專利名稱：簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖通信技術(shù)領(lǐng)域中的收發(fā)器，尤其涉及一種為解決光纖接入網(wǎng)最后一公里而設(shè)計(jì)的簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)主要有ATM異步轉(zhuǎn)移模式-PON和Ethernet-PON以太無源光網(wǎng)絡(luò)(請?zhí)峁﹛PON、ATM異步轉(zhuǎn)移模式-PON、Ethernet-PON以太無源光網(wǎng)絡(luò)的中文名)等，一般是將大量交換設(shè)備集成進(jìn)入光傳輸設(shè)備之中，如圖1和圖2所示。
請參見圖1所示，這是現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的下行傳輸框圖，傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)是利用時(shí)分復(fù)用(TDM)做下行傳輸。其中光線路終端(OLT)的工作流程是，來自于自局端設(shè)備的數(shù)據(jù)流，經(jīng)物理層接口1轉(zhuǎn)換后進(jìn)入交換矩陣2，在交換矩陣2完成交換功能后，必須將傳輸?shù)矫恳粋€(gè)用戶端的數(shù)據(jù)分別經(jīng)過先進(jìn)先出存儲(chǔ)器3(FIFO)調(diào)整后再與測距控制中心5發(fā)出的測距信號(hào)一起經(jīng)復(fù)用器4復(fù)用成為一路串行信號(hào)，送編碼器6，經(jīng)編碼器6編碼成為適于光傳輸?shù)拇a型，電/光轉(zhuǎn)換模塊7接到數(shù)據(jù)信號(hào)后向光纖中發(fā)出光信號(hào)(圖中粗實(shí)線表示光纖傳輸線路)；下行光信號(hào)經(jīng)無源光分路后，傳到多個(gè)光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)中，其中每一個(gè)ONU的工作流程是，經(jīng)無源光分路的下行光信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換模塊8轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后經(jīng)解碼器9解碼、解復(fù)用器10解復(fù)用后分兩路輸出，一路送至測距信號(hào)接收機(jī)，而主路經(jīng)物理層接口11后接到用戶端設(shè)備中。
請參見圖2所示，圖2是現(xiàn)有技術(shù)的傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的上行傳輸框圖，傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)是利用時(shí)分多址復(fù)用(TDMA)做上行傳輸。其中光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的工作流程是，來自用戶端設(shè)備的數(shù)據(jù)流經(jīng)物理層接口22轉(zhuǎn)換后進(jìn)入先進(jìn)先出存儲(chǔ)器20(FIFO)調(diào)整，由測距信號(hào)接收機(jī)21控制先進(jìn)先出存儲(chǔ)器20(FIFO)，并給出測距應(yīng)答信號(hào)與FIFO20的輸出信號(hào)一起由復(fù)用器19復(fù)用后接入電光轉(zhuǎn)換模塊18，并形成多個(gè)ONU發(fā)出的光信號(hào)經(jīng)反向使用的無源光分路器合路之后一起送入光線路終端(OLT)里；光線路終端(OLT)的工作流程是，上行的光合路信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換模塊17轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)突發(fā)時(shí)鐘提取16后獲得時(shí)鐘信號(hào)CLK(時(shí)鐘信號(hào))和經(jīng)定時(shí)的DATA數(shù)據(jù)信號(hào)(數(shù)據(jù)信號(hào))，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用器15后分成多路數(shù)據(jù)流信號(hào)和測距信號(hào)，測距信號(hào)進(jìn)入測距控制中心5，多路數(shù)據(jù)流信號(hào)經(jīng)多個(gè)先進(jìn)先出存儲(chǔ)器14(FIFO)調(diào)整后進(jìn)入交換矩陣13后經(jīng)物理層接口12送入上層的局端設(shè)備。
上述兩技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)要求設(shè)計(jì)者不但精通光傳輸設(shè)備的技術(shù)，還要精通交換設(shè)備中(異步轉(zhuǎn)移模式)ATM異步轉(zhuǎn)移模式或(智能外設(shè))IP以太網(wǎng)協(xié)議的技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)開發(fā)難度極大，其中包含了大量的重復(fù)勞動(dòng)，產(chǎn)品批量小，價(jià)格高，而且產(chǎn)品成熟穩(wěn)定性方面很難達(dá)到通用產(chǎn)品的水平。
