易往信息EW-MES制造执行系统，在汽车整车、汽车零部件、机械、食品、制药、能源等行业都有广泛地应用。
♦ 汽车整车、汽车零部件、机械行业，是典型的离散制造行业，既有按订单生产，也有按库存生产；既有批量生产，也有单件小批生产。而且制造过程复杂多样，影响因素纷繁复杂，生产状况变化多端，由此容易产生的结果就是：生产制造过程对于企业来说处于不透明状态，使得制造业企业的生产制造过程的可控性非常差。MES作为企业信息化中一个非常关键的基础信息系统，在企业的生产制造过程的控制和改进方面可以发挥非常重要的作用。通过MES系统，可以有效地将企业生产制造过程中的各种生产制造过程信息实时的管理起来，让这些信息在企业中处于透明状态，可以随时被访问，从而可以实时地了解企业真实的生产状态。同时通过对企业实时生产制造信息的分析，找出影响企业生产制造过程的各种因素，分阶段逐步改善这些因素，改进和优化企业的生产制造过程，从根本上解决离散型制造业的生产制造过程可控性问题。
例如，在汽车行业，要实现汽车的精益化生产，摆在车间层面的一个最核心的问题就是如何将生产过程中车辆的各种信息流加以综合利用，将这些信息通过信息系统的加工进行进一步的提炼，使其延伸到的工厂的自动设备、质量管理、交货期管理、供应链采购，成本控制，物流管理等各个外部环节。简单的说，就是将车辆在车间的生产形态无限制的放大和共享，为各个外部环节所用，通过这样的途径实现管理效率和资源配置的最优化。易往信息在总结多年汽车行业MES系统实施基础上，形成了一套完整的MES解决方案，EW-MES已在几十家知名汽车制造及零配件企业的数百个项目中得到了广泛的应用。北京奔驰、一汽奥迪、上海通用、大众、北汽、沃尔沃、上海汽车、东风股份、东风伟世通、东风贝洱、江铃汽车、五十铃、神龙汽车、长城汽车、华晨汽车、长安标致、奇瑞汽车、李尔、江森、金兴内饰都是易往的合作客户。
♦食品、制药、能源行业是典型的流程制造行业，主要采用按库存、批量、连续的生产方式。流程制造行业，在生产工艺过程中，会产生各种协产品、副产品、废品、回流物等，对物资的管理需要有严格的批号。例如，制药行业中的药品生产过程要求有十分严格的批号记录和跟踪，从原材料、供应商、中间品以及销售给用户的产品，都需要记录。批次管理和可追溯性是制药行业的管理重点。一旦发现批次质量问题，可以最快的速度从流通环节回收相关药品。易往的MES食品解决方案实现中央厨房、冷链物流、门店管理等功能，完全满足食品企业从生产生命周期和销售的全过程管理需求。
/ 18 EW-MES制造执行管理系统可以为用户提供一个快速反应、有弹性、精细化的制造业环境，帮助企业减低成本、按期交货、提高产品的质量和提高服务质量。使得企业内部各种信息处理流程标准化，提高企业按照合同期限完工的比例，增加企业中各种信息的透明度等。
二、EW-MES生产管理模块
在车辆订单主计划完成后，将排序订单由ERP下载到MES系统中，MES根据ERP计划序列排产上线，然后根据车辆跟踪模块获得的车辆状态信息实时返回EPP系统，供ERP系统在车辆状态控制和零部件反冲消耗，同时数据采集模块和信息广播模块完成车间生产控制过程，对PBS及WBS路由提供正确的指令，并监控生产现场各种设备运行状态采集设备运行参数，实现对生产过程的监控提升现场作业效率。
/ 18
三、EW-MES物料管理模块
主要实现生产线JIT/JIS物料拉动、仓库管理、物料拾取、道口收货、料箱料架及供应商管理、解决当ERP系统将物料采购至工厂内部仓库（协配库或当日库）后，如何将物料配送至生产线及如何向供应商发布JIS/JIT要货指令的问题，实现工厂内部物流的精细化管理，将收发物料传递给ERP系统，ERP实现物料结算及成本分析。
/ 18
四、质量管理模块
EW-MES涵盖了物料质量控制，成车检验、质量追溯及防错处理四方面质量管理业务，通过多生产过程质量信息采集，建立了质量管理机制，实现了整车质量追溯，满足国家对汽车整车召回的要求，建立企业的质量信息化管理平台。
EW-MES质量管理模块整合生产质量问题与其它阶段的质量问题的处理跟踪过程，质量跟踪结果都导入到统一的质量分析平台中做进一步数据挖掘。
