光纤收发（精选3篇）
光纤收发 篇1
随着通信网对传输容量不断增长的需求以及网络交互性、灵活性的要求, 波分复用技术越来越多的得到使用。在国网巴中供电公司大多变电站通信信号光电转换过程中, 采用了大量的光纤收发器, 多个设备杂乱陈列, 不利于通信配置, 每次添加新的设备都需要梳理, 即浪费大量人力和时间, 也带来操作故障隐患。当遇到恶劣雷雨天气, 还容易导致雷击破坏。
一、项目需求
该项目的实施主要满足以下功能:1) 根据现有光纤接入的实际情况, 建立与之匹配的波分复用模型, 明确各项关键参数, 使波分复用接收端能安全稳定的接入光纤。2) 开发一种光纤收发装置, 该装置内集成上述波分复用设备, 并能接收波分复用设备分流之光信号, 并转换成电信号, 支持8口甚至更多电口输出。3) 开发具有防雷配置收发器, 该装置应集成电源防雷模块和信号防雷模块。
二、技术原理及解决思路
波分复用技术是充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源, 根据每一信道光波的频率 (或波长) 不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道, 把光波作为信号的载波, 在发送端采用波分复用器 (合波器) 将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端, 再由一波分复用器 (分波器) 将这些不同波长承载不同信号的光载波分开的复用方式。
三、研究难点
以WDM技术为基础的具有分插复用和交叉连接功能的光传输网具有易于重构、良好的扩展性等优势, 已成为未来高速传输网的发展方向, 很好的解决下列技术问题有利于其实用化。WDM是一项新的技术, 其行业标准制定较粗, 因此不同商家的WDM产品互通性极差, 特别是在上层的网络管理方面。因此, 需保证WDM系统间的互操作性以及WDM系统与传统系统间互连、互通, 因此应加强光接口设备的研究。本项目中, 需要将多个光纤收发器进行集成, 并设计出具备电源防雷和信号防雷功能的, 具有灯信号指示的光纤收发装置, 目前国内对具备这些功能的光纤收发装置参考资料较少。
四、功能设计
1、光纤收发设计。
在设计时, 采用单纤设备可以节省一半的光纤, 即在一根光纤上实现数据的接收和发送, 在光纤资源紧张的地方十分适用。采用了波分复用的技术, 使用的波长为1200-1700nm之间。采用机架式 (模块化) 光纤收发装置, 可以适用于多光纤收发器的集成, 适用于国网巴中供电公司变电站机房等环境下的多台光纤收发器的集中管理和供电, 采用2U的机架设计, 配备16口电口输出, 支持最多16个模块式光纤收发器的集成。
2、防雷设计。
光纤转换装置通过RJ45接口接受来自局域网交换机或者集线器传播的电信号MLT3码, 经过磁模块 (16ST8515) 去除电磁干扰及信号放大处理后由AL210光电转换芯片将MLT3电信号转换成4B5B电信号, 然后光收发一体化模块HFBR-5105将该信号转换成同种码制的光纤信号, 发送到远处另一光纤收发器或光交接箱。压敏电阻RV1与陶瓷气体放电管串联后接地, RV1与陶瓷气体放电管串联主要是泄放L线上感应雷击浪涌电流, 压敏电阻RV1、压敏电阻RV2短路失效后, 陶瓷气体放电管可将其与电源电路分离, 不会导致失火现象。RV2前端线路上串联了一个线绕电阻R, 当此RV1短路失效时, 线绕电阻R可起到保险丝的作用, 将短路电路断开, 压敏电阻属电压钳位型保护器件, 其钳位电压点即压敏电阻参数选择相对比较重要。
五、总结
新型光纤收发装置的研究是在满足巴中供电公司光纤网络的使用现状, 能帮助提高巴中公司解决光纤网络传输稳定性和安全性, 并集成多口的输出, 使网络更稳定和可靠。新型装置具备可操作性和能提高和降低操作故障以及提升设备防雷效率的目的, 极大的提升了变电站的通信维护质量, 降低运营成本。