而目前通用的以太網(wǎng)收發(fā)器通常采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸技術(shù)，不適合接入網(wǎng)的樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為滿足網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求，一般都采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。局端需要大量的光纖和設(shè)備才能滿足眾多遠(yuǎn)端用戶的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒ǎ木侄瞬恍枰罅康墓饫w和設(shè)備就能既達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的可靠性要求，又能滿足眾多遠(yuǎn)端用戶的需求。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，包括局端收發(fā)器和遠(yuǎn)端收發(fā)器；所述的局端收發(fā)器包括，一與上層交換機(jī)/路由器信號(hào)接收和發(fā)送連接的物理層接口，一能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并送至遠(yuǎn)端的電/光轉(zhuǎn)換模塊，接收遠(yuǎn)端的光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的突發(fā)式光/電模塊，與光/電模塊連接的突發(fā)時(shí)鐘提取模塊；所述的遠(yuǎn)端收發(fā)器包括，一接收和發(fā)送以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶信號(hào)的物理層接口模塊，與局端連接將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的連續(xù)波光/電模塊，與局端連接將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的突發(fā)式電/光模塊；其特征在于還包括一局端可編程陣列模塊(FPGA)和一遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)，用以完成對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的緩沖、編解碼、測距；所述的局端可編程陣列模塊(FPGA)與局端收發(fā)器中的物理層接口、電/光轉(zhuǎn)換模塊和突發(fā)時(shí)鐘提取模塊連接；所述的遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)與遠(yuǎn)端收發(fā)器物理層接口模塊、光/電模塊和電/光模塊連接；一個(gè)局端收發(fā)器可與多個(gè)遠(yuǎn)端收發(fā)器之間進(jìn)行通信，其之間采用無源光路進(jìn)行連接與通信；在上述的簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器中，其中，所述的局端可編程陣列模塊(FPGA)包括，一先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO，該先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO與物理層接口連接，用以調(diào)整來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)；一數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊，該數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊與突發(fā)時(shí)鐘提取模塊連接，接收突發(fā)時(shí)鐘提取模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)其解復(fù)用后將信號(hào)分為兩路輸出，其中數(shù)據(jù)信號(hào)送至物理層接口模塊；一測距控制中心，該一測距控制中心接收來自數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊中的另一路時(shí)鐘輸出信號(hào)，測距控制中心送出兩路信號(hào)，其中，RST復(fù)位信號(hào)送至突發(fā)時(shí)鐘提取模塊；一復(fù)用器，該復(fù)用器同時(shí)接收來自先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO送出的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)和測距控制中心定期發(fā)出的測距信號(hào)并將兩信號(hào)混合在一起；一編碼器，該編碼器接收復(fù)用器送出的混合在一起的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)和測距信號(hào)，將混合在一起的測距信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)編碼成普通連續(xù)光的的碼型，以便于電/光轉(zhuǎn)換模塊的轉(zhuǎn)換和傳輸。
在上述的簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器中，其中，所述的遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)包括，一解碼器，該解碼器與連續(xù)波光/電模塊連接，用于將適用于光傳輸?shù)拇a解碼為數(shù)據(jù)信號(hào)；一解復(fù)用器，該解復(fù)用器與解碼器連接，并將用于將經(jīng)解碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)分為兩路輸出，一路送至物理層接口；一測距信號(hào)接收機(jī)，該測距信號(hào)接收機(jī)接收解復(fù)用器送出的第二路信號(hào)，并送出兩路信號(hào)；一先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO，該先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO與物理層接口連接，用以調(diào)整將來自太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)；并根據(jù)測距信號(hào)接收機(jī)送出的控制信號(hào)，將調(diào)整后的以太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)送出；一復(fù)用器，該復(fù)用器接收先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO送出的以太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)和測距信號(hào)接收機(jī)送出的控制信號(hào)并將兩信號(hào)混合在一起送至電/光模塊。
