高速数字记录系统中光纤下载卡的逻辑设计(图)

服务器是整个网络系统的核心，它为网络用户提供服务并管理 整个网络。根据服务器在网络中所承担的任务和所提供的功能不 同，服务器可分为文件服务器、打印服务器和通信服务器。通常 我们要求服务器具有较高的性能，包括较快的数据处理速度、较 大的内存和较大容量的磁盘等。
工作站
工作站是网络各用户的工作场所，用户通过它可以与网络交换 信息，共享网络资源。工作站通过网卡、传输介质以及通信设备 连接到网络服务器，且仅对操作该工作站的用户提供服务。
3. 总线型（Bus）
所有的结点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的 总线上，总线可以是同轴电缆、双绞线，也可以是光纤。如图4-7所 示：
图4-7 总线型网络结构示意图
总线型网络采用广播通信方式，即任何一个结点发送的信号都可以 沿着介质传播，而且能被网络上其他所有结点所接收，但在同一时间 内，只允许一个结点发送数据。
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4.4 局域网体系结构与IEEE 802标准
4.4.1 局域网参考模型
IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则，主要解决最低两层 （即物理层和数据链路层）的功能以及与网络层的接口服务。 IEEE802参考模型中不再设立网络层，它与ISO/OSI参考模型的对应 关系如图4-8所示：
4.3.3 介质访问控制方法
1. 什么是介质访问控制
介质访问控制，是指控制网上各工作站在适当的情况下发送数据， 并在发送数据的过程中，及时发现问题以及出现问题后妥善处理问 题的一整套管理方法。介质访问控制技术的优劣将对局域网的总体 性能产生决定性的影响。
2. 常用的媒体访问控制方法 CSMA/CD（带有碰撞检测的载波侦听多路访问） Token Ring（令牌环） Token Bus（令牌总线）

1. 核心层设计方法
拓扑结构 设计
网络核心层的主要工作是交换数据包，核心
层的设计应该注意两点：
（1）不要在核心层执行网络策略：所谓策略就
是一些设备支持的标准或系统管理员定制的
规划。
（2）核心层的所有设备应具有充分的可到达性
。
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2. 汇聚层设计方法
拓扑结构 设计
汇聚层将大量低速的链接（与接入层设备的 链接）通过少量宽带的连接接入核心层，以 实现通信量的收敛，提高网络中聚合点的效 率。同时减少核心层设备路由路径的数量。 总之，汇聚层的主要设计目标包括：
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3．2．3．4 绘制网络拓扑图
拓扑结构 设计
好的网络拓扑结构图能恰当地表现设计者的意图 。绘制网络拓扑图要注意以下几点：
（1）选择合适的图符来表示设备； （2）线对不能交叉、串接，非线对尽量避免交叉； （3）终接处及芯线避免断线、短路； （4）主要的设备名称和商家名称要加以注明； （5）不同连接介质要使用不同的线型和颜色加以注明； （6）标明制图日期和制图人。
拓扑结构 设计
1．估算网络中的通信量主要有两个方面：
（1）根据业务需求和业务规模估算通信量的大小； （2）根据流量汇聚原理确定链路和节点的容量；
2．估算通信量应该注意的问题：
（1）必须以满足当前业务需要为最低标准； （2）必须考虑到未来若干年内的业务增长需求； （3）能对选择何种网络技术提供指导； （4）能对冲突域和广播域的划分提供指导； （5）能对选择何种物理介质和网络设备提供指导。 P50
上行链路和下行链路
拓扑结构 设计
• 上行链路指的是从工作站流向核心网络设 备的链路。下行链路指的是从核心网络设 备流向工作站的链路。 （图3-2） • 上行链路的容量衡量了核心设备和线路的 容量，影响了骨干网技术的选择。下行链 路的容量则可给出了某种骨干网技术能满 足的客户端应用的能力。 P50