五、生产信息可视化
/ 18 ANDON系统目的是提供生产信息的可视化显示，打破传统生产方式的“暗箱”操作，提示现场人员请求帮助信息和故障信息。并帮助相关人员做出响应，质量人员可以通过ANDON系统呼叫生产人员发现和修改质量问题，改进和避免以后发生同样问题。操作员通过现场的拉绳开关或按钮寻求帮助和激活ANDON系统的闪烁灯和音乐。在生产线离开本工位前如果问题还未解决，机运线将停止。ANDON系统将记录呼叫的次数和停机的时间。通过分析潜在的质量过程，设备和相关区域，有利于提高生产管理水平。车间生产一切活动都可以通过LED实时显示。
*生产运行信息:显示生产线的节拍信息和生产线的运行状态信息 *寻求帮助信息:显示各工段或设备的寻求帮助的工位号，如:缺料信息 *车间生产信息:日计划、日上线、日下线、月计划、月累计产量等信息 *设备信息:显示相关设备的故障报警状态、停线时间等信息
六、电子标签追踪
AVI系统功能：Automatic Vehicle Identification，系统通过条形码（焊装车间、涂装车间、总装车间）信息载体实现对车辆的跟踪及识别，并将这些生产现场所获信息及时反馈到相关系统。信息载体可以用条形码或RFID标签，在车身及总装车间一般使用条码进行生产跟踪，涂装车间、WBS及PBS区域工作环境恶劣，一般采用RFID进行自动采集。AVI系统根据这些信息完成对车体的跟踪，并将这些信息传送给输送链系统和相关过程设备，相关设备根据条码进行工艺选择、防错等功能，同时这些数据被归档在数据库中进行数据分析，生成各种生产报告。
/ 18
七、PMC生产设备工作情况
PMC系统将被用来实时地监视生产状态，测量和跟踪生产设备的工作情况，当生产设备出现生产问题时，PMC系统将向车间人员报警。该系统将监视生产的节拍时间、设备的正常运行时间、故障停机时间以及生产设备的故障。PMC系统通过TCP/IP或OPC以太网协议与现场设备（PLC、机器人、现场PC、其它控制系统）进行通讯。PMC系统还将生产信息和报警信息记录到PMC数据库，供今后生成报表使用。
/ 18
八、CCR系统电子调度和监控
通过CCR系统,建立一个全面的、集成的、先进的和稳定的统一电子调度和监控系统，实现对工厂生产进度的及时、全面监控，实现异常信息的及时发现并解决。
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汽车行业生产监控系统结构拓扑图
1.系统构成:液晶显示墙、单机多屏操控系统KVM控制管理系统三个子系统构成;2.液晶显示墙作为显示子系统，用来显示单机多屏操控终端的内容;3.单机多屏操控系统，由服务器、多任务任用终端构成;4.KVM控制管理系统:通过配置KVM转换器、KVM交换机、KVM控制终端；可以实现在KVM控制终端对所有连接到KVM交换机上的任意单机多用户操控终端远程进行本地化操作。
九、能源管理系统
EW-EMS能源管理系统
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企业对能源管理系统的迫切需求
1、政策驱动：能源与环境是当今社会发展的两大问题。能源的生产安全、运行管理乃至维护一直受到企业和国家有关部门的高度重视。
2、成本驱动：在资源日益匮乏的今天，能源的消耗成本已经越来越多地占有着企业的成本比例。目前，各大企业已大大加强了对企业能源的加工、贮存、供给过程中的损耗、设备管理、计量检定、能量平衡与调度的关注。因此，建立一套现代科学的动力能源管理控系统，已势在必行。企业能源管理系统的范围和内容 能源使用的管理： 企业用能状况和能源流程；
能源使用的安全性、可靠性和可用性； 能源使用的效率； 能源排放； 能源使用意识； „
能源成本的管理：
能源使用和主要耗能设备台账； 企业能源成本统计核算；
产品综合能耗和产值能耗指标计算分析； 能源成本分摊和账单管理;„
能源管理系统架构
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十、仓库管理系统