一種用上述簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，包括下行傳輸步驟和上行傳輸步驟，其特點(diǎn)是所述的下行傳輸步驟包括，第一，數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟，由物理層接口接收來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)(100Mb/s，1Gb/s，10Gb/s)去擾解碼后還原為不歸零碼(NRZ碼)；第二，信號(hào)復(fù)用處理步驟；通過局端可編程陣列模塊(FPGA)，將其測距控制中心定期發(fā)出的測距信號(hào)和來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)混合在一起，再經(jīng)編碼器編碼處理后成為適用于普通連續(xù)的光發(fā)射/接收模塊傳輸?shù)男问?；第三，信?hào)轉(zhuǎn)換步驟，首先將編碼處理后的信號(hào)經(jīng)電/光模塊進(jìn)行電/光轉(zhuǎn)換即轉(zhuǎn)換為下行光信號(hào)，并將電光轉(zhuǎn)換后的普通連續(xù)的光信號(hào)進(jìn)行傳輸；并將傳輸后的普通連續(xù)的光信號(hào)經(jīng)光/電模塊進(jìn)行連續(xù)波光電轉(zhuǎn)換；第四，信號(hào)解復(fù)用處理步驟，經(jīng)光/電模塊光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)，由解碼器進(jìn)行解碼，形成不歸零碼NRZ碼，并由解復(fù)用器分為測距控制信號(hào)和主路數(shù)據(jù)信號(hào)送出；第五，數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟，將解復(fù)用器送出的測距控制信號(hào)送至測距信號(hào)接收機(jī)，而將解復(fù)用器送出的主路數(shù)據(jù)信號(hào)送物理層接口并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)送至以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶；所述的上行傳輸步驟包括，
第一，數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟，由物理層接口接收并調(diào)整的來自以太網(wǎng)交換機(jī)或接收機(jī)用戶的信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為不歸零碼NRZ碼；第二，信號(hào)復(fù)用處理步驟；通過遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)，將已轉(zhuǎn)換為不歸零碼NRZ碼的以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)通過測距信號(hào)接收機(jī)控制，由先進(jìn)先出存儲(chǔ)器予以處理調(diào)整，復(fù)用器將測距信號(hào)接收機(jī)的測距應(yīng)答信息和先進(jìn)先出存儲(chǔ)器送出的來自以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶的數(shù)據(jù)信號(hào)予以混合后復(fù)用；第三，信號(hào)轉(zhuǎn)換步驟，首先將復(fù)用器送出的信號(hào)經(jīng)突發(fā)式電/光模塊進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換并發(fā)出，多個(gè)遠(yuǎn)端的光信號(hào)經(jīng)光無源分路/合路器有序地排列后送入OLT局端的突發(fā)式光/電模塊轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)突發(fā)式時(shí)鐘提取送出；第四，信號(hào)解復(fù)用處理步驟，經(jīng)光/電模塊光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，由突發(fā)時(shí)鐘提取模塊通過局端可編程陣列模塊(FPGA)，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊進(jìn)行解復(fù)用，形成不歸零碼NRZ碼，并由數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊分為兩路送出，其中，測距控制信號(hào)送入測距控制中心校正測距誤差，校正后，測距控制中心又對(duì)突發(fā)式時(shí)鐘提取電路發(fā)出復(fù)位信號(hào)以提高性能；第五，數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊解復(fù)用后的另一路主路數(shù)據(jù)信號(hào)直接送入物理層接口，由其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)送入上層交換機(jī)/路由器。
