长距离光传输解决方案（共5篇）
长距离光传输解决方案 篇1
摘要：随着网络信息化时代的到来, 长距离光传输系统在我国的干线网络上已经有大量的应用, 长距离光传输技术也越来越重要, 尤其在跨距之间没有光放大或电3R再生中继站点, 海底光缆、荒岛连接以及跨越恶劣地形的传输的时候。文章论述了光网络长距离传输一些关键技术、超长距离光传输方案的应用模型及各种设备在系统中所起的作用。
关键词：折射,色散,拉曼,EDFA
(一) 引言
光波在媒质中传播时, 由于光波和媒质的相互作用, 一般呈现两种效应, 一种是速度减慢引起的折射和双折射效应;另一种是光能减弱的消光效应。光信号在光纤内传输遵循如下非线性薛定锷方程式:
这两种效应导致光通讯信号在光纤中出现衰耗、色散、和非线性, 在长距离传输中表现尤为明显。因此, 为了接收端能从噪音中检测出信号, 我们需要补偿衰耗、色散以及使非线性效应最小化。
(二) 衰耗补偿
信号功率的衰减可以通过采用放大器来补偿, 然而对于超长距离的光传输系统在提高增益的同时会产生很多的噪音, 因此我们应该采用高功率的EDFA放大器和特殊的低噪音RAMAN拉曼放大器。
1. EDFA技术
掺饵光纤放大器 (EDFA) 的研制成功, 是光通信发展的一个“里程碑”。它的出现打破了光纤通信传输距离受光纤损耗的限制, 使全光通信距离延长至上千公里, 为光纤通信带来了革命性的变化。EDFA一般是工作在1550nm窗口上, 该窗口光纤损耗系数比1310nm窗口还要低 (仅0.2dB/km) 。已商用的EDFA噪声小, 增益曲线好, 放大器带宽大, 与密集波分复用 (DWDM) 系统相兼容, 同时EDFA泵浦效率高、工作性能稳定、技术成熟, 一方面, EDFA可用作光发射机的功率放大器、光纤系统的在线中继放大器、光接收机的前置放大器, 另一方面EDFA在DWDM系统中也有广泛应用。
2. 拉曼 (RAMAN) 放大技术
拉曼是一种非线性物理现象, 通过向光纤输入高功率泵浦将信号放大 (也称为分布式RAMAN) 。通过这种方式, 传输光纤自身获得增益, 泵浦能量产生一个拉曼增益, 拉曼增益波长比泵浦波长高出100nm, 因此泵浦波长使用1450nm, 正好适合放大1550nm波长信号, 从而增加了光功率预算, 提高了信号有效传输距离。
ITU-T推荐如下G.655分类的拉曼放大器:
◆前向泵浦分布式拉曼放大器
◆后向泵浦分布式拉曼放大器
◆双向泵浦分布式拉曼放大器
拉曼放大器可以配置成任何类型, 与EDFA放大器一起配合使用在跨距的末端, 作为功率放大器或前置放大器。
如图1所示, 相对于普通的放大器, 通过防止传输信号通过非线性区域和低OSNR区域, 双向RAMAN放大器配置可以获得更长的链路传输距离。
(三) 色散补偿
色散是一种信号在光纤传输中引起信号变宽的现象, 是由于光信号 (频率) 会以不同速度通过光纤引起的, 降低了信号质量, 脉冲峰值和边缘会被消除, 从而使接收端很难在0/1之间分辨。
色散补偿的一种方法是增加色散补偿模块 (DCM) , 然而这种方法增加了衰耗、降低了信号的OSNR。
另外一种方法是采用高色散容限的发送器, 如外调制激光器。通过使用外调制, 我们能使信号变窄, 提高色散容限, 最大到1000km, 为光传输系统提供一个经济有效的解决方案 (节省DCM) 。在采用高发射功率的单通道系统中, 仍然需要增加DCM以避免自相位调制 (SPM) 效应。
(四) 非线性效应
通常光波或光粒子通过光纤传输, 相互之间影响非常小, 传输过程中几乎没有变化 (除了部分光吸收和光散射) 。然而, 却存在光波和传输介质之间的交互作用, 这些交互作用对光信号产生影响, 这些影响过程被称为非线性效应, 非线性效应的强度依赖于光信号的强度, 而不是简单地和光信号的数量有关, 这就是说, 当光信号功率低时, 非线性效应弱, 随着光功率的增加逐渐增强。