可以预期, 随着智能电网的快速发展, 本项目研究成果将具有非常广阔的推广应用前景。
摘要：在电力变电站的通信中, 大量的光纤收发器不利于统一管理和配置, 且在雷雨天气容易遭雷击。因此, 非常有必要对现有机房中的光纤收发器进行整合, 并开发集电源防雷和信号防雷功能的新型光纤收发器。本文对次进行了研究和开发, 并完成了该收发器在变电站的应用。
关键词：变电站,光纤收发,防雷
参考文献
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[6]杜开祝, 王大永, 何嘉斌.10/100M自适应恒温光纤收发器.光电子技术与信息.2005, 第6期:33-38
光纤收发 篇2
报告名称：2014-2018年中国光纤收发器行业调查与投资潜力预测报告报告编号：309347
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正文目录
第一章2010-2014年中国光纤收发器行业概况分析
第一节光纤收发器行业基本特征1
一、光纤收发器行业发展情况1
二、主要竞争特点3
第二节总体销售收入与利润情况5
第三节成本环境6
一、宏观经济环境6
二、行业环境9
三、政策与法律环境11
四、上游产品价格12
五、14
第二章光纤收发器行业工业总产值与周转情况19
第一节整体分析19
第二节分地区比较20
第三节分规模比较21
第四节分所有制比较22
第五节行业周转情况分析23
一、行业总资产周转率分析23
二、行业流动资产周转率分析24
三、行业应收账款周转率分析26
四、行业流动资产周转次数29
第三章光纤收发器行业重点企业成本分析33
第一节主要会计数据摘要33
第二节基本财务情况分析34
一、资产情况34
二、资产构成37
第三节企业成本结构特征描述40
第四节成本费用结构41
一、制造成本构成41
一直接材料
一直接人工
一制造费用
二、营业费用461
一运输和物流费用一广告和宣传费用一业务费用一销售部门人员工资和福利一差旅和办公费用一其他费用项目
三、管理费用55一管理人员工资福利
一折旧
一办公
一维修
一研发
一咨询
一其他费用项目
四、财务费用63
五、损益分配64
第五节企业成本类型分析67
一、主营业务成本67
二、人力资源成本68
三、生产成本70
四、物流成本73
五、宣传成本75
六、销售成本76
第六节规模与盈亏状况79
一、全年销售收入及同比增长79
二、全年成本费用结构和变化情况80
三、全年毛利水平情况82
四、全年总利润和净利润评测85
五、年盈利增长点分析87
第七节经营成果总体评价89
一、产品综合获利能力评价89
二、收益质量评价91
三、利润协调性评价92
第八节光纤收发器行业重点企业财务绩效评价
一、经营能力分析95
—管理人员情况
—专业技术能力
二、短期偿债能力分析98
—流动比率
—速度比率
—现金比率
—现金流量比率
三、发展能力分析105
—营业增率率
—资本积累计 9
5内容。—总资产增长率—固定资产成新率
四、运营能力分析111—存货周转天—存货周转率—应收款周转天—应收帐款周转率—主营成本比例—营业费用比例—管理费用比例—财务费用比例—总资产周转率(倍)
光纤收发 篇3
关键词：光纤收发器,网络管理,远程监控,嵌入式系统,ARM
0 引言
光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太传输媒体转换单元, 在很多地方称之为光电转换器, 一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中, 通常定位于宽带城域网的接入层应用。光纤收发器作为宽带接入网的重要组成部分, 以至于对它的管理已成为整个网络管理的关键组成部分[1]。