本發(fā)明簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)光纖通信收發(fā)器相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本發(fā)明由于在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面與傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的樹型結(jié)構(gòu)，由此可利用廣播式的下行傳輸，用多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)的時(shí)分多址復(fù)用(TDMA)做上行傳輸，在設(shè)備內(nèi)部采用與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)收發(fā)器類似的物理層器件和無源光網(wǎng)絡(luò)必需的功能部件組成，與通用的交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)接口連接；2.本發(fā)明由于在通用的以太網(wǎng)收發(fā)器物理層器件和交換機(jī)/路由器之間加入了無源光網(wǎng)絡(luò)，從而具有突發(fā)光發(fā)送/接收、緩沖、編解碼、測距等功能；3.本發(fā)明由于盡可能地采用通用的以太網(wǎng)收發(fā)器物理層轉(zhuǎn)換器件，和標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)/路由器接口，在設(shè)備內(nèi)部加入了無源光網(wǎng)絡(luò)必需的突發(fā)光發(fā)送/接收，而將緩沖、編解碼、測距等特殊功能由專門設(shè)計(jì)的可編程陣列FPGA芯片實(shí)現(xiàn)，因此能實(shí)現(xiàn)光纖接入網(wǎng)末端的簡化且可靠的目的。


通過以下對(duì)本發(fā)明簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒ǖ囊粚?shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。
其中，附圖為圖1是現(xiàn)有技術(shù)傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的下行傳輸框圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的上行傳輸框圖；圖3是本發(fā)明簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
請參見圖3所示，這是本發(fā)明簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的結(jié)構(gòu)框圖。本發(fā)明，簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，包括局端收發(fā)器和遠(yuǎn)端收發(fā)器；所述的局端收發(fā)器包括，一與上層交換機(jī)/路由器信號(hào)接收和發(fā)送連接的物理層接口1，一能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并送至遠(yuǎn)端的電/光轉(zhuǎn)換模塊7，接收遠(yuǎn)端的光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的突發(fā)式光/電模塊17，與光/電模塊17連接的突發(fā)時(shí)鐘提取模塊16；所述的遠(yuǎn)端收發(fā)器包括，一接收和發(fā)送以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶信號(hào)的物理層接口模塊2，與局端連接將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的連續(xù)波光/電模塊18，與局端連接將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的突發(fā)式電/光模塊8；與現(xiàn)有技術(shù)不同的是還包括一局端可編程陣列模塊FPGA 100和一遠(yuǎn)端可編程陣列模塊FPGA 200，用以完成對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的緩沖、編解碼、測距；該局端可編程陣列模塊FPGA 100與局端收發(fā)器中的物理層接口1、電/光轉(zhuǎn)換模塊7和突發(fā)時(shí)鐘提取模塊16連接；該遠(yuǎn)端可編程陣列模塊FPGA 200與遠(yuǎn)端收發(fā)器物理層接口模塊2、光/電模塊18和電/光模塊8連接；并且，一個(gè)局端收發(fā)器可與多個(gè)遠(yuǎn)端收發(fā)器之間進(jìn)行通信，其之間采用無源光路進(jìn)行連接與通信。
所述的局端可編程陣列模塊FPGA 100包括，一先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO 3，該先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO 3與物理層接口1連接，用以調(diào)整來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)；一數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊15，該數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊15與突發(fā)時(shí)鐘提取模塊16連接，接收突發(fā)時(shí)鐘提取模塊16發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)其解復(fù)用后將信號(hào)分為兩路輸出，其中數(shù)據(jù)信號(hào)送至物理層接口模塊1；一測距控制中心5，該一測距控制中心5接收來自數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊15中的另一路時(shí)鐘輸出信號(hào)，測距控制中心5送出兩路信號(hào)，其中，RST復(fù)位信號(hào)送至突發(fā)時(shí)鐘提取模塊16；一復(fù)用器4，該復(fù)用器4同時(shí)接收來自先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO 3送出的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)和測距控制中心5定期發(fā)出的測距信號(hào)并將兩信號(hào)混合在一起；一編碼器6，該編碼器6接收復(fù)用器4送出的混合在一起的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)和測距信號(hào)，將混合在一起的測距信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)編碼成普通連續(xù)光的的碼型，以便于電/光轉(zhuǎn)換模塊7的轉(zhuǎn)換和傳輸。