EW-WMS仓库管理系统
EW-WMS仓库管理系统的核心价值
1）► 决策支持
通过系统的订单采集、需求预测、库存补货、库存报表等功能，为企业决策提供有力的数据支撑，从而减少缺货、减少现有库存、运作成本和积压。2）► 执行
通过系统标准功能以及增强的订单合并、交叉转运，动态补货等功能，从而有效提高订单准确率、增强客户满意度、降低劳动力和设备成本、提升作业效率，打造企业的核心竞争力。
/ 18 3）► 协同
通过系统的多仓支持、DataExchange、企业Portal等套件，实现客户、供应商的更紧密的协作，完成供应链的闭环；在优化库位、增加销售、增强客户服务、采用卖主管理库存(VMI)、提高库存、订单和出货可见度等方面获得收益。
4）► 不断降低
a、通过作业路径，作业方法的指导和优化，降低物流作业成本可至40%。b、信息系统的有力支持降低对作业人员的经验要求，劳动力成本可节约至20%。5)► 持续提高
a、库存准确率高达95%以上。
b、充分利用仓库内的有效空间，空间利用率提高20%。
c、订单交付情况在线查询，改善企业形象和客户满意度，提高客户忠诚度。
业务流程规划
¤ 易往信息成立了行业顾问委员会和方案指导中心。针对行业动态和业界最佳行业实践，整理、创建行业案例库。
¤ 建立了专门的业务顾问团队，在项目实施前，对客户现运作的流程进行完整、细致、深入的调研；针对流程运作中的重点、难点，和各层级的系统相关人员进行深入讨论；最终提交可行的业务流程再造建议书。
信息系统实施
¤ 易往信息建立了一套标准的作业流程规范，在实施过程中，实施团队通过对仓库各类产品作业特点的认真分析，结合系统制定了统一的操作流程，并通过管理人员强有力的推进使流程得以贯彻实施 ¤ 实施过程中，注重知识的转移，培训和发展客户的专业化团队，并由此建立并维持紧密的客户关系。
建设目标
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系统架构
/ 18 十一、一体化移动平台解决方案
移动化敏捷业务的企业，将移动化作为IT平台的首选，并逐渐转化传统的商业模式，增强竞争力。
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十二、EW质量管理系统解决方案
系统目的
实现全面质量管理 形成质量管理的闭环
降低沟通成本，加快质量问题解决速度 提高客户满意度 提升品牌价值
系统体总框架
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光模块简介 篇7
作为一种新的光通信技术,相干光通信具有灵敏度高、频率选择性好、更高的信息速率、保密性强等优势,越来越受到人们的关注.它可以由多种调制模式(调幅、调频、调相等)进行调制,进一步拓展通信容量,提高通信大质量的潜在技术.在大气或空间光通信系统中,相干光通信是改善接收机信号探测性能的有效手段[1].
在实验室设计实现了连续变量相干光通信系统.该系统采用零差相干检测方法,其优点是检测灵敏度高,缺点是对相位的敏感性高和对频率匹配的要求高,容易受到外界干扰[2].通过反复实验发现,系统在外界干扰(声音、振动等)严重情况下,产生的干扰信号会对零差相干检测电路、光脉冲检测电路和声光驱动器产生影响,甚至损坏.
为了提高系统的稳定性,介绍了基于LabVIEW和AVR单片机实现的远程智能控制,不仅有效地保护相干光通信系统各个模块供电,而且还可以减少干扰.
1 整体方案设计
设计方案整体框图如图1所示,它是基于LabVIEW平台,实现对连续变量相干光系统各模块供电的远程智能控制.基于LabVIEW的PC上位机可以通过网页浏览器控制下位机LabVIEW前面板.下位机系统通过PCI6111E采集卡对光信号进行采集,采集完后进行数据处理,产生控制信号,由LabVIEW实现的串口通信模块将控制信号发送到AVR单片机.单片机接收到控制命令执行相应的控制,同时反馈一个控制信号.最终,在LabVIEW前面板显示当前各个模块供电状况.
