一种用于复杂环境下的光通信误码率检测装置及方法与流程

本发明涉及到光通信技术领域，尤其涉及一种用于复杂环境下的光通信误码率检测装置及方法。

背景技术：

导弹、飞行器等系统运动速度快，存在较强的机械振动和电磁干扰，同时系统的气压、温湿度、洁净度也难以保证，因此要求系统的数据总线具有极高的可靠性，实时性，传输确定性和容错性。随着新一代导弹、飞行器等系统各级传感器的信息综合，信息传输量大幅增加，且传输的信息既有小数据包的指令信息又有雷达、图像数据等大数据包的信息，因此要求导弹、飞行器信息等系统必须对不同种类数据包同时具有较高的传输效率。将光纤通信技术用于复杂恶劣环境中的导弹、飞行器等系统中，与当前的通信系统相比，具有高实时性，高可靠性，高带宽，高性价比，防电磁干扰、抗腐蚀，重量轻等多种优点。用光纤总线逐步代替电缆传输信息将是今后发展的趋势。在光纤总线的通信过程中，复杂环境下误码率及故障模式的检测是其中的技术关键，对于分析故障原因和提高系统可靠性具有重要意义。

因此如何能够对光纤总线的不同种类数据的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，从而为提高导弹、飞行器等系统的可靠性提供依据，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

基于上述技术难题，本发明提供一种用于复杂环境下的光通信误码率检测装置及方法，能够对光纤总线的不同种类数据的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，从而为提高导弹、飞行器等系统的可靠性提供依据。

本发明提供一种用于复杂环境下的光通信误码率检测装置，包括光信号产生模块、前端光信号收发模块、后端光信号收发模块和光信号处理模块，其中：

光信号产生模块，用于生成视频信号或接收外部发送的视频信号，进行串行化处理后发送给前端光信号收发模块；

前端光信号收发模块，用于将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块进行信息交互；

后端信号收发模块，用于与前端光信号收发模块进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给光信号处理模块；

光信号处理模块，用于接收后端光信号收发模块发送的串行化视频信号，并对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

优选地，还包括母板模块，所述母板模块用于与光信号处理模块进行信息交互，并将接收到的信息发送给外部设备。

优选地，所述光信号产生模块包括接口模块、视频生成模块、原始数据存储模块、第一rs485控制器、第一lvds发送模块，其中：

视频生成模块，用于生成视频信号并发送给原始数据存储模块；

接口模块，用于与外部设备连接，接收外部发送的视频信号并发送给原始数据存储模块；

原始数据存储模块，用于接收和存储视频生成模块生成视频信号或接口模块接收的外部发送的视频信号；

第一rs485控制器，用于将原始数据存储模块发送的视频信号进行串行化处理后发送给第一lvds发送模块；

第一lvds发送模块，用于将串行化处理的视频信号发送给前端光信号收发模块；

优选地，所述光信号处理模块包括第二rs485控制器、第二lvds接收模块、误码检测模块，其中：

第二lvds接收模块，用于接收后端光信号收发模块发送的串行化视频信号；

第二rs485控制器，用于串行化视频信号转换为视频信号；

误码检测模块，用于接收第二rs485控制器发送的视频信号，并对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

优选地，所述光信号产生模块还包括microblaze内核模块、测试板总线译码器、测试板时钟管理器、光通信发送驱动模块，其中：

microblaze内核模块，用于配置光信号产生模块的内核及完成光信号产生模块各组成模块软件功能设计；

测试板总线译码器，用于将光信号产生模块各组成模块按地址空间连接到其分配到的地址空间；

测试板时钟管理器，用于生成和管理光信号产生模块逻辑需要的时钟；

光通信发送驱动模块，用于将视频信号通过光波发送给前端光信号收发模块。

优选地，所述光信号处理模块还包括光通信接收驱动模块、对比数据存储模块、数据同步模块、误码记录存储模块，其中：

光通信接收驱动模块，用于接收后端光信号收发模块通过光波发送的视频信号；

数据同步模块，用于将光通信接收驱动模块接收的视频信号与第二rs485控制器发送的视频信号进行对比同步，并生成对比数据发送给对比数据存储模块和误码检测模块；

对比数据存储模块，用于存储数据同步模块生成的对比数据；

误码检测模块，用于根据同步模块生成的对比数据，对视频信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，并生成误码记录数据发送给误码记录存储模块。