所述的遠(yuǎn)端可編程陣列模塊FPGA 200包括，一解碼器9，該解碼器9與連續(xù)波光/電模塊8連接，用于將適用于光傳輸?shù)拇a解碼為數(shù)據(jù)信號(hào)；一解復(fù)用器10，該解復(fù)用器10與解碼器9連接，并將用于將經(jīng)解碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)分為兩路輸出，一路送至物理層接口2；一測距信號(hào)接收機(jī)21，該測距信號(hào)接收機(jī)21接收解復(fù)用器10送出的第二路信號(hào)，并送出兩路信號(hào)；一先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO 20，該先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO 20與物理層接口2連接，用以調(diào)整將來自太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)；并根據(jù)測距信號(hào)接收機(jī)21送出的控制信號(hào)，將調(diào)整后的以太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)送出；一復(fù)用器19，該復(fù)用器19接收先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO 220送出的以太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)和測距信號(hào)接收機(jī)221送出的控制信號(hào)并將兩信號(hào)混合在一起送至電/光模塊18。
本發(fā)明，一種用上述簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)姆椒òㄒ韵虏襟E所述的下行傳輸步驟包括，第一，數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟，由物理層接口1接收來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)(100Mb/s，1Gb/s，10Gb/s)去擾解碼后還原為不歸零碼(NRZ碼)；第二，信號(hào)復(fù)用處理步驟；通過局端可編程陣列模塊FPGA 100，將其測距控制中心5定期發(fā)出的測距信號(hào)和來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)混合在一起，再經(jīng)編碼器6編碼處理后成為適用于普通連續(xù)的光發(fā)射/接收模塊傳輸?shù)男问?；第三，信?hào)轉(zhuǎn)換步驟，首先將編碼處理后的信號(hào)經(jīng)電/光模塊7進(jìn)行電/光轉(zhuǎn)換即轉(zhuǎn)換為下行光信號(hào)，并將電光轉(zhuǎn)換后的普通連續(xù)的光信號(hào)進(jìn)行傳輸；并將傳輸后的普通連續(xù)的光信號(hào)經(jīng)光/電模塊8進(jìn)行連續(xù)波光電轉(zhuǎn)換；第四，信號(hào)解復(fù)用處理步驟，經(jīng)光/電模塊8光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過遠(yuǎn)端可編程陣列模塊FPGA 200，由解碼器9進(jìn)行解碼，形成不歸零碼NRZ碼，并由解復(fù)用器10分為測距控制信號(hào)和主路數(shù)據(jù)信號(hào)送出；第五，數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟，將解復(fù)用器10送出的測距控制信號(hào)送至測距信號(hào)接收機(jī)21，而將解復(fù)用器10送出的主路數(shù)據(jù)信號(hào)送物理層接口2并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)送至以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶；所述的上行傳輸步驟包括，第一，數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟，由物理層接口2接收并調(diào)整的來自以太網(wǎng)交換機(jī)或接收機(jī)用戶的信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為不歸零碼NRZ碼；第二，信號(hào)復(fù)用處理步驟；通過遠(yuǎn)端可編程陣列模塊FPGA 