當前位置:首頁 > 電源 > 數(shù)字電源
[導讀] 為了減少數(shù)據(jù)傳輸時間在整個系統(tǒng)處理時間指標中所占的比重,要求數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)不小于E1(2.048Mb/s) 速率,同時要求通信鏈路安全、可靠。我們通過對各種數(shù)據(jù)通信技術(shù)的分析,最終選擇了光纖鍵路,取得了滿意的效果。

 為了減少數(shù)據(jù)傳輸時間在整個系統(tǒng)處理時間指標中所占的比重,要求數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)不小于E1(2.048Mb/s) 速率,同時要求通信鏈路安全、可靠。我們通過對各種數(shù)據(jù)通信技術(shù)的分析,最終選擇了光纖鍵路,取得了滿意的效果。

  1銅介質(zhì)數(shù)據(jù)鏈路分析

  由于同時要求較高的數(shù)據(jù)傳輸率及較長的通信距離,在銅介質(zhì)鏈路中不進行編碼和調(diào)制很難滿足指標要求,但是高速調(diào)制解調(diào)器不僅價格昂貴,而且雙方握手過程費時,在要求隨機實時傳輸數(shù)據(jù)的場會顯然不適用。

  最重要的是,傳統(tǒng)的銅介質(zhì)鏈路既產(chǎn)生電磁干擾信號,又容易受電磁干擾的影響,而且不易滿足EMC(電磁兼容)和EMI(電磁干擾)標準的要求。

  2光纖鏈路的分析

  在人們的傳統(tǒng)印象中,光纖應(yīng)用于短距離通信是不經(jīng)濟的,但是它有著銅介質(zhì)鍵路不可比擬的優(yōu)點:①光纖鏈路既不發(fā)射電磁波,也不受其影響,光纖之間沒有干 擾,誤碼率大大降低。設(shè)計人員不用考慮可能耦合進來的環(huán)境噪聲;②光纖提供了通信鏈路雙方之間的電氣隔離,消除了長距離設(shè)備之間由于地電位不同引起的問 題。同時設(shè)計人員再也不用為阻抗匹配而頭疼了;③光纖發(fā)射器可采用數(shù)字調(diào)制驅(qū)動電路。數(shù)字基帶信號只要經(jīng)過簡單的線路編碼,即可直接驅(qū)動光纖發(fā)射器。

  現(xiàn)在,光纖器件價格與以前相比已經(jīng)大幅下降,而今后隨著鋼纜價格的上升及光纖器件價格的進一步下降,人 們選擇光纖時將不再首先考慮價格因素。因此,我們綜合考慮速率與距離指標,選擇合適類型的光纖、收發(fā)器及其驅(qū)動電路,可以獲得高性能價格比的光纖通信鍵 路,這正是本文要討論的重點。

  3光纖通信器件的選擇

  一個基本的光纖通信系統(tǒng)非常簡單:一個LED發(fā)射器將電信號轉(zhuǎn)變成光信號,并將之耦會進入傳輸光纖中,光信號通過光纖到達光接收器,它把接收到的光信號恢復成原來的電信號輸出。

  •光纜的選擇:一般,石英玻璃光纖由于其低損耗、高帶寬而用于長距離通信鏈路,例如,以太網(wǎng)和FDDI標準指定采用多模 62.5/125μm石英玻璃光纖。這些細纖芯的光纖需要高精度連接器以減少耦合損耗,對于工業(yè)應(yīng)用,需要低成本的光纜和連接器。因此,1mm的 POF(Plymer Optical Fibers)和200μm的HCS(Hard Clad Silica)光纖是最好選擇,它們均屬于階躍折射率的多模光纖。

  1mm POF的典型損耗值在650nm波長時為0.2dB/m,而200μm HCS光纖在650mm波長典型損耗值僅為8dB/km,在820nm波長時更少。HCS光纖的核心是石英玻璃,包層是專利的高強度聚合物,不僅增加了光 纖的強度,而且防潮防污染,外護套則是2.2mm的聚氯乙烯。HCS光纖可工作于一40℃~+85℃的溫度范圍內(nèi),架設(shè)溫度范圍為一20℃一+85℃,在 性能與價格上均滿足系統(tǒng)要求。

  •工作波長的選擇:光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮光纖損耗與色散對系統(tǒng)帶來的影響,由于損耗和色散都與系統(tǒng)的工作波長有關(guān),因此工作波長的選擇成為系統(tǒng)設(shè)計的一個主要問題。

