一种基于波分复用的低频数字信号光传技术的制作方法

本发明涉及总线电路，尤其涉及一种基于波分复用的低频数字信号光传技术。

背景技术：

1、半导体技术的发展推动着现代数字系统的集成度越来越高，设备\芯片间数据传输带宽和速率也不断提升，尤其在多负载节点系统中，由于结构、成本、信号完整性等条件限制使得电路设计愈加复杂，困难。特别是，在接收节点分布广泛的多负载节点系统中，传统的电信号传输技术不堪重负，负载数量、信号速率、传输距离三方面相互制约，严重影响着系统性能。

2、多节点系统传统上使用差分电接口(rs422，rs485等)，在具有大量节点系统中，一方面单个信号总线速率受接收端点限制，并且受速率受距离限制(10m@<1m,1m@<100m)，这严重制约了系统的性能；另一方面电接口所涉及电缆的结构、成本也严重影响了上级系统的适用性(例如1对差分线缆仅能传输1个定时信号，若定时信号数量为n，末端节点数量为m，则线缆总数至少为n x m x 2)。

3、王查散，王东岳，高文辉在《计算机技术与发展》2013年8月第23卷第8期中公开了一种“巨型数字阵列光传输系统设计”，此文献中的图1，图2介绍了用于巨型数字阵列的一种光传输控制系统概念，其主要内容是通过在系统(雷达)中央控制器与数字阵列中的数字收发组件之间设置数字光纤传输网络实现一种数字阵列阵面控制系统。文中利用数字高速serdes光传技术实现了高精度定时信号和控制信号的传输，但需要在接收端采用支持serdes的fpga或者芯片及配套电路，这在多节点系统中存在显著的成本压力。

技术实现思路

1、为解决现有的技术问题，本发明提供了一种基于波分复用的低频数字信号光传技术。

2、本发明的具体内容如下：一种基于波分复用的低频数字信号光传技术，采用的系统包括接收低频数字信号输入的光发送单元和接收并输出电信号的光接收单元，包括不同配置的光发送单元、光接收单元的用户端模块设置在各个系统节点，通过用户端模块之间的光网络相互连接。

3、进一步的，光发送单元包含若干特定波长的光发送组件和驱动器，驱动器接收低频数字电平信号输出电流信号，光发送组件接收电流信号产生特定波长的光信号，则当光发送单元接收到数字电平1时，输出特定波长的直流光信号，接收到数字电平0时，停止输出。

4、进一步的，光接收单元包含若干特定波长的光接收组件和输出缓冲器，当接收特定波长光信号时，光接收组件输出电信号，输出缓冲器接收电信号并转换为数字信号电平对外输出。

5、进一步的，用户端模块包含若干不同波长的光发送单元、光接收单元以及波分复用器、光纤和光耦合器，用户端模块通过电端口与用户设备连接，通过光口连接光网络从而与其它用户端模块连接。

6、进一步的，用户端模块包括a、b类型，a,b两型用户端模块配对使用，即对不同数字信号使用不同波长，并且a、b两型中分别设光发送单元、光接收单元，互补配对使用，在单个用户端模块中光发送单元或者光接收单元光口连接波分复用器对应波长端口，波分复用器合波口对外连接。

7、进一步的，用户端模块包括c类型，c型用户端模块包含若干光发送单元、光接收单元、第一波分复用器、第二波分复用器，对不同数字信号使用不同波长，c型用户端模块同时设光发送单元、光接收单元，且所有的光发送单元光口连接第一波分复用器的对应波长端口，所有的光接收单元光口连接第二波分复用器的对应波长端口，第一波分复用器和地热波分复用器合波口分别对外连接。

8、进一步的，用户端模块包括d类型，d型用户端模块包含若干光发送单元、光接收单元、第一波分复用器、第二波分复用器以及一个光环形器，对不同数字信号使用不同波长，d型用户端模块同时设光发送单元、光接收单元，且所有的光发送单元光口连接第一波分复用器的对应波长端口，所有的光接收单元光口连接第二波分复用器的对应波长端口，第一波分复用器和第二波分复用器合波口分别连接光环形器端口1、端口3，光环形器端口2对外连接。

9、进一步的，用户端模块之间的光网络包含若干光纤、光耦合器以及光环形器；光网络分为a,b,c,d四种类型，a型光网络，包含光纤，通过单根光纤连用户端a,b端口；b型光网络特征包含mxn光耦合器以及对应数量光纤，mxn光耦合器中，m个端口对应各a型用户端，n个端口对应各b型用户端；c型光网络特征包含nxn光耦合器、对应数量的光纤，光耦合器端口分为输入组、输出组，其中输入组分别连接c型用户端模块输出端，输出端口组分别连接一个c型用户端模块输入端d型光网络特征包含nxn光耦合器、n个光环形器以及对应数量的光纤，光耦合器端口分为输入组、输出组，述光环形器3端口连接1个光耦合器输入端口，1端口连接1个光耦合器输出端口，2端口分别连接d型用户端模块输出端。