200，將已轉(zhuǎn)換為不歸零碼NRZ碼的以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)通過測距信號(hào)接收機(jī)21控制，由先進(jìn)先出存儲(chǔ)器20予以處理調(diào)整，復(fù)用器19將測距信號(hào)接收機(jī)21的測距應(yīng)答信息和先進(jìn)先出存儲(chǔ)器20送出的來自以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶的數(shù)據(jù)信號(hào)予以混合后復(fù)用；第三，信號(hào)轉(zhuǎn)換步驟，首先將復(fù)用器19送出的信號(hào)經(jīng)突發(fā)式電/光模塊18進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換并發(fā)出，多個(gè)遠(yuǎn)端的光信號(hào)經(jīng)光無源分路/合路器有序地排列后送入OLT局端的突發(fā)式光/電模塊17轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)突發(fā)式時(shí)鐘提取16送出；第四，信號(hào)解復(fù)用處理步驟，經(jīng)光/電模塊17光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，由突發(fā)時(shí)鐘提取模塊16通過局端可編程陣列模塊FPGA 100，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊15進(jìn)行解復(fù)用，形成不歸零碼NRZ碼，并由數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊15分為兩路送出，其中，測距控制信號(hào)送入測距控制中心5校正測距誤差，校正后，測距控制中心又對(duì)突發(fā)式時(shí)鐘提取電路發(fā)出復(fù)位信號(hào)以提高性能；第五，數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊15解復(fù)用后的另一路主路數(shù)據(jù)信號(hào)直接送入物理層接口1，由其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)送入上層交換機(jī)/路由器。
綜上所述，本發(fā)明，簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒ǎ轻槍?duì)以上兩類現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提出的。其中，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面與傳統(tǒng)xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一樣利用無源光分路器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用時(shí)分復(fù)用(TDM)做下行傳輸，用時(shí)分多址復(fù)用(TDMA)做上行傳輸；在設(shè)備內(nèi)部采用與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)收發(fā)器相同的物理層接口器件和通用的上層交換機(jī)/路由器，在此基礎(chǔ)上增加了無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)必需的突發(fā)發(fā)送/接收，緩沖，編解碼，測距等功能；將傳統(tǒng)上的xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通用以太網(wǎng)產(chǎn)品結(jié)合在一起，既繼承了xPON各種無源光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備節(jié)省設(shè)備和光纖線路投資，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，又具有大規(guī)模生產(chǎn)的通用以太網(wǎng)設(shè)備成熟穩(wěn)定，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了光纖接入網(wǎng)末端的簡化且可靠。
權(quán)利要求
1.一種簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，包括局端收發(fā)器和遠(yuǎn)端收發(fā)器；所述的局端收發(fā)器包括，一與上層交換機(jī)/路由器信號(hào)接收和發(fā)送連接的物理層接口(1)，一能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并送至遠(yuǎn)端的電/光轉(zhuǎn)換模塊(7)，接收遠(yuǎn)端的光信號(hào)并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的突發(fā)式光/電模塊(17)，與光/電模塊(17)連接的突發(fā)時(shí)鐘提取模塊(16)；所述的遠(yuǎn)端收發(fā)器包括，一接收和發(fā)送以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶信號(hào)的物理層接口模塊(2)，與局端連接將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的連續(xù)波光/電模塊(18)，與局端連接將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的突發(fā)式電/光模塊(8)；其特征在于還包括一局端可編程陣列模塊(FPGA)(100)和一遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)(200)，用以完成對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的緩沖、編解碼、測距；所述的局端可編程陣列模塊(FPGA)(100)與局端收發(fā)器中的物理層接口(1)、電/光轉(zhuǎn)換模塊(7)和突發(fā)時(shí)鐘提取模塊(16)連接；所述的遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)(200)與遠(yuǎn)端收發(fā)器物理層接口模塊(2)、光/電模塊(18)和電/光模塊(8)連接；一個(gè)局端收發(fā)器可與多個(gè)遠(yuǎn)端收發(fā)器之間進(jìn)行通信，其之間采用無源光路進(jìn)行連接與通信；
