本论文主题涵盖三篇精品范文，主要包括《高速数据光纤通信论文(精选3篇)》，供需要的小伙伴们查阅，希望能够帮助到大家。摘要：随着科技水平的进步，特别是信息化技术的发展，网络通信技术得到了长足的发展。光纤通信技术是信息化技术中重要的一种，也是本世纪最为重要的战略性产业。光纤通信，就是指以光纤为传输介质，以光波为载波，将光信息传输至相应数据处理端。
高速数据光纤通信论文 篇1：
未来航空电子高速数据总线技术的研究
摘 要：高速数据总线技术是航空电子系统实现综合化的关键技术，对航空电子系统的性能有着决定性的影响。本文论述了航空电子数据总线的发展历程，并基于其现状和发展需求，对未来航空电子高速数据总线技术展开了讨论与研究。
关键词：航空电子；高速数据总线
航空电子总线技术是决定航空电子系统整体性能的核心技术，也是衡量航空电子系统技术水平的重要依据。纵观航空电子系统综合技术的发展历程，可以发现航空电子总线技术是推动航电系统更新的重要动力。总线技术与结构的不断创新为航空电子系统的日益综合化提供了实施条件和技术支持。而信息技术在航空航天领域的应用日益广泛，随之产生的大量复杂的数据也给未来的航空电子系统带来了更多的挑战。现有的航空电子总线技术已经不能够满足对于井喷式增长的各类信息的处理和传输要求。1553总线技术正逐渐被光纤通信（FC）、1394串行总线以及以太网等高速总线技术取代。研发新一代高速数据总线技术是航空电子系统发展的必然要求，也是研发新一代民航飞机的必然需要。未来航空电子高速数据总线技术应具备高传输速率、良好的环境适应性、良好的兼容性和冗余容错能力等特征。
1 线性令牌传输总线
1988年美国制定了两个高速数据总线标准，即线性令牌传输总线（LTPB）和光纤分布式数据接口（FDDI）。在经过测试和比较后，线性令牌传输总线被选定为下一代飞机的高速数据总线标准。线性令牌传输总线的传输速率达到50Mb/s，可传输最长为4096个字节的消息，最多能够与128个终端相连。LTPB在物理结构上是星型拓扑，可以方便地对网络上信息的传输情况乃至整个网络的状态进行监控。LTPB所采用的通信协议是限时令牌多优先级传递协议。该协议将网络中传递的信息划分为4个优先级，高优先级的信息会被优先传输。LTPB的每个终端都配备有定时器以减少高优先级信息传输的延迟，并可有效防止网络中的某个节点长期占用总线。线性令牌传输总线具有较强的容错能力，并能够实现系统的重构。
2 IEEE1394
IEEE1394又被称为火线，是在上个世纪末诞生的一种高性能串行总线技术。其目前能达到的最高传输速率为800Mb/s，而正在研发中的1394b技术支持3.2Gb/s的传输速度。高速的数据传输速率使得IEEE1394在信息通信领域体现出明显的优势。一旦最终实现了3.2Gb/s的数据传输速度，在航空电子系统中只需一个IEEE1394网络，便可实现对所有声音、图像、视频、数据等信息的实时传递，极大地提高航空电子系统的性能。近些年IEEE1394技术的研发突飞猛进，是未来航空电子高速数据总线技术的有力竞争者之一。IEEE1394总线技术自带能源线，具有更高的可靠性。同时，IEEE1394支持即插即用功能，具有高度的灵活性。每一条IEEE1394总线可最多连接数十个设备，便于实现复杂网络结构的组成，扩展性强。此外，IEEE1394技术支持同一个外部设备供数台处理器共享使用，而这是其他高速总线技术尚无法实现的。在实际应用中，火线技术的供货渠道较多，成本也较为低廉，但由于其拓扑结构必须在特定距离范围内进行铺设，具有一定的局限性。
3 SCI