非线性效应在单通道应用时相对较小, DWDM应用时增强, 然而在单通道应用时, 当发送功率过高时仍然存在几个非线性效应。
(五) 光网络长距离传输的解决方案
图4是由最大传输容量为10Gbit/S的MSTP光传输设备和波长变换器、光功率放大器和前置放大器、拉曼放大器搭建的超长距离光传输平台, 此模型在西北电网经过现场测试, 甘肃庆阳西峰变电站至陕西谓南桥陵变电站, 光缆长度约280公里的G.652光纤, 衰耗为56分贝左右。测试数据证明各器件完全能满足实际应用。
在本系统中, 通过波长变换器、功率放大器、前置放大器、拉曼放大器的配合, 完美地解决了长跨距光纤传输系统需解决的光纤衰耗受限的问题、色散受限的问题、噪声受限问题。
OEO波长变换器波长转换器OEO的中心波长为1550.12nm, 色散容限值高达7200ps/nm, 解决光纤色散对光信号传输的影响, 使受光纤色散限制的传输距离增至360km。
EDFA光功率放大器的输出功率可达18dBm。
EDFA光前置放大器的接收灵敏度为-36dBm, 提高进入SDH/MSTP节点光接收机的光信号功率, 改善系统接收灵敏度。
RFA拉曼光纤放大器的有效增益为8～14dB, 提高输入到EDFA光前置放大器的信号电平, 进一步改善系统接收灵敏度。
(六) 结束语
EDFA与拉曼放大器结合的放大技术、色散和非线性容限较高的码型等技术都可以延长光放段的传输距离。长距离光传输系统对减少电再生站、光放站的数量, 延伸光放站之间的距离, 解决大型城市之间对带宽的迫切需要, 降低系统的成本和维护费用都起了很大的作用。光传输距离的延伸让我们的沟通不再有距离。
参考文献
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长距离光传输解决方案 篇2
依照2009年-2011年康宁光缆系统的数据统计, 发现数据中心中有88%的OM3/OM4光缆链路长度小于100m, 如图1所示。然而, 随着云计算、虚拟化、数据挖掘和其他新技术的应用, 将会需要有更大的或巨型的数据中心产生, 这将导致更长的链路出现。这个趋势将最终要求数据中心能够提供一种长距离、低成本的40G解决方案, 也是超越目前IEEE 802.3ba 40G/100G以太网标准所规定的OM3支持100m, OM4支持150m距离的解决方案。
康宁和Avago合作, 形成了一个基于康宁OM3/OM4光纤和Avago QSFP+e SR4收发器的40G以太网扩展距离的解决方案。在这次测试中, 康宁向Avago提供使用Clear Curve OM3/OM4抗弯曲多模光纤的Pretium EDGE光缆以协助收发器件的开发。
本文将介绍采用随机抽取的Avago 40G QSFP+e SR4收发器模块所进行的内部测试过程, 该测试将证实使用康宁抗弯曲光纤的Pretium EDGE光缆, 在满足系统的误码率 (BER) 低于10-12要求的同时, 可以支持40G以太网传输的最大典型距离为1250m。
2 测试设置
测试在康宁的科学技术研究中心进行, 测试波长为850nm, 使用Avago 40G QSFP+e SR4收发器和40G评估板。测试使用一个严格的231-1伪随机二进制序列 (PRBS) 来检查误码率 (BER) 是否低于10-12。
图2显示了一个装入收发器并连接不同线缆的评估板。图3则是Avago的40G QSFP+e SR4收发器。