整个系统可以分为2个模块:LabVIEW模块和AVR单片机模块. AVR控制模块是以ATmega16L单片机为核心, 通过MAX3232CPE芯片进行电平转换,与计算机串口连接实现串口通信,接收控制指令来控制继电器工作,并由串口返回一个控制指令,作为反馈信号.在单片机与继电器间加上光耦隔离,防止继电器动作影响单片机工作,有效地保证了模块工作的稳定性.LabVIEW模块是主要实现LabVIEW Web Server配置、Remote Panels发布、数据采集及数据处理和串口通信功能,是介绍的重点.
2 LabVIEW实现
LabVIEW是一种图形编程语言,用图标和连线实现模块化编程,使得设计易学、易用、直观,提高编程效率.它带有丰富的库函数,可以实现数据采集、数据信号分析、网络通信以及控制等功能,特别适用于数据采集、通信处理系统[3].
(1)实现远程控制[4]
在LabVIEW中可以有多种方案实现远程访问,设计中主要采用远程访问来实现远程控制.基于LabVIEW的PC下位机通过配置LabVIEW Web Server的文件路径和网络设置、客户机访问权限设置和VIs访问权限设置来实现远程访问的发布.设计为了实现远程控制,在此设置客户机访问权限为“任意客户机”,为了实现实时监测与控制,在此设置VIs访问权限为“允许访问”,“控制时间限制”设为无限.
远程访问发布后,在此采用了网页浏览器方式控制Remote Panels(如图2所示).配置好LabVIEW Web Server后,上位机要控制Remote Panels仅需2个步骤:第1步,开启下位机LabVIEW Web Server服务并打开“远程智能控制.vi”前面板;第2步,在上位机的浏览器地址栏中输入“文件路径和网络设置”中配置的有效地址.当Remote Panels出现在浏览器上时,可以单击鼠标右键,这时会出现一个下拉菜单,在菜单中可以获得Remote Panels的控制权,进而控制远程面板[5].
(2)数据采集及数据处理
数据采集是LabVIEW的主要功能,它是将电压、电流、温度等物理信号转换为数字量并传送到计算机进行处理[3].该设计是应用DAQmx系统创建应用程序,通过PCI6111E采集卡采集.
采集过程是先将光信号通过光电二极管BPX65转换成与光功率成正比的电流信号,再经过前置放大电路、差分放大电路和有源滤波电路进行信号调理,最后送入数据采集卡进行数据采集.
数据采集程序主要应用相应的DAQmx数据采集函数,创建双通道同时采集两路光信号(如图3所示).为了实现同步采集,由声光调制器进行调制得到光脉冲信号作为同步信号.声光脉冲信号由配套的采集板卡底板BNC2110(其中ctr0和PFI9端口是复用的)的PFI9口输入,当其上升沿到来时触发采集,并把数据保存到数组[6].
数据处理主要实现对采集到的数据进行处理,最后产生控制信号,由串口发送给AVR单片机.在此二维数组中分别保存了两通道数据采集信号,通过索引数组和数组最大值与最小值2个函数计算得采集信号的峰峰值,分别为两路相干光信号的AI0峰峰值和AI1峰峰值(如图3所示).将得到的两路光信号采集到的峰峰值分别比较判断产生控制信号(如图4所示).当峰峰值大于光信号采集电路的电压工作范围(根据该平台设计设为<5 V)时,产生一个相应的关闭控制信号.当两路峰峰值都小于0.5 V时,则产生全部关闭信号.
控制信号通过“局部变量”进行数据传递,且产生的控制指令通过条件结构设定了优先权(如图5所示).全关指令优先级最高,其次是P脉冲控制指令,最后是AI0和AI1指令.
(3)串口通信
串口通信的功能主要是实现上面数据处理后产生的控制信号的传输,并接收单片机的反馈信号,通过串口通信前面板实时显示远程单片机的工作状况.
该设计使用VISA实现串口通信(注意:需要安装VISA的驱动程序才能使用串口).在此主要调用了3个函数:VISA中的配置串口函数、写入函数和读取函数等(如图6所示).
其中,配置函数主要功能是按指定设置初始化串口,写入函数主要功能是将写入缓冲区的数据写入VISA资源名称指定的接口,VISA读取函数工作过程刚好与写入函数相反,主要功能是从VISA资源名称指定的接口中读取指定数量的字节,并将数据返回到读取缓冲区[7].
