[发明专利]基于千兆无源光网络的接入节点装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及光纤网络通信技术领域，具体地，涉及一种基于千兆无源光网络的接入节点装置。

背景技术

在各种工业现场以及车载系统中，包含大量的图像、信号传输，比如CCD图像系统、雷达、GPS导航等，这些设备间的数据还要进行共享、交换和转换，这就要求快速构建一个基于以太网的无源光纤网络。而现有应用于工业现场和车载系统的无线网络都是借用于主干网络技术，其网络不仅带宽窄，而且容易受外界信号干扰，在工业现场和车载系统中，工况恶劣，使现场网络工作很不稳定。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于千兆无源光网络的接入节点装置。本发明装置为光纤网络提供了完善的视频、语音和控制信号的高速网络接入。在车载组网以及工业现场，网络通信要求具有较高的实时性，以此来满足汽车传感器和电控装置的快速响应要求，同时随着车载信息系统的发展，对通信带宽的需求也显著提升，目前在现有技术中无法具备既满足较高实时性又提供大容量带宽的技术和产品，本发明千兆无源光纤网络接入节点装置解决了上述实际问题，具备较高实时性和大容量通信带宽，具有创新性和前瞻性。

根据本发明的一个方面，提供的一种基于千兆无源光网络的接入节点装置，包括电源模块、接入节点MAC层模块、高速物理层模块、用户业务处理模块以及光电转换模块；

其中，所述电源模块分别与所述接入节点MAC层模块、高速物理层模块、用户业务处理模块以及光电转换模块电气连接；所述光电转换模块通过所述高速物理层模块与所述接入节点MAC层模块通信连接；所述用户业务处理模块连接所述接入节点MAC层模块；

所述光电转换模块用于电信号和光信号之间的转换处理；所述用户业务处理模块用于处理用户需要通过千兆无源光网络传输的控制信号、语音信号和视频信号；所述高速物理层模块用于完成千兆无源光网络中的物理层数据帧的发送和接收处理；所述接入节点MAC层模块用于读取和写入用户业务数据；所述电源模块用于所述接入节点MAC层模块、高速物理层模块、用户业务处理模块以及光电转换模块的供电。

优选地，用户业务处理模块包括相互连接的用户业务模块和业务数据缓存FIFO模块；所述用户业务模块通过业务数据缓存FIFO模块与接入节点MAC层模块连接；所述用户业务处理模块用于语音、视频和控制信号的采集和回放，并对经过信号调理的三种信号完成统一的数据段的打包和解析；所述业务数据缓存FIFO模块用于用户处理模块与接入节点MAC层模块之间数据的暂存和读写。

优选地，所述高速物理层模块包括PHY突发数据发送单元和PHY数据接收单元；所述高速物理层模块通过标准的GMII接口与所述接入节点MAC层模块连接；所述PHY突发数据发送单元用于在接入节点的时隙窗口将从接收到的突发数据流完成信号编码、并串转换，并将串行数据流输出至光电转换模块；所述PHY数据接收单元，用于接收光电转换模块输出的串行数据流，并进行串并转换、信号解码、将以字节形式的并行数据帧输出给接入节点MAC层模块；所述接入节点MAC层模块分别通过PHY突发数据发送单元和PHY数据接收单元连接所述光电转换模块。

优选地，所述接入节点MAC层模块包括时隙控制单元、帧解析单元、数据封装单元、用户接入单元、MAC数据发送单元和MAC数据接收单元；时隙控制单元用于接收网络中的定时信息，计算得到每一个时隙窗口的时间，并实时通知MAC数据发送单元，控制开启发送任务；帧解析单元用于从接收缓存中解析其中包含的源地址、目的地址、帧类型等信息，作出相应的处理和输出；数据封装单元，用于封装需要发送到网络中的MAC层数据帧；用户接入单元用于连接用户业务处理模块的数据缓存FIFO，执行对用户业务处理FIFO的读取和写入任务；MAC数据发送单元用于将MAC层数据帧发送至高速物理层模块；MAC数据接收单元用于从高速物理层模块接收MAC层数据帧；所述高速物理层模块依次通过MAC数据接收单元、帧解析单元、用户接入单元连接所述业务数据缓存FIFO模块；所述业务数据缓存FIFO模块依次通过用户接入单元、数据封装单元、MAC数据发送单元连接所述高速物理层模块；所述帧解析单元通过时隙控制单元分别连接所述数据封装单元和所述MAC数据发送单元。