一体化流媒体服务光端机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光通信技术领域，提供了一种一体化流媒体服务光端机。
【背景技术】
[0002]随着多媒体应用、显控工程中信号显示设备的发展，平板显示器、投影机的分辨率越来越高，对其信号传输和接入要求亦越来越高。目前，采用DVI、HDMI接口的消费类产品遍布高清晰显示设备、平板电视等多种设备，其中单通道DVI的最大传输率就可以达到4.95Gbit/s，显示分辨率达到1080p。另外，采用HD-SDI高清数字分量串行接口的实时无压缩的高清广电级摄像机(HD-SDI摄像机)为监控中心提供高清晰的图像来源的需求亦越来越多。由于传统的模拟传输系统所传输信号的损失大，造成高品质的投影设备无法显示高质量的图像，形成显示质量的瓶颈问题，以及由于数字视频信号码流太快（I.65Gbs，甚至更高），在利用电缆传输时，受幅频特性、群延时特性、高低频干扰、电源地线等的影响，造成信号损失严重，图像出现模糊拖尾分尾等问题，针对这些问题，行业内利用光纤传输具有带宽大、传输距离远、抗干扰的优势，发明了多种针对不同信号及传输等级要求的多种光端机。
[0003]目前，在高端领域，针对高清信号或大流量业务数据的传输需求，虽然国内一些厂商的高性能光端机的出现从基本功能上满足了这种高等级大数据量的业务传输需求，但是纵观光端机的应用场景及其行业系统建设方案，当前多数情况下，光端机还只具备较少功能，如：只是一个信号传输设备。从另一方面来说，在整个应用系统建设过程中，还需要其他配套设备(如光网接入组网或以太网路由交换设备等）的协助来完成整体系统功能，亦即伴随着技术方案的竞争与发展，在光纤传输方案中，除了单纯利用光端机组网的方案之外，还包括光矩阵、视频编解码器+交换机、以太网无源光网络(GPON) +视频编解码器、UTN综合业务光传输网等方案。当前国内的这种高度集成化的产品还不多，或者甚为少见。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种一体化流媒体服务光端机，解决现有技术中设备组网缺乏通用灵活性，光纤网络利用率不足的问题。
[0005]本实用新型为了实现上述目的采用以下技术方案:设计和制造一种一体化流媒体服务光端机，包括FPGA业务板卡、光端机主板和控制单元;所述FPGA业务板卡、光端机主板和控制单元通过电连接。
[0006]作为本实用新型的进一步改进:所述FPGA业务板卡为复合式业务卡，分为业务发送卡和业务接收卡，所述FPGA业务板卡包括多路及多种业务视频数据的发送或接收模块。
[0007]作为本实用新型的进一步改进:所述光端机主板提供与FPGA业务卡连接的电气驱动电路和物理接口，所述光端机主板具有SATA磁盘阵列存储接口，所述光端机主板为控制单元提供外围电路。
[0008]作为本实用新型的进一步改进:控制单元设有CPU、视频编解码处理芯片和以太网控制芯片集。
[0009]作为本实用新型的进一步改进:所述FPGA业务板卡还包括:现场可编程逻辑器件FPGA、串并转换模块、并串转换模块、高清多媒体接口 HDMI、数字视频接口 DVI、高清数字分量串行接口 HD-SDI和PCI-E数据交换接口。
[0010]作为本实用新型的进一步改进:所述FPGA业务板卡中的光纤收发器通过采用波分复用方式传输的光纤与远端的ONU或ONT相连。
[0011]本实用新型的有益效果是：不仅能够大大降低光端机组网建设的复杂性，降低总体设备故障率，而且能够较大降低光端机组网的建设成本和维护成本。
【附图说明】
[0012]图I为本发明的整体系统结构框图。
[0013]图2为本发明的FPGA业务接收卡基础结构框图。
[0014]图3为本发明的FPGA业务板卡中OLT功能硬件框图。
[0015]图4为本发明的FPGA业务板卡中ONU功能硬件框图。