目前, 广泛应用的光纤收发器按照结构一般分成独立式和机架式两种, 支持速率一般为10/100/1 000 Mbit/s。电信级业务中为了管理和布线方便多采用机架式光纤收发器, 支持多块业务卡同时工作。目前, 市场大部分光纤收发器都不带网管功能或者缺少智能化, 不能有效地进行监管, 或者有些是利用RS232之类总线来进行本地监控管理, 有些带网管的系统都是基于SNMP网络协议上开发的, 带网管的光纤收发器大多采用基于集中式控制的C/S模式来实现, 虽能完成所需的各种复杂任务, 但不够智能且需在每个客户端都安装专用软件, 难以满足对外公共服务的要求。本文提出一种以LPC2210嵌入式处理器和IP113S光电介质转换芯片为核心, 通过嵌入式多任务操作系统μCLinux实现远程网管的新型智能光纤收发器[2,3,4], 采用基于Web技术的B/S模式设计[5], 只需使用通用的浏览器登录系统, 无需安装应用软件, 并且在液晶显示屏上显示数据, 做到本地和远端都能有效地监控。
1 收发器总体设计
智能光纤收发器主要包括光电转换部分、网络控制部分和电源部分, 如图1所示。
1.1 光电转换部分
光电转换部分主要将适合在电缆中传输的电信号转换成在光纤中传输的光信号, 采用IP113S光电介质转换芯片为核心, 该收发器通过对IP113S寄存器的设置, 使光接口和电接口之间的数据交换工作在数据链路层, 采用存储转发模式进行线速过滤和转发, 这样不仅可以完成光电信号的转换, 而且能实现不同速率间的速率匹配。所有状态信息以及控制工作方式都是通过对IP113S 内部的128 个寄存器的读写操作完成的。本方案选用了MDC/MDIO方式, 把光电转换部分上的IP113S作为从设备, 网络控制部分上的LPC2210作为主设备, 使网络控制部分可以通过SMI接口监控光电转换部分。IP113S通过I/O接口把光纤收发器状态数据等传输给网络控制部分, 由网络控制部分将读到的数据进行处理后将数据分2路传输, 一路送到液晶模块, 就地显示;一路通过Internet送到PC机上进行显示和分析处理。另外, 可以根据需要扩展多个光电转换部分, 与远程的上位机进行通信。
1.2 网络控制部分
1.2.1 ARM最小系统
ARM最小系统采用LPC2210处理器为核心。LPC221D处理器是PHILIPS公司生产的16/32位144脚ARM7TDMI-S微控制器, 支持实时仿真和嵌入式跟踪。复位电路使用带I2C存储器的监控芯片CAT1025JI-30, 复位门槛电压为3.0～3.15 V, 提高了系统可靠性。系统时钟采用11.059 2 MHz的外部晶振, 产生内核所需要的时钟频率。本系统扩展了8 MB的PSRAM (型号为MT45W4MW16) 作为程序的运行空间, 扩展的存储器有2 MB的NOR FLASH (型号为SST39VF160) , 以及16 MB的NAND FLASH (型号为K9F2808U0C) , 用来存储μCLinux内核、文件系统和应用程序。
1.2.2 液晶模块电路
在现代显示器件发展中, 液晶显示器件以其功耗低、体积小、色调柔和和易于实现大规模集成化生产等一系列优点而被广泛应用。该收发器采用了TFT6758液晶模块, 其工作电压为3.3 V, 和整个收发器的供电相同, 便于供电。为了得到更高的数据传输速率, 本设计电路采用16位总线接口。
1.2.3 温度检测电路
温度检测电路以温度传感器芯片LM75为核心, 通过I2C接口和LPC2210连接。LM75可测量的温度为-55～125 ℃, 工作电压为3.3～5.5 V, 可以将温度直接转换为数字值, 通过微控制器直接读取, 使用方便。
1.2.4 以太网接口电路