3 实现过程
实现过程流程图如图7所示,这个过程主要是上位机实现过程.
首先,打开下位机上的VI前面板.其次,在上位机上实现:通过网页获得控制权并配置串口通信和数据采集参数,包括VISA资源名称、波特率、数据比特、停止位、奇偶校验位、流控制、采样数率、采样方式和触发源等.设置完后,进行数据采集和数据处理,比较判断采集到的峰峰值,产生相应的控制指令,由VISA写入函数写入数据缓冲区并发送到AVR单片机,延时100 ms后,由读取函数读取单片机反馈回来的控制指令.单片机接收到控制指令,则执行相应的操作.
设计实现的一次结果如图8和图9所示.其中,数据采集和数据处理实现的前面板结果如图8所示配置了数据采集参数,实时测得采集波形图、AI0峰峰值和AI1峰峰值.由图8可知AI0和AI1都介于0~5 V之间,故产生的控制指令为“开A0”、“开A1”和“开Pulse”,通过串口通信把相应的指令传送给单片机.
串口通信实现的前面板结果如图9所示配置了串口通信参数,全关指令为假,所以由“优先权控制”部分可知,当A0、A1和P控制打开时,这时A0、A1和P开关指示表示了传送的开关指令.而接收控制则实时显示了反馈回来的控制指令和各个部分的工作状态,同时也有开关指示显示.如接收到的控制指令为“S”(在此定义为全开指令),各指示为“真”.
4 结 束 语
该设计利用图形化虚拟仪器集成开发平台LabVIEW,实现了网络化测控技术,将LabVIEW应用程序的前面板嵌入到Web浏览器中,在互联网的网页中直接控制位于远端服务器上的VI前面板,应用远程通信、数据采集、数据处理及远程控制等多种技术,可以进行连续的数据远程采集,实时显示波形和相应的处理结果,并完成远程控制.应用VISA实现简单、稳定、可靠的串口通信方式与AVR单片机相互通信,实现了远程智能控制,能实时显示各供电系统的工作情况,有效地保护了本实验平台的供电系统和各个器件,同时减少人为的走动设置,减小了人为干扰.
参考文献
[1] 陈楚.新型相干光信息传输系统的设计与实现[D].福州:福州大学,2008.
[2] Grosshans F, Van Assche G, Wenger J, et al. Quantum key distribution using gaussion-modulated coherent states[J]. Nature, 2003, 421:238-239.
[3] 申焱华,王汝杰,雷振山.LabVIEW入门与提高范例教程[M].北京:中国铁道出版社,2006.
[4] 丁晓红,唐祯安,李亚.LabVIEW在实验室远程控制中的应用[J].计算机工程与应用,2003(23):139-141.
[5] 杨乐平,李海涛,赵勇,等.LabVIEW高级程序设计[M].北京:清华大学出版社,2004.
[6] 陈少华,黄春晖.LabVIEW在零差相干光检测系统应用[J].量子电子学报,2009,26(3):371-375.
[7] 宋万清,杨建国. Labview实现PC与PLC实时监控[J].制造业自动化,2005, 27(4):60-62.
摘要：针对实验室中连续变量相干光通信平台高灵敏度要求和易受外界干扰的问题,设计了基于LabVIEW和AVR单片机的远程智能控制系统.该系统利用LabVIEW8.2的远程面板(remote front panel)技术、串口VI和数据采集卡,通过RS232标准串行通信接口与AVR单片机通信.实现了相干光通信系统各电路模块电源供电的远程智能控制,有效保护了供电系统,减小了干扰.
关键词：连续变量,相干光,LabVIEW,AVR单片机,远程智能控制
参考文献
[1]陈楚.新型相干光信息传输系统的设计与实现[D].福州:福州大学,2008.
[2]Grosshans F,Van Assche G,Wenger J,et al.Quantumkey distribution using gaussion-modulated coherent states[J].Nature,2003,421:238-239.
[3]申焱华,王汝杰,雷振山.LabVIEW入门与提高范例教程[M].北京:中国铁道出版社,2006.
[4]丁晓红,唐祯安,李亚.LabVIEW在实验室远程控制中的应用[J].计算机工程与应用,2003(23):139-141.