随着计算机技术的快速发展，未来航空电子系统将会由超级计算机和具有大容量存储器的多个处理器等构成。由于计算机处理速度的不断提升，传统总线技术已经难以满足计算机群大带宽、低延迟的要求。而SCI协议采用缓冲器插入环技术，带宽可高达8Gb/s。采用SCI协议的互联网络传输信号稳定，抗干扰能力强；支持多对节点之间同时进行信息传输，通信效率高；拓扑链接灵活，可扩展性强。同其他环网相比，SCI环网的信息吞吐量明显高了不少。从实验测试结果来看，SCI协议可以满足航空电子系统的基本互联要求，并具备有独特的技术优势，但其数据传输的可靠性和实时性仍然有待提高。
4 光纤通道
光纤通道（FC）的传输速率最高可达4Gb/s，并且支持主机到主机的网络连接，能够满足未来航空电子高速数据总线高带宽和低延迟的要求。由于采用了8B/10B的编码方式，光纤通道的数据传输具有更高的可靠性。光纤通道可以通过点对点、交换和仲裁环路三种结构进行拓扑。目前光纤通道技术已经得到了较为广泛的应用，其在航空电子系统领域的具体应用也正在研究之中。
5 航天光纤数据总线
航天光纤数据总线（SFODB）是由NASA和美国国防部于1999年制定的。该标准采用了环形拓扑结构，可采用串行或者并行传输方式。虽然航天光纤数据总线是针对航天飞行器的应用而制定的，但是由于其具有高容错、高传输速率、低延时和长寿命等特点，也可用于未来航空电子系统。不过由于成本过高，航天光纤数据总线在航空电子系统中的应用受到了一些限制。
6 结语
随着现代民航飞机的航空电子系统所需处理和传输的信息量日益增长，其对数据总线技术的传输速率提出了越来越高的要求。传统的1553B总线和CAN总线等已经不能满足现代航空电子系统的要求。而各种高速数据总线技术的快速发展，也为未来航空电子系统的更新换代提供了多种选择。从目前的研究成果来看，IEEE1394和光纤通道等高速数据总线技术各自具有独特的技术优势，发展前景可观。为了缩小我国与国外在航空电子系统领域的差距，有必要积极加大对高速数据总线技术的研发力度，提高我国的航空电子系统综合化水平。
[参考文献]
[1]赵永库，王昆睿.新一代军用飞机航空电子数据总线标准选择[J].数据采集与处理，2012.
[2]胡辛，李红军，等.航空电子数据总线技术研究[J].现代电子技术，2010.
作者：郑娟
高速数据光纤通信论文 篇2：
光纤通信网络在高速数据采集系统中的应用
摘 要：随着科技水平的进步，特别是信息化技术的发展，网络通信技术得到了长足的发展。光纤通信技术是信息化技术中重要的一种，也是本世纪最为重要的战略性产业。光纤通信，就是指以光纤为传输介质，以光波为载波，将光信息传输至相应数据处理端。通过将多路采集的方式与光纤通信网路相结合，高速数据采集系统的数据采集能力会取得大幅度的提高，本文主要针对光纤通信网络，对其在高速数据采集系统系统中的应用进行了分析和探讨。
关键词：光纤通信网络；高速数据采集系统；采集方式
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，随着这些建設工作的进行，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。
参考文献
[1] 江楠，周鹏. 光纤通信网络在高速数据采集系统中的应用[J]. 电子科技，2015（02）.
[2] 郑达. 关于光纤通信网络的高速数据采集系统运用研究[J]. 电子制作，2014（08）.
[3] 陈阳. 基于DSP的数据采集系统设计[D].武汉理工大学，2006（05）.
[4] 张伯超. 基于光纤通信网络高速数据采集系统的设计[J]. 科技创新导报，2013（04）.
