【摘 要】
：
光收发模块是光通信网络的核心器件,其系统简洁、配置灵活、支持热插拔,是目前云计算和数据中心广泛采用的光通信接入方式。然而,当前常见的SFP+、QSFP+等光收发模块主要是针对于云计算、数据中心等室内恒温恒湿工作条件设计的,在野外以及车载、机载等恶劣环境下会表现出稳定性差、误码率高、故障率高等缺陷,在很大程度上限制了光模块的进一步推广与应用。本文针对上述问题,提出了高密度、小型化、带数字监控诊断并具
论文部分内容阅读
光收发模块是光通信网络的核心器件,其系统简洁、配置灵活、支持热插拔,是目前云计算和数据中心广泛采用的光通信接入方式。然而,当前常见的SFP+、QSFP+等光收发模块主要是针对于云计算、数据中心等室内恒温恒湿工作条件设计的,在野外以及车载、机载等恶劣环境下会表现出稳定性差、误码率高、故障率高等缺陷,在很大程度上限制了光模块的进一步推广与应用。本文针对上述问题,提出了高密度、小型化、带数字监控诊断并具备宽温工作能力的SNAP-12封装的40G收发一体光模块的设计方法,在一定程度上解决了光模块的高可靠和宽适应性问题,使其在恶劣环境可以更为稳定的工作。1.本文研究并设计了基于SNAP-12封装的40G收发一体光模块,实现了四发四收并行以及单通道10Gbit/s的数据传输,同时SNAP-12的封装也带来了小型化、高密度的特点。本文以C8051F507单片机为主控芯片完成控制和存储的功能,采用高度集成的GN1190和GN1090芯片作为激光器驱动单元以及探测器接收单元。随后,基于SNAP-12封装的光收发一体模块的理论研究,给出了硬件电路设计方案,软件设计方案以及通信协议设计。其中,硬件设计方案主要包括电接口、主控芯片、光模块发射端和光模块接收端的电路设计。软件设计方案则包括单片机配置、EEPROM数据读写、收发芯片寄存器配置,并且从偏置电流、调制电流、信号高频补偿、下降沿峰值补偿、输出抖动幅值以及预加重六个方面保证光模块处于最佳工作状态。2.针对光电转换器件在高低温等环境中所表现的脆弱性,设计了改进的数字诊断监控和温度补偿方法,使得SNAP-12光模块具备更为稳健的环境适应能力。首先,基于单片机软件设计并实现了光模块的数字诊断监控功能,包括偏置电流、工作电压、温度、接收光功率等参数的实时监控与分析,以及可根据告警信息快速定位故障位置的能力。相较传统的数字诊断芯片方法,基于单片机设计的数字诊断监控方案具有更优的扩展性与性价比。其次,针对光模块的温度稳定性问题,本文开展了相应的研究。通过软件编程实现了光模块的自动温度补偿。具体表现为可根据温度的差异以查找表的方式完成对光模块收发芯片参数的自动设置,保证光模块在-40～85℃工业级温度范围下稳定工作。相较传统的温度控制电路进行温度控制,软件编程实现的温度补偿方案更能节省硬件资源。测试结果显示,本文设计的光模块不仅各项测试参数满足IEEE802.3ba标准,而且具备宽温工作范围,误码率结果显示光模块具备高可靠性,证明了光模块设计的合理性和可行性,是甚短距离光传输领域中有效的解决方案之一。
其他文献
随着智慧城市的飞速发展,安全可靠的智能交通系统成为人们的迫切需求。辅助驾驶技术和无人驾驶技术作为实现智能交通系统的关键环节,在如今的人工智能浪潮下迎来新一轮的发展。交通标志检测作为目标检测的一个分支,是辅助驾驶技术和无人驾驶技术不可或缺的一个部分,它对保证车辆安全驾驶、缓解交通拥堵以及智慧城市建设有着很大的实用价值。本文在总结当前目标检测几大主流算法的基础上,针对当前先进网络模型YOLOv4-ti
语音转换是近年来人工智能的一个重要课题,其核心思想是保持源语音的语义信息不变,改变源啊语啊音包含的说话人个性特征使其接近指定目啊标啊说啊话啊人所拥有的个性特啊征。语音转换领域的研究涉及相关的多个领域的内容,包括语音特征的提取,语音合成等。因此,语啊音转换技术的进步,也会间接促进与之相关领域的发展。语音啊转啊换啊技啊术在现实当中的应用是非常普遍的,尤其是在人工智能领域。将语音转换技术应用于实际时,伴
