頻譜監測中光電自適應通信技術的運用

朱政　林艾放

【摘要】 在頻譜檢測中運用光電自適通信技術，主要是采用光纖以及電纜共同作為通信介質。基于此，本文對頻譜監測中光電自適應通信技術的運用進行了探討。

【關鍵詞】 頻譜監測 光電自適應 通信技術

頻譜監測系統能夠對背景噪聲實施動態測試，隨時檢測電磁環境，保證了通信的可靠性。以光纖作為主要介質，電纜作為備用介質，設計出體積小、重量小，能夠實現鏈路自動切換的系統就顯得十分必要。

一、光電自適應通信技術的特性

光電自適應通信系統中同時連接電纜和光纖，通過物理層來調整首選通信介質。通常情況下以光纖作為主選通信介質，電纜為備用。如果光纖鏈路出現問題，物理層的接口設備能夠根據檢測到的信號情況識別出故障，進而自動將通信鏈路轉接到電纜上。同樣，可以將電纜作為主選通信介質，其自動切換的原理相同。這樣，光電自適應擁有兩套鏈路，而且實現自動切換，保證了通信的可靠性。

二、光電自適應通信系統硬件設計

1、光以太網物理接口設計。光以太網接口的功能是由光收發器實現的，完成光信號與電信號的相互轉換，這種傳輸是透明性質的。光收發器在發送信號時，首先將電信號進行轉換，變成光信號之后發送出去。光信號傳回到光接收端口后，同樣會被轉變為電信號，此時光收發器會顯示信號有效，表明接受到的光信號是有效的。光收發器在接受以及發送信號時采用的是獨立的光纖，標準的1X9封裝，激光波長根據系統的需要采用了1310nm，數據串行速率設計為1.25Gb/s，采用FC螺紋接口對機械進行連接，能夠保證連接的可靠度。光收發器使用的是LVPECL電平的對外接口，與使用CML電平的電接口控制器芯片88E1112相連，要針對兩種不同的電平進行信號匹配設計。芯片與光收發器之間的電路如圖1所示。在該電路當中，采用的是交流耦合電容，輸入信號的電平由上下拉電阻根據LVPECL電平的標準進行調整的。當信號從收發器傳遞到芯片時，LVPECL的信號負載則由發送端的下拉電阻提供，信號線上的電容采用的是交流耦合形式。

2、電以太網物接口設計和控制器選擇。在電以太網接口設計中使用的是10/100/1000M以太網模型，借助通電連接器，實現4對以太網收發信號與網絡隔離變壓器之間的連接，信號通過網絡隔離變壓器傳輸給電接口控制器，進而實現協議以及物理層信號之間的轉換。在選擇電接口物理層接口控制器時，考慮到頻譜檢測系統的工作要求，并且實現硬件和軟件設計簡化的目的，采用了88E1112，它具有比較特殊的光電介質自適應檢測功能，其內部電路能夠對電接口以及光接口的兩種信號能量進行監控。在工作中，如果檢測到電接口有信號能量，則會通過電網絡進行數據傳輸，當檢測到有光信號能量時，又能夠通過光纖進行信號的發送和接收。

三、光電自適應軟件設計分析

1、電接口物理層接口控制器初始化分析。該控制器的初始化軟件操作過程中，內部有兩組獨立的寄存器分別對光接口以及電接口實施控制，通過設置進而得出應該使用的寄存器。通過在高溫以及低溫下的測試和實際的運用情況，調整對PHY傳輸到MAC的差分電平范圍。

2、頻譜檢測系統工作過程。頻譜檢測設備對命令信息的控制主要通過以太網接受上位機，進而得到設備的信號頻率信息、帶寬信息等有關參數，對中頻率模擬信號數字化處理，經過變化的中頻信號傳入到信息處理設備中斷后，系統會依據信號帶寬進而選擇是否進行下變頻。當下變頻后，頻譜分析該數字信號，并且處理數字信號，借助光電自適應以太網得將出的結果傳遞給上位機，進而實現上位機對信號的分析和處理。借助頻譜檢測設備，根據得到的信號結果，上位機會對電子環境的實時使用狀況進行判斷，進而通過引導，幫助無線電定位系統有效識別和定位特點頻率信號。

四、結語

在機載環境下，頻譜檢測系統對通信安全、通信設備的體積以及重要有一定要求，將光電自適應通信技術運用到頻譜檢測系統當中，不僅大大簡化了系統電路設計，而且有效地提高了信息傳輸的可靠性，設備的重量和體積也減小。

參 考 文 獻

[1] 李勇. 一種衛星頻譜監測系統設計方案及實現[J]. 空間電子技術. 2008，（03）：77-80

[2] 胡積寶. 智能光網絡最大恢復失敗概率的研究[J]. 通信技術，2012，（08）：56-58