图4为实验装置的连接原理图, 10Gbps码型生成器和误码率检测器被集成到一起。码型生成器提供了两路PRBS信号, 这两路信号互为反转信号。其中一路信号进入到一个1×16的分路器中, 这16路分路信号将被适当的放大;7个分路信号用来驱动两个4×10G收发器的通道。另外一路信号通过一个差分脉冲分路器, 提供一个高质量信号来检测特定通道的实际性能。其他7个通道 (一个收发器3路, 另一个反方向传输的收发器4路) 由1×16分路器出来的信号所驱动。每路信号的线缆长度不同, 从而保证每个通道的信号互不相干。7个通道的存在产生了一个在实际应用中通常会存在的串扰环境, 使测试结果更加接近实际应用值。
在测试中, 使用多根EDGE光缆采用4-MPO级联的方式提供一个1250m的距离, 如图5所示。
3 测试结果
在1250m距离的传输测试中, 实验结果符合误码率小于10-12要求。从图6中可以说明信号的质量。
康宁在采用OM4光纤和随机选择的Avago 40G QSFP+e SR4收发器的条件下实现了1250m距离的典型的40G以太网传输。康宁Pretium EDGE®解决方案明确了OM3 330m和OM4 550m的传输距离, 这也包含使用Avago的40G QSFP+e SR4收发器模块的情况。
4 结束语
长距离光传输解决方案 篇3
一、光传输设备维修与维护措施
1、光传输设备维修
通常在系统、整机维修出现问题时就必须是要从全局的光传输系统来切入, 具体来寻找和分析故障发生的原因。一般来说在系统出现中断的时候, 这时相关的工作人员就要通过一些现象冷静的执行必要的操作, 仔细查找和分析问题是出现在系统中具体的什么部分、什么设备, 然后来把故障进行初步的定位。比如一条载波电路突然发生中断, 这时候是高频通道还是载波机出现了故障而导致的;若是高频通道出现了故障, 这时就要弄清楚是高频电缆和结合滤波器出现了故障还是其他部位出现了故障题, 若是载波机出现了故障, 这时就要分析是本端机出现了故障还是对端机出现了故障。
2、光传输设备维护措施
维护环节中最关键的就是要使设备有一个良好的运行环境和空间。其中一般就有相关设备的供电质量保证, 在机房中的温度、湿度和防尘等工作是否到位且符合要求。通常这些维护措施就能够使设备寿命得到延长, 还可以降低故障率等。从目前实际情况来看, 现代一些相关的通信设备对周边环境的要求越来越高。但是这些现代通信设备也越来越节约人力物力了, 通常情况下就没必要再做那些日常的调整与测试工作, 这时就只需有规律的来使用一些相关的监控方式来进行预防性的监视管理, 若是没有出现故障或没有明显的故障迹象时, 最好不要在无专业人员的指导下随意乱动机器设备, 尽可能的来减少人为操作而导致设备出现故障。在进行插拔机盘的时候, 一定要牢记先断电源后插拔机盘, 在进行相关工作的时候也一定要养成戴防静电手钧的良好习惯。
二、光传输技术发展趋势
近些年来, 中国的光通信产业在政府的扶持下得到了很好的发展, 现在该项的技术已经达到了较先进的水平, 在国际上已经形成了竞争力。在这个时候我们更要清醒意识到, 光通信领域的前景是多么的大, 但我们所做的远远不够, 相当多的关键技术、设备和材料目前只能依赖进口来维持现状, 主要就是大量的核心技术都在外国人手里, 而我们只是在不停的复制。对于发展前景本人做了一下几点建议:
1、现在我国国内在光纤产业中存在很多的问题, 其中关键的问题就是总是在进行不必要的重复建设, 这个问题应当以最快的速度解决好, 这样才能有利于国内的光纤产业稳定顺利的发展[2]。
2、企业一定要具有强劲的动力, 当然这就需要有核心技术来作为支撑, 迅速建立相关的研发中心, 目前就要把中心偏移到研发与开发新产品中去。首先我们要做到充实国内市场, 站位脚步, 然后向国际发展。
3、现在急需把产业的结构做相应的调整, 完善产业链, 然后逐渐扩大产业规模, 把这个产业不仅要做大更要做强, 拥有自主的知识产权和核心技术, 打入国际市场。
