頻譜監(jiān)測(cè)中光電自適應(yīng)通信技術(shù)的運(yùn)用

朱政　林艾放

【摘要】 在頻譜檢測(cè)中運(yùn)用光電自適通信技術(shù)，主要是采用光纖以及電纜共同作為通信介質(zhì)?；诖耍疚膶?duì)頻譜監(jiān)測(cè)中光電自適應(yīng)通信技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】 頻譜監(jiān)測(cè) 光電自適應(yīng) 通信技術(shù)

頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)Ρ尘霸肼晫?shí)施動(dòng)態(tài)測(cè)試，隨時(shí)檢測(cè)電磁環(huán)境，保證了通信的可靠性。以光纖作為主要介質(zhì)，電纜作為備用介質(zhì)，設(shè)計(jì)出體積小、重量小，能夠?qū)崿F(xiàn)鏈路自動(dòng)切換的系統(tǒng)就顯得十分必要。

一、光電自適應(yīng)通信技術(shù)的特性

光電自適應(yīng)通信系統(tǒng)中同時(shí)連接電纜和光纖，通過(guò)物理層來(lái)調(diào)整首選通信介質(zhì)。通常情況下以光纖作為主選通信介質(zhì)，電纜為備用。如果光纖鏈路出現(xiàn)問(wèn)題，物理層的接口設(shè)備能夠根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)情況識(shí)別出故障，進(jìn)而自動(dòng)將通信鏈路轉(zhuǎn)接到電纜上。同樣，可以將電纜作為主選通信介質(zhì)，其自動(dòng)切換的原理相同。這樣，光電自適應(yīng)擁有兩套鏈路，而且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，保證了通信的可靠性。

二、光電自適應(yīng)通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、光以太網(wǎng)物理接口設(shè)計(jì)。光以太網(wǎng)接口的功能是由光收發(fā)器實(shí)現(xiàn)的，完成光信號(hào)與電信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，這種傳輸是透明性質(zhì)的。光收發(fā)器在發(fā)送信號(hào)時(shí)，首先將電信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成光信號(hào)之后發(fā)送出去。光信號(hào)傳回到光接收端口后，同樣會(huì)被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，此時(shí)光收發(fā)器會(huì)顯示信號(hào)有效，表明接受到的光信號(hào)是有效的。光收發(fā)器在接受以及發(fā)送信號(hào)時(shí)采用的是獨(dú)立的光纖，標(biāo)準(zhǔn)的1X9封裝，激光波長(zhǎng)根據(jù)系統(tǒng)的需要采用了1310nm，數(shù)據(jù)串行速率設(shè)計(jì)為1.25Gb/s，采用FC螺紋接口對(duì)機(jī)械進(jìn)行連接，能夠保證連接的可靠度。光收發(fā)器使用的是LVPECL電平的對(duì)外接口，與使用CML電平的電接口控制器芯片88E1112相連，要針對(duì)兩種不同的電平進(jìn)行信號(hào)匹配設(shè)計(jì)。芯片與光收發(fā)器之間的電路如圖1所示。在該電路當(dāng)中，采用的是交流耦合電容，輸入信號(hào)的電平由上下拉電阻根據(jù)LVPECL電平的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整的。當(dāng)信號(hào)從收發(fā)器傳遞到芯片時(shí)，LVPECL的信號(hào)負(fù)載則由發(fā)送端的下拉電阻提供，信號(hào)線上的電容采用的是交流耦合形式。

2、電以太網(wǎng)物接口設(shè)計(jì)和控制器選擇。在電以太網(wǎng)接口設(shè)計(jì)中使用的是10/100/1000M以太網(wǎng)模型，借助通電連接器，實(shí)現(xiàn)4對(duì)以太網(wǎng)收發(fā)信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器之間的連接，信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器傳輸給電接口控制器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)協(xié)議以及物理層信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。在選擇電接口物理層接口控制器時(shí)，考慮到頻譜檢測(cè)系統(tǒng)的工作要求，并且實(shí)現(xiàn)硬件和軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化的目的，采用了88E1112，它具有比較特殊的光電介質(zhì)自適應(yīng)檢測(cè)功能，其內(nèi)部電路能夠?qū)﹄娊涌谝约肮饨涌诘膬煞N信號(hào)能量進(jìn)行監(jiān)控。在工作中，如果檢測(cè)到電接口有信號(hào)能量，則會(huì)通過(guò)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)檢測(cè)到有光信號(hào)能量時(shí)，又能夠通過(guò)光纖進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收。

三、光電自適應(yīng)軟件設(shè)計(jì)分析

1、電接口物理層接口控制器初始化分析。該控制器的初始化軟件操作過(guò)程中，內(nèi)部有兩組獨(dú)立的寄存器分別對(duì)光接口以及電接口實(shí)施控制，通過(guò)設(shè)置進(jìn)而得出應(yīng)該使用的寄存器。通過(guò)在高溫以及低溫下的測(cè)試和實(shí)際的運(yùn)用情況，調(diào)整對(duì)PHY傳輸?shù)組AC的差分電平范圍。

2、頻譜檢測(cè)系統(tǒng)工作過(guò)程。頻譜檢測(cè)設(shè)備對(duì)命令信息的控制主要通過(guò)以太網(wǎng)接受上位機(jī)，進(jìn)而得到設(shè)備的信號(hào)頻率信息、帶寬信息等有關(guān)參數(shù)，對(duì)中頻率模擬信號(hào)數(shù)字化處理，經(jīng)過(guò)變化的中頻信號(hào)傳入到信息處理設(shè)備中斷后，系統(tǒng)會(huì)依據(jù)信號(hào)帶寬進(jìn)而選擇是否進(jìn)行下變頻。當(dāng)下變頻后，頻譜分析該數(shù)字信號(hào)，并且處理數(shù)字信號(hào)，借助光電自適應(yīng)以太網(wǎng)得將出的結(jié)果傳遞給上位機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)信號(hào)的分析和處理。借助頻譜檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)得到的信號(hào)結(jié)果，上位機(jī)會(huì)對(duì)電子環(huán)境的實(shí)時(shí)使用狀況進(jìn)行判斷，進(jìn)而通過(guò)引導(dǎo)，幫助無(wú)線電定位系統(tǒng)有效識(shí)別和定位特點(diǎn)頻率信號(hào)。

四、結(jié)語(yǔ)

在機(jī)載環(huán)境下，頻譜檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)通信安全、通信設(shè)備的體積以及重要有一定要求，將光電自適應(yīng)通信技術(shù)運(yùn)用到頻譜檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中，不僅大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，而且有效地提高了信息傳輸?shù)目煽啃裕O(shè)備的重量和體積也減小。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 李勇. 一種衛(wèi)星頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案及實(shí)現(xiàn)[J]. 空間電子技術(shù). 2008，（03）：77-80

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