CN1275412C - 一种速率可灵活配置的光波长转换器的装置 - Google Patents
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Abstract
一种速率可灵活配置的光波长转换器的方法和装置，涉及密集波分复用系统中的光波长转换器的业务速率配置，包括单板部分和光收发模块，其中单板部分包括中央处理器电路，数AD和DA电路，FPGA电路和SDH开销处理电路；单板部分的功能是采集光收发模块的输入输出光的性能指标，并把监测到的性能指标上报网管，同时接收和处理网管下发的命令；光收发模块包括：光电探测及放大电路，数据和时钟恢复电路，调制发光电路；本发明不需要修改硬件装置，即可达到灵活配置业务。
Description
技术领域
本发明是涉及全光通信网技术领域，尤其是涉及密集波分复用系统中的光波长转换器的业务速率配置问题。
背景技术
在密集波分复用系统中，光波长转换器的主要功能是采用光/电/光转换方式将满足G.957建议要求的任意厂家的SDH信号转换为满足G.692要求的光信号，即通过光波长转换器收发模块将SDH光端机过来的光信号转换成电信号，再通过光波长转换器收发模块将电信号转换为满足G.692要求的光信号，同时将收发模块相关监控信息上报网管。输入的光信号业务透明地通过光信号转发单元，波长范围为1290nm-1570nm，输出的光信道波长为满足工TU一T G.692规范的特定波长。由于密集波分复用系统运载的业务的速率不同，分为盯M(同步传输模块)一1，STM一4，STM一16和千兆以太网等业务，光波长转换器的数量很多。例如，在32波系统中，在发送端需要32个，加中继端32个和接受端的32个总共96块光波长转换器。如果不同的业务用不同的光波长转换器，需要的光波长转换器单板的种类数量会成倍增加，这样就存在以下的缺点：首先，配置不灵活，在同一个系统中传输不同的业务时，需要用不同业务的光波长转换器，这需要现场更换硬件，增加很多安装和调试上的工作；而且不同业务的光波长转换器不统一，种类数量大，但功能类似，造成大量重复性生产；由于大量重复性生产，增加了设备成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中配置不灵活的缺点，以及由此导致的光波长转换器单板的种类繁多，从而给生产和安装上带来的不便，提供了一种速率可灵活配置的光波长转换器方法和装置。
本发明所述的光波长转换器的装置包括单板部分和光收发模块部分；其中，单板部分包括中央处理器电路，数模(AD)和模数(DA)电路，现场可编程器件(FPGA)电路和SDH开销处理电路；单板部分的功能是采集光收发模块的输入输出光的性能指标，并把监测到的性能指标上报网管，同时接收和处理网管下发的命令；其中中央处理器电路发送命令，管理和控制整个单板，并完成跟网管通信；AD和DA电路将收到中央处理器的命令后采集光收发模块的性能指标监测电压信号，通过AD转换提供给中央处理器，而且把中央处理器发送的数据通过DA转换后给光收发模块，AD和DA电路与中央处理器的接口是数据和地址总线；FPGA电路中做有中央处理器运行需要的逻辑，其中包括地址译码，数据锁存，时钟分频和计数器；FPGA与中央处理器的接口是数据总线，地址总线，时钟线和控制线；SDH开销处理电路从接收光收发模块提取的SDH数据和时钟信号，从中提取SDH的开销字节，SDH开销处理电路跟FPGA电路的接口是数据总线；