总结:作为光传输设备相关的维护人员, 必须要有能力在工作的第一时间, 能够检查出设备哪里出现了故障, 而且要把原因弄清楚, 并要对故障进行最有效的处理, 若想提高维护水平, 给客户最优的服务, 就必须及时且准确地判断故障出现在哪里, 为什么会出现。高效的处理出现的故障, 这样才能使网络运行得到最好的保障。光传输技术的发展前景是不给估量的, 现今社会的每个角落都需要此项技术, 人们的生活与此息息相关, 值得我们百倍的投入。相信我国的光传输技术一定可以得到得更好的发展, 不仅可以满足国内的需求, 而且可以打入国际市场, 在国际市场上将占据一席之位。
参考文献
[1]徐牧.超长距离光纤无中继传输系统的研究[J].科技风, 2012年17期
长距离光传输解决方案 篇4
某发电厂#1厂房3台机组(#1～#3机组)于20世纪70年代投运,#2厂房2台机组(#4、#5机组)于2000年投运,两厂房的发变电设备及辅助设备相互独立,但由同一调度管辖。两厂房仅由一条电缆沟道连通,电缆沟最近相距400m。因两厂房的中央集控室分离,故两厂房的信号及控制完全独立,这就要求两厂房的中央集控室都要配备独立的运行值班人员。随着现代化水电厂“少人值守”、“无人值班”运行方式的推广,迫切需要实现两厂房电测量、控制量、信号量的互联。
2 改造方案的比较
采用硬连接方式实现两厂房的互联,会耗费大量的人力、物力,且硬连接点多将造成故障率高、运行不可靠、改造工作量大。#1、#2厂房互联电缆通道仅1条,强弱电电缆混合交叉放在一起,易引起机组误动、误调节(#4、#5机组的控制方式选择、开停机控制、有功/无功调节均由24V弱电实现)或造成控制端口元器件损坏。另外,直接引接的电缆太长,耗资巨大。
若采用光传输技术,则硬连接少、所需资金少、改造工作量小、抗干扰性能极佳,但技术方面还需要进行探索和求证。
3 改造要求
(1)数据采集与传输的光纤化,数据可共享。
(2)尽量减少设备重复建设,节约二次电缆。
(3)需解决远距离控制及信号的抗干扰问题,以提高设备、系统的可靠性和实时性。
(4)实现两厂房在“无人值守”状况下的安全、可靠运行。
4 系统设计方案和技术要求
4.1 设计方案
根据水电厂通信标准IEC 61850-7-410及该发电厂实际情况,提出#1厂房返回控制屏和#4、#5机组单元的控制、信号返回功能通过光通信技术实现。具体实现过程为:#1厂房返回控制屏对#4、#5机组控制量进行采集并将其转换为光信号后传输至#2厂房,经小型中间继电器隔离开出空接点实现控制;#2厂房信号屏对#4、#5机组信号进行重动后采集,并将其转变为光信号传输至#1厂房返回控制屏,再经空接点输出到信号回路。在#1、#2厂房间敷设1根光纤,通过光传输技术便可实现两厂房的互联。
4.2 技术要求
(1)#1厂房盘柜及PLC要求。PLC及其附属设备安装在#1厂房返回控制屏#6、#7盘柜内。每台机组的PLC及其附属设备的最大安装空间不得超过300mm×450mm×300mm。每台机组PLC开入点为16个(含备用),开出点为40个(含备用)。PLC开出点驱动中央信号装置。
(2)#2厂房盘柜及PLC要求。PLC及其附属设备安装在#2厂房#2信号盘的一个柜内。#2厂房#2信号盘内最大安装空间为800mm×550mm×400mm。每台机组PLC开入点为40个(含备用),每个开入量要求重动;每台机组PLC开出点为16个无源接点(含备用),且每对接点需独立;PLC开出点容量不小于220V,1A。
(3)#1、#2厂房供电电源为DC220V。
5 系统硬件配置说明
(1)配置PLC程序时将#1厂房PLC设置成主站,将#2厂房PLC设置成从站,通过#1厂房PLC来读取#2厂房PLC开入信息,将#1厂房的PLC开入信息写入#2厂房PLC。各开出信号由PLC用户编写的应用程序来执行,执行结果通过各自的开关量输出模块对应输出并驱动相应继电器,来实现各自需要的无源空接点信号。
