專利名稱：一種對延時進(jìn)行模擬的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子或通信領(lǐng)域的測試技術(shù)，尤指一種對延時進(jìn)行模擬的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展及在通信過程中，通信數(shù)據(jù)量的不斷增加，光纖通信逐漸得到了廣泛的利用。為了保證光纖通信系統(tǒng)性能的穩(wěn)定性及可靠性，經(jīng)常會對通信系統(tǒng)作各種測試，其中，一項重要的測試為驗證光纖引入的延時對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。
光信號在一般的光纖中進(jìn)行傳輸時，每公里光纖大約會增加5微秒的延時，隨著光纖傳輸距離的越來越遠(yuǎn)、傳輸速率的越來越高，光纖引入的延時對系統(tǒng)的影響也會越來越大。例如在光傳輸以太網(wǎng)中，就需要根據(jù)光纖傳輸?shù)淖畲笱訒r來決定接收端數(shù)據(jù)緩存的容量，否則會導(dǎo)致流控不起作用而引起丟包。在設(shè)計這一類的光纖通信系統(tǒng)時，就需要驗證系統(tǒng)能夠容忍的最大的光信號傳輸延時。由于沒有方便的模擬光信號在光纖中傳輸延時的方法，只能利用實際長度的光纖來進(jìn)行測試。
利用實際長度的光纖對光纖延時進(jìn)行模擬的缺點是1)長距離光纖較笨重，成本高，不方便使用；2)光纖的延時不易調(diào)整，如果需要多種不同延時的光纖，就需要準(zhǔn)備多捆不同長度的光纖進(jìn)行串聯(lián)組合，而且很難做到延時的微調(diào)；3)長距離光纖帶來延時的同時，也產(chǎn)生了光信號的衰減和色散，當(dāng)系統(tǒng)接入長距離光纖產(chǎn)生故障時，不便于定位是延時的原因還是其它原因；4)多根光纖串聯(lián)使用時，會帶來了額外的信號衰減。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種對延時進(jìn)行模擬的裝置及方法，通過所述的裝置及方法可以代替實際的光纖對光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行光纖延時影響的驗證測試，進(jìn)而克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的成本高且光纖的延時不易調(diào)整的問題。
為解決上述問題，本發(fā)明提供如下的技術(shù)方案一種對延時進(jìn)行模擬的裝置，包括一光電轉(zhuǎn)換模塊，接收光纖輸入的光信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號；一時鐘提取/分頻模塊，從所述電信號中提取與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號；一現(xiàn)場可編程門陣列，包括讀寫地址控制部分和讀寫數(shù)據(jù)控制部分，該現(xiàn)場可編程門陣列接收所述的電信號及時鐘信號，以控制數(shù)據(jù)延遲；一內(nèi)存單元，接收并緩存來自現(xiàn)場可編程門陣列的電信號；以及一電光轉(zhuǎn)換模塊，將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，送回到光纖上。
所述光電轉(zhuǎn)換模塊是將光信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的串行電信號。
所述的內(nèi)存單元，是雙端口內(nèi)存。
所述的內(nèi)存單元包括一個邏輯器件，將該內(nèi)存單元的單組地址數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為雙組地址數(shù)據(jù)信號。
所述的裝置還包括一串/并轉(zhuǎn)換模塊，接收光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的串行電信號，并將串行電信號變換為并行低速信號，以降低速率；一并/串轉(zhuǎn)換模塊，將前述并行信號還原為串行信號。
一種對延時進(jìn)行模擬的方法，包括下列步驟a、將光纖上輸入的光信號送入所述的光電轉(zhuǎn)換模塊，將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的串行電信號；b、所述的時鐘提取/分頻模塊從前述串行電信號中提取出與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號，并將其送入所述的現(xiàn)場可編程門陣列；c、所述現(xiàn)場可編程門陣列對上述信號進(jìn)行延遲，將延遲后的數(shù)據(jù)信號和地址信號存儲到內(nèi)存單元；d、所述電光轉(zhuǎn)換模塊讀取內(nèi)存單元中存儲的數(shù)據(jù)信號，將其還原為光信號。
所述的步驟c中，所述的內(nèi)存單元是雙端口內(nèi)存。
所述的步驟c中，還包括通過邏輯運算將普通內(nèi)存的單組地址數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為雙組地址數(shù)據(jù)信號的步驟。
所述的步驟a，具體為串/并轉(zhuǎn)換模塊將所述的串行電信號轉(zhuǎn)換為并行電信號；相應(yīng)的所述的步驟d具體為并/串轉(zhuǎn)換模塊將所述的并行電信號轉(zhuǎn)換為串行電信號。
所述的步驟c中，是通過現(xiàn)場可編程門陣列對讀寫地址差進(jìn)行控制，產(chǎn)生所需的延遲的時鐘周期的個數(shù)，其中該延遲的值不超過該雙端口內(nèi)存的地址容量的大小。
