CWDM系统中波长转换单元功能单盘的硬件设计

论文摘要

城域网是目前光通信网络建设的发展重点之一。其中,城域粗波分复用技术(Metro CWDM)以其可以提供高带宽、支持各种协议及动态提供带宽,且具有廉价、结构简单、灵活多样的特点,成为最具有竞争力的城域网解决方案之一。从纯技术角度, CWDM与DWDM相比有明显的弱势,其传输距离以及通道数远低于DWDM。但是市场从来就不是单单由技术推动的,成本也是一个很重要的因素。在城域网中,一方面用户需求并没有达到长途骨干网的通信容量,由于城域网对带宽的需求是有限的;另一方面城域网络服务提供商支付不起昂贵的DWDM设备费用。CWDM作为一种可选择的扩容方案,可以解决提供商的燃眉之急。粗波分复用CWDM系统是一种适合宽带城域网使用的波分复用系统。这项技术正在发展中,有着良好的发展前景。我国目前正在进行宽带IP网建设,及时采用CWDM技术可以降低成本,推动城域网建设的发展。本论文首先分析了DWDM技术在城域网光通信网络建设中的诸多局限性,讨论了CWDM技术的产生和发展,分析了CWDM技术相对于DWDM技术的诸多优势。并根据CWDM的技术要求设计了一种在CWDM系统中非常重要的功能单盘:波长转换单元(Wavelength Adapter),在论文中,我们用简称WLA来代替。本论文进一步提出了WLA盘的硬件设计方案,主要包括:功能模块总体设计,布局,器件选择,电路设计,FPGA的定义,通道保护和性能监控。在此基础上,根据国际上通用的各种相关协议和标准,制定出了WLA盘的性能测试方法。根据测试证明,该测试方法可以正确表明出WLA盘是否能够正常工作。最后,论文在总结所完成的工作基础上,提出了进一步改进的设想。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图目录
• 缩略词表
• 第一章 绪论 CWDM 概述及其优势
• 1.1 概述
• 1.2 粗波分复用CWDM 技术的优势
• 1.3 CWDM 技术在城域网中的应用
• 1.4 CWDM 的技术标准
• 1.5 CWDM 系统中心波长研究
• 1.6 光网络中波长转换器的两种类型及其优劣比较
• 1.7 WLA（-P）盘的优势
• 第二章 WLA（-P）所在系统1692MSE
• 2.1 1692MSE CWDM 系统参考的标准
• 2.2 1692MSE CWDM 系统构成及功能要求
• 2.3 1692MSE CWDM 系统网元管理体系结构
• 2.4 1692MSE CWDM 系统网络保护设计
• 第三章 WLA（-P）硬件设计
• 3.1 WLA（-P）盘设计要求
• 3.2 WLA（-P）盘的功能模块的总体设计
• 3.3 WLA（-P）盘主要功能模块的布局设计
• 3.4 WLA 盘重要功能模块器件选择
• 3.4.1 SPIDER
• 3.4.2 8×8 电矩阵
• 3.4.3 时钟和数据恢复单元（CDR）
• 3.5 WLA（-P）盘的电路设计
• 3.5.1 接口的分类和互连
• 3.5.2 关键器件的接口类型和互连
• 第四章 WLA（-P）的FPGA 设计
• 4.1 性能监控的实现方案
• 4.1.1 性能监控的原因和基本概念
• 4.1.2 WLA（-P）盘关于SDH 信号的性能监控
• 4.1.3 WLA（-P）盘关于GE 信号的性能监控
• 4.2 性能监控的实现--Libai FPGA
• 4.2.1 Libai FPGA 的总体设计
• 4.2.2 Libai FPGA SDH 信号监控模块的实现
• 4.2.3 Libai FPGA GE 信号监控模块的实现
• 4.2.4 SPI 接口模块
• 4.3 对WLA（-P）盘的总体控制实现--Dufu FPGA
• 4.3.1 Dufu FPGA 的器件选择理由以及主要功能模块
• 4.3.2 Dufu FPGA 最新加入的寄存器的说明
• 4.4 Dufu FPGA 与Libai FPGA 的配合
• 第五章 WLA（-P）的调试
• 5.1 调试配置
• 5.1.1 调试设置
• 5.1.2 Dufu FPGA 和Libai FPGA 的下载
• 5.2 功能调试
• 5.2.1 监控单元调试
• 5.2.2 保护功能的调试
• 5.3 性能调试
• 5.3.1 频谱图测试
• 5.3.2 抖动测试
• 5.3.3 灵敏度测试
• 5.3.4 眼图测试
• 第六章 总结
• 6.1 本文贡献
• 6.2 WLA（-P）的物理数据和真实图片
• 6.2.1 WLA（-P）盘的物理数据如下
• 6.2.2 WLA 盘的真实图片
• 6.2.3 WLA-P 盘的真实图片
• 6.3 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士研究生期间完成的工作
• 研究生期间发表学术论文