误码记录存储模块，用于存储误码检测模块生成的误码记录数据。

优选地，所述光信号处理模块还包括控制板总线译码器、控制板时钟管理器、接口与驱动模块，其中：

控制板总线译码器，用于将光信号处理模块各组成模块按地址空间连接到其分配到的地址空间；

控制板时钟管理器，用于生成和管理光信号处理模块逻辑需要的时钟；

接口与驱动模块，用于与母板模块进行信息交互。

优选地，所述母板模块还包括pci-x上位机时钟管理器、pci-x译码器和接插件接口模块，其中：

pci-x上位机时钟管理器，用于生成和管理母板模块逻辑需要的时钟；

pci-x译码器，用于将pci-x总线信号译码成母板模块内部总线信号；

接插件接口模块，用于与光信号处理模块的接口与驱动模块进行信息交互，将接收的pci-x总线信号发送给pci-x译码器和外部设备。

本发明还提供一种用于复杂环境下的光通信误码率检测方法，包括以下步骤：

步骤s100：光信号产生模块生成视频信号或接收外部发送的视频信号，进行串行化处理后发送给前端光信号收发模块；

步骤s200：前端光信号收发模块将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块进行信息交互；

步骤s300：后端光信号收发模块与前端光信号收发模块进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给光信号处理模块；

步骤s400：光信号处理模块将接收到的后端光信号收发模块发送的串行化视频信号对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

能够对光纤总线的不同种类数据的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，从而为提高导弹、飞行器等系统的可靠性提供依据。

附图说明

图1为第一种实施方式提供的用于复杂环境下的光通信误码率检测装置的结构框图；

图2为第二种实施方式提供的用于复杂环境下的光通信误码率检测装置的结构框图；

图3为第三种实施方式提供的用于复杂环境下的光通信误码率检测装置的结构框图；

图4为本发明提供的一种用于复杂环境下的光通信误码率检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，图1为第一种实施方式提供的用于复杂环境下的光通信误码率检测装置的结构框图。

一种用于复杂环境下的光通信误码率检测装置，包括光信号产生模块10、前端光信号收发模块20、后端光信号收发模块30和光信号处理模块40，其中：

光信号产生模块10，用于生成视频信号或接收外部发送的视频信号，进行串行化处理后发送给前端光信号收发模块20；

前端光信号收发模块20，用于将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块30进行信息交互；

后端信号收发模块30，用于与前端光信号收发模块20进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给光信号处理模块40；

光信号处理模块40，用于接收后端光信号收发模块30发送的串行化视频信号，并对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

光信号产生模块10生成导弹、飞行器等系统视频信号或接收外部发送的不同种类的视频信号，进行串行化处理后发送给前端光信号收发模块20，前端光信号收发模块20将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块30进行信息交互。后端光信号收发模块30与前端光信号收发模块20进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给光信号处理模块40，光信号处理模块40将接收到的后端光信号收发模块发送的串行化视频信号对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

能够对光纤总线的不同种类数据的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，从而为提高导弹、飞行器等系统的可靠性提供依据。

优选地，还包括母板模块50，所述母板模块50用于与光信号处理模块40进行信息交互，并将接收到的信息发送给外部设备。实现将光信号处理模块40的数据传回外部设备如pc机中进行进一步的分析。

参见图2，图2为第二种实施方式提供的用于复杂环境下的光通信误码率检测装置的结构框图。

为了确保该装置能够对光纤总线的不同种类数据的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，本发明提供了第二种实施方式。第二种实施方式与第一种实施方式的区别在于，所述光信号产生模块10包括视频生成模块11、接口模块12、原始数据存储模块13、第一rs485控制器14、第一lvds发送模块15；所述光信号处理模块40包括第二rs485控制器41、第二lvds接收模块42、误码检测模块43，其中：

