[发明专利]基于千兆无源光网络的中心节点装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤网络通信技术领域，具体地，涉及一种基于千兆无源光网络的中心节点装置。

背景技术

在各种工业现场以及车载系统中，包含大量的图像、信号传输，比如CCD图像系统、雷达、GPS导航等，这些设备间的数据还要进行共享、交换和转换，这就要求快速构建一个基于以太网的无源光纤网络。而现有应用于工业现场和车载系统的无线网络都是借用于主干网络技术，其网络的不仅带宽窄，而且容易受外界信号干扰，在工业现场和车载系统中，工况恶劣，使现场网络工作很不稳定。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于千兆无源光网络的中心节点装置，在车内构建一个快速高效的具有以太网特性的无源光纤网络。

根据本发明的一个方面，提供一种基于千兆无源光网络的中心节点装置，其特征是，包括电源模块、中心节点MAC层模块、中心节点高速物理层模块以及光电转换模块，所述电源模块分别与所述中心节点MAC层模块、中心节点高速物理层模块以及光电转换模块电连接，为其提供电能，所述中心节点高速物理层模块与所述中心节点MAC层模块通信连接，所述光电转换模块与所述中心节点MAC层模块通信连接，所述光电转换模块通过光纤连接接入节点。

优选地，所述中心节点高速物理层模块包括数据发送单元、数据接收单元和突发数据恢复单元，所述中心节点高速物理层模块提供标准的GMII接口与MAC层模块互联。

优选地，所述中心节点MAC层模块包括时隙管理单元、帧解析单元、数据发送单元和数据接收单元。

优选地，所述光电转换模块包括接入点光电转换单元和输出点电光转换单元，光电转换模块将从接入节点接收上来的光信号通过所述接入点光电转换单元转为电信号，并通过所述中心节点高速物理层模块处理送往中心节点MAC层模块；光电转换模块将所述中心节点MAC层模块和所述中心节点高速物理层模块发送过来的电信号通过所述输出点电光转换单元转换为光信号，并发往光网络接入节点。

优选地，所述光电转换模块接收光信号的方式是突发性接收，所述光电转换模块发射光信号是连续性发射。

优选地，其特征在于，中心节点MAC层模块采用EP3C40F324芯片的FPGA逻辑电路模块。

优选地，其特征在于，所述中心节点高速物理层模块采用型号为TLK2541的电路模块。

优选地，其特征在于，所述光电转换模块采用型号为LTE4302的光电模块。

优选地，其特征在于，所述中心节点装置采用单纤双向通信模式，接收波长为1310nm，发送波长为1490nm。

优选地，所述中心节点装置还包括辅助模块，所述辅助模块包括FPGA的配置单元和时钟源，所述中心节点MAC层模块的运行速度是125MHz，所述光电转换模块连接的高速差分信号运行速度是1.25GHz。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）千兆以太网兼容性好的特点和光纤网络带宽大、不受外界电磁环境干扰的优势；

（2）采用了FPGA实现网络的逻辑链路层协议，通过光突发传输技术结合高速物理层串行芯片提高了网络传输实时性；

（3）整体架构简单，可以在工业现场快速构建一个光纤网络。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的中心节点装置模块示意图；

图2为本发明的中心节点装置的逻辑结构图；

图3为本发明的网络整体结构图；

图4为本发明的中心节点数据通信流程图；

图5为本发明的中心节点网络管理流程图；

图6为本发明的光纤网络数据帧格式示意图；

图7为本发明的光纤网络控制帧格式示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。