2.如權(quán)利要求1所述的簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于所述的局端可編程陣列模塊(FPGA)(100)包括，一先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO(3)，該先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO(3)與物理層接口(1)連接，用以調(diào)整來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)；一數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊(15)，該數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊(15)與突發(fā)時(shí)鐘提取模塊(16)連接，接收突發(fā)時(shí)鐘提取模塊(16)發(fā)出的數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)其解復(fù)用后將信號(hào)分為兩路輸出，其中數(shù)據(jù)信號(hào)送至物理層接口模塊(1)；一測距控制中心(5)，該一測距控制中心(5)接收來自數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊(15)中的另一路時(shí)鐘輸出信號(hào)，測距控制中心(5)送出兩路信號(hào)，其中，RST復(fù)位信號(hào)送至突發(fā)時(shí)鐘提取模塊(16)；一復(fù)用器(4)，該復(fù)用器(4)同時(shí)接收來自先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO(3)送出的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)和測距控制中心(5)定期發(fā)出的測距信號(hào)并將兩信號(hào)混合在一起；一編碼器(6)，該編碼器(6)接收復(fù)用器(4)送出的混合在一起的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)和測距信號(hào)，將混合在一起的測距信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)編碼成普通連續(xù)光的的碼型，以便于電/光轉(zhuǎn)換模塊(7)的轉(zhuǎn)換和傳輸。
3.如權(quán)利要求1所述的簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器，其特征在于所述的遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)(200)包括，一解碼器(9)，該解碼器(9)與連續(xù)波光/電模塊(8)連接，用于將適用于光傳輸?shù)拇a解碼為數(shù)據(jù)信號(hào)；一解復(fù)用器(10)，該解復(fù)用器(10)與解碼器(9)連接，并將用于將經(jīng)解碼后的數(shù)據(jù)信號(hào)分為兩路輸出，一路送至物理層接口(2)；一測距信號(hào)接收機(jī)(21)，該測距信號(hào)接收機(jī)(21)接收解復(fù)用器(10)送出的第二路信號(hào)，并送出兩路信號(hào)；一先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO(20)，該先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO(20)與物理層接口(2)連接，用以調(diào)整將來自太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)；并根據(jù)測距信號(hào)接收機(jī)(21)送出的控制信號(hào)，將調(diào)整后的以太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)送出；一復(fù)用器(19)，該復(fù)用器(19)接收先進(jìn)先出存儲(chǔ)器FIFO(220)送出的以太網(wǎng)交換機(jī)/計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)和測距信號(hào)接收機(jī)(221)送出的控制信號(hào)并將兩信號(hào)混合在一起送至電/光模塊(18)。
4.一種用上述簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器的進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，包括下行傳輸步驟和上行傳輸步驟，其特征在于所述的下行傳輸步驟包括，第一，數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟，由物理層接口(1)接收來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)，將標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)(100Mb/s，1Gb/s，10Gb/s)去擾解碼后還原為不歸零碼(NRZ碼)；第二，信號(hào)復(fù)用處理步驟；通過局端可編程陣列模塊(FPGA)(100)，將其測距控制中心(5)定期發(fā)出的測距信號(hào)和來自上層交換機(jī)/路由器的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)混合在一起，再經(jīng)編碼器(6)編碼處理后成為適用于普通連續(xù)的光發(fā)射/接收模塊傳輸?shù)男问剑坏谌?