光收发模块包括：光电探测及放大电路，数据和时钟恢复电路，调制发光电路；光电探测及放大电路中的光电探测器把接收到的SDH光端机发出的符合G.957规范的光转变为电信号，由电路进行放大，送给数据和时钟恢复电路进行信号恢复，同时通过性能量监测信号接口输出输入光功率的监测信号给单板的AD和DA电路，以检测光功率大小；数据和时钟恢复电路把数据输出给调制发光电路的激光器驱动芯片，同时数据和时钟恢复电路恢复出来的数据和时钟信号通过SDH数据和时钟信号接口输出到单板上的SDH开销处理电路部分；控制数据和时钟恢复电路的速率设置信号由单板的FPGA内部引出，通过速率设置接口输出到光收发模块：即数据和时钟恢复电路是从放大后的电信号中提取SDH的数据和时钟信号，在提取信号时，不同速率的信号需要用不同频率的锁相环锁定相位，进行时钟和数据提取，设置锁相环频率的信号通过速率设置信号接口引出到单板上的FPGA电路中，中央处理器通过FPGA中的逻辑来设置这些信号，从而改变锁相环的频率.达到改变业务速率的目的；
调制发光电路包括一个固定波长的激光器，该电路的功能是用恢复的数据信号调制激光器的输出，让激光器产生符合G.692规范的光，同时把激光器的输出光功率、驱动电流、温度、制冷电流这些性能量的监测电压通过性能量监测信号接口输出到单板的AD和DA电路，通过单板监测这些性能指标的大小；在单板的FPGA内部做了如下逻辑：中央处理器的数据线通过锁存器和一个与门输出到速率设置信号线，通过三态门到数据线：中央处理器通过写命令和设置速率地址打开锁存器，把数据线里的设置内容输出到速率设置信号线；通过读命令和读地址打开三态门，把锁存器的输出输出到数据线上，读取设置的内容。
本发明的灵活性体现在它不需要修改硬件装置，即可达到配置业务的目的。这个配置过程通过本发明的速率可灵活配置的光波长转换器的方法来实现的：单板上电后，首先进行单板初始化：读取存储在EEPROM内部的数据来设置单板和光收发模块的运行状态，其中的业务速率状态的设置是通过读取EEPROM里面存的业务信息来进行设置的；初始化结束，进入循环，循环过程包括：对单板的性能量进行采样并对采样数据进行处理，如果有网管命令则接收网管命令并处理命令；然后设置光收发模块的业务速率，完成设置重新进入循环；如果有其他命令，进行其他命令的处理；然后重新进入循环，采集性能量，处理数据。
附图说明
图1本发明所述装置的结构框图；图2本发明单板内的FPGA内部逻辑图；图3本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
结合图1、图2对本发明技术方案的装置做进一步的描述：中央处理器电路包括一片中央处理器(CPU)，一片EEPROM，一片快擦写存储器(FLASH)，两片静态随机存取存储器(S RAM)；其中的CPU进行命令处理，EEPROM存储单板和模块的信息，例如业务速率类型等，FLASH存储单板程序，SRAM提供程序运行的数据空间；FPGA电路包括一片FPGA，在FPGA内部的逻辑如图2所示，包括一个总线输入输出的锁存器(LPM一DEF)，两个或非门(NOR2)，总线输入输出的三态门(TR工)和与门(W工RE)各一个，单板上电时，首先通过清零信号(/clr)清锁存器，当设置速率时，中央处理器通过设置速率地址(/Setrate)和写命令(/wr)打开锁存器，把数据线(d[1二0」)上的数据输出到锁存器的数据出口(output[1二0])，再通过与门(W工RE)输出到光收发模块(通过光收发模块的速率设置信号线rate「1二0〕信号)；读取速率时，中央处理器通过读地址(/readrate)和读命令(/rd)打开三态门(TRI)，把锁存器的输出到数据线上；SDH开销处理电路包括一片SDH开销监控芯片，芯片的输入是光收发模块提取的SDH数据和时钟信号，芯片的输出到FPGA中；
AD和DA电路包括，一片AD芯片，一片DA芯片和一片集成运算放大器，光收发模块的性能量监测信号首先通过集成运放电路产生符合AD芯片输入要求的电压给AD芯片，有AD芯片把这些模拟量变为数字量，通过数据总线送给中央处理器；数字量通过DA芯片转换为模拟量，再通过集成运放电路产生符合模块需要的模拟电压送给模块；
