[发明专利]一种基于Zynq架构的GPON硬件系统

说明书

一种基于Zynq架构的GPON硬件系统，包括Zynq构架SoC芯片、光线路终端光模块以及光网络单元光模块，Zynq构架SoC芯片包括处理系统与可编程逻辑部分，处理系统与可编程逻辑部分通过AXI‑lite协议进行通信。本发明提供的基于Zynq架构Soc芯片和OLT(光线路终端)光模块、ONU(光网络单元)光模块等组成的P2P(点到点)或P2MP(点到多点)的灵活、可扩展、易维护网络拓扑的GPON硬件系统，系统各节点数量与拓扑可进行灵活设置，且各节点均可通过基于Zynq架构的SoC开发平台进行各节点的远程管理、配置与维护，通过其搭建的硬件系统具有系统简洁，成本可控，管理配置、升级维护简单，安全可靠性高，无后门等优势。

技术领域

本发明属于高速数字光通信技术领域，具体涉及一种基于Zynq架构的GPON硬件系统。

背景技术

随着5G电信网络、高速数据业务和4K高清视频传输等大量高速数字通讯与数据采集处理技术的不断发展与普及应用，FTT×逐渐成为民、商用的主流技接入网实现方式。而GPON作为网络中以太网交换的替代优化方案，通过取消使用无源光设备的接入和分布以太网交换机，将传统的三层以太网设计替换简化为两层光纤网络。以提供高速率、高带宽、长距离、高可靠性QoS、高安全性的GPON(千兆无源光网络)接入网系统为主要特点，已成为目前最主要的光通信系统。

现有技术的GPON硬件系统设备，其技术实现方式主要采用进口生产厂家如Microsemi的GPON OLT和GPON ONU专用集成芯片，实现电信级大批量民商用低成本接入网应用；另外，某些工控领域采用成本高昂且不易配置管理、维护的FPGA+CPU架构，通过FPGA来实现高速数据处理与传输，通过CPU实现数据协议转换、业务配置管理等，需要分别对两片芯片进行分别配置与升级。传统的GPON系统应用环境大多在常温网络机房或办公室，网络拓扑复杂，可靠性、安全性不高。如公开号为CN112055270A的中国专利公开了一种支持DPoG技术的GPON系统、设备接入方法及OLT，支持以有线电缆数据服务接口规范协议为基础的千兆位以太网无源光网络技术的千兆位以太网无源光网络(GPON)系统、设备接入方法及光线路终端，基于GPON系统简单地实现了对千兆位以太网无源光网络技术的支持，但其使用传统的数据处理芯片进行处理，无法满足当前的应用需求。此外，军事国防、航空航天等特种应用领域，对高速率、小型化、高可靠、全国产化，以及灵活组网，易于管理、维护，小型化、可靠性、安全性等具有更高的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于Zynq架构的GPON硬件系统，适用于由国产化Zynq SoC(片上系统)芯片和特种严苛环境OLT(光线路终端)、ONU(光网络单元)光模块等组成的P2P(点到点)或P2MP(点到多点)多种灵活配置网络拓扑的高速数字光通信GPON系统。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种基于Zynq架构的GPON硬件系统，包括Zynq构架SoC芯片、光线路终端光模块以及光网络单元光模块，所述Zynq构架SoC芯片包括处理系统与可编程逻辑部分，所述处理系统与可编程逻辑部分通过AXI-lite协议进行通信；所述处理系统包括由QSPI FLASH、EMMC存储器、处理系统DDR3存储器组成的存储器模块和远程升级模块；可编程逻辑部分包括高速GTX串行数据收发器与低速HR并行数据收发器，所述高速GTX串行数据收发器连接有一组独立的光线路终端光模块以及光网络单元光模块；另有一组光线路终端光模块以及光网络单元光模块分别连接至一个串并转换芯片后与所述低速HR并行数据收发器连接，所述可编程逻辑部分还包括可编程逻辑部分DDR3存储器和PCIE 2.0×4高速接口。

进一步的，所述远程升级模块包括千兆网口与RS232串口。

进一步的，所述Zynq构架SoC芯片设有JTAG调试口。

进一步的，所述存储模块的QSPI FLASH为512Mbit QSPI Flash。