fpga在波分复用系统光监控信道中的应用毕

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1、FPGA在波分复用系统光监控信道中的应用毕毕业摘要：在波分复用系统中，光监控信道用来传送网管信息，包括系统的状态信息和控制命令信息。本文介绍了1种光监控信道的设计方法，使用AlteraFPGA完成光监控信道板的核心功能，通过采用TOP-DO)是利用单模光纤低损耗区的巨大带宽，将不同速率（波长）的光混合在1起进行传输，这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同数据格式，也可以是不同速率、不同数据格式。可以通过增加新的波长特性，按用户的要求确定网络容量。对于2。5Gb/s以下的速率的，目前的技术可以完全克服由于光纤的色散和光纤非线性效应带来的限制，满足

2、对传输容量和传输距离的各种需求。系统的构成如图1所示。发送端的光发射机发出波长不同而精度和稳定度满足1定要求的光信号，经过光波长复用器复用在1起送入掺铒光纤功率放大器（掺铒光纤放大器主要用来弥补合波器引起的功率损失和提高光信号的发送功率），再将放大后的多路光信号送入光纤传输，中间可以根据情况决定有或没有光线路放大器，到达接收端经光前置放大器（主要用于提高接收灵敏度，以便延长传输距离）放大以后，送入光波长分波器分解出原来的各路光信号。系统可以增加1个波长信道专用于对系统的管理，这个信道就是所谓的光监控信道（OpticalSupervisingChannel－OSC

3、）对于采用掺铒光纤放大器（EDFA）技术的光线路放大器，EDFA的增益区为1530nm~1565nm，光监控通路必须位于EDFA有用增益带宽的外面（带外OSC），为1510nm。监控通路采用信号翻转码CMI为线路码型。（作文网z监控速率2Mbit/s信号码型CMI信号发送功率(0~-7dBm)光源类型光谱特性MLMLD*最小接收灵敏度-48dBm1。1。1监控通路的帧结构监控通路的2Mbit/s系统物理接口应符合G。703要求。其帧结构和比特率符合G。704的规定，如图1-23所示。0123。。。。。。。。1617。。。。。。。293031图1-2监控通路的帧结

4、构时隙0：帧同步字节。帧结构中至少有2个时隙作为公务联络通路，1个作为光中继段公务联络，可在光放大器中继站上接入。另1个作为光复用段之间的业务联络，可在系统终端站接入。帧结构中至少有1个时隙供使用者(通常为网络提供者)使用，可以在光线路放大器中继站上接入。帧结构中必须有4个字节作为光中继段的DCC通道，8个字节作为光复用段的DCC通道，以传送有关系统的网络管理信息。终端设备有公务联络和使用者通路两个接口。至少有空闲字节，以准备扩容时采用。系统设计本文讨论的光监控信道电路板电路由单片机，FPGA，光收/发模块，及相关附属电路组成，其中，FPGA完成系统的主要功能，

5、是本电路板的核心。（作文网z。两对光收发模块可以完成光监控信道两个方向上的光/电，电/光转换。光收模块将输入的1510nm光信号光电转换为4MCMI编码电信号，送入FPGA，在FPGA中完成CMI/NRZ解码，E1的帧同步，HDLC处理，将从其他站点传送来的监控信息取出到FPGA中的双口RAM中，通过单片机读出，由单片机通过串口送到管理板，监控信息最终可以显示到网管计算机上。　对于从管理板发出的本站需要传送到其他站的监控信息，由管理板通过串口发给单片机，单片机将需传送的信息写到FPGA内的RAM中，FPGA将需传送的信息进行HDLC与E1的成帧处理，CRC处理及

6、NRZ/CMI编码，然后送到光发送模块进行电/光转换，传送到光纤线路中。FPGA设计FPGA选用Altera公司Cyclone系列EP1C12。Cyclone系列器件是低价格，中等密度的FPGA，内部有12060个逻辑单元，52个4Kbit的RAM块和2个内部锁相环。通过VHDL实现系统功能，系统采用自顶向下的EDA设计流程，利用VHDL语言编程实现系统功能。FPGA原理框图如图3：发送部分主要由时钟模块、HDLC和E1时序产生及成帧模块、NRZ/CMI编码、公务处理模块和单片机时序发生模块组成。当有监控数据需要发送时，单片机向FPGA的双口RAM写入数据，数据

7、写完后单片机时序发生模块将产生请求处理信号通知HDLC和E1时序产生及成帧模块进行处理，HDLC和E1时序产生及成帧模块将双口RAM中的待传送数据取出并进行处理，包括并/串转换，HDLC标志位添加与成帧，E1的成帧与CRC产生等，同时将两路公用插入到E1的相应时隙中，最后将E1送到NRZ/CMI编码模块进行编码，编码后送给电路板的光发模块发送到线路中。接收部分包括时钟模块、E1帧同步检测与HDLC标志字检测处理模块、NRZ/CMI解码模块、公务处理模块、单片机时序产生模块。对于由光收模块来的码流，先由CMI/NRZ解码模块进行解码，然后进行E1帧同（失）步检测，

8、HDLC标志字检测，CR