以太网接口电路采用RTL8019AS芯片为核心, 因为LPC2210具有外部总线接口, 所以, 接口电路设计为16位总线方式对RTL8019AS进行访问。RTL8019AS工作电源为5 V, 而LPC2210的I/O电压为3.3 V, 所以需在总线上串接470 Ω保护电阻。RTL8019AS芯片的Vin最小值为2.0 V, 所以与LPC2210连接不需要加电平转换芯片。
1.2.5 报警电路
报警电路的主要作用是当采集到机箱的温度超过一定上限、各光电转换模块工作不正常时, 及时发出警报, 也即设计电路中的蜂鸣器开始蜂鸣。
1.3 电源部分
在电子装置中, 可靠的电源电路设计关系到整个系统的正常工作, 所以为了保证收发器可靠工作, 在设计中采用2组电源的冗余工作方式, 只要有一路电源能正常工作, 整个收发器就能正常工作。
2 收发器软件设计
该光纤收发器的软件设计主要包括ARM+μCLinux嵌入式软件平台的构建、Web服务器的设计、液晶和其它应用程序的编写以及各驱动程序的编写。整个软件平台框图如图2所示。
2.1 构建ARM+μCLinux嵌入式软件平台
本方案中采用了源代码开放的μCLinux 内核作为操作系统, 运行在LPC2210上。软件的开发环境是标准的交叉开发环境, 包括主机和目标机2个部分: 主机为一台运行Redhat Linux 9.0 的PC机, 目标机为网络控制部分。
2.2 网络通信传输
当采集到光电转换部分和机箱温度信息, 需要传输到远端的客户端显示时, μCLinux强大的网络功能为嵌入式装置提供了强大的网络支持。本方案利用TCP/IP的Socket编程实现网络传输, 提供可靠的通信[6,7,8]。Socket接口是一种特殊的I/O, 它也是一种文件描述符。收发器中网络传输部分的软件实现采用面向连接的流式Socket套接字编程。流式Socket套接字提供可靠的、面向连接的通信流, 它使用TCP协议, 从而保证数据传输的正确性和顺序性。网络传输是基于C/S的工作模式, 编程原理如图3所示。
2.3 Web服务器
2.3.1 Web服务器工作原理
收发器采用瘦服务器/胖客户端的模式, 使用C语言实现一个简化的HTTP机制, 设计高效精简的Web服务器。采用有限状态机实现Web服务器, 按照相应流程将Web服务器功能抽象为11个离散状态。其工作原理如图4所示。
嵌入式Web服务器不同于一般的服务器, 考虑到资源有限, 因此, 设计具有很强的针对性。该收发器的Web服务器的一些设计思想如下:
(1) Web服务器主要用于嵌入式系统的监控和配置, 因此, 只实现与系统控制相关的页面。
(2) Web服务器只处理GET和POST请求方法, 不提供对其它请求方法的处理。
(3) Web服务器同一时间只能接受一个请求, 对请求进行解析并处理后返回, 然后才能接受下一个请求。对于通用Web服务器来说这是不现实的, 但对于嵌入式系统来说可以接受。
(4) 一般系统中Web服务器与CGI是独立的。在该收发器中考虑到紧凑型, 将CGI实现部分合并到Web服务器中。
(5) 该收发器能够实现简单的用户验证功能。
(6) 该收发器内置一些静态页面, 根据用户的请求发送不同的页面给浏览器。在需要生成动态页面的时候, 将数据插入静态页面即可。
(7) 实现了定时任务和简单的历史数据存储功能, 可以定时生成数据并存储起来, 这些数据可供查询和显示。
(8) 用户可以通过浏览器对收发器进行监控, 实现了一些基本的控制功能。
2.3.2 CGI程序的设计
CGI (Common Gateway Interface) 是Web服务器和运行在服务器端的外部程序之间的一个接口规范, 其目的是实现Web服务器与客户端浏览器之间的动态交互。CGI工作流程如图5所示。
CGI程序一般由以下3个部分构成:
(1) 数据解码部分:通过表单输入、由浏览器传送给服务器的数据都是经过URL编码的, 必须进行解码。如果不需要处理表单输入, 则该部分省略。