视频生成模块11，用于生成视频信号并发送给原始数据存储模块13；

接口模块12，用于与外部设备连接，接收外部发送的视频信号并发送给原始数据存储模块13；

原始数据存储模块13，用于接收和存储视频生成模块11生成视频信号或接口模块12接收的外部发送的视频信号；

第一rs485控制器14，用于将原始数据存储模块13发送的视频信号进行串行化处理后发送给第一lvds发送模块15；

第一lvds发送模块15，用于将串行化处理的视频信号发送给前端光信号收发模块20；用于光信号产生模块10和前端光信号收发模块20的传输，第一lvds发送模块15还包括了通道仲裁机制，不但担负了传送数据的任务，在协调板间任务时，还需发送rs485的数据。

第二lvds接收模块41，用于接收后端光信号收发模块30发送的串行化视频信号；用于后端光信号收发模块30和光信号处理模块40的传输，第二lvds发送模块41还包括了通道仲裁机制，不但担负了传送数据的任务，在协调板间任务时，还需发送rs485的数据。

第二rs485控制器42，用于串行化视频信号转换为视频信号；

误码检测模块43，用于接收第二rs485控制器42发送的视频信号，并对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

视频生成模块11生成视频信号并发送给原始数据存储模块13和\或接口模块12与外部设备连接，接收外部发送的视频信号并发送给原始数据存储模块13。原始数据存储模块13接收和存储视频生成模块11和\或接口模块12发送的视频信号。第一rs485控制器14将原始数据存储模块13发送的视频信号进行串行化处理后发送给第一lvds发送模块15，第一lvds发送模块15将串行化处理的视频信号发送给前端光信号收发模块20。前端光信号收发模块20将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块30进行信息交互。后端光信号收发模块30与前端光信号收发模块20进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给第二lvds接收模块41。第二lvds接收模块41接收后端光信号收发模块30发送的串行化视频信号。第二rs485控制器42将串行化视频信号转换为视频信号，误码检测模块43接收第二rs485控制器42发送的视频信号，并对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

参见图3，图3为第三种实施方式提供的用于复杂环境下的光通信误码率检测装置的结构框图。

第三种实施方式与第二种实施方式的区别在于，所述光信号产生模块10还包括microblaze内核模块16、测试板总线译码器17、测试板时钟管理器18、光通信发送驱动模块19；所述光信号处理模块40还包括光通信接收驱动模块44、对比数据存储模块46、数据同步模块45、误码记录存储模块47、控制板总线译码器49、控制板时钟管理器48、接口与驱动模块410；所述母板模块50还包括pci-x上位机时钟管理器51、pci-x译码器52和接插件接口模块53，其中：

microblaze内核模块16，用于配置光信号产生模块10的内核及完成光信号产生模块10各组成模块软件功能设计；

测试板总线译码器17，用于将光信号产生模块10各组成模块按地址空间连接到其分配到的地址空间；

测试板时钟管理器18，用于生成和管理光信号产生模块10逻辑需要的时钟；

光通信发送驱动模块19，用于将视频信号通过光波发送给前端光信号收发模块20。

光通信接收驱动模块44，用于接收后端光信号收发模块30通过光波发送的视频信号；

数据同步模块45，用于将光通信接收驱动模块44接收的视频信号与第二rs485控制器42发送的视频信号进行对比同步，并生成对比数据发送给对比数据存储模块46和误码检测模块43；

对比数据存储模块46，用于存储数据同步模块生成的对比数据；

误码检测模块43，用于根据同步模块45生成的对比数据，对视频信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，并生成误码记录数据发送给误码记录存储模块47。