[5]杨乐平,李海涛,赵勇,等.LabVIEW高级程序设计[M].北京:清华大学出版社,2004.
[6]陈少华,黄春晖.LabVIEW在零差相干光检测系统应用[J].量子电子学报,2009,26(3):371-375.
光模块简介 篇8
光收发模块是光纤通信网络中完成电/光、光/电转换的关键部件[1]。光交换机或设备的板卡通过I2C总线接口与光收发模块通信,对其进行配置并获取监控信息[2],但不同厂家或不同型号的板卡对光收发模块的I2C接口的要求有所不同,此外工作时的不确定因素也会带来一定的影响。为了在更大程度上满足板卡I2C接口的要求,并在一定程度上克服不确定因素带来的影响,在CPLD(复杂可编程逻辑器件)上开发了I2C的极限测试控制器。
I2C的极限测试用于评估光收发模块I2C通信的鲁棒性,其鲁棒性高时,即使板卡不满足I2C协议的要求,但在不超过太多的情况下,板卡与光模块的I2C通信依然可以正常进行,这样就避免了不稳定因素导致的错误,甚至是需要人为调整的不便。光收发模块具有较高的鲁棒性对于光网络的稳定运行具有积极意义。
1I2C总线概述
I2C总线是一个 国际通行 的低速通 信接口标准,在消费类电子、通信和工业电子领域得到了广泛的应用。为了降低设计成本和设计复杂度,飞利浦公司提出了一种 双线双向 的总线架 构,称为InterIC或I2C总线。该总线制要求两条线路,一条SCL(串行时钟线)和一条SDA(串行数据线),每个连接到总线的器件都有唯一的地址,在数据传输过程中,总线上并接的每一个器件都可以为主机,也可以为从机,取决于其需要完成的功能[3]。
I2C总线有三种模式:标准模式(100kbit/s)、快速模式 (400kbit/s)和高速模 式 (3.4 Mbit/s)。主机发出的信号分为地址和数据两部分。接收端采用SCL信号同步采样读取数据,协议规定数据变化只发生在SCL信号为低电平期间,高电平期间要保持SDA信号的稳定。SCL为高电平时,SDA信号由高电平变为低电平,即为开始条件,反之由低电平变为高电平,则为停止条件[4]。
2系统设计
I2C总线极限测试主要包括频率测试和线路特性测试两大类。
频率测试中总线频率为500~1kHz,并且间隔不同,频率越低间隔越小,转换为周期则呈现非线性特征,所以拟合成4条直线段,对直线的斜率和截距取整并且调整到误差较小的状态。
线路特性测试分为总线频率100kHz(标准模式)和400kHz(快速模式)两种情况。根据I2C总线规范[3]中对线路特性参数的规定以及文献[5]综合得到光收发模块I2C线路特性要求,如表1所示。针对线路特性,每一项设计最小值的极限一般取最小值的50%~100%;设计最大值的极限一般取最大值的100%~120%。
在I2C总线的两大类测试中,总线帧格式相同,各模块复用。VerilogHDL(硬件描述语言)[6]模块总体结构如图1所示。
2.1控制模块
控制模块控制每次极限测试的开始,并给出各测试所需要的参数,测试完成后收集接收数据与出错信息,从而判断测试通过与否。
模块中的主要信号及处理过程如下:
(1)控制每次极限测试的脉冲时钟。在该时钟的脉冲位置时刻,模块产生数据信号和写操作信号,地址及开始模块接收到信号之后返回一个回馈信号,并产生测试开始信号;同时,控制模块计算下一次测试所需要的参数。
(2)总线频率的控制时钟。该时钟的频率是总线时钟频率的两倍,由频率参数控制。该时钟控制SCL翻转得到所需总线频率。
(3)用于计算测试所需参数的信号以及计算处理。频率测试从500到1kHz,依据4条直线段,累加计算得到对 应参数。线 路特性测 试分100和400kHz两种,需要给出频率参数,同时针对每种特性计算出对应的参数。
(4)脉冲位置时刻,模块产生偏移地址信号和写数据信号,之后等待测试完成信号,测试完成后收集接收数据与出错信息,进行相应判断,得到测试结果,在每一大项测试完成后,控制总线写操作,将测试结果保存到USEREEPROM(用户可读写内 存空间)的其他空间。
2.2地址及开始模块