作者：梁爽
高速数据光纤通信论文 篇3：
中压宽带载波技术在用电信息采集系统中的应用
（1.国网鄂州供电公司客户服务中心 436000 2.北京中宸泓昌科技有限公司 100000）
摘 要：当前电力集抄系统中，低压集中器与抄控中心主站进行通信主要通过GPRS或光纤进行通信，由于这些通信方案需要大量的资金和设备投入，且在一些城区地下室及边远山区GPRS通信质量较差或未架设光纤，抄表系统不能进行覆盖，主站端将无法抄读回数据，严重影响采集成功率指标。针对以上弊端，结合中压配电网的特点，本文提出一种以配电网自身作为高速数据传输介质的宽带载波通信技术。该技术将利用中压配电网进行配电网数据传输，利用该技术无需对通信线路进行投资或对电网进行改造，只要在中压电网的节点处安装中压宽带通信设备，即可低成本地实现低压侧集中器与主站的安全、可靠的通信。
关键词：中压电网、GPRS/光纤通信、宽带载波技术
1 引言
目前全面建设以中、高压电网为用电信息采集系统传输骨架、各级电网协调发展为基础、的坚强智能电网，以全面提高电网的资源优化配置能力和电力系统的运行效率，保障电力通信的安全、优质、可靠。其中电力抄表系统是智能电网的一个重要组成部分。智能配电网将具有更高的供电可靠性，更高的电网运行效率和资产利用效率，支持分布式電源接入和电动汽车等新的用电方式，实现与用户互动并实现更高的能源使用效率。
电力抄表系统作为智能电网的一个重要组成部分，它是一种集微电子技术、电力载波通讯技术和计算机网络管理技术于一体的低压用电管理自动化系统。电力抄表系统主要包括上层的抄控中心、中间层的数据集中器和下层的用户电表采集终端。上层主要分布在整个配电网的中压和高压配电网区域，且集中器与上层抄控中心的通信方案主要采用GPRS、光纤等。采用GPRS通信方案需要向通信商缴纳租金，长期使用成本较高，且在信道繁忙或通信质量不好的情况下，通信可靠性和实时性将不能得到保证。采用光纤通信方案，光纤铺设和后期运营维护需要大量的人力和资金的投入。因此，急需设计一种低成本、安装方便且安全、可靠的采集通信方案。中压载波通信利用10KV中压配电线作为传输信道的一种通信方式，可实现低压侧集中器与抄控中心的安全、可靠的通信，无需线路投资，同时设备简单施工简便且易于维护。考虑中压配电网的特点，本文提出一种以配电网自身为高速数据传输介质的中压宽带载波通信技术，该技术无需对通信线路进行投资或对电网进行改造，只要在中压电网的节点处安装中压宽带通信设备，即可低成本地实现低压侧集中器与抄控中心的安全、可靠的通信。
2 用电信息采集系统
如图1所示，用电信息采集系统主要由上层抄表管理单元（由抄表管理软件和抄表管理计算机组成）、中间层数据采集器和下层用户终端构成（用户电表和电表采集终端组成）。
系统以集中器为中心，上行通过公用电话网、无线GSM/GPRS或光纤等通道与抄表管理单元通讯，下行通过电力载波、微功率无线或者RS485总线等通信方式与载波电表或电表载波采集终端通讯。
上层抄表管理单元位于用户指定的收费中心内，由抄表管理计算机和系统软件部分组成，是抄表管理人员与本系统直接交流的部分。負责将数据集中器传输上来的用户电量信息汇总、整理后加以处理，提供给收费系统、用电管理系统使用，能自动计算电费，生成报表等。