，信?hào)轉(zhuǎn)換步驟，首先將編碼處理后的信號(hào)經(jīng)電/光模塊(7)進(jìn)行電/光轉(zhuǎn)換即轉(zhuǎn)換為下行光信號(hào)，并將電光轉(zhuǎn)換后的普通連續(xù)的光信號(hào)進(jìn)行傳輸；并將傳輸后的普通連續(xù)的光信號(hào)經(jīng)光/電模塊(8)進(jìn)行連續(xù)波光電轉(zhuǎn)換；第四，信號(hào)解復(fù)用處理步驟，經(jīng)光/電模塊(8)光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)通過遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)(200)，由解碼器(9)進(jìn)行解碼，形成不歸零碼NRZ碼，并由解復(fù)用器(10)分為測距控制信號(hào)和主路數(shù)據(jù)信號(hào)送出；第五，數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟，將解復(fù)用器(10)送出的測距控制信號(hào)送至測距信號(hào)接收機(jī)(21)，而將解復(fù)用器(10)送出的主路數(shù)據(jù)信號(hào)送物理層接口(2)并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)送至以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶；所述的上行傳輸步驟包括，第一，數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟，由物理層接口(2)接收并調(diào)整的來自以太網(wǎng)交換機(jī)或接收機(jī)用戶的信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為不歸零碼NRZ碼；第二，信號(hào)復(fù)用處理步驟；通過遠(yuǎn)端可編程陣列模塊(FPGA)(200)，將已轉(zhuǎn)換為不歸零碼NRZ碼的以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶的信號(hào)通過測距信號(hào)接收機(jī)(21)控制，由先進(jìn)先出存儲(chǔ)器(20)予以處理調(diào)整，復(fù)用器(19)將測距信號(hào)接收機(jī)(21)的測距應(yīng)答信息和先進(jìn)先出存儲(chǔ)器(20)送出的來自以太網(wǎng)交換機(jī)或計(jì)算機(jī)用戶的數(shù)據(jù)信號(hào)予以混合后復(fù)用；第三，信號(hào)轉(zhuǎn)換步驟，首先將復(fù)用器(19)送出的信號(hào)經(jīng)突發(fā)式電/光模塊(18)進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換并發(fā)出，多個(gè)遠(yuǎn)端的光信號(hào)經(jīng)光無源分路/合路器有序地排列后送入OLT局端的突發(fā)式光/電模塊(17)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)突發(fā)式時(shí)鐘提取(16)送出；第四，信號(hào)解復(fù)用處理步驟，經(jīng)光/電模塊(17)光電轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，由突發(fā)時(shí)鐘提取模塊(16)通過局端可編程陣列模塊(FPGA)(100)，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊(15)進(jìn)行解復(fù)用，形成不歸零碼NRZ碼，并由數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊(15)分為兩路送出，其中，測距控制信號(hào)送入測距控制中心(5)校正測距誤差，校正后，測距控制中心又對(duì)突發(fā)式時(shí)鐘提取電路發(fā)出復(fù)位信號(hào)以提高性能；第五，數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟，經(jīng)數(shù)據(jù)/測距解復(fù)用模塊(15)解復(fù)用后的另一路主路數(shù)據(jù)信號(hào)直接送入物理層接口(1)，由其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)信號(hào)送入上層交換機(jī)/路由器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種簡化的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器及其信號(hào)傳輸?shù)姆椒?，特點(diǎn)是，其收發(fā)器還包括一局端可編程陣列模塊和一遠(yuǎn)端可編程陣列模塊，用以完成對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)的緩沖、編解碼、測距；局端可編程陣列模塊與局端收發(fā)器中的物理層接口、電/光轉(zhuǎn)換模塊和突發(fā)時(shí)鐘提取模塊連接；遠(yuǎn)端可編程陣列模塊與遠(yuǎn)端收發(fā)器物理層接口模塊、光/電模塊和電/光模塊連接；一個(gè)局端收發(fā)器可與多個(gè)遠(yuǎn)端收發(fā)器之間進(jìn)行無源光路的連接與通信；其信號(hào)傳輸方法包括下行傳輸步驟和上行傳輸步驟，它們分別由數(shù)據(jù)信號(hào)接收步驟、信號(hào)復(fù)用處理步驟、信號(hào)轉(zhuǎn)換步驟、信號(hào)解復(fù)用處理步驟、數(shù)據(jù)信號(hào)送出步驟組成。由此本發(fā)明的局端不需要大量的光纖和設(shè)備就能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)可靠性要求。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1512686SQ0215978
公開日2004年7月14日 申請日期2002年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者蘇冀凱 申請人:上海恒拓光電科技有限公司