事件相机是一种新型的神经形态设备,由于它具有高时间分辨率和低功耗的优势,近年来吸引了国内外许多学者的关注。事件相机将视觉输入记录为异步离散事件,通常用地址事件表示（Address-Event Representation,AER）,因此它们使用脉冲神经网络（Spiking Neural Networks,SNN）来处理具有生物学上的合理性和更高的效率。然而现存的AER对象识别模型存在特征提取部分对
趋同作为多智能体系统（Multi-Agent Systems,MASs）分布式协同控制领域的基本问题,是指在没有中心控制协调的情况下,通过系统中相邻智能体间的信息交互实现所有智能体的某个或某些状态趋于一致的问题。因其在众多场景的广泛应用,近年来受到了来自国内外研究学者的关注。然而,在实际复杂多变的网络环境中,潜在的网络攻击对MASs安全造成了极大风险,其不仅可以阻碍趋同控制方法在现实网络场景中的有
图像拼接是数字图像领域中一个日益流行的研究方向,解决了由于单一设备拍摄的视角范围有限,无法满足人们对高分辨率、宽广视角图像需求的问题,能够将具有重合区域的多幅图像合成一张具有宽广视角的图像。相比于图像而言,视频能够传递更丰富的内容,满足人们实时获取外界信息的需求。视频是图像在时间维度上的扩展,连续的图像序列构成了一个视频,故视频拼接基于图像拼接,但又不同于图像拼接。目前,视频拼接技术仍面临着两个严
数显仪表因精度高、易读取、可设置等优点被广泛应用于工业生产车间,然而部分数显仪表不具备数据接口,需要依赖人工完成读数,因此,实现数显仪表的自动读取是提高生产效率的有效手段。目前,对于数显仪表的自动识别技术已经非常成熟,然而在复杂多变的工业环境下,环境因素和人为因素的干扰会导致数显仪表的位置不固定,而对于非固定式数显仪表的自动识别技术研究尚缺。本文针对工业环境下的非固定式数显仪表自动识别技术展开了研
机械臂作为水下机器人的执行机构,对水下作业的完成至关重要,但是传统刚性机械臂易造成目标物体损伤及海底环境破坏。而柔性臂具有连续柔性变形和操作能力,在完成刚性臂难以完成的特定任务中展现出巨大的潜力。因此,关于水下柔性臂的研究已成为一个热点,材料、驱动、建模及控制依然是其面临的技术难点。本文受章鱼腕臂启发,设计并开发了一款线驱动仿生柔性臂,分析了水/空实验环境下该柔性臂的三维位姿数据,分别基于分段常曲
光学过程层析成像技术是一种非接触式测量成像技术,具有结构简单、采样率高、分辨率高、安全性高等优点,可以用于两相流或多相流的状态信息监测。传感器阵列结构与图像重建算法是影响光学过程层析成像的两个重要因素,但是目前传感器阵列结构的相关研究比较缺乏,传统的图像重建算法也存在重建速度慢或重建精度不高的问题。为此,本文在阅读和分析国内外相关文献的基础上,针对光学过程层析成像中传感器阵列结构优化问题以及图像重
多孔介质燃烧技术作为当下最新的燃烧技术,具有燃烧稳定、温度分布均匀及污染物排放低等优势,具有强大的发展潜力和应用前景。随着生活品质提高,民用燃气灶具节能减排的要求不断提高,对其燃烧性能提出了更高标准。论文在团队前期研究工作基础上,利用自行搭建的实验装置系统,对新型民用多孔介质燃气灶超低污染物排放的燃烧特性进行研究,具体工作内容如下:超低排放下多孔介质燃气灶燃烧过程以及表面着火稳定性研究。分析当量比
随着计算机技术的高速发展,越来越多的数据通过互联网进行传输,但是这也导致各种形式的信息泄露事件频发,信息安全面临着前所未有的严峻形势。对数据进行加密是保证信息安全的有效手段,各国为了实现信息安全领域的自主可控,均提出了相应的密码算法标准。我国在密码学领域也取得了较大的发展,其中由我国自主研究并提出的祖冲之（ZUC）流密码算法已被3GPP组织采纳为4G无线通信的候选加密算法。这是我国的商用密码算法首