[实用新型]基于FPGA的实时数字化光纤传输系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光信号信息传输领域，特别是涉及一种基于FPGA的实时数字化光纤传输系统。

背景技术

随着光纤传感技术的发展，光纤传感器已成功运用于视频监控安全防范领域，作为数字化光纤传输系统核心的光端机，是光信号传输的光信号发送和接收的终端设备。光端机的原理把信号调制到光上，通过光纤进行数据传输。根据光信号转换过程，光端机可分为模拟光端机和数字光端机。随着日益提高的科技能力水平和人们对信息传递质量和效率要求的提高，数字光端机相比于模拟光端机具有的：传输距离长、支持视频无损再生中继、受环境干扰小、可支持多路信号容量等优势，已成为光端机运用和发展的主流。

在现有用于视频监控的数字光端机的基础上，优化数字光端机内部设置的数据处理器，将直接影响数字光端机的体积、功耗和处理速度，优化数字光端机的数据处理方案，无疑是提高现有用于视频监控的数字光端机性能的一个重要途径。

实用新型内容

针对上述优化数字光端机的数据处理方案，无疑是提高现有用于视频监控的数字光端机性能的一个重要途径的问题，本实用新型提供了一种基于FPGA的实时数字化光纤传输系统。

为达到上述目的，本实用新型提供的基于FPGA的实时数字化光纤传输系统通过以下技术要点来解决问题：基于FPGA的实时数字化光纤传输系统，包括通过光纤连接的信号采集发送端和信号接收端，所述信号采集发送端包括顺序连接的模数转换器、FPGA数据处理器和光纤发送模块，所述模数转换器的输入端还连接有视频信号接收端口和音频信号接收端口，模数转换器的输出端连接FPGA数据处理器，所述信号接收端包括顺序连接的光纤接收模块、FPGA数据处理器、数模转换器，所述数模转换器的输出接口上还连接有视频信号输出端口和音频信号输出端口数模转换器的输入接口连接FPGA数据处理器。

设置的视频信号接收端口和音频信号接收端口用于连接外接视频采集设备和音频采集设备，经视频信号接收端口和音频信号接收端口输入的模拟信号经模数转换器转换成数字信号后进入FPGA数据处理器，FPGA数据处理器将预处理后的数字信号进行编码、成帧。然后由FPGA内部的IP核进行并串转换，最后由光纤发送模块完成电光转换后，通过光纤发送出去；在信号接收端，光纤接收模块将接收到的光信号转化为电信号，将转换后的并行数据送入FPGA,FPGA完成信号的解帧、解码，完成高速串行数据到并行数据的转换，并进行后处理，该过程是发送端的逆过程。最后，经数模转换器将接收到的数据恢复成模拟信号，最后经视频信号输出端口和音频信号输出端口上连接的外围显示器和扬声器进行视频、音频信息的还原。

优选的，所述视频信号接收端口、音频信号接收端口与模数转换器之间还设置有高速放大器。

设置的高速放大器有利于将摄像机采集的视频模拟信号实时放大，有利于增强最终的光信号的强度。

更进一步，所述FPGA数据处理器为型号为XC4VSX25。

XC4VSX25中含有多个XtremeDSP Slice，而且FPGA中的XtremeDSP Slice可通过IP核的形式方便地调用；同时XtremeDSP Slice中每个乘法器或累加器都能独立使用，在XC4VSX25中可方便地将乘法器和累加器组合，构成所需要的数据处理结构，并且XC4VSX25体积小、功耗低、其处理速度满足现有高码率高清视频信号传输的需要。

更进一步，连接信号采集发送端与信号接收端的光纤为塑料光纤。

塑料光纤是用一种透光聚合物制成的光纤，因为可以利用聚合物成熟的简单拉制工艺，故成本比较低，且比较柔软，坚固，直径较大（约达1mm），接续损耗较低。

更进一步，所述视频信号接收端口、音频信号接收端口与模数转换器之间还设置有隔离变压器。

设置的隔离变压器有利于防止从视频信号接收端口、音频信号接收端口输入过高的电压施加到模数转换器上，损坏光纤传输系统的硬件。

更进一步，所述视频信号接收端口、音频信号接收端口与高速放大器之间还设置有隔离变压器。

设置的隔离变压器有利于防止从视频信号接收端口、音频信号接收端口输入过高的电压施加到高速放大器上，损坏光纤传输系统的硬件。

本实用新型具有以下有益效果：