光纤收发器传输接口设计...

本文关键字：光纤收发器  双绞线  光纤

      在分析CAN总线双绞线和光纤收发器传输特点的基础上，提出一种基于光纤收发一体模块及CAN总线控制器SJAl000的光纤传输接口设计方案;详细介绍光纤收发器的选取及传输接口的实现;根据光纤收发一体模块对信号源时钟提取的要求以及CAN总线的非破坏性总线仲裁的特点，设计了一种CAN总线信号编解码方法，井用FPGA加以实现;通过实际的通信实验验证了设计方案的正确性，并根据实验数据对CAN总线在两种介质下的传输性能作了比较。

       作为一种成熟的现场总线技术，CAN(Controller Area Network)总线在汽车、电力、机械、化工等工业控制领域得到了极为广泛的应用。CAN协议标准中规定了CAN总线支持的两种传输介质——双绞线和光纤收发器。目前，绝大多数CAN总线系统采用的都是双绞线传输。光纤一般应用于大容量、高速率的传输中，对于CAN总线这种传输速率较低、数据量较小的现场总线通信，光纤传输的优势得不到完全发挥，因此光纤传输的应用还不多。国内外多家研究机构也都进行了CAN总线光纤传输的研究，但主要是基于分立光纤收发元件的方法。本文介绍了一种使用光纤收发一体模块，结合编解码算法实现CAN总线光纤传输接口的方案;根据CAN总线的特点和实验数据，分析了CAN总线在光纤介质下传输性能的改善。

        CAN协议支持光纤作为传输介质，但是由于CAN总线网络一般采用总线型结构，并且其总线仲裁采取的是具有优先级的非破坏性CSMA(载波侦听多路访问)，而光纤信号的传输则是单向的，因此最简单实用的方法是在某些总线支路上采用光纤介质，整个CAN网络为双绞线和光纤两种传输介质混合使用的方式。

      作为传输介质，光纤在抗干扰性、传输容量、速率等方面具有许多比双绞线优良的特性。因此，在某些环境恶劣、地理分布范围较广、速率要求较高的CAN总线系统中，可以在相应的支路上使用光纤传输，从而保证整个CAN网络的性能。

光纤传输接口实现方案

光纤收发模块的选用

       实现光纤传输的一个重要环节就是完成总线信号的光电转换，可以使用专用的光纤收发器件。目前，光纤收发器有两种类型：一种是基于分立元件的，即光接收和光发送模块足独立的。这种光收发模块相对比较简单，光发射部分主要由光源和偏置控制电路组成;光接收部分主要由光探测器、整形放大电路组成，一般采用塑料或多模光纤进行传输。另一种是光纤收发一体模块，它在光源、光探测、光器件封装、驱动集成电路、放大集成电路技术进步的基础上，将接收和发送集成到一起、符合电信传输标准的光电子系统;在光发射部分使用了性能更好的光源，并在接收部分加入了时钟及再生判决电路等，一般采用单模光纤进行传输。因此，光纤收发一体模块在信号转换的速率和稳定性上都比分立的光纤收发器件有很大的提高，而且与外围器件接口方便，单模光纤的色散、传输光功率消耗也比多模光纤小。

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[此贴子已经被作者于2008-3-25 11:16:50编辑过]

好贴

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