光收发模块中的光电探测及放大电路包括：一只光电二极管(PIN)，一片限幅放大器，光电二极管把收到的SDH光信号转换为电信号，送给限幅放大器进行放大，然后送给数据和时钟恢复电路进行信号恢复，光电二极管还送出一路信号作为输入光监测给单板的AD芯片；数据和时钟恢复电路包括一片数据和时钟恢复芯片，主要功能从放大后SDH信号中提取数据和时钟，把数据输出给激光器的驱动芯片，同时把数据和时钟送给单板；调制发光电路包括一只激光器，一片激光器驱动芯片及由集成运放组成的监测电路，恢复出来的SDH数据信号输入到驱动芯片产生调制信号调制激光器发光，激光的性能量通过集成运放电路放大后送给单板的AD芯片。中央处理器程序运行的流程如图3所示：
单板上电后，首先进行单板初始化：读取存储在EEPROM内部的数据来设置单板和光收发模块的运行状态，其中的业务速率状态的设置是通过读取EEPROM里面存的业务信息来进行设置的；初始化结束，进入循环，循环过程包括：对单板的性能量进行采样并对采样数据进行处理，如果有网管命令则接收网管命令并处理命令；例如网管下发设置业务速率命令，程序首先把设置的业务类型写入EEPROM，然后设置光收发模块的业务速率，完成设置重新进入循环；如果有其他命令，进行其他命令的处理；然后重新进入循环，采集性能量，处理数据。本发明与现有技术相比，光波长转换器的业务速率的配置简便灵活，不需要改动硬件，即可在同一个系统中运行STM一1，STM一4，sTM一16和千兆以太网不同的业务，既方便了生产又方便了客户，并能节约生产成本。
Claims (2)
1、一种速率可灵活配置的光波长转换器装置，包括单板部分和光收发模块部分，特征在于所述的单板部分包括中央处理器电路、AD和DA电路，FPGA电路和SDH开销处理电路；中央处理器电路发送命令，管理和控制整个单板，并完成跟网管通信；AD和DA电路将收到中央处理器的命令后采集光收发模块的性能指标监测电压信号，通过AD转换提供给中央处理器，而且把中央处理器发送的数据通过DA转换后给光收发模块，AD和DA电路与中央处理器的接口是数据和地址总线；FPGA电路中做有中央处理器运行需要的逻辑；FPGA与中央处理器的接口是数据总线，地址总线，时钟线和控制线；SDH开销处理电路从接收光收发模块提取的SDH数据和时钟信号，从中提取SDH的开销字节，SDH开销处理电路跟FPGA电路的接口是数据总线；
所述的光收发模块包括：光电探测及放大电路，数据和时钟恢复电路，调制发光电路；光电探测及放大电路中的光电探测器把接收到的SDH光端机发出光转变为电信号，由电路进行放大，送给数据和时钟恢复电路进行信号恢复，同时通过性能量监测信号接口输出输入光功率的监测信号给单板的AD和DA电路，以检测光功率大小；数据和时钟恢复电路把数据输出给调制发光电路的激光器驱动芯片，同时数据和时钟恢复电路恢复出来的数据和时钟信号通过SDH数据和时钟信号接口输出到单板上的SDH开销处理电路部分；控制数据和时钟恢复电路的速率设置信号由单板的FPGA内部引出，通过速率设置接口输出到光收发模块：即数据和时钟恢复电路是从放大后的电信号中提取SDH的数据和时钟信号，在提取信号时，不同速率的信号需要用不同频率的锁相环锁定相位，进行时钟和数据提取，设置锁相环频率的信号通过速率设置信号接口引出到单板上的FPGA电路中，中央处理器通过FPGA中的逻辑来设置这些信号；
FPGA中的逻辑来设置这些信号；
调制发光电路包括一个固定波长的激光器，该电路用恢复的数据信号调制激光器的输出，让激光器产生符合G.692规范的光，同时把激光器输出的性能量的监测电压通过性能量监测信号接口输出到单板的AD和DA电路，以监测这些性能指标的大小。
2、根据权利要求1所述的一种速率可灵活配置的光波长转换器装置，其特征在于：所述的FPGA内部做了如下逻辑：中央处理器输入端口的数据线通过锁存器和一个与门输出到速率设置信号线，通过三态门到三态门输出端口的数据线；当设置速率时，中央处理器通过写命令和设置速率地址打开锁存器，把数据线里的设置内容输出到速率设置信号线；读取速率时，通过读命令和读地址打开三态门，把锁存器的输出输出到数据线上，读取设置的内容。
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