  綜合考慮系統(tǒng)的指標要求與選定的光纖,選擇820nm波長可使HCS光纖損耗低至6dB/km,同時色散也達到最小。

  •光源的選擇:在820m波長下,LED是可以選用的最佳光源,與半導體激光器相比,LED的驅(qū)動電路簡單,且成本低。

  綜上所述,光纜選用200μm HCS光纖,光收發(fā)器件選用 HP公司820nm波長的HFBR-0400系列。該系列中的HFBR-14X2/HFBR- 24X2可在1500m距離內(nèi)達到5MBd的速率,工作溫度范圍為一40℃~+85℃,有ST、SMA、SC和 FC多種端口型號可供選擇。HFBR-14XZ采用820nm波長的AlGaAs型LED,HFBR-24XZ內(nèi)部集成了包括PIN光電檢測器、直流放大 器及集電極開路輸出Schottky型晶體管的一個IC芯片,其輸出可直接與流行的TTL及CMOS集成電路相連。

  4一種實用的光纖LED驅(qū)動電路

  光纖雙工通信系統(tǒng)其中驅(qū)動電路的作用是將電功率轉(zhuǎn)換成光功率,并將要傳輸?shù)碾娦盘栒{(diào)制到光源的輸出上,它對光源同時提供偏置電流和隨數(shù)字信號而變化的調(diào)制電流。

  設(shè)計LED驅(qū)動電路必須首先考慮驅(qū)動LED的電流峰值,如果超過了峰值驅(qū)動電流光信號將會產(chǎn)的過沖現(xiàn)象。而由此在接收器引起的電信號的下沖,加上來自放大 器噪聲的影響,結(jié)果可能會越過比較器的檢測門限,造成誤碼。同時LED有一個熄滅比點亮困難的特點,它會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象,當采用串行驅(qū)動電路時這種現(xiàn)象尤其 明顯。而并聯(lián)驅(qū)動方式可以為LED中的載流子提供一條低阻通道,從而減少脈寬失真和慢拖尾現(xiàn)象。

  驅(qū)動電路中的電阻RSI用于調(diào)節(jié)光纖輸出功率,注意不能超過LED的峰值驅(qū)動電流,否則光信號會產(chǎn)生過沖現(xiàn)象。另外電路中的SN75451具有低阻抗、高電流速率的特點,避免產(chǎn)生長的拖尾現(xiàn)象。

  脈沖寬度失真(PWD)是限制光纖鏈路速率的一個主要因素,它是由于輸入與輸出間傳輸延遲不相等引起的。注意到PWD總是正值,因此我們可以利用RC電路來延遲LED的點亮。

  光纖接收電路是光纖通信系統(tǒng)的重要組成部分,它的性能好壞是整個光纖通信系統(tǒng)性能的綜合反映。它的作用是將光纖傳輸過來的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,再?jīng)過放大、均衡、判決電路,恢復出發(fā)射端的原始信號。

  在光纖傳輸線路上,常用光信號的有無來表示“1”碼和“0”碼,為避免碼流中的長連“ 0”或長連“1”,有利于時鐘的提取,需要有編碼電路。同時陣列信號處理器送來的是并行數(shù)據(jù),需要有率并轉(zhuǎn)換電路。

  5 PCB板設(shè)計技術(shù)

  光纖收發(fā)器的性能部分地決定于PCB板的布局和布線技術(shù),因此應(yīng)該遵守下列的一些基本規(guī)則:

 ?、僭O(shè)計PCB板時,推薦使用地層以減少電源公共地線的電感。如有可能同時使用一個地層和一個電源層,這將同時減少地和電源引腳上的電感。

 ?、谠诘貙雍碗娫磳由系姆指詈烷_口應(yīng)最少,這將減少附加的電感并提高發(fā)射和接收電路的穩(wěn)定性。

  ③在驅(qū)動電路和LED之間的連線長度應(yīng)盡量縮短,以減少導線電感。

 ?、?0μF的鉭電解電容和0.1μF的獨石陶瓷電容應(yīng)放置于靠近驅(qū)動LED信號的地方,這將減少發(fā)射器輻射的噪聲并提高LED的光響應(yīng)時間。

  ⑤0.1μF(或0.01μF)的旁路電容應(yīng)付于接收器的管腳2與7之間,它與接收器的距離不能超過20mm。

 ?、藿邮掌魇枪饫w連接線路中最關(guān)鍵的部分,電路中過量的附加電感和電容會降低光纖接收器的帶寬和穩(wěn)定性,減少接收器的靈敏度。因此建議使用表面貼裝器件,并不要使用插座。

  經(jīng)過實際測試,證實此電路完全達到了實用要求,通過縮短通信時間提高了整個系統(tǒng)的性能指標。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