(2)将#1厂房的无源空接点信号引入PLC的信号输入点,再经PLC通信口、光纤写入#2厂房PLC寄存器,经PLC程序处理后对应输出给开出模块,通过开出模块输出点驱动中间继电器,利用中间继电器的触点来提供#2厂房监控系统需要的无源空接点信号。
(3)将#2厂房的无源空接点信号引入PLC的信号输入点,再经PLC通信口、光纤读入#1厂房PLC的寄存器,经PLC程序处理后对应输出给开出模块,通过开出模块输出点驱动中间继电器,利用中间继电器的触点来提供#1厂房监控系统需要的无源空接点信号。
(4)主、从站通过光纤通信技术连接,避免了远距离传输信号衰减造成误动、拒动。
6 光纤通信的优点
光纤通信的原理是:在发送端,把传送的信息变成电信号后调制到激光器发出的激光束上(激光的强度随电信号的幅度(频率)而变化),并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,并经解调后恢复原信息。
光纤作为通信介质可保证通信的可靠性和抗干扰能力。采用光纤通信方式实现两厂房的连接,不仅降低了成本,而且比硬接点连接方式节约了大量电缆和安装布线工作,同时还大幅降低了后续的维护难度和费用。
7 改造的综合效益评价
#1厂房与#2厂房间的连接电缆通道长约400m。采用电缆实现连接,至少需要30根,按每米电缆100元计算,则需资金约120万元。原按“五值四班倒”进行人员配备,而采用光传输技术实现无人值守后,仅#2厂房集控室就减少运行人员6名,按每人每年9万元计算,则平均每年可节约54万元。改造当年,该发电厂节约直接费用约183万元,以后每年节约费用至少61万元,而改造费用仅5万元。
一次采集,系统共享,实现了资源共享,节约了能源。改造后,控制系统良好的可操作性及易维护性减轻了运行人员的劳动强度,降低了运维成本,满足了“无人值班”要求,同时,系统的可靠稳定为发电厂的经济运行提供了重要保障。设备运行方式灵活,既可切换至#2厂房实现各项操作,又能切换回#1厂房。
8 结束语
改造前,首先需明白要达到的目的和实现的效果,并综合比较各项指标,提出符合现场实际的设计理念,全盘考虑;改造时,选用可靠性高的可编程控制器、价廉物美抗干扰极强的光缆、优良的开出开入隔离继电器,并利用原设备空间位置进行施工,将光传输技术配搭PLC技术成功应用。
参考文献
[1]张运波,刘淑荣.工厂电气控制技术[M].北京:高等教育出版社,2004
[2]李桂芹.提高PLC控制系统可靠性的措施[J].电工技术, 2006(1):57,58
长距离光传输解决方案 篇5
随着电子战数字接收机的瞬时带宽的不断增大,系统接收的数据量呈几何级数增长,传统的数据传输方式已经很难满足不断扩大的数据规模对传输性能的要求。目前,光纤通信在低误码、抗干扰、高带宽方面的优势是传统数据传输方式所不能比拟的,点到点的光纤通信在高速数据采集、远程实时控制等领域有着重要的意义和广阔的应用前景[1]。
传统的光传输方案一般都是采用光电转换模块实现光信号与电信号之间转换,再由FPGA或者分立元器件完成信号的串并转换最后送入数据处理模块,该传输方案原理简单,但扩展性较差。采用该方案的系统缺乏信道的初始化与维护功能,更不能有效地支持上层协议,同时光纤路(Lane)数不能扩展,使得单通道(Channel)的传输带宽受限。Aurora协议是Xilinx公司开发的一个免费、开放、可扩展、低成本、高带宽的高速串行链路层协议[2]。它可以支持多路的光纤传输,灵活的扩展光纤链路的数量实现通信带宽的无缝升级。同时,协议自带的信道初始化与时钟校正等功能有效保证了点对点传输的高速数据同步,能有效解决数据传输的瓶颈。本文基本Virtex-5 FPGA采用Aurora协议实现双路光纤绑定传输,在验证方案可行性与有效性的同时完成对通道传输时延的测定。
