光纤通信网络在高速数据采集系统中的应用
中图分类号：TP274.2；TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0310-01
现代科学技术的迅猛发展带来了各种材料技术快速地更新换代，第一代光纤产品之后，第二、三、四、五代光纤产品也相继问世。实验证明，光波复用能够有效提高数据采集及其传输的速率，并且，当将光波进行放大的时候能够有效增长传输距离。在实际的测量工作中，只有在被测信号的范围一致时，并且保证检测设备能和高速数据采集的要求相符合，此时才能够进行数据的采集，采集时，通常需要设备能够多路采集和多路传输，并且所有采集部分彼此独立，互不影响。
一、光纤通信网络简介
在高速数据采集系统中，光纤通信网络与高速数据采集模块共同完成高速数据的采集与传输工作，数据采集模块用来采集高速数据，光纤通信网络则主要负责将所采集的数据信息及时的传输到上位机中。采样多路通信信号时，所采用的采集模块都有8组通道，并且所有的通道都能够进行32位数据的模数转换以及采集，并且速度很快。当进行高速数据的采集和传输时，一般数据总量大，所以传输时需要有较大的总线传输容量，除此之外，还应该保证外界的噪音不会对该采集传输系统造成影响。在高速数据采集系统中，通过对光纤通信网络的应用，不仅可满足高速数据采集时高宽带的需求，而且能够将其与光纤信号不会被外界噪声干扰的特点想结合，最终顺利完成对数据的采集和传输。
在高速数据采集系统中应用光纤通信具有很大的优势。首先，光波传输时，其信道容量很大，频率较高；再者，因为光纤不会受到电磁波等外界条件的干扰，所以其具有良好的保密性；此外，信号在光纤中进行传输时不易衰减，所以在进行中继距离较长的信息传输时，利用光纤当作媒介是一个很好的选择；光纤材料的来源丰富且价格低廉，光纤的使用能够节省很多的有色金属，而且相对于其他材料，光纤的重量轻、直径小，具有很好的可塑性。现代通信网络在随着科技的发展与社会的进步正在不断的建设、扩张和提速，随着这些建设工作的进行，对光纤材料的需求也在不断增长。
二、光纤通信网络在高速数据采集系统中的应用
1、高速采集模块
高速数据采集系统的运行原理为：利用传感器，先将模拟信号中携带的物理信息电压量化，然后再进行模数转换，用数字电压量代替传感器得到的模拟电压量，之后对进行数据的采集、存储、传输和处理工作，该系统由复杂可编程逻辑器件（CPLD）和AVR单片机共同作用完成数据采集，并且将所采集到的模拟信号进行模数转换之后，在FIFO（先进先出的存贮缓冲区）中缓存结果，之后再在Flash陈列中进行转存。整个系统的工作中，FIFO不止对数据进行了缓存，而且还使得数模转换器对相关数据进行转换时的匹配问题得以解决。
2、控制程序设计
在高速数据采集系统中，选用了两条通道编程实现了采集功能。当控制信号属于低电平时，则开始进行数据采集，通过8路数据通道采集到的数据，之后进行存储，EOC电平逐渐降低。在数据的采集过程中，所有的通道采取的工作原理都是一样的，并且所采集到的数据都会被存入到存储区。在此基础上，将相关程序注入到CPLD器件中，对电路进行系统性调试，同时对8通道的数据进行转换及控制。利用电光调制将数字信号转换成光信号，在光纤通信网络中实施加载，之后将所采集到中的数据通过光纤通信网络传输到高速数据主控制系统中。
3、外接存储器设计
通过光的形式将光纤通信网络与模块进行对接之后，光纤通信网路的数据处理能力比现场可编程门阵列（FPGA）要高，为了对信号能够实现准确、实时的传输，在系统设计时，存储体的外接设置是非常必要的。如今在市场上，有很多种类的多累存储器，主要包括DDRSDRAM，SDRAM，VCM，DRDRAM等几大类，其中DDRSDRAM拥有双倍的速率结构，在所有的时钟周期内，都会进行数据的读写操作，这使得其对高速数据的进行读取的能力大大增加，除此之外，在进行数据的读写操作时，DDRSDRAM对时钟的判断必须特别精准，这是由于控制命令和数据以及地址所被寄存的时钟跳沿是不同的。
4、系统测试
该系统是基于光纤通信网络的高速数据采集系统，当对该系统进行性能测试时，要对已知信号进行采集和存储，之后将已知信号进行对比，然后完成测试。系统接收光信号之后，应该实施光电减速与转换处理，对数据及始终的接受由系统中的FPGA来完成，完成相应处理之后，将数据转入外部存储器中缓存起来。当外部数据存储器存满之后，可以暂停数据的采集，之后按照一定的顺序，对外部数据存储器中的数据进行重新的读取操作，然后将其在计算机系统中送入千兆以太网接口实施统计，之后进行对比分析。则根据实验结果能够得到数据帧同步码，在这些同步码后有若干个0，并且所有的净荷均为常数。而且，根据本次实验结果可以发现，虽然存在着少量的误码现象，但是发送特定数据和接受到的数据基本上是相同的，所以在试验时，为了保证系统的高效性，应该对其误码率进行测试。
结束语：
本文所设计的系统是一种基于光纤通信网络的高速数据采集系统，在此系统中，通过多路通道对数据进行采集，并且将其与光纤通信网络相结合，利用光纤通信的特点，大大提高该系统的数据采集能力。与此同时，对高速路通道在试验中对数据的采集结果进行了分析，根据结果显示，该高速数据采集系统不仅可以有效完成多通道高速数据的采集工作，而且通过光纤通信网络，还可以将采集到的数据传输到系统上位机，参与上位机对系统的采集与传输。
- 上一篇：民航贵州空管分局通信网可靠性建模分析
- 下一篇：浅谈4G移动通信技术