集中器位于380V配电变压器附近，是整个系统的中间层。向上通过公用电话线、GSM/GPRS、光纤、红外手持抄表器（PDA）等通信手段与抄表管理单元通讯，将从载波电表采集得来的电量数据按照约定的规则传输到抄表管理单元，同时接收抄表管理单元的指令，自动完成抄录电表数据和控制用户供电分合的工作；向下通过电力线载波、微功率无线、RS485总线等通信手段与载波电表通讯，完成定时抄录采集终端/载波电表采集到的用户电量数据，并根据设置，自动将某一时刻的数据另外保存，作为向用户收费的依据；用户终端位于系统的底层，由用户电表或电表采集终端构成，直接采集用户电量数据，并传输给数据集中器。
目前这种用电信息采集系统，中间层与上层的通信方式主要采用电话线、GSM/GPRS、光纤等，采用有线的通信方式虽然能够保证通信的可靠性和实时性，但是需要铺设线缆，需要大量的人力和资金的投入以及后续的维护。采用无线的通信方式虽然实施方便，但是在一些城区地配电室及边远山区无信号覆盖或通信质量较差的区域或时间段，通信的可靠性和实时性将不能得到保证，严重影响采集成功率指标及抄表费控。
图2为配电站至用户的整个配电网的结构示意图。配电站通过10Kv的中压配电网络将电能输送至各台区变压器，各台区变压器然后通过380v/220v的低压配电网络接入至各用户。有图可知台区变压器与配电中心通过10kv的配电网连接，因此，如果能将10kv的配电网作为通信媒介，实现台区变压器端的数据集中器与配电中心的上层抄表管理系统通信，将能提供一种低成本、高可靠的通信手段，替代目前电力抄表系统的上层与中间层所采用的通信方案。从而，使电力抄表系统由控制中心至用户的通信链路更加顺畅、稳健和可靠。
3 中压宽带载波通信技术方案
中压电力线宽带载波通信利用10 kV配电网作为信号的传输载体，将BPLC的宽带信号耦合在中压电力线上传输，从而将中压配电网转换为一个高带宽的通信网络。由于该技术在物理层是利用电力线作为传输介质，而在MAC层和网络层都遵循标准的以太网协议，因此可以与光纤、无线等宽带以太网无缝连接。相对于宽带通信技术和其他通信技术，宽带载波通信是最适合在中压配电网络中使用的通信方式。
目前国内中低压宽带载波的应用主要在10 kV电力线作为配电网自动化的数据传输通道和在380/220 V用户电网作为集中远方自动抄表系统的传输通道，还有正在开发并取得阶段性成果的电力线上网高速Modem等。国外中压配电线载波技术始于20世纪80年代，10多年来发展迅速，在日本和美国主要用于负荷控制、用户集中抄表、无功补偿控制，故障指示远传和配电网中开闭器控制等。美国ABB公司生产的EMETCON负荷管理及配电自动化系统，在美国使用较为广泛，主要用于负荷控制。
中压电力线宽带载波通信技术则是利用了覆盖范围广泛的中压配电网作为高速数据传输介质，将中压电网转变为一个高性能的数据传输网络。该技术无需对通信线路进行投资或对电网进行改造，只要在中压电网的节点处（一般在开闭所、环网柜、配电室等处）安装载波通信设备，即可低成本地实现配变用电需求侧各类信息与控制系统的远程通信。
中压电力线宽带载波通信技术的成功实施可改变10 kV变电站以下数据通信的现状，建立起从供电公司局端直达低压用户端的端到端的完善的远程宽带通信网络，一举解决供电部门与远程带宽传送瓶颈问题，为现在和未来的各种电网管理新应用提供统一的通信平台。
4 结论
基于中压配电网的宽带电力载波通信应用于用电信息采集系统，可解决在远程电力抄表系统中供电站与用户端稳定、高效、快速的数据传输。能够简单、迅速、有效解决偏远山区GPRS无信号、信号不稳定，台区附近强电磁干扰，省际交汇界面GPRS信号串扰等10kV配电变压器台区通信问题。
作者简介：
夏红攀（19801002）男，汉，湖北鄂州，本科，高级工程师，研究方向：用电信息采集。
作者：夏红攀 韩娜 张鹏