1 验证方案设计
该验证方案硬件系统主要分为两部分:FPGA和SFP(Small Form-factor Pluggable)光模块。其中,FPGA采用Xilinx公司Virtex-5系列的XC5VSX95T实现,主要负责数据的产生发送与接收核对工作;两个SFP光模块完成电信号与光信号之间的转换。受到测试条件的限制,采用单片FPGA完成数据传输与监测,这里将两个Rocket IO GTP通用数据法输平台,General Data Trans fer Platform)的TX端口发送出的数据通过光纤送回到各自RX端口,同时例化Aurora协议进行通道绑定,形成一个由两路光纤组成的数据自回环式的传输通道。方案的设计框图如图1所示。
由于该传输方案即将应用于某宽带数字接收机,所以对数据传输时延有着特殊的要求。为了使得数据传输验证与时延测定同步,数据发生模块采用一个200 MHz时钟触发的32位的计数器,连续不断地送出计数值。FPGA内部设计数据监测模块,当该模块接收到数据时,使能内部参考计数器,并将产生的参考数据与接收数据进行比对,模块内部对误码进行计数,并将计数结果送到测试板上的LED上,借此达到数据校验的目的。 同时将该时刻发送模块的产生计数值与接收模块的接收值相减,得到计数差值乘以相关时钟周期,达到测试线路延迟的目的。设计中FIFO用来解决两个异步时钟域之间的数据传输的问题。
2 Aurora协议
Aurora协议是Xilinx公司针对高速传输开发的一种可裁剪的轻量级链路层协议,可以在相应的器件上通过制定IP核生成。它为物理层上串行连接提供了透明的接口,协议内部封装了与其对应的Rocket IO 硬核,通过对多个Rocket IO的绑定可以实现传输带宽的无缝升级,同时它也可以被上层的自定义或者工业标准协议采用。Aurora协议采用面向连接的通信模式,不仅定义了物理层接口还定义了协议数据单元(Protocol Data Unit,PDU)的结构,同时协议内部还定义了信道初始化程序、时钟校正程序以及流量控制等内容,但是其中不包含纠错与重传机制。为了满足不同应用的要求,Aurora协议可以支持流(Streaming)和帧(Frame)式两种数据传输模式,以及全双工、单工等数据通信方式。其经典连接功能方案如图2所示。
针对数字接收机的数据传输特点以及测试环境,本方案选择全双工的流传输作为数据交互方式,将一个GTP DUAL X0Y6中的两个GTP进行绑定,形成一个双路的数据传输通道。为了达到单路光纤3.125 Gbps的传输速度,协议参考时钟通过ICS8442频综芯片设定在156.25 MHz,单路数据宽度设置为2字节,并采用8B/10B作为传输编码方式保证传输线路的直流平衡(DC Balance)。限于篇幅,协议的详细功能参数设置以及与FIFO的连接方式请参考文献[2,3]。
3 光传输模块
SFP光模块是新一代的光收发器,具有小型化、可热插拔和自动诊断功能[4]。本方案采用最高可支持3.75 Gbps传输速率的双LC接口SFP光模块完成光信号的传输,光信号与电信号的之间则采用连接器进行交互,连接器的LOS端口与一个LED相连指示线路的连接状态。SFP光模块的连接器通过PCB走线与FPGA相连,并用安装笼进行固定并减少板间的EMI(电磁干扰),该模块内部为接收和发送线路提供了交流耦合电容,所以GTP接收端的交流耦合处理可以被旁路,这可以通过设置GTP原语的属性完成(SET RXDCCOUPLE=TRUE)。为了减少PCB布线的难度并提升线路性能,将连接SFP0的传输差分线的“N”端与“P”端反接,可通过GTP内部的极性反转属性的设置来补偿这种差分线接反的“错误”(SET TXPOLARITY0=1),同样,于此接口对应的接收端极性也必须做出调整。SFP光模块电路原理图设计如图3所示。