10、本发明的有益效果：本发明将基于波分复用技术，采用独立的用户端模块，通过光发送单元在用户端将多路数字信号变为光信号并通过合波器经光纤送出，接收侧的通过分波器分解多路光信号后由光接收单元输出电信号，实现一根光纤可取代多路数字信号电缆；在多节点条件下，设置不同类型的光网络，实现多种拓扑的单向或者双向的多路数字信号传输。

技术特征：

1.一种基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：采用的系统包括接收低频数字信号输入的光发送单元和接收并输出电信号的光接收单元，包括不同配置的光发送单元、光接收单元的用户端模块设置在各个系统节点，通过用户端模块之间的光网络相互连接。

2.根据权利要求1的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：光发送单元包含若干特定波长的光发送组件和驱动器，驱动器接收低频数字电平信号输出电流信号，光发送组件接收电流信号产生特定波长的光信号，则当光发送单元接收到数字电平1时，输出特定波长的直流光信号，接收到数字电平0时，停止输出。

3.根据权利要求2的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：光接收单元包含若干特定波长的光接收组件和输出缓冲器，当接收特定波长光信号时，光接收组件输出电信号，输出缓冲器接收电信号并转换为数字信号电平对外输出。

4.根据权利要求1的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：用户端模块包含若干不同波长的光发送单元、光接收单元以及波分复用器、光纤和光耦合器，用户端模块通过电端口与用户设备连接，通过光口连接光网络从而与其它用户端模块连接。

5.根据权利要求1的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：用户端模块包括a、b类型，a,b两型用户端模块配对使用，即对不同数字信号使用不同波长，并且a、b两型中分别设光发送单元、光接收单元，互补配对使用，在单个用户端模块中光发送单元或者光接收单元光口连接波分复用器对应波长端口，波分复用器合波口对外连接。

6.根据权利要求5的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：用户端模块包括c类型，c型用户端模块包含若干光发送单元、光接收单元、第一波分复用器、第二波分复用器，对不同数字信号使用不同波长，c型用户端模块同时设光发送单元、光接收单元，且所有的光发送单元光口连接第一波分复用器的对应波长端口，所有的光接收单元光口连接第二波分复用器的对应波长端口，第一波分复用器和地热波分复用器合波口分别对外连接。

7.根据权利要求6的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：用户端模块包括d类型，d型用户端模块包含若干光发送单元、光接收单元、第一波分复用器、第二波分复用器以及一个光环形器，对不同数字信号使用不同波长，d型用户端模块同时设光发送单元、光接收单元，且所有的光发送单元光口连接第一波分复用器的对应波长端口，所有的光接收单元光口连接第二波分复用器的对应波长端口，第一波分复用器和第二波分复用器合波口分别连接光环形器端口1、端口3，光环形器端口2对外连接。

8.根据权利要求7的基于波分复用的低频数字信号光传技术，其特征在于：用户端模块之间的光网络包含若干光纤、光耦合器以及光环形器；光网络分为a,b,c,d四种类型，a型光网络，包含光纤，通过单根光纤连用户端a,b端口；b型光网络特征包含mxn光耦合器以及对应数量光纤，mxn光耦合器中，m个端口对应各a型用户端，n个端口对应各b型用户端；c型光网络特征包含nxn光耦合器、对应数量的光纤，光耦合器端口分为输入组、输出组，其中输入组分别连接c型用户端模块输出端，输出端口组分别连接一个c型用户端模块输入端d型光网络特征包含nxn光耦合器、n个光环形器以及对应数量的光纤，光耦合器端口分为输入组、输出组，述光环形器3端口连接1个光耦合器输入端口，1端口连接1个光耦合器输出端口，2端口分别连接d型用户端模块输出端。

技术总结
本发明涉及一种基于波分复用的低频数字信号光传技术，采用的系统包括接收低频数字信号输入的光发送单元和接收并输出电信号的光接收单元，包括不同配置的光发送单元、光接收单元的用户端模块设置在各个系统节点，通过用户端模块之间的光网络相互连接。本发明将基于波分复用技术，采用独立的用户端模块，通过光发送单元在用户端将多路数字信号变为光信号并通过合波器经光纤送出，接收侧的通过分波器分解多路光信号后由光接收单元输出电信号，实现一根光纤可取代多路数字信号电缆；在多节点条件下，设置不同类型的光网络，实现多种拓扑的单向或者双向的多路数字信号传输。

技术研发人员：戴海青,胥志毅,陈原,邬天恺,高文辉
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17