地址及开始模块接收到控制模块发出的写操作信号之后,返回一个回馈信号,并产生偏移地址和测试开始信号,状态机模块接收到开始信号之后,启动状态机转换过程。
2.3状态机模块
状态机模块主要完成状态机的转换,以及设备地址、偏移地址和数据状态的数据位数计数。根据I2C总线规范中的总线帧格式,设计状态机转换图如图2所示。其中,ACK为收到确认标志,NACK为未收到标志。
2.4总线产生模块
总线产生模块控制SCL和SDA的电平状态,并接收总线数据以及ACK信息。
(1)控制SCL。在默认线路特性的时候,主要通过根据控制模块产生的总线频率控制时钟,翻转SCL来实现。在线路特性测试中,需要借助延时来控制SCL高低电平时间。(2)控制SDA。在默认线路特性的时候,主要通过根据状态机当前状态、数据位数计数值,以及地址或数据信息,来决定SDA的电平。在线路特性测试中,需要借助延时或者过渡方法来控制SDA电平变换的时刻。(3)接收总线读取从机的数据,并监测各ACK/NACK是否出错。
3功能验证
3.1软件仿真
使用133 MHz时钟仿真,500kHz总线波形和200kHz总线波形分别如图3和图4所示,相应时钟周期分别约为2和5μs。得到的仿真波形存在很小的误差,符合设计预期。
100kHz线路特性测试中,重复起始条件的建立时间tSU,STA为3μs的情况如图5所示,其中,默认情况下为5μs;SCL时钟的低电平周期tLOW为3.5μs的情况如 图6所示,其中,默认情况 下为5μs。得到的仿真波形也符合设计预期。
3.2硬件实现
硬件上采用LatticeCPLD实现,与光收发模块通过I2C总线连接,光收发模块由其评估板供电,测试完成后可通过评估板读取保存在光收发模块中的测试结果数据。测试过程中利用示波器捕获并保存截图,选取500和100kHz测试的波形进行分析。
500kHz频率测试波形分别如图7和图8所示。写数据时,发送设备地址0xA2(写)、偏移地址0x80、数据0xAA;读数据时,发送设备 地址0xA2(写)、偏移地址0x80,再发送设备地址0xA2(读),之后收到数据0xAA。
500kHz频率对应周期为2μs,波形放大截图如图9所示(两条垂直测量标线之间的时间间隔为Δ2.00μs)。
100kHz线路特性测试中,tLOW为3.5μs的测试波形分别如图10和图11所示,其中写和读的数据均为0x55。示波器 测量出低 电平时间 约为3.60μs,近似设计时间3.5μs,波形放大截图如图12所示 (两条垂直 测量标线 之间的时 间间隔为Δ3.60μs)。
对一些SFP+模块进行测试,分析结果发现大部分测试能够通过,而一些参数较严格的测试(例如参数为协议规定最小值的20%以下)没有通过,符合预期。
4结束语
在CPLD上通过VerilogHDL设计了I2C极限测试控制器,软件仿真和硬件实现验证了设计的正确性,该控制器可以用来测试光收发模块I2C总线的各参数的极限,从而评估其鲁棒性。该I2C极限测试控制器是针对光收发模块而设计的,测试结果保存在其USEREEPROM中,后期改进时可以设计UART(通用异步收发传输器)接口,将结果通过串口发送到PC端。同时,通过更改设备地址、偏移地址,可以实现对不同种类I2C从器件的测试。
参考文献
[1]张丽华.光通信网络时代的到来——光收发模块发展趋势研究[J].中国教育网络,2005,(05):62.
[2]夏星星.光接入网中的光收发模块性能测试系统研究[D].北京:北京邮电大学,2011.
[3]NXP Semiconductors UM10204-2012,I2C-bus specification and user manual,Rev.5[S].
[4]高博,巍蔚,龚敏,等.基于Verilog HDL的I~2C总线分析器[J].微计算机信息,2009,(08):14-16.
[5]SFF Committee SFF-8431-2009,Specifications for Enhanced Small Form Factor Pluggable Module SFP+,Revision 4.1[S].