误码记录存储模块47，用于存储误码检测模块43生成的误码记录数据。

控制板总线译码器49，用于将光信号处理模块40各组成模块按地址空间连接到其分配到的地址空间；

控制板时钟管理器48，用于生成和管理光信号处理模块40逻辑需要的时钟；

接口与驱动模块410，用于与母板模块50进行信息交互，将光通信接收驱动模块44发送的视频信号、第二rs485控制器42发送的视频信号、误码检测模块43发送的误码记录数据转化为pci-x总线信号发送给母板模块50的接插件接口模块53。

pci-x上位机时钟管理器51，用于生成和管理母板模块50逻辑需要的时钟；

pci-x译码器52，用于将pci-x总线信号译码成母板模块50内部总线信号；

接插件接口模块53，用于与光信号处理模块40的接口与驱动模块410进行信息交互，将接收的pci-x总线信号发送给pci-x译码器52和外部设备。

视频生成模块11生成视频信号并发送给原始数据存储模块13和\或接口模块12接收外部发送的视频信号发送给原始数据存储模块13。原始数据存储模块13接收和存储视频生成模块11和\或接口模块12发送的视频信号。原始数据存储模块13发送视频信号给第一rs485控制器14和光通信发送驱动模块19。第一rs485控制器14将原始数据存储模块13发送的视频信号进行串行化处理后发送给第一lvds发送模块15，第一lvds发送模块15将串行化处理的视频信号发送给前端光信号收发模块20。同时光通信发送驱动模块19将视频信号通过光波发送给前端光信号收发模块20。

前端光信号收发模块20将接收到第一lvds发送模块15发送的串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块30进行信息交互。后端光信号收发模块30将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给第二lvds接收模块41。同时前端光信号收发模块20将接收到光通信发送驱动模块19发送的视频信号发送给后端光信号收发模块30。端光信号收发模块30将接收到的光信号发送给光通信接收驱动模块44。

第二lvds接收模块41接收后端光信号收发模块30发送的串行化视频信号。第二rs485控制器42将串行化视频信号转换为视频信号。数据同步模块45将光通信接收驱动模块44接收的视频信号与第二rs485控制器42发送的视频信号进行对比同步，并生成对比数据发送给对比数据存储模块46和误码检测模块43。对比数据存储模块46存储数据同步模块生成的对比数据。误码检测模块43，根据同步模块45生成的对比数据，对视频信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，并生成误码记录数据发送给误码记录存储模块47。误码记录存储模块47存储误码检测模块43生成的误码记录数据。

优选地，光信号产生模块10为一块基于xc5vlx110ttm高性能fpga的信号处理板。母板模块50核心为xc2v100系列fpga，可设置独立运行，也可置于pc主机的pci-x槽中，通过pci-x协议与pc机进行通信。光信号处理模块40也是基于xc5vlx110ttm高性能fpga。当母板模块50置于pc主机的pci-x板上，光信号处理模块40通过自定义的接插件插在pci-x板上，实现由pc主机控制光信号处理模块40的工作，同时可将光信号处理模块40的数据传回pc机进行分析。

参见图4，图4为本发明提供的一种用于复杂环境下的光通信误码率检测方法的流程图。

一种用于复杂环境下的光通信误码率检测方法，包括以下步骤：

步骤s100：光信号产生模块模拟生成视频信号或接收外部发送的视频信号，进行串行化处理后发送给前端光信号收发模块；

步骤s200：前端光信号收发模块将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块进行信息交互；

步骤s300：后端光信号收发模块与前端光信号收发模块进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给光信号处理模块；

步骤s400：光信号处理模块将接收到的后端光信号收发模块发送的串行化视频信号对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

光信号产生模块生成导弹、飞行器等系统视频信号或接收外部发送的不同种类的视频信号，进行串行化处理后发送给前端光信号收发模块，前端光信号收发模块将接收到串行化视频信号进行光电转化后通过光纤与后端光信号收发模块进行信息交互。后端光信号收发模块与前端光信号收发模块进行信息交互，并将接收到的光信号转化为串行化视频信号发送给光信号处理模块，光信号处理模块将接收到的后端光信号收发模块发送的串行化视频信号对信号的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析。

能够对光纤总线的不同种类数据的通信速率、误码率和误码模式进行测试和分析，从而为提高导弹、飞行器等系统的可靠性提供依据。

以上对本发明所提供的一种用于复杂环境下的光通信误码率检测装置及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。