5B6B码编码光纤通信系统5B6B码编码的设计与仿真中⽂摘要在现代数字通信系统中，线路编码因为他在数字通信光纤中具有的优点和长处⽽成为⼀种趋势，因此被⼴泛使⽤。

在数字光纤通信系统，数字光纤通信传输线的字符编码转换和数字信号传送的特征组合起来就形成了电⽓信号通过电机的传输。

改变数字流“0”、“1”位的码字的平衡，以避免“0”的长连续和“1”的长连现象出现在数据流中。

在光纤通信线路的数字编码系统，可⽤于多种模式，常⽤模型之⼀是mBnB模型。

本⽂通过介绍5B6B编码原理，设计编码⽅案，以及硬件描述语⾔VHDL和Altera公司的Quartus II 软件的使⽤，完成了5B6B码的编码与仿真。

5B6B具有显着较低的误码扩散系数，相同符号的最⼤连续码元总和少，时间信息是丰富的，有⼀个简单的完备的错误监测和同步码组的⽅法。

关键词：光纤数字通信系统；5B6B编码；VHDL ；Quartus II5B6B Coding Optical Fiber Communication System Design AndSimulationABSTRACTIn modern digital communication systems, line coding is a trend, due to their own advantages and strengths, digital fiber optic communication has been widely used. In the digital fiber optic communication systems, electrical signals coming from the electrical machine transmission is by the end of optical fiber communication lines with the digital transmission format conversion features together. Changing the balance of the digital stream, "0", "1" bit code words, in order to avoid long runs of "0" and the length "1" phenomenon appears in the data stream. In the digital fiber-optic communication line coding system can be used for many reasons, one of the commonly used model is mBnB pattern.This paper describes the 5B6B coding theory, design coding scheme and use altera company's hardware description language VHDL and Quartus II software system development, to achieve a 5B6B coding simulation. 5B6B advantage is significantly lower coefficient of error diffusion, achieved the maximum same symbol codes sum little ,timing information-rich, there is a simple method for error monitoring and sophisticated synchronization code groups.KEY WORDS :Digital Optical Fiber Communication System ; 5B6B coding ; VHDL ; Quartus II⽬录第⼀章绪论 (1)1.1 引⾔ (1)1.2 Quartus II 软件介绍 (1)1.3 VHDL语⾔ (3)1.3.1 背景简介 (3)1.3.2 VHDL主要特点 (4)1.3.3 VHDL主要优势 (5)第⼆章FPGA系统开发过程 (6)2.1 电路设计 (6)2.2 设计输⼊ (6)2.3功能仿真 (6)2.4综合优化 (7)2.5综合后仿真 (7)2.6实现与布局布线 (7)3.1 5B6B编码 (8)3.1.1 5B6B编码原理 (8)3.1.2 5B6B码表设计 (9)3.2 5B6B编码模块设计 (11)3.2.1 编码器的⼯作原理 (11)3.2.2 编码电路模块划分 (11)3.3 系统各个模块的设计 (12)3.3.1 时钟控制模块的设计 (12)3.3.2串并转换模块的设计 (12)3.3.3 缓存电路的设计 (12)3.3.4 并串转换模块的设计 (13)3.3.5 系统的顶层设计 (13)3.4 系统各个模块的仿真 (14)3.4.1分频器的仿真 (14)3.4.2 串并转换模块的仿真 (14)3.4.3 存储器模块的仿真 (14)3.4.4 并串转换模块的仿真 (15)3.4.5 完整电路仿真 (16)第四章总结 (17)参考⽂献 (18)致谢 (19)图表⽬录 (20)第⼀章绪论1.1 引⾔被普遍使⽤的数字光纤通信系统中的⼀种路线码型就是5B6B码[1]。

常用的光纤延迟线器件是采用长度固定的光纤，实现固 定时间的延时，如果需要延时更长，可通过延迟线的级联来 实现。 在实际应用中，根据要求常常需要能够灵活调节光信 号的时延，现在已有可在一定延时范围内，手动任意调节的
光纤延迟线器件，而本文要介绍的是一种时延可通过编程灵 活调节的光纤延迟线系统。
2 设计框图
4 单片机模块
对于一个控制系统来说， 单片机模块无疑是系统的核 心。在本系统中，单片机模块包括单片机、数据 RAM、看门狗、 串口和锁存器。 这里单片机的作用主要是实现串口通信和产 生控制信号，实现的功能比较简单，选用较为常用的 Atmel 公 司的 8 位微处理器芯片 AT89C51 即可。
AT89C51 最 高 工 作 频 率 可 到 24MHz， 它 的 内 部 带 有 128B 的 RAM 和 4KB 的程序存储空间，如果程序存储空间不 够，可以外接程序存储器来扩展程序存储空间。
作 者 简 介 ：齐 英 鑫 （1973.03— ）， 吉 林 安 图 人 ，延 边 大 学 电 子 系 ，副 教 授 。
山东工业技术 197 Shandong Industrial Technology
第9期
Shandong Industrial Technology
山东工业技术
2013 年
地 和 接+5V 发 生 倒 换 ，使 得 电 流 按 相 反 的 方 向 流 动 ，这 时 候 光开关就会切换到另一条光路。 每 个 光 开 关 的 内 阻 是 50Ω， 这里必须保证电压达到+5V， 才能产生足够的电流引起光路 的切换。
图 1 可编程光纤延迟线系统结构框图 系统主要由电源模块、单片机模块、可编程器件模块和 光 纤 延 迟 线 OFDL 光 开 关 矩 阵 构 成 。 其 中 单 片 机 模 块 由 51 单片机、数据 RAM、看门狗和串口模块构成。 串口模块采用电 平转换芯片实现 RS-232 电平的转换， 是 CPU 和 PC 机的串 行通信接口； 可编程逻辑器件模块主要产生控制类信号；要 控制光纤延迟线开关矩阵的开关，可编程逻辑器件产生控制 信号还必须要经过一个模拟开关矩阵。