[发明专利]基于FPGA的机架式多路光开关

摘要

本发明基于FPGA的机架式多路光开关属于光纤通信测试技术领域。本发明使用FPGA作为控制核心，内部集成光纤通道切换模块，采用机架式安装结构设计，用RS‑485或以太网连接，通过计算机控制实现光纤通道的切换。FPGA作为机架式多路光开关的控制核心，实现三个主要的功能模块：通信控制模块，数字控制模块，显示模块。通讯控制模块实现设备与PC之间的通讯，PC可通过RS‑485或以太网连接向设备发送或回读通道切换信息；数字控制模块实现对光纤切换模块的通道设置；显示模块将当前光开关的切换状态显示在前面板LCD上。本发明解决了在满足较低插入损耗的情况下多通道48x1光纤通道切换，达到了低损耗光通道切换和远程控制一体化的效果。

主权项

1.基于FPGA的机架式多路光开关，其特征在于，其包括：计算机系统、FPGA控制模块、I/O隔离模块、光切换模块、电源模块、显示模块、机架；计算机系统：作为光路切换主控制器对FPGA控制模块进行控制；FPGA控制模块：根据从计算机系统接收到的指令，输出控制信号到I/O隔离模块、来控制光切换模块的操作，实现对应光通道的切换；I/O隔离模块:实现FPGA输出的离散控制信号到光切换模块的隔离和转换；光切换模块:实现不同输入光路到不同输出光路的切换；电源模块:实现整个系统的供电，支持对所有模块的供电；显示模块:将当前光开关的切换状态显示在前面板LCD上；机架：采用标准上架式机箱，将上述所有模块的安装和集成在机架上；FPGA控制模块的控制和数据接收算法采用硬件描述语言编写，实现多路光开关与计算机系统的信息交互；FPGA控制模块与I/O隔离模块、光切换模块的控制端信号相连接，FPGA控制模块根据从计算机系统接收到的指令,输出控制信号到I/O隔离模块、来控制光切换模块的操作，实现对应光通道的切换；1)FPGA控制模块通过总线与计算机系统连接，根据通信协议约定，计算机系统发指令给FPGA控制模块；2)FPGA控制模块通过总线获取计算机系统发送的控制指令信息，并将该信号解析为控制输出信号，然后FPGA控制模块设置相应的I/O输出管脚的信号状态以控制光切换模块；3)FPGA控制模块将控制指令信息转化为LCD显示数据，通过串行外部设备接口SPI将LCD显示数据发送给LCD，实现控制信息指令的实时显示。