利用本發(fā)明代替實際的光纖進(jìn)行光信號延時模擬，具有以下優(yōu)點1、利用本發(fā)明制作的儀器重量輕，便于攜帶；2、可以很容易的模擬到超長距離(幾千公里以上)的光纖延時；3、模擬的光纖延時可以很方便的精確設(shè)定；4、不會導(dǎo)致光信號的衰減和色散。


圖1所示為實現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)方案的框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實現(xiàn)方案的框圖如圖1所示主要由光電轉(zhuǎn)換模塊、串并轉(zhuǎn)換模塊、時鐘提取/分頻模塊、FPGA、雙端口內(nèi)存、并串轉(zhuǎn)換模塊、電光轉(zhuǎn)換模塊組成。
各個模塊的功能如下所所述1、光電轉(zhuǎn)換模塊光電轉(zhuǎn)換模塊將光纖上的光信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的串行電信號。
2、串/并轉(zhuǎn)換模塊由于光纖上的碼流速率通常較高，F(xiàn)PGA無法直接處理高速率的數(shù)字信號，因此需要通過串并轉(zhuǎn)換將信號的速率降低。如光纖上的信號速率為f，可以通過串并轉(zhuǎn)換將其變換為n位的并行低速信號，并行信號的速率為f/n。
如果光纖上信號的速率較低，F(xiàn)PGA可以直接處理，則可以省略串/并轉(zhuǎn)換模塊和并/串轉(zhuǎn)換模塊，將串行數(shù)據(jù)直接送入FPGA。
3、時鐘提取/分頻模塊時鐘提取模塊從串行的數(shù)據(jù)流中提取與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號，經(jīng)過n分頻(n為串并轉(zhuǎn)換模塊中并行數(shù)據(jù)線的寬度)，得到與并行數(shù)據(jù)信號速率相同的時鐘信號，時鐘頻率為f/n，時鐘周期為n/f，將此時鐘送入FPGA供其使用。
4、FPGAFPGA內(nèi)部主要由讀寫地址控制部分和讀寫數(shù)據(jù)控制部分組成。讀寫地址控制部分產(chǎn)生兩個差值為N的遞增的地址信號，當(dāng)寫地址始終大于讀地址N時，雙端口內(nèi)存的兩個端口的數(shù)據(jù)就會被延遲N個時鐘周期，延時為N*n/f。讀寫數(shù)據(jù)控制部分用于控制FPGA和雙端口內(nèi)存間的數(shù)據(jù)接口。其中，差值N是需要被延時的時鐘周期數(shù)。在實現(xiàn)上，可用一個計數(shù)器產(chǎn)生讀地址，再用一個加法器將讀地址和N相加產(chǎn)生寫地址。
5、雙端口內(nèi)存雙端口內(nèi)存用于緩存并行數(shù)據(jù)信號，假設(shè)雙端口內(nèi)存的地址容量為Q，通過FPGA對讀寫地址差N進(jìn)行控制，則可以產(chǎn)生1-Q個時鐘周期的延遲。
在本發(fā)明中，該雙端口內(nèi)存的主要作用在于對GPGA延遲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，采用雙端口內(nèi)存的目的是方便數(shù)據(jù)的讀寫，在這里，雙端口內(nèi)存可以換成普通類型的內(nèi)存，但需要用邏輯將普通內(nèi)存的單組地址數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為雙組地址數(shù)據(jù)信號，實際上是將其轉(zhuǎn)換為了雙端口內(nèi)存。
6、并/串轉(zhuǎn)換模塊并/串轉(zhuǎn)換模塊是串/并轉(zhuǎn)換模塊的一個互逆的過程，使n位并行數(shù)據(jù)還原為串行信號，信號速率恢復(fù)為f。
7、電光轉(zhuǎn)換模塊電光轉(zhuǎn)換模塊將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，送回到光纖上。
上述七個模塊共同完成了光信號在光纖中傳輸延時的模擬功能。
結(jié)合上述的裝置部分，可以得到本發(fā)明具體實施中的步驟如下一種模擬光信號在光纖中傳輸延時的方法，其包括下列步驟a、將光纖上輸入的光信號送入所述的光電轉(zhuǎn)換模塊，將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的串行電信號；當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)的速率非常大的時候，這里需要一個串/并轉(zhuǎn)換模塊來降低速率，將前面接收的串行電信號轉(zhuǎn)換為并行電信號；b、所述的時鐘提取/分頻模塊從前述串行電信號中提取出與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號，并將其送入所述的FPGA模塊；c、所述FPGA模塊對上述信號進(jìn)行延遲，將延遲后的數(shù)據(jù)信號和地址信號存儲到內(nèi)存單元；本步驟是通過FPGA對讀寫地址差進(jìn)行控制，產(chǎn)生所需的延遲的時鐘周期的個數(shù)，其中該延遲的值不超過該雙端口內(nèi)存的地址容量的大小。
這里使用的內(nèi)存單元是雙端口內(nèi)存，如果不使用雙端口內(nèi)存，使用普通內(nèi)存塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲，則這里還要包括通過邏輯運算將普通內(nèi)存的單組地址數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為雙組地址數(shù)據(jù)信號的步驟。