(2) 数据头部分:必须包含这一部分作为第一个输出行, 该行后必须有一空格行。
(3) CGI程序主体部分:对通过表单输入的数据进行处理, 并输出到标准输出。
2.3.3 网页的设计
浏览器端第一次连接Web服务器时, 服务器会发送一个登录页面给浏览器, 该页面是一个form表单, 用户在页面中输入正确的用户名和密码并按“确定”按钮后, 浏览器以POST请求的形式将数据发送给Web服务器, 处理后将主控制页面返还给浏览器。根据需要选择主控制页面上的选项, 出现不同的页面, 因为每次采集的数据都有变化, 显然这些是动态页面。动态网页的实现是在已有静态网页的基础上通过搜索关键标记的位置找到数据插入点, 然后将采集到的数据插入到网页中指定的位置。本方案需要编写这些网页来更加方便、直观地控制收发器。
2.4 驱动程序
为了能够使用硬件, 需要编写相应的驱动程序, 例如本文用到I2C设备就需要编写I2C驱动程序。除此之外, 还有液晶驱动程序、GPIO驱动程序。其中最重要的是设计光电转换模块的驱动程序。这些驱动程序实现了网络控制部分对光电转换部分IP113S芯片寄存器的可读/写功能, 从而使网管卡可以实时监控各光电转换部分的工作, 实现监控的主程序流程如图6所示。本方案把监控程序写入CGI程序中, 更好地实现其功能。
2.5 智能化在线检测
智能化在线检测的设计思想:当光路DOWN掉后, 电口自动向上报警, 并阻止上层设备继续向该端口发送数据, 启用冗余链路以保证业务不中断。停电后光纤收发器应能够自动复位, 以保证来电后能够正常工作, 即当介质转换器检测到某个端口发生故障时, 例如某个节点的链路失效了, 介质转换器会将该模块的另外一个端口也关闭, 这样可以让所有设备都知道连接那个故障节点的链路已经失效。
2.6 液晶显示模块
当网络控制部分获得光纤收发模块、机箱温度等数据时, 需要在本地实时地显示在液晶显示屏上, 做到实时监控。目前市场上成熟的图形用户界面 (Graphic User Interface, GUI) 有很多, 但它们存在一些不足, 嵌入式GUI要求小型化、占用资源少、反应快捷、可靠性高、成本低。所以, 本文设计的GUI充分考虑了这些要求, 采用了线程消息机制。该GUI体系主要采用C/S多线程的体系结构, 该体系中服务器线程主要实现输入设备 (键盘和触摸屏) 事件的获取, 而客户端线程主要完成对事件的响应, 包括对输出设备的控制[9]。在该微型可配置GUI体系结构中, 主要分为输入抽象层、图形抽象层、消息响应层、图形设备接口层、控件层等。该体系统构具有良好的层次性, 并且开放了底层的图形设备接口层, 使用户更具自己需要简单自由配置。在控件层定义了统一的控件结构体, 使用户对控件的管理更加直观便捷。
3 实验结果
本文通过对收发器软硬件的设计, 较好地实现了预期效果。对收发器的测试主要从以下5个方面进行:页面跳转、功能验证、数据校对、权限验证、用户会话。客户端通过IE浏览器向服务器发送HTTP请求, 如果正确则返回所需网页或相应的错误提示, 表明运行正常。如图7所示, 根据需要点击选项来控制收发器, 这样实现了使用方便、快捷。在液晶屏上显示各光电转换部分的运行状态, 而且显示的交互界面友好而美观。实验表明, 该收发器达到预期要求, 能够满足实时监控的功能。
4 结语
智能光纤收发器由于在硬件上采用了基于ARM 的LPC2210以及功能强大的光电介质转换芯片IP113S, 在软件上采用了稳定高效的μCLinux为底层操作系统, 经过实际测试, 性能稳定, 网管功能强大, 完全可以满足电信级的应用要求。但是, 还需要在功能、效率以及稳定性上加以改进, 如增加对数据库的支持、多进程的支持、 实时性支持等。
参考文献
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