[0016]图5为本一体化流媒体服务光端机的网络组网示意框图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0018]一种一体化流媒体服务光端机，包括FPGA业务板卡、光端机主板和控制单元;所述FPGA业务板卡、光端机主板和控制单元通过电连接。在一实施例中，该光端机集成了传统光端机的基本功能，即将多路业务数据，如音视频，开关量，以太网数据，电话等电信号经光端机信号处理复合在光纤上进行传输。整个流媒体服务光端机结构分为三个部分:FPGA业务板卡、光端机主板(模板）、系统控制及服务核心板，其整体系统结构框图，如图I所示。如上述方案的FPGA业务板卡，其特征描述为:FPGA业务卡按照工作模式分为业务发送卡和业务接收卡。复合式业务板卡其特征在于其包括多路及多种业务视频数据的发送或接收模块，其中的业务视频数据包括DVI，HD-SDI，VGA，HDMI，RJ45等类型的视频接口类型，将功能模块化，与主板信息交互总线的标准化，多种业务板块组合可方便组合成多种信息流格式的复用光端机，方便动态调整需求，业务板块自带信号指示灯及内置监控软件。同时为提高设备的灵活性和适应性，降低生产制造成本，采用ARM+ FPGA的组合方案，进行板卡控制和数据处理。业务数据采用数字化光传输方式，一芯光纤可同时传输多路高清、标清、非标清视频信号等业务数据，每业务卡的相关GPON电路具备GPON协议处理功能。
[0019]如上述方案的光端机主板，光端机主板是FPGA业务卡的母板，主板提供与FPGA业务卡连接的电气驱动电路和物理接口，如PCI-E总线控制电路，PCI-E电气接口插槽;主板同时具有SATA磁盘阵列存储接口，SATA磁盘阵列接口为流媒体业务提供大容量系统存储，如音视频或其他数据的存储;另外，主板为系统控制及服务核心板提供外围电路，如SATA系统盘接口，DDR高速内存卡，电源，看门狗，硬件监控电路。在系统业务接口方面，扩展了 RJ-45，USB，串口等硬件接口，其中RJ-45为以太网的IP或MPLS业务网络的数据交换口，串口可进行系统调试口，USB为外设通用接入接口。
[0020]控制单元包含高性能CPU，视频编解码处理芯片，千兆以太网控制芯片集等，其主要是流媒体业务的核心运算处理平台，为整个一体化流媒体光端机系统提供系统配置管理，数据交换控制及分发服务，具备与以太网中IP及MPLS业务数据网络的无缝对接功能。[0021 ]如上述方案中的FPGA业务板卡其特征还包括：
[0022]基础结构:业务卡主要功能是提供业务数据在光路上的传输能力，其硬件结构包括现场可编程逻辑器件FPGA、串并转换模块、并串转换模块、高清多媒体接口（HDMI)、数字视频接口（DVI)、高清数字分量串行接口（HD-SDI)、PCI-E数据交换接口。业务卡为复合式收发卡，业务卡主要为接收模式时，其基础结构框图如图2所示。在上述方案的FPGA业务板卡的基础结构图2中，FPGA负责多种制式的高清、标清视频以及音频的接入控制、处理和接口转换，光纤传输功能。同时板卡FPGA监控电路提供丰富的状态监测，误码监测功能，具有多种配置执行能力。在业务功能方面，不仅能够提供视频的光路传输能力，而且对于视频业务，FPGA可扩展对视频图像的识别及处理能力。根据系统配置，视频业务卡提供对视频帧的抽取、分析、比对的特定视频图像处理功能。
[0023]在上述方案的FPGA业务卡中，其配置成主要发送模式时，视频信号经FPGA处理后，一方面将业务视频数据经光模块发送到光纤通道上，另一方面可根据系统配置，进行图像处理，并将相关数据，通过PCI-E接口发送至业务卡的宿主单元(光端机主板、Iinux核心板），其中PCI-E接口为业务卡与宿主单元的业务交互接口。同时宿主单元可将配置参数和业务数据下分发给FPGA+ARM处理，经并串转换模块、电光转换模块、光输出模块发送到光通道。单个发送端业务卡单口可支持2路高清或I路高清、2路标清或8至16路普通视频等多种多路视频传输。反向控制电路则负责对信号源设备的控制，即板卡输出来自板卡宿主单元(系统控制及核心板)或远端的控制数据经反向控制驱动模块、R