d、所述電光轉(zhuǎn)換模塊讀取內(nèi)存單元中存儲的數(shù)據(jù)信號，將其還原為光信號。
在電信號傳輸速率較慢的情況下，由于不需要將串行信號轉(zhuǎn)換為并行信號，這里直接還原就可以了，但如果前面有一個將串行信號轉(zhuǎn)換為并行信號的步驟，則這里就需要相應(yīng)的用并/串轉(zhuǎn)換模塊將所述的并行電信號轉(zhuǎn)換為串行電信號。
權(quán)利要求
1.一種對延時進(jìn)行模擬的裝置，其特征在于包括一光電轉(zhuǎn)換模塊，接收光纖輸入的光信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號；一時鐘提取/分頻模塊，從所述電信號中提取與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號；一現(xiàn)場可編程門陣列，包括讀寫地址控制部分和讀寫數(shù)據(jù)控制部分，該現(xiàn)場可編程門陣列接收所述的電信號及時鐘信號，以控制數(shù)據(jù)延遲；一內(nèi)存單元，接收并緩存來自現(xiàn)場可編程門陣列的電信號；以及一電光轉(zhuǎn)換模塊，將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，送回到光纖上。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換模塊是將光信號轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的串行電信號。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的內(nèi)存單元，是雙端口內(nèi)存。
4.如權(quán)利要求1或3所述的裝置，其特征在于所述的內(nèi)存單元包括一個邏輯器件，將該內(nèi)存單元的單組地址數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為雙組地址數(shù)據(jù)信號。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征在于，所述的裝置還包括一串/并轉(zhuǎn)換模塊，接收光電轉(zhuǎn)換模塊輸出的串行電信號，并將串行電信號變換為并行低速信號，以降低速率；一并/串轉(zhuǎn)換模塊，將前述并行信號還原為串行信號。
6.一種對延時進(jìn)行模擬的方法，其特征在于包括下列步驟a、將光纖上輸入的光信號送入所述的光電轉(zhuǎn)換模塊，將其轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的串行電信號；b、所述的時鐘提取/分頻模塊從前述串行電信號中提取出與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號，并將其送入所述的現(xiàn)場可編程門陣列；c、所述現(xiàn)場可編程門陣列對上述信號進(jìn)行延遲，將延遲后的數(shù)據(jù)信號和地址信號存儲到內(nèi)存單元；d、所述電光轉(zhuǎn)換模塊讀取內(nèi)存單元中存儲的數(shù)據(jù)信號，將其還原為光信號。
7.如權(quán)利要求6所述的對延時進(jìn)行模擬的方法，其特征在于所述的步驟c中，所述的內(nèi)存單元是雙端口內(nèi)存。
8.如權(quán)利要求6所述的對延時進(jìn)行模擬的方法，其特征在于所述的步驟c中，還包括通過邏輯運算將普通內(nèi)存的單組地址數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為雙組地址數(shù)據(jù)信號的步驟。
9.如權(quán)利要求5或6所述的對延時進(jìn)行模擬的方法，其特征在于所述的步驟a具體為串/并轉(zhuǎn)換模塊將所述的串行電信號轉(zhuǎn)換為并行電信號；相應(yīng)的所述步驟d具體為并/串轉(zhuǎn)換模塊將所述的并行電信號轉(zhuǎn)換為串行串行電信號。
10.如權(quán)利要求7或8所述的對延時進(jìn)行模擬的方法，其特征在于所述的步驟c中，是通過現(xiàn)場可編程門陣列對讀寫地址差進(jìn)行控制，產(chǎn)生所需的延遲的時鐘周期的個數(shù)，其中該延遲的值不超過該雙端口內(nèi)存的地址容量的大小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對延時進(jìn)行模擬的裝置，其特征在于包括一光電轉(zhuǎn)換模塊，接收光纖輸入的光信號并將其轉(zhuǎn)換為電信號；一時鐘提取/分頻模塊，從所述電信號中提取與數(shù)據(jù)速率相同的時鐘信號；一現(xiàn)場可編程門陣列，包括讀寫地址控制部分和讀寫數(shù)據(jù)控制部分，該現(xiàn)場可編程門陣列接收所述的電信號及時鐘信號，以控制數(shù)據(jù)延遲；一內(nèi)存單元，接收并緩存來自現(xiàn)場可編程門陣列的電信號；以及一電光轉(zhuǎn)換模塊，將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，送回到光纖上。利用本發(fā)明代替實際的光纖進(jìn)行光信號延時模擬，具有以下優(yōu)點1.利用本發(fā)明制作的儀器重量輕，便于攜帶；2.可以很容易的模擬到超長距離(幾千公里以上)的光纖延時。
文檔編號H04B10/08GK1619987SQ20031011535
公開日2005年5月25日 申請日期2003年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者李小龍 申請人:華為技術(shù)有限公司