4 方案性能验证
通过调用IBERT核及Chipscope统计相关的参数变化可以对线路环境完成测试,不同的预加重与均衡设置可以将误码率控制在系统能接受的范围之内,在此基础上再将所得到的参数设置应用到实际传输方案中完成相应的验证工作。
4.1 通道环境测试
这个过程中预加重与均衡的设置是保证通信环境的关键。为了对抗传输路径对高频分量的过分衰减,预加重与均衡都是通过对信号的畸变改善接收信号的质量[6],只有合适的预加重与均衡比例相配合才能达到改善通信质量的目的,否则反而会恶化通信质量。
首先在3%的预加重(TX_Pre-Emphasis=000),均衡旁路的情况下分别测试两路光纤的信号传输质量,通过IBERT核强制GTP发送31位的伪随机序列,发现lane0的连接状态不稳定,误码率高达1.41E-8,与此同时lane1也处于非理想状态,误码率为3.92E-10。下面在3%预加重的基础上,使能均衡设置,通过比对多种不同的组合,最终将均衡参数设置为RX WB/HP Ratio=00、RX WB/HP Pole Loc=1001,通过均衡,传输信号的高频分量相对被增强,低频分量相对被抑制,有效地补偿了传输线路的低通滤波器特性。下面重置IBERT核的误码率统计,发现lane0与lane1的连接状态稳定,线速率达到单路3.125 Gb/s的要求,同时lane0误码率降低为5.147×10-12,lane1的误码率为5.146×10-12,达到了设计对线路数据传输速率及误码率的要求,IBERT核测试界面如图4所示。最后将实验所得参数对测试方案中Aurora核所调用的GTP属性进行设置。
4.2 数据传输及通道延时测定
整个测试的过程和原理已经在前面详细地描述过,该过程可以通过调用Chipscope进行观察与分析,得到测试结果如图5所示。
从Chipscope抓取的测试结果中可以看出,错误计数器ERR_COUNT的计数值始终为零,验证了设计方案的正确性与可实现性;插值计数器CNT稳定地保持在38,但会周期性地产生一定的抖动,但这并不影响数据传输,这是由于Aurora协议内部的发送时钟补偿序列所造成,由于数据抓取时钟周期设定为6.4 ns,所以整个通道时延为243.4 ns,可以达到实际应用中对时延要求。
5 结论
本文对应用于某宽带数字接收机中的数据传输方案进行验证,将传统光纤传输与Aurora协议相结合,使得单通道数据传输宽带得以灵活地扩展,并成功地将单通道速率提升到6.25 Gbps,误码率控制在10-12量级,通道时延限定在250 ns以内,达到了相关设计指标。但是限于实验成本,该验证方案只采用双全工回传数据的验证模式,与实际应用环境存在一定的差距,所以具体参数的设定还需在实际应用中通过实验测得。
摘要：以某宽带数字接收机中数据传输方案设计为背景,采用Aurora协议与光纤传输相结合的传输方法弥补了传统光传输方案可扩展性差的特点。通过设计测试程序对该方法的可行性予以验证,并通过实验对协议中所调用高速串口硬核的参数进行合理设置,验证结果表明该方法在传输带宽、线路误码率以及通道传输时延等方面能够达到预先设计指标,为后续工程中的应用奠定了基础。
关键词：Aurora协议,光传输,高速串口
参考文献
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[5]闵小平,陆达,洪鸿榕.基于现场可编程门阵列的高速光纤通信的实现.厦门大学学报(